第一篇：高分子材料在交通运输中的应用
高分子材料在交通运输中的应用
摘要：综述高分子材料在交通运输行业的应用及发展状况。关键词：产业用纺织品，交通运输，高分子纤维材料，应用。
目前我国产业用纺织品：把广泛应用于工业、农牧渔业、基本建设、交通运输、医疗卫生、文娱体育、军工及尖端科技领域的纺织品。我国把产业用纺织品分成16大类：农业栽培用纺织品；渔业和水产养殖用纺织品；土工织物；传动、传送、通风等管、带、轮胎的骨架纺织品；蓬盖布、帆布；工业用呢、毯、垫等；产业用线、带、绳、缆；革、毡、瓦等的基布；过滤材料及筛网；隔层材料及绝缘材料；包装材料；各类劳保、防护用材料；文娱体育用品的基布；医疗卫生及妇婴保健材料；国防工业用材；其他。下面我就结合本专业交通运输用纺织品：指汽车、火车、船舶和飞机等交通工具中应用的纺织品。
伴随世界经济的快速发展，交通运输业已成为重要产业之一。交通工具的制造中，新技术、新材料的应用，新能源的应用，成为当前世界各国和各区域组织最为关注的课题。今天，我们高分子纤维复合材料在交通运输领的应用进行研讨，共同展望在这一领域的发展前景。
高分子纤维材料在交通运输工具方面，应用高分子材料最多的是汽车工业，而在机车上，高分子则主要用于无油润滑部件、制动盘摩擦片、车窗玻璃等，在其他类型的交通运输工具上，高分子复合材料的应用也越来越广泛。
运输工具（1）汽车
目前，汽车研究目标仍然是节能、降低排放量及安全性能的改进。为此，美国重点从降低汽车自重等方面做出努力，力争将汽车的自重由目前水平再下降40％。而方法就是采用轻质材料，特别是广泛使用的高分子材料。
高分子及其复合材料是重要的汽车轻质材料，不仅可减轻零部件约40%的质量，而且还可使采购成本降低40%左右。近年来，高分子在汽车中的用量迅速上升。据统计，2000年世界汽车平均每辆高分子用量在就已达105kg，约占汽车总质量的8～12%。高分子在轿车中的用量较高，如奥迪A2型轿车的高分子件总质量已达220kg，占总用材的24.6%。发达国家汽车用高分子现已占高分子总消耗量的7～11%，预计不久将达10～11%。目前，车用高分子的品种与所占比例大体为：聚丙烯21%、聚氨酯19.6%、聚氯乙烯12.2%、热固性复合材料10.4%、ABS8%、尼龙7.8%、聚乙烯6%。从品种上看，聚烯烃材料因密度小、性能较好且成本低，近来有把汽车内饰和外装材料统一到聚烯烃材料的趋势，因此其用量会有较大的增长，预计聚丙烯今后可保持8%的年增长率，聚乙烯的增长势头也比较强劲。
我国汽车工业对聚丙烯的市场需求持续增长，主要是因为聚丙烯能够与多种材料很好配混，能够以较低的价格模拟高价格的工程高分子性能，以及能够薄型化和减轻重量等，使聚丙烯不仅在替代非聚合物，而且在与其它聚合物，如PVC、ABS、HDPE和工程高分子的竞争中也具有很大优势。许多汽车制造商都看好聚丙烯部件，并希望能够采用单一材料制造，以利回收，同时也希望材料的成本较低，聚丙烯因具有最佳的综合性能而成为首选。
聚氨酯由于原材料的多样性，以及不同助剂和成型方法的使用，可制得符合汽车工业要求得不同类型的产品。目前聚氨酯泡沫高分子重点发展的车用制件包括座椅、保险杠、制动与输油管件、仪表盘、门内护板和主柱板、轿车复合型地毯、内饰顶棚、隔音耐热减震阻尼制品等。而聚氨酯弹性体则重点开发汽车传动皮带、油封、缓冲器、门窗封条、异型材胶带、高承载轮胎等。聚氨酯涂料和胶粘剂在汽车工业的应用也越来越广，以胶粘剂为例，可用作挡风玻璃胶、刹车蹄片胶、高强度压敏胶带以及行李箱、发动机盖、内饰件等的密封和粘结。
ABS高分子具有良好的综合性能，在汽车零部件高分子化初期就已应用到高分子工业上。因其强度高、刚性好、耐高温、加工成型性好、尺寸稳定、外观质量好等特点，因此广泛应用于汽车外屋和内部零部件，ABS在汽车上用量约占高分子总用量的10%。美国、西欧、日本在汽车上使用ABS高分子约占ABS总用量的20-25%。
我国汽车用高分子需求量预测。
汽车高分子的广泛应用带来了可观的经济效益和社会效益。经济效益是节能，减轻车身自重不仅可节约油耗，而且在汽车制造过程中也节省了能源消耗。社会效益是环保，国际上环保要求用在汽车上的材料80％以上必须能够回收利用，而高分子可以满足这一要求。此外，高分子部件用于汽车还有一次成型，减少了工序和能源消耗，避免了部件组装过程中的误差，提高了整体精度；保持干燥，高分子部件一般无须特殊处理就具有天然的防水性能；耐热性好；无须油漆等优点。
国外汽车的内饰件已基本实现高分子化，如今高分子在汽车中的应用范围正在由内装件向外装件、车身和结构件扩展，今后的重点发展方向是开发结构件、外装件用的增强高分子复合材料、高性能树脂材料与高分子，并对材料的可回收性予以高度关注。我国汽车高分子的应用是伴随着汽车工业的发展而发展起来的，在其发展过程中，历经了热固性树脂制备电器绝缘件和转向盘等零件、汽车内饰化即利用PUR软泡、PVC革和PVC薄膜制备汽车座椅、仪表盘、顶棚、地垫、门内板等以及随着我国石化行业的快速发展和轿车材料国产化进程加速，使我国轿车上高分子应用跨入一个新的发展水平。目前，我国经济型轿车单车高分子用量已经达到50～60kg，中高级轿车60～80kg。
目前，我国汽车高分子应用主要包括内饰件、外饰件和功能结构件。内饰件主要有仪表盘、车门内板、杂物箱盖、座椅、车内顶等。功能与结构件主要有油箱、散热器水室、油门踏板、风扇叶片等。外饰件主要有保险杠、档泥板、车轮罩、导流板等。（2）机车车辆
自开始采用合成材料以来，纤维增强高分子作为半结构性材料已被大量应用于铁道机车车辆。从那以后，合成材料就被推广应用于铁道机车车辆，甚至在许多应用领域享有优先权。
列车特别是高速列车必须实现车辆轻量化，单靠使用金属材料减轻其自重已经接近极限，所以，主要途径是大量采用高分子材料及其复合材料。在选用机车车辆用高分子材料时，从安全性、功能性出发，应该是在阻燃的基础上向低烟、低毒、高比强度、高比模量的方向发展。目前碳纤维、硼纤维的应用，各种先进结构形式加蜂窝状结构的选用是研究的重点。
树脂基复合材料的夹层结构适用于制造高速列车流线型车头，其外皮及内皮均采用树脂基复合材料，其芯部采用有足够厚度且有绝热作用的泡沫高分子，这种夹层结构能满足结构强度、冲击拉力和隔热、隔音及易于制成流线型的复杂外型的要求。
与时速高达200km/h以上的高速列车制动相配套的新型制动盘，要求所用材料摩擦系数稳定，符合制动系统的要求，并且配方中应不含有铅、石棉等有害物质，耐温达630℃以上。可用高性能树脂或高性能树脂基复合材料制作。
机车发动机冷却水泵的叶轮和进水接盘，以前多用铁、铝、铜等金属材料制成。由于加工复杂，密度大，且在使用过程中存在严重的气蚀现象，使表面产生麻坑，最后致使金属脱落，同时，气蚀现象还会使水泵产生噪音和震动，使工作效率降低、供水量减少。现在选用PA制作水泵叶轮和进水接盘，不仅避免了气蚀现象，而且简化了制造工艺，实现了轻量化，提高了生产效率，降低了成本。也有采用增韧增强聚苯硫醚制作水泵叶轮和进水接盘的。
