等静压技术及其发展现状范文

第一篇：等静压技术及其发展现状范文

等静压技术及其应用和发展

材料加工 0904240759 王鹏洲

Abstrat:In this