机车心盘衬垫是高承载车辆部件，在运行状态下受纵向、横向、扭力及动载加速等因素的影响，其受力情况相当复杂，磨耗很大，所以要求所选材料具有高强度、耐热性、耐寒性且有自润滑性。通常多选用玻纤增强增韧PA、含油铸型PA等制作。
采用玻纤毡增强PM制作的机车磨耗板已装在机车上试运行。
机车内饰件要求有一定的强度，且能阻燃。现在使用酚醛树脂(PF)代替不饱和聚酯(UP)，不仅发烟少，而且无氮、无氯。这种PF/GF复合材料能在200℃下连续使用，适合于餐车操作间及客车内部装饰。
此外，夹层结构的复合材料广泛地应用于列车的门板、地板、天花板等内饰件。
用于铁道车辆制造的组合体常常采用热固性树脂，目前市场首选是聚酯。乙烯酸酯、环氧树脂、酚醛树脂和改性的丙烯树脂则分享了其余份额。目前按树脂的种类分，在制造铁道车辆用合成材料中，聚酯占35%，乙烯酸酯占22%，环氧树脂占21%，酚醛树脂占15%，改性的丙烯酸树脂占4%，其他树脂占3%。
另外，聚合物泡沫、软木或蜂窝材料用于制造质量小、刚性好的板材，已经在铁路工业中得到了推广应用。用于铁路机车的聚合物泡沫通常是热固性的，用于制造热公差较大的组件，热塑性泡沫也有采用。机车中使用的泡沫高分子最常见的可能是聚氨酯和聚氯乙烯。其中，聚氨酯能在两表面层之间现场发泡，因此，不需要整体预成形。
在铁路装饰件和半结构件市场中，GFRP已经占据了牢固的地位。而碳基合成材料和以芳族聚酰胺纤维为基的合成材料，由于碳纤维的价格问题，应用还比较有限。就纤维增强复合材料而言，按纤维的种类分，在制造铁道车辆用的合成材料中，玻璃纤维占58%，芳族聚酰胺纤维占20%，碳纤维占20%，其他纤维占2%。按纤维的形式、规格分，在制造铁道车辆合成材料的增强纤维中，切断的玻璃纤维毡占33%，连续的玻璃纤维毡占16%，玻璃纤维织物占34%，抗折叠织物占12%，其他占5%。3）水运工具
舰船已经成为工业部门中应用高分子材料及其复合材料的一个重要方面，目前舰船中所用的复合材料绝大多数为纤维增强高分子，其中用量最大、范围最广为玻璃纤维增强热固性高分子。船用纤维增强高分子由于质轻、高强，对减轻结构重量有较大的潜力，特别适用于限制重量的高性能船舶和赛艇；由于耐腐蚀、抗海生物附着，比传统的造船材料更适合在海洋环境中使用；由于无磁性，因而是扫雷艇、猎雷艇最佳的结构功能材料；由于介电性和微波穿透性好，而适宜于军用舰艇；由于能吸收高能量，冲击韧性好，所以船舶不易因一般的碰撞、挤压而损坏；由于导热系数低，隔热性好，因而适合制造救生艇(特别是全封闭式耐火救生艇)、渔船和冷藏船等；由于船体表面能达到镜面光滑，并可具有各种色彩，所以特别适合建造形状复杂、款式多样、外形美观的游艇；具有可设计性好的特点，能按船舶结构各部位的不同要求，通过选材、铺层研究和结构选型等来实现优化设计；整体性好，可以做到整个船体无接缝和缝隙；船体成型简便，比钢质、木质船省工，且批量生产性特别好，降低造价的潜力很大；所制造的舰船维修保养方便，维修费比钢质、铝质和木质船少得多，全寿命期的经济性能好。
因此，纤维增强高分子具有传统造船材料所无法比拟的优越性能，倍受各国造船界的重视，经多年的开发应用，迄今已成为一种重要的船用材料。从性能及船舶设计、建造技术的现有水平和发展前景来看，纤维增强高分子在造船中的应用将日益广泛，发展前景极为可观。当前已能用它来建造各种中小型舰船，从数量上来看，最多的是游艇、渔船、救生艇、工作艇以及反水雷舰艇等。以渔船为例，现在99％的渔船还是木制的，每年用于维修或建造新船的木材大约为300万m3，而中国现有纤维增强高分子渔船厂200家，纤维增强高分子渔船正处于上升势头，把纤维增强高分子应用于渔船生产，可以充分发挥树脂基复合材料质轻、高强度、耐腐蚀的特性，增强船体浮力，减少制造成本。（4）飞行器
多种高性能的高分子复合材料目前已经用于各种航空航天工具中。例如，碳纤维复合材料不久前还只在军用飞机上用做主结构如机身和机翼。但是，近年来先进复合材料已开始用于大型民航客机上用做主结构，玻纤增强高分子也大量使用在一些较为次要的部位。
在美国，碳纤维复合材料主要用于航空航天工业；在欧洲，碳纤维复合材料在航空航天领域的使用量达到33%，仅次于其他工业用途。例如，无人驾驶飞机上，目前已经大量使用碳纤维复合材料。
新近推出的波音公司新型民航客机7E7和空中客车公司A380，都开始采用航空航天复合材料作飞机的主结构。这是因为复合材料能提供目前制铝工业所能提供的铝合金大致相同的性能，而且复合材料还能进一步降低成本。此外，复合材料还有耐久性好，所需保护少，零部件可以整合，耐腐蚀性强，通过利用智能纤维材料和嵌入式传感器进行结构监测等优点。
7E7客机绝大多是用复合材料制造的，将需要约25吨增韧碳纤维增强环氧树脂叠合材料和夹层材料。A380也使用通常的复合材料结构，例如机翼包皮的40％采用碳纤维增强高分子，减轻质量1.5t，减轻全装配结构11.6t。尾翼的大部分包括尾翼的安定面是碳纤维复合材料，仿照老式空中客车客机。未增强的后机身由连接到复合材料机架上的复合材料与合金架的组合体上的碳纤维蒙皮构成。总计复合材料将占机架质量的大约16%，减轻同种规模的全金属结构（空飞机的总质量将约为170t）。
三、结束语
交通运输是国民经济的命脉，世界各国都在不断提高和完善自身交通运输的水平，其中主要的途径之一就是要实现交通工具轻量化，增加高分子及其复合材料部件，特别是扩大高分子在该领域中的应用。当前我国正在实施中西部大开发战略，将有多条公路、铁路以及若干座桥梁需要建设，这给高分子其复合材料发挥巨大作用提供了广阔的空间和前所未有的机遇。
参考文献
罗益峰，高科技纤维的新形势和我国的机遇，《高科技纤维与应用》2008.23.6,。
《产业用纺织品》2011.11.25 《纺织材料与检测》作者曾志明211.10.23 《中文科技期刊数据库》2011.11.25 《复合材料及其工程应用》2011.11.25 《纤维增强树脂基复合材料在交通运输领域应用展望》2011.12.17
第二篇：高分子复合材料在各种航空航天工具中应用
高分子复合材料在各种航空航天工具中应用
多种高性能的高分子复合材料目前已经用于各种航空航天工具中。例如，碳纤维复合材料不久前还只在军用飞机上用做主结构如机身和机翼。但是，近年来先进复合材料已开始用于大型民航客机上用做主结构，玻纤增强塑料也大量使用在一些较为次要的部位。
在美国，碳纤维复合材料主要用于航空航天工业；在欧洲，碳纤维复合材料在航空航天领域的使用量达到33%，仅次于其他工业用途。例如，无人驾驶飞机上，目前已经大量使用碳纤维复合材料。
新近推出的波音公司新型民航客机7E7和空中客车公司A380，都开始采用航空航天复合材料作飞机的主结构。这是因为复合材料能提供目前制铝工业所能提供的铝合金大致相同的性能，而且复合材料还能进一步降低成本。此外，复合材料还有耐久性好，所需保护少，零部件可以整合，耐腐蚀性强，通过利用智能纤维材料和嵌入式传感器进行结构监测等优点。
7E7客机绝大多是用复合材料制造的，将需要约25吨增韧碳纤维增强环氧树脂叠合材料和夹层材料。A380也使用通常的复合材料结构，例如机翼包皮的40％采用碳纤维增强塑料，减轻质量1.5t，减轻全装配结构11.6t。尾翼的大部分包括尾翼的安定面是碳纤维复合材料，仿照老式空中客车客机。未增强的后机身由连接到复合材料机架上的复合材料与合金架的组合体上的碳纤维蒙皮构成。总计复合材料将占机架质量的大约16%，减轻同种规模的全金属结构（空飞机的总质量将约为170t）。
第三篇：在实际应用中
A1、在实际应用中，统计的含义是指统计工作、统计资料与统计学。
2、构成总体总体，必须同时具备同质性、大量性与差异性。
3、要了解某工业企业的文化水平，则总体单位是的每一位职工。4下列属于品质标志的是文化程度。
5、统计工作的基础是统计调查。
6、统计的认识过程是定性认识到定量认识再到定量认识与定性认识相结合。
7、一个总体可以有多个指标
8、某职工月工资为1800员，工资是数量指标
9、统计工作与统计学的关系是统计时间与统计理论
10、对某市工业企业职工的收入情况进行研究，总体是该市全部工业企业的全部职工。
11、统计调查搜集的主要是原始资料，所谓原始资料是指
1．统计调查搜集的主要是原始资料，所谓原始资料是指向调查单位搜集的尚待汇总整理的个体资料 2．统计调查所搜集的资料包括原始资料和次级资料两种，原始资料与次级资料关系是次级资料是从原始资料过渡来的
3．统计调查有全面调查和非全面调查之分，它们划分的标志是是否对所有组成总体的单位进行逐一调查
4．全面调查是对构成调查对象的所有单位进行逐一的调查，因此，下述调查中属于全面调查的是对全国的人口进行普查
5．按调查登记的时间是否连续，统计调查可分为连续调查和不连续调查。下述调 查中属于连续调查的是按旬上报钢铁生产量
6．调查单位与报告单位的关系是二者有时是一致的
7．对某省饮食业从业人员的健康状况进行调查，调查对象是该省饮食业的所有从业人员
8对某省饮食从业人员的健康状况进行调查，调查单位是该省饮食业的每一位从业人员
9．我国的统计报表目前大多是全面统计报表
10．统计报表报送周期不同，报表所反映的指标项目有不同的详细程度。一般，周期越短，则报告的指标项目越少
11．对1990年6月30日24时的全国人口进行逐一调查，这是普查
12．抽样调查与典型调查都是非全面调查，二者的根本区别在于选取调查单位的方法不同
13．通过调查鞍钢、武钢等几个大钢铁基地，了解我国钢铁生产的基本状况。这种调查方式是重点调查
14．统计调查可以分为统计报表制度和专门调查，划分的根据是调查的组织方式
15．如果调查对象是全部工业企业，则调查单位是每一工业企业
16．典型调查是从被调查对象中按照调查目的有意识地选取若干具有代表性的单位进行调查
17．全面统计报表是一种报告法的调查方法
18．下列属于专门调查的是普查
19．调查时间是指调查资料所属的时间
20．在统计分析中，需要已婚人口数和未婚人口数指标，则相应的调查标志是婚姻状况
21．下列属一次性调查的是全国实有耕地面积
22．普查是专门组织的一次性全面调查
23．区别重点调查与典型调查的标志是 确定调查单位的标准不同
24．抽样调查和重点调查都是非全面调查，二者的根本区别在于选取的单位方式不同
25．调查对象是指所要调查的总体
26．某市工业企业2006年生产经营成果年报呈报时间规定在2007年1月31日，则调查期限一个月
27．重点调查中重点单位是指标志总量在总体中占有很大比重的单位
28．在生产过程中，对产品的质量检查和控制应该采用抽样调查
29．调查期限是指进行调查登记工作开始到结束的时间
30．下列资料属于原始记录的是个人生产记录
31．人户访问的优点之一是易于进行质量控制和调查较为复杂的项目
32．街头拦截面访的缺点之一是搜集的数据对总体的代表性不强
33．对某市自行车进行普查，调查对象该市所有自行车
34．对某市自行车进行普查，调查单位是该市每一辆自行车
35．对某市自行车进行普查，报告单位是该市每一个拥有自行车的人
36．为了了解职工的业余生活，某市统计局欲对该市职工2006年8月15日至21
日一周的时间安排进行调查。此项调查宜采用抽样调查
37．某市统计局欲对该市职工2006年8月15日至21日一周的时间安排进行调查，调查对象是该市全部职工
38．某市统计局欲对该市职工2006年8月15日至21日一周的时间安排进行调查。要求此项调查在9月底完成。调查时间是8月15日至21日
1．统计分组是统计资料整理中常用的统计方法，它能够区分 D．总体中性质相异的单位
2．统计分组的关键在于确定 D．分组标志和分组界限
3．．按照反映事物属性差异的品质标志进行分组称为按品质标志分组。下述分组中属于这一类的是 B．在校学生按性别分组
4．按数量标志分组的关键是确定 D．组距
5．全国总人龄分为5组，这种分组方法属于 A．简单口按年分组
6对某校学生分别按年级和年龄分组，由此习惯成的分组体系是平行分组体系 8组距数列中的上限一般是指本组变量的最大值
9组距和组数是组距数列中的一对基本要素，当变量的全距一定时，組距和组数有相反的关系 10等距数列和异据数列是組距数列的两种形式，其中等距数列是指各组組距相等的数列。11用离散变量作分组标志时，相邻组的上下限应间断
12某企业职工月工资收入最高者为4260，最低者为2700，据此分为六个组，形成闭口式等距数列，则组距为260 13在组距数列中，对各组的上限与下限进行简单平均，得到的是组中值
14在组距数列中，用组中值代表组内变量值的一般水平，是因为不可能得到组平均数
15在分组时，如遇到某单位的标志值刚好等于相邻两组上下限数值时，一般是将此值归入作为上限的那一组
16将企业按资产总额分组，使用的分组形式为组距式分组 17企业按资产总额分组只能使用组距式分组
18某连续变量数列，其末组为开口组，下限为200，又知其邻组的组中值为170，则末组组中值为230 19统计整理主要是整理原始调查资料
20简单分组与复合分组的主要区别在于各自采用分组标志个数不同 21分配数列包含连个组成要素，既分组和次数
22划分组限时相邻组的上下限如重叠，则预上限相等的标识值计入下一组 23在分配数列中，频数是指各组单位数
24将某地区30各商店按零售额多少分组而编制的分配数列其变量值时各组的零售额 25比较法审查是主要审查数据之间有无矛盾
26静态数列也称时点数列，是反映同一时间条件下总听内部的数量分布
B、1统计学中常用的基本概念有总体、总体单位、标志、变量、指标。2作为统计信息管理机构，统计部门的职能有信息、咨询、监督。3统计的工作过程一般包括统计设计、统计调查、统计整理、统计分析。4总体的基本特征同质性、大量性、差异性。
5统计设计阶段的结果有统计报表制度、统计调查方案、统计分类目录、统计指标体系6当前我国统计的任务是同对国民经济和社会发展情况经行统计调查、对国民经济和社会发展情况进行统计分析、提供统计资料、提供统计咨询意见、实行统计监督。
7统计分析阶段的任务包括分析和评价所掌握的统计资料、认识事物的本事和规律性、对事物未来的发展趋势作出科学的预测。
8在全国人口普查中每一个人是总体单位、全部男性人口数是统计指标、人口的平均年龄是统计指标。
1．非全面调查是仅对一部分调查单位进行调查的调查种类，下列各项中属于非全
面调查的有A．重点调查 B．抽祥调查C．典型调查
2．制定一个周密的统计调查方案，应包括的内容有 A．确定调查目的 B．确定调查对象E．确定调查项目
3．全面统计报表是一种A．全面调查方法 B．报告法调查C．经常性调查方法
4．通过调查鞍钢、首钢、宝钢等几个大钢铁基地来了解我国钢铁的基本状况，这
种调查属于B．重点调查E．非全面调查
5．重点调查是一种B．非全面调查C．就重点单位进行的调查D．可用于经常性调查也可用于一次性调查的调查方法E．能够大致反映总体基本情况的调查方法
6．重点调查的实施条件是 C．重点单位的标志值在总体中占绝大比重D．调查曰的不要求掌握全面数据，只须r解基本状况和发展趋势，调查少数重点单位能满足需要
7．抽样调查的特点包括 A．是一种非全面调查 B．按照随机原则抽选调查单位C．根据样本的资料推断总体的数值
8．统计调查按组织方式的不同可分为 B．专门调查E．统计报表
9．统计调查方案的主要内容有 A．确定调查目的 B．确定调查时间和期限 C．确定调在单位和调查对象和报告单位 D．确定调查项日和调查表E．确定调查的组织计划
10．计算机辅助电话访问（CATI）的优势有 A．能够建立良好的跳问模式 B．能够当场对数据进行审核 D．支持程序问卷的再使用
11．在全国_[业企业普查中全国每一个工业企业是调查单位C．全国每一个工业企业是报告单位 E．每个工业企业的职T人数是变量
12．在工业企业设备调查中 B．T业企业的所有设备是调查对象C．每台设备是调查单位
E．每个工业企业是报告单位
13．下列统汁调查属于非全面调查的有 B．重点调查C．典型调查 D．抽样调查
14．下列哪种调查方式属于面谈访问 D．人户调查 E．街上拦截访问
15．原始记录必须具备的特点是 B．最初性 D．直接性
16．统计台账的特点是A．按时间的顺序对统计资料进行登记B．是一种账册D．随着时间的进程不断循序地汇总或积累资料
C、1统计，是指对某一现象有关的数据的搜集、整理、计算和分析等的活动。（对）2统计学是先于统计工作而发展起来的。（错）
3指标是说明总体特征的，而标志是说明总体单位特征的。（对）4品质标志是不能用数值表示的。（对）
5总体的同质性和总体单位的变异性是进行统计核算的条件（对）6标志的具体表现是在标志名称之后所表明的属性。（错）7对有限总体只能进行全面调查。（错）
8总体的同质性是指总体中的各个单位在所标志上都相同（错）9有限总体是指总体中的单位数量是有限的。（对）
10某工业企业作为总体单位是时，该企业的工业增加值是数量标志，若该企业作为总体，则企业的工业增加值是统计指标。（对）
11总体与总体单位，标志与指标的划分都具有相对性。（对）
1．全面调查是对调查对象的各方面都进行调查。【答案】×
2．我国的人口普查每10年进行一次，因此，它是一种经常性调查方式。【答案】×
3．在统计调查中，调查单位和报告单位有时是一致的。【答案】√
4．调查时间是指开始调查工作的时间【答案】×
5．普查可以得到全面、详细的资料，但花费较大。【答案】√
6．各种调查方式的结合运用，会造成重复劳动，因此不应提倡 【答案】×
7．要想通过非全面调查来取得全面资科，应选用典型调查方法。【答案】×
8．在统计调查中，调查单位与报告单位是不一致的。【答案】×
9．统计报表是按国家有关法规颁布的，是必须履行的义务。故各级领导部门需要统计资料时，都可以通过颁布统计报表来收集。【答案】×
1O．普查可以取得被研究事物总体的全面情况，且不需大量的人力、物力和财力【答案】×
11．抽样调查是非全面调查中最有科学根据的方式方法，因此，它适用于完成任何调查任务。【答案】×
12．全面调查与非全面调查是根据调查结果所取得的资料是否全面来划分的。【答案】×
第三章1．统计分组是统计资料整理中常用的统计方法，它能够区分 D．总体中性质相异的单位
2．统计分组的关键在于确定 D．分组标志和分组界限
3．．按照反映事物属性差异的品质标志进行分组称为按品质标志分组。下述分组中
属于这一类的是 B．在校学生按性别分组 4．按数量标志分组的关键是确定 D．组距
5．全国总人口按年龄分为5组，这种分组方法属于 A．简单分组
第四章
1．统计指标反映的是（）。
A．总体现象的数量特征
C．个体现象的数量特征
【答案】A
2．总量指标（）。
B．总体现象的社会特征
D．个体现象的社会特征
A．能从无限总体中计算出来
B．数值大小与总体的范围无关
C．与数学中的绝对数是一个概念
D．反映一定时间、地点、条件下某种经济现象的总规模或总水平
【答案】D
3．质量指标的表现形式是（）。
A．绝对数 B．绝对数和相对数
C：绝对数和平均数 D．相对数和平均数
【答案】D
4．总量指标按其反映的时间状况不同可分为（）。
A．预计指标和终期指标 B．时点指标和时期指标
C．基期指标和报告期指标 D．先行指标和滞后指标
【答案】B
5．统计指标体系是由（）。
A．若干个相互联系的统计指标组成的整体
B．若干个相互矛盾的指标组成的整体
C．若干个相互联系的数量指标组成的整体
D．若干个相互限制的数量指标组成的整体
【答案】A
第四篇：高分子注浆材料在我国矿区的应用现状及发展前景
高分子注浆材料在我国矿区的应用现状及发展前景
冯志强1，2
（1.煤炭科学研究总院开采设计分院； 2.天地科技股份有限公司开采设计事业部）
摘要：随着矿井开采深度的增加，在煤矿巷道开挖和修复过程中，由于巷道围岩极其破碎，围岩松动破碎范围大，极易发生冒顶和片帮事故，既造成施工的不安全，又造成巷道断面不规整，影响矿井安全。化学浆加固是目前防治上述煤矿事故的有效措施。虽然化学浆在加固煤矿中破碎煤岩体效果显著，但是在注浆过程中还存在很多问题，急需加以完善，以便更好地应用于煤矿灾害防治中。本文详细从注浆材料以及注浆作用方面分析了以晋煤集团为代表，在注浆方面的应用及发展，并提出了今后化学注浆的发展方向以及化学注浆对整个行业产生的效益。
关键词：化学注浆；破碎煤岩体；充填密闭；注浆堵水。
前言
注浆技术从20世纪50年代以来得到迅速发展，已广泛应用于各类岩土工程。注浆材料分为水泥类和化学类材料，分别用于不同的工程类型。一般水泥类材料价格低，凝结后强度高，耐久性好，无毒。但浆液含固体颗粒，对微裂隙渗透能力低，易析水沉积，凝固时间长，效果差，适用于裂隙宽度大的岩土工程。化学材料浆液无颗粒，对微裂隙渗透能力强，凝胶时间可准确控制，适用于各类岩土工程。
20世纪70年代德国、美国、独联体、法国、波兰等采煤技术先进的国家，先后开发了化学注浆材料用于加固破碎煤岩体和井下防火和隔风。德国、美国以聚氨酯材料为主，独联体、法国、波兰主要使用脲醛树脂。材料年消耗量均在数千到上万吨以上，有效改善了破碎煤岩的整体稳定性，为矿井安全和高效生产提供了保障。我国岩土注浆技术也已得到广泛应用。特别是1964年中国科学院广州化学所就研制成功了被誉为“20世纪魔水”的丙烯酰胺灌浆材料，应用于铁路隧道施工，取得了良好效果。此外，20世纪70年代以后，随着我国水利水电工程的迅猛发展，灌浆帷幕已发展成岩溶发育地区修建高坝的坝基防渗的主体处理措施。使用的材料有水泥类，包括：可灌入0.1mm裂缝的超细水泥和易保存的湿磨超细水泥；改性灌浆水泥和膏状水泥浆液。化学浆液包括：环氧类、聚氨酯类、丙烯酰胺类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酸盐类、水玻璃类等。煤炭行业所用材料主要有水泥——水玻璃类；不饱和聚酯类；环氧树脂类；甲醛类树脂（包括脲醛树脂、三聚氧氰胺甲醛树脂、酚醛树脂）；聚氨酯树脂。
但上述材料不能直接应用于矿山，特别是不能满足煤矿井下生产需要，主要表现为：① 煤矿井下环境潮湿，直接影响憎水材料的使用性能。② 加固后的破碎煤岩体要经受一次甚至多次剧烈的采动矿山压力影响，对材料固结后的体积收缩、粘结强度及抗压强度要求高。③ 生产安全要求，使用的加固材料必须具备高闪点、阻燃特性。④ 井下通风空间有限，要求材料析出的有害成份严格，以防对矿井造成污染。⑤ 井下破碎煤岩体虽有原生或采动影响形成的裂隙，但裂隙宽度小，难以采用无机类加固材料。⑥ 材料应具有速凝特性，实现化学加固与采掘施工快速推进相配合。⑦在煤矿掘进过程中以及回采作业遇到断层时 ,不可避免地会产生冒落 ,并在架后形成冒落孔洞，需要有发泡材料进行充填。1 注浆加固作用分析
注浆是适用于破碎煤岩体加固的有效手段，已广泛应用于矿山、水利水电、交通、市政等领域涉及的岩土工程加固。1.1 注浆综合作用
（1）注浆加固归纳起来有以下几方面作用：
1)注浆加固巷道围岩，可利用浆液形成的胶结体封堵围岩裂隙，隔绝空气，防止围岩风化，且能防止围岩被水浸湿而降低围岩的本身强度；
2)破碎煤岩体注浆后，在注浆范围内破碎岩块胶结成整体，提高了岩体内聚力、内摩擦角和弹性模量，从而提高了岩体强度，实现利用围岩本身作为支护结构的一部分；
3)注浆使得支护结构面尺寸加大，围岩作用在支护结构上的载荷所产生的弯矩减小，从而降低了支护结构中的拉应力和压应力，因此能承受更大的荷载，提高了支护结构的承载能力，扩大了支护结构的适应性； 4)注浆后使得作用在拱顶的压力能有效地传递到两墙，通过对墙的加固，又能把荷载传到底板；同时由于组合拱厚度的加大，能减小作用在底板上的载荷集中度而且减小底板岩石中的应力，减弱底板的塑性变形，减小底臌量。而底板的稳定，有助于两墙的稳定，在底板、两墙稳定的情况下又能保持拱顶的稳定； 5)破碎煤岩体注浆后，强度与完整性得到显著提高，在此基础上进行锚杆支护，可显著提高锚杆的锚固力与可靠性，从而使锚杆的支护作用得到充分发挥；
6)金属支架、砌碹支护基础上进行注浆，可以使壁后充填密实，保证荷载均匀地作用在支架或砌碹壁上，避免出现应力集中点而首先破坏，提高支架与砌碹的整体支护强度；
7)充填围岩裂隙，配合锚喷支护，可以形成一个多层有效组合拱，即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱及浆液扩散加固拱，从而扩大了支护结构有效承载范围，提高了支护结构的整体性和承载能力；
8)高应力、软弱破碎巷道底板经锚注加固后，阻止底板流变继续发生，使巷道两底角不会继续向里移动，从而有利两帮和顶板支护。（2）注浆在密闭充填方面的作用。
在煤矿掘进过程中以及回采作业遇到断层时，不可避免地会产生冒落，并在架后形成冒落孔洞。这些孔洞经常造成瓦斯积聚，在具有自燃倾向的煤层还可造成自然发火。因此，只有及时填充这些孔洞，才能确保安全生产。我国煤矿通常采用在冒落地点架木垛、填沙浆等方法进行处理，但这些方法费时、费力、施工难度大，且不能保证真正消除事故隐患。因此开发为煤矿井下充填、密闭使用的泡沫材料不仅应用于填充矿井冒落孔洞，还可应用于厚煤层分层开采和沿空送巷时的通风控制，并对消除砌壁、密闭等环节因漏风带来的自燃具有良好的控制作用。1)防止顶板的瓦斯积聚。
巷道顶板孔隙或孔洞是瓦斯积聚、引发爆炸危险的隐患之一。采用泡沫树脂充填后，可消除瓦斯积聚的空间，减少爆炸危险。）防止突出或冒落孔洞等空隙漏风引起的自然发火。
煤矿采煤过程中，突出和冒落孔洞等空隙是引起煤层自然发火的主要漏风源(亦称火点)。我国在《煤矿安全规程》中指出了封堵突出与冒落孔洞的具体措施，其中特别提到今后采用“泡沫树脂”等新型填充材料问题，采用泡沫树脂填充冒落带的方法。3)可作为巷旁充填材料使用。
在矿井掘进中，巷壁常常不规则，特别是穿过断层带时，不可避免地会产生冒落。出于安全上的考虑，必须用备板或其它材料进行支护与充填。目前，已采用高水材料充填等新措施，收到了良好的效果。将泡沫树脂作为巷旁充填材料使用，具有如下特点：①充填工艺简单、易行，不必在背板后面留出充填空间；②泡沫树脂具有良好的弹性，由于支架与围岩紧密连接，使支架均匀受载，因此，它在顶板来压时可以起到较好的缓冲作用，几乎可以排除煤岩垮落事故；③用泡沫树脂充填了绝大部分的孔洞与裂隙，可避免背板后面的瓦斯积聚；④泡沫树脂具有较低的透气性，可减少大量漏风，改善工作面的通风状况。4）用作临时密闭。
采用泡沫树脂作临时密闭，具有迅速、简单、灵活、漏风小等优点。打密闭时只需垒砌简单的木垛，然后在其中直接喷上泡沫即可。由于泡沫体具有弹性，即使顶板来压或去压，均可达到较好的防、堵漏风的效果。以神华集团神东公司为例，由于该公司基本上所有的矿井在掘进过程中都是采用连续采煤机作业，而连续采煤机掘进的优点是掘进速度快，最高双巷能达到月进尺4000米。但是带来的主要问题就是增加了联络巷，最少每隔50米就需要增加一道联络巷，而联络巷的形成对通风是不利的。因此在数千米的巷道中联络巷的数量达到近百个，这样必须对联络巷进行充填密闭以控制调节风量。（3）注浆在巷道及井筒堵水方面的作用。
随着开采深度加大，矿井涌水量将不断增加，破碎煤岩体中的节理、裂隙等不连续面正好是导水通道，造成煤岩体内含水量大，顶板出现淋水，使顶板管理更加困难。通过高分子材料注浆能快速有效的封堵矿井涌水及大范围淋水，对矿井安全生产将有重要意义。1.2 注浆参数的确定
注浆参数的确定包括以下方面：
(1)注浆压力。注浆压力是浆液在围岩中扩散的动力，它直接影响注浆加固质量和效果。注浆压力受岩层条件、注浆方式和注浆材料等因素的影响和制约。注浆压力的选择应注意压力过高会引起劈裂注浆，很可能在注浆过程中导致围岩表面片帮冒顶等破坏。如压力过小浆液难以向四周围岩中扩散。因此，正确选择注浆压力及合理运用注浆压力是注浆成败的关键。对水泥浆液加固，一般在2MPa左右。岩石完全破碎、冒落时可选用<0.5MPa，严重破碎情况<1MPa，裂隙开裂较小可采用1～2MPa。对于渗透性差的岩石，可以采用增密注浆孔的办法解决。
(2)注浆量。裂隙的发育状况是影响注浆难易程度的重要因素。由于围岩裂隙发育，松动范围的不均匀性和围岩岩性的差异，围岩吸浆量差别较大，所以应既有效的加固围岩达到一定的扩散半径，又节省注浆材料和注浆时间。
(3)注浆时间。为了防止注浆在围岩裂隙孔隙发育的巷道内浆液泄漏，注浆时在控制注浆压力和注浆量的同时，还要控制注浆时间，注浆时间不宜过长。裂隙、孔隙、层位不发育的围岩，吸浆速度较慢，浆液扩散较困难，为了提高注浆效果，必须在提高注浆压力的同时适当延长注浆时间。
(4)浆液扩散半径。浆液在岩石裂隙中的扩散实际上是不规则的，它随着岩层渗透系数、裂隙宽度、注浆压力、注入时间的增加而增大，随着浆液浓度和粘度的增加而减小。通常以调节注浆压力、浆液注入量和浓度等参数来控制浆液扩散范围的大小，一般要求其扩散半径在0.8～1.0m以上。
(5)注浆孔的布置。注浆孔的孔间距主要由渗透半径决定。浆液的渗透半径与岩石性质、破坏状态、注浆压力、浆液性质及粘度等因素有关。它的变化范围很大，所以主要还是由实地试验的数据作依据。用于巷道稳定的加固性注浆，由于眼浅、压力低，所以孔眼距一般在2～3m以内。注浆孔的眼距应使两个注浆孔的渗透范围有一定交叉，所以应比二倍渗透半径小，取大约0.65～0.75的系数。
(6)注浆深度确定。注浆深度应深于破碎区边缘进入峰后强度区较合适。注浆深度尽量深，有利于降低对注浆强度的要求，同时，此范围裂隙发育，注浆条件好，注浆所需的压力要求也低。2 我国煤矿矿井巷道现状及措施
以晋煤集团为例，作为国内亿吨级大型矿区，大部分矿井地质构造多、含水量大、煤层瓦斯含量高。以赵庄矿为例，3#煤层煤质松软，顶板含厚度不稳定的泥岩层。由于巷道围岩条件复杂，随着矿井生产建设的发展，包括矿井开拓巷道、准备巷道和回采巷道在内，都出现了不同程度的变形甚至破坏，采掘动压影响导致巷道变形加剧，尤其是服务期长的矿井开拓巷道和准备巷道，严重的变形破坏已影响矿井安全正常生产。为确保复杂地质条件及高地应力条件下的巷道支护安全，巷道支护在采用强力锚杆、强力锚索支护系统基础上，对巷道破碎围岩进行注浆加固技术研究，是确保矿井安全正常生产的基础。2.1 矿井巷道基本现状
以晋煤集团为例，大多矿井巷道的明显特点是采动压力影响范围大、巷道受采动影响时间长，滞后影响范围远大于超前影响范围。围岩变形速度将逐渐加快。巷道围岩受采动影响后，随时间推移两帮移近量和移进速度会加快。
强烈的矿山压力无疑来自顶板的整体下沉，但根据现场围岩内部结构分析，引起巷道破坏变形的主要原因，是因为顶煤松软以及两帮围岩强度低。对于赵庄及昌平煤矿巷道两帮及顶煤为3＃煤，单轴抗压强度8.2～18.1MPa，承载能力较低，初始支护强度和刚度不足以抵抗多次掘进与回采过程强烈的采掘动压影响。留巷巷道经受自身掘进和服务两个工作面回采过程的动压影响，会产生回采及掘进影响期的巷道变形。随着巷道变形量增加，巷道围岩破坏深度会向内部扩展，并由表及里逐步失去承载能力，两帮破碎围岩失去约束后在强烈的矿山压力作用下加速向巷道内部移动。两帮围岩整体外移并失去承载能力的过程，导致实际意义上的巷道顶板无支护宽度增加，造成顶板的整体下沉。大范围顶板下沉形成的强烈矿山压力进一步挤压两帮破碎围岩，最终将引起加剧两帮围岩移近或产生底鼓。
综合分析晋城矿区包括赵庄煤矿、昌平煤矿、寺河以及成庄煤矿巷道围岩变形情况，造成巷道围岩变形的主要影响因素包括：
⑴ 岩层条件—巷道围岩整体强度低。煤层大巷两帮为软煤，底板为泥岩，直接顶多为厚度不均匀的泥岩，揭露后易风化且呈碎块状。
⑵ 地质构造—构造区围岩完整性遭到破坏。断层、陷落柱及褶曲等构造区域。
⑶ 采掘动压—赵庄矿采掘动压显现剧烈。已回采的工作面均对50m外的双工作面共用巷造成强烈影响，两帮移近2～3m，底臌约2m，顶板整体下沉。
具有典型代表性的赵庄煤矿12043巷，04工作面回采结束后将作为北一盘区回风巷，服务于盘区后期回采。04工作面回采前进行了详细围岩结构调查，从现场调查情况看围岩结构表现出以下特征：
① 巷道表面变形较小的情况下，两帮围岩破坏深度大。部分地段甚至全钻孔深度均不同程度开裂离层，已远超过锚杆的有效锚固深度。
② 巷帮不同深度破坏后状况不同，一般浅部连续开裂，中间较完整，靠孔底约1m存在微裂隙或直接开裂。③ 巷帮围岩强度变化明显，一般浅部2～3m范围内呈块状破碎，裂隙开度较大；中部3～5m范围内围岩松软，孔壁呈粉状破碎，裂隙开度小；深部6m以上一般呈现为微裂隙，岩性硬度增加。④ 顶板离层深度普遍在4m左右，不同部位顶板完整性差异较大。
⑤ 顶板深部目前尚普遍较完整，但浅部离层导致锚杆对顶板的约束力较低。⑥ 不论帮顶围岩破坏深度大小，裂隙开度普遍较小，煤体可注性较低。2.2加固修复总体原则
综合分析该巷道的特点和围岩结构，注浆超前加固施工必须在有效恢复围岩完整性的基础上，提高巷道围岩的整体性和围岩的力学指标。注浆的目的是充填粘结受采掘影响后，巷道围岩离层、开裂形成的裂隙，将破碎的巷道围岩进行重新组合，尽量恢复并构成完整的岩体结构，进而形成连续的传力结构体，以有利于锚杆锚索加固时力的传递，大幅度提高加固质量和效果。注浆后，破碎围岩基本上恢复连续状态。2.3 注浆材料选择
目前，国内外用于注浆加固的材料很多，但从材料的性质上主要分两大类：颗粒型无机浆材和溶液型化学浆材。应根据注浆的目的、浆材性质及造价等因素选择适宜的浆材及浆液配比。
典型的颗粒型硅酸盐类水泥浆材，具有结石强度高、耐久性好、材料来源丰富、工艺设备简单、成本低、注浆设备品种齐全等特点，所以在各类工程中得到广泛应用。但这种浆液容易离析和沉淀、稳定性较差，并且由于其颗粒度大，浆液难以注入岩层的细小裂隙或孔隙中，扩散半径较小，凝结时间不易控制。适用于要求强度高，松散、离层明显的破碎体加固。
化学浆液可注性好，能注入土层中的细小裂隙或孔隙，用于破碎离层区加固时，可提高破碎体整体性，并可改善破碎围岩的力学性能。适用于裂隙开度较小的破碎区加固。
针对晋煤集团各矿井的特点是围岩煤层软，裂隙不发育，目的在于提高围岩的承载能力，从而控制围岩的变形，要求加固后采动影响过程中有效控制巷道断面。上述目标要求浆材结石体应具有较高强度和较强的抗变形能力。根据围岩变形情况和工程目的，宜采用天地科技股份有限公司生产的固瑞特系列化学注浆加固材料，该材料具有较强的渗透性和较高结石体抗压强度，完全满足该加固工程的需要。注浆材料具有以下特点：（1）属于双组分注浆加固材料；（2）室温条件下的粘度为：50～100Cp；（3）结石体抗压强度高达40～55MPa；
（4）裂隙面有较强的粘结力，粘结强度5～10MPa；（5）固结体韧性好，压缩20-30%也不脆裂。3 我国煤矿在注浆材料与技术方面的发展方向
以晋煤集团为例，目前在注浆方面已与部分企业、科研院所建立了很好的合作关系，也解决了一部分困难巷道加固的难题，但需进一步与科研单位深入开发适合晋煤集团矿区特点的注浆材料。其要求：(1)无毒催化剂的研制。（因为目前大部分化学注浆材料都要靠固化剂或催化剂来调整固化时间，而且基本上所有的这些外加剂都有毒或有强的腐蚀性）(2)无溶剂型浆材的开发。(3)水做介质的化灌浆材的研制。
(4)新型高亲润、高渗透性注浆浆材的研究。
(5)弹性化学浆材的开发（包括低温反应，高发泡化学材料的开发）。
（6）耐久性浆材的开发（包括耐水、耐酸碱、耐气候、耐紫外光、耐冻融和干湿循环、耐磨蚀、耐微生物作用(霉)等方面）。
（7）在极破碎煤岩体条件下，成孔往往比较困难。因为在钻孔过程中或钻杆抽出钻孔后很容易造成塌孔，导致注浆管无法深入钻孔，完成注浆加固工作或者化学加固施工速度比较慢，不能满足快速采掘的要求，施工机具和工艺有待于改进、完善和提高。４ 化学注浆对我国矿井产生的效益
随着开采能力的提高、老矿井采深的增加，以及综采放顶煤开采技术的大面积推广应用，极破碎、含水围岩条件煤矿的数量和分布范围连年增加和扩大。极破碎、富含水和淋水条件煤岩体占煤矿回采工作面与巷道工程总量的比例逐年增高。这类围岩稳定性差、极易冒落，不采取超前加固和高冒区充填等措施，无法进行正常的回采与掘进。对该类煤岩体的治理已成为当前采掘施工中的焦点问题。
从经济效益讲，快速、有效、经济地完成上述极破碎煤岩体加固以及破碎带架前高冒区和采空区瓦斯积聚区的充填和密闭，显著提高煤岩体的稳定性、降低采掘空间维护成本、明显提高回采和掘进速度以及矿井的安全，有利于矿井实现高产高效；从社会效益方面，通过化学注浆确保采掘空间的稳定性和安全程度，降低了瓦斯积聚和煤层自燃的隐患，保证工程施工人员的人身安全，避免顶板冒落和瓦斯突出爆炸事故的发生以及给社会造成的极坏影响。
第五篇：无机高分子结合剂在砂带应用中可以解决的问题
无机高分子结合剂在砂带应用中可以解决的问题
引言
随着现代机械加工的不断发展及各种新型材料的不断出现，对其加工精度和表面粗糙度要求越来越高，其相应的先进的磨削技术和磨具，尤其是涂附磨具向更高效、高寿命和超精密的方向发展。砂带磨削技术已进入现代化发展的新阶段。欧美工业发达国家十分重视砂带磨削技术的开发研究和应用，在砂带的工作寿命大幅度提高的同时，磨削加工领域也不断扩大，可用于湿磨、干磨、高速磨、大吃刀深度的重磨削以及高精度精密零件磨削抛光。总之，国外先进国家的砂带磨削技术发展迅速，应用日益广泛，而强力、高速、高效和精密砂带不仅是高科技的涂附磨具产品，也是高附加值高效益的产品，它的质量和水平往往标志一个国家的涂附磨具生产加工水平，也能带来很高的经济效益。
砂带的现状
砂带磨削技术的国内外现状、发展趋势国外的砂带磨削发展非常迅速，自20世纪60年代以来，特别是静电植砂及涂附磨具技术的出现及发展，欧、美、日等工业发达国家在砂带制造技术和砂带磨床技术上都取得了巨大的成就。现在在砂带制造技术方面，随着许多特殊的涂附磨料（陶瓷磨料、复合磨料、堆积磨料等）及涂附形式（点式磨削）的出现，产生了如金刚石、立方氯化硼（CBN）、锆刚玉、陶瓷磨料、复合磨料、堆积磨料等各类砂带，使得砂带已经能用于干磨、高速，大吃刀量等的重磨削领域，及高精密零件的磨削加工领域。如3M公司生产的强烈磨砂带每分钟对铸铁的切削率在其砂带宽度方向上已达到870cm3/cm·s；日本已经开发出用软刚带作为基底的金刚石砂带，可有效加工一些特殊难加工的高硬度材料，如单晶硅片等。在国际上知名的砂带品牌有美国的3M、Norton、德国的Hermes、VSM、Klingspor、韩国的DEER、日本的牛头等。在砂带磨床方面，有大至磨削宽度5米以上的巨型平面磨床，小至牙医用的修齿机等结构形式各异种类，另外，随着自动化技术的发展，像六轴五联动数控砂带磨床、机器人砂带磨削中心、砂带磨削FMS、并联机构的数控砂带磨床都已经得到应用。
砂带磨削作为一种弹性磨削，是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺。砂带上的磨粒比砂轮磨粒具有更强的切削能力，所以其磨削效率非常高。砂带磨削效率高，表现在它的切除率、磨削比（切除工件重量与磨料磨损重量之比）和机床功率利用率三个方面都很高。砂带磨削的强力高效加工问题国外已成功地将砂带磨削用于强力磨削，以实现大切除量和高金属去除率磨削，目前已知的砂带磨削对钢材的切除率已超过700 cm3/cm·s，在国外甚至超过了车削或铣削等。砂带的磨削比大大超过了砂轮，高达300:1，甚至400:1，而砂轮
才30:1。砂带磨床的功率利用率，远在砂带磨削发展初期就已达到80%，领先于其它机床，而今则高达96%，相比之下，砂轮磨床只有52%，铣床57%，车床65%，所以砂带磨削还是一种很好的节能加工技术。砂带磨削技术现已成为这些发达国家获得高额经济效益的一种重要手段，且砂带磨削量已占磨削总加工量一半以上。
砂带磨削的应用范围
砂带磨削经过近三十年的发展，现已成为一项较完整且自成体系的新的加工技术。因其加工效率高、应用范围广、适应性强、使用成本低、操作安全方便等特点而深受用户亲睐。在国外，砂带磨削技术已有了很大的进步，其加工对象和应用领域日趋广泛，它几乎能加工所有的工程材料，研究砂带磨削目前正沿着强力、高速、高效和精密方向发展。高效强力砂带磨削在欧洲、美国和日本等一些工业发达国家发展很快，如德国的Aachen大学、Bremm大学、美国Connecticut大学等，据报道，目前砂带磨削在德国最高线速度接近100 m/s。美国Emerson Electric公司生产的砂带磨床1台可以完成5台铣床的工作量，以往用硬质合金端铣刀加工铸铁轴承体，每件加工时间为4.8min，采用强力砂带磨床，加工时间减少到0.8min，一年可节约加工费4.5万美元。故而有弹性的、高效冷切削的磨削砂带磨具磨削，广泛应用于：大型的平面厚、薄板材，包括金属带材的加工；大批量生产的各种金属、非金属工件的加工；复杂型面工件的成型磨削与抛光；各种直径的金属管、棒、辊材的外圆磨削、弯曲面磨削、内圆磨削等。利用盘状干磨片可以替代抛光轮的抛光，也可用于大型壳体、箱体、船体、桥梁等的磨焊缝、去毛刺、大面积除锈等方面，高效、方便、安全。
砂带磨削技术
1、砂带磨削的主要特点
①能解决其它磨具无法解决的磨削，如大面积和复杂型面的磨削等。砂带磨削几乎能磨削一切工程材料。除了砂轮磨削能加工的材料外，其还可以加工诸如铜、铝等有色金属和木材、皮革、塑料等非金属软材料。特别是砂带磨削的“冷态”磨削效应使之在加工耐热难磨削材料时更显出独特的优势。
②磨削效率高，热积累小，散热快，不宜烧伤工件；砂带磨削工件表面质量高主要表现在表面粗糙度值小，残余应力状态好，以及表面无微观裂纹或金相组织变化等现象。
③加工表面质量好；从表面粗糙度来看，砂带磨削目前已可达Ra0.01mm，达到了镜面磨削的效果，而对于粗糙度值在Ra0.1mm以上的情况,则非常容易达到。
④设备简单，操作方便，使用安全；砂带磨削非常安全，噪音和粉尘小，且易于控制，环境效益好。由于砂带本身质量轻，其磨削工艺结
构系统的平衡状态易于控制，所有的回转部件(如接触轮、驱动轮、张紧轮等)磨损极小，不会出现象砂轮那样的动不平衡因素。此外，砂带的弹性磨削效应能够大大减轻或吸收磨削时产生的震动和冲击。⑤功率消耗少，节能、环保。砂带磨削比大，机床功率利用率高，切削效率高。砂带磨削设备简单。与砂轮磨床相比，砂带磨床简单得多，这主要是因为砂带质量轻，磨削力小，磨削过程中震动小，对机床的刚性及强度要求都远低于砂轮磨床。砂带磨削不象砂轮那样脱砂严重，特别是干磨时，磨屑构成主要是被加工工件的材料，很容易回收和控制粉尘。由于采用橡胶接触轮，砂带磨削不会象砂轮那样形成对工件的刚性冲击，故加工噪音很小，通常<70dB。由此可见，从环保角度来看砂带磨削也是十分值得推广的。
2、砂带磨削机理的主要特点
砂带磨削技术已在国内许多单位得到了推广和应用，并取得了一定的成绩，解决了许多生产中存在的问题。但对砂带磨削过程的全面基础理论研究、砂带及砂带磨削热和磨削力的研究、砂带磨削表面的形貌研究还远远落后于国外研究水平。砂带磨削基础研究砂带磨削具有复合加工的特点，其机理较复杂，蕴含了较多科学基础问题，尽管多年来各国学者对砂带磨削机理做了很多的研究，但是到目前为止，各类砂带磨削的材料去除基本机理，尽管国内外学者做了较多研究，但目前为止，完整的砂带磨削的材料去除基本理论还没有建立起来。因为加工材质差异、表面完整性、亚表面层损伤、零件几何形状以及磨削和抛光加工生产能力等输出参数受很多因素的影响，数学模型不好建立，对某一企业，有可能对研磨抛光加工工艺运用或者控制得很好，但在加工前却几乎无法预测其加工行为。因此，有必要深入展开砂带磨削加工机理及相关工艺的研究。只有通过对磨削机理和磨削工艺的研究，揭示各种磨削过程,磨削现象的本质,找出其变化规律，才能确定最佳的磨削范围的组成，获取最佳的磨削参数。因此，今后研究的方向应在现有基础上，从理论上分析研究砂带磨粒以及磨粒集团的磨削过程，推动砂带磨削技术更广泛地应用。这也是这个行业领域一个长期基础研究的基本任务。
强力、高速、高效和精密砂带于传统涂附磨具的磨削区别 涂附磨具传统的是磨粒均匀地分布在基材表面的（图2），基本上是单层分布。涂附磨具所用的专用磨料，其基本粒含量要求较高，颗粒大小均匀，使涂附磨具表面的磨粒有了很好的等高排列。特别是近代化的涂附磨具生产采用静电植砂工艺，保证了磨粒的尖角朝外，磨料定向排列。涂附磨具表面磨粒的定向排列和等高性，是涂附磨具保持磨削的高效率和冷态磨削的重要因素。与砂轮磨削的典型区别在于砂带磨削是通过提高带面垂直负荷（磨削压力），一般不是通过提高砂带速度发展起来的。砂带的线速度一般在15-35 m/s范围内，很少超过
50m/s。砂带磨削工件表面残余应力多呈压应力状态，其值一般在-60~-5Kg/mm²，而砂轮磨削则多是张应力，所以砂带磨削非常有利于强化工件表面，提高工件疲劳强度。
图1
图2 当今涂附磨具正朝着专用，精密，强力高效的方向发展，而高效则以高速，强力，重负荷打磨为主，目前强力、高速、高效和精密砂带磨削的理论基础是快速点磨削(Quick-point Grinding)，是由德国Junker公司Erwin Junker先生于1994年开发并取得专利的一种先进的高速磨削技术（图2）。它集成了超高速磨削（＞90m/s），CBN超硬磨料及CNC柔性加工三大先进技术，具有优良的加工性能，是超高速磨削技术在高效率、高柔性和大批量生产高质量稳定性方面的又一新发展。德国目前在这项新技术的研究开发上处于领先地位。已在国外汽车、轮船工业、工具制造业中得到应用。由于国内目前没有开展系统的工艺理论和应用研究，没有掌握其核心技术及理论，不能掌握工艺参数设计，不能配套生产磨具及相关附件，只能就单一零件由国外垄断定制，全部工艺和设备大都均依赖于进口。而国外由于技术垄断，对快速点磨削机理、规律、磨削质量控制及点磨削工艺等深入系统的理论与实验研究及相关技术信息也未见更多报道。因此，跟踪国际先进技术，深人开展快速点磨削技术的理论与应用研究，对于在我国推广和发展该项先进技术、提高制造工艺技术和装备制造水平具有重要意义。
无机高分子结合剂在砂带应用中可以解决的问题
砂带磨料及制品工艺技术改进和开发砂带是砂带磨削技术发展的关键和重要标志，能否制造高品质的砂带已经作为衡量一个国家砂带磨削技术高低的标准。作为构成砂带三要素的基体、磨料、粘结剂以及由此导致影响磨削性能的十种要素，徳谦公司结合近年来无机高分子新材料、新技术、新工艺在涂附磨具中的尝试应用，特别是在强力、精密磨削的性能取得质的飞跃，解决了我国的国产砂带使用寿命短问题，必将促进了砂带磨削的发展和进步。
国产砂带寿命一般在2～4h左右，往往使用1h就不能继续使用，而国外砂带的寿命可达到8～12h；从磨料品种来看，国内使用最多的两类磨料是SiC和Al2O3，而在金刚石磨料、陶瓷氧化铝、复合磨料、堆积磨料等的开发上基本处于空白，这样强力磨砂带的开发就不可能实现（大家试想一下，强力砂磨削带对钢材的切除率已超过700 cm3/cm·s，单层磨粒的涂附磨具能实现吗？）；微粉级磨料的砂带还没有，因而限制了砂带在精密和超精密加工中的应用。因此，陕西徳谦公司以无机高分子结合剂为基础，以新工艺制造陶瓷磨料、复合磨料、堆积磨料等、以无机高分子结合剂来改善磨粒的结构形态，在砂带结构方面，实现堆积磨料砂带（也有叫金字塔型砂带、复层砂带、不等厚砂带、粒度复合砂带、有序排列砂带等等）、空心球型砂带、高弹性砂带等。砂带性能、质量和使用寿命几十倍的提高，真正有自主知识产权的，能解决国内砂带磨削推广应用的一个关键性问题。
由于涂附磨具加工领域不断扩展，现已涉及钢件，铸铁件，铝铜件，不锈钢，合金钢，高中密度纤维板，胶合板，刨花板，玻璃，皮革等，所以传统的磨料已不能满足要求，需改进磨粒性能以适应各类材料加工的需要。传统的刚玉、碳化硅磨料已经不能满足要求，近年来随着工艺的改进，锆刚玉磨料、超硬材料、堆积磨料、复合磨料和SG磨料(微晶结构烧结陶瓷磨料，原美国Norton公司(现已属于法国圣哥班集团)最近又推出了SG磨料的
度值时，传统的结合剂就会出现“热衰”现象而磨粒脱落，从而影响砂带的实用寿命。
对此，无机高分子结合剂的化学成份为类聚合铝硅酸盐，其聚合物缩聚成高分子,聚合度较高；是由Si、Al、O、P、N为主链，引入CH3-、C-C6H6-、NH2-、CH2=CH-元素或基团等链节通过共价键或离子键构成的。且无机高分子本身是个氧化物网络结构体系，化学性质稳定，在800℃～1900℃（系列产品的耐温不一样）之间不氧化、不分解。故而使用无机高分子结合剂可以提高砂带的使用寿命。另外，无机高分子结合剂系列产品，根据不同性能的磨具产品和这些产品的不同使用范围，无机高分子结合剂系列共分三大类十几个品种。主要是：
1、含有无机活性基团：包括氯原子、烷氧基以及其它基团。这些基团具有良好的反应性能并且可以和玻璃、金属以及矿物质等无机物很好的粘连。
2、含有有机非活性基团：包括烷基、苯基以及三氟丙基。这些基团可以使材料具有良好的防潮性、有机兼容性以及耐化学腐蚀性。
3、含有有机活性基团：包括环氧基团、甲基丙烯酸基团、氨基、乙烯基、硫代物以及其它基团。这些基团可以使材料与有机树脂有着良好的反应活性，因而作为有基层和无机基底物之间的粘结。故而，无机高分子结合剂可满足不同性能砂带的生产要求。
总结
总之，经过多年的发展，我国的砂带磨削技术在基础研究、应用推广方面已初具规模，并在强力、高效、精密、数控及复合加工等方面都有新的进展。但与发达工业国家相比，我国不仅是在砂带磨削机理上的研究，还是在磨料和结合剂上的研究都不够深入，砂带的品种体系及质量有待完善及改进的空间极大。同时，面对中国制造业的迅猛发展和砂带磨削的良好的应用市场前景，徳谦公司希望无机高分子结合剂能够对中国砂带磨削加工及其关键技术的提升有所裨益，为我国的砂带磨削的产业化进程有所帮助。
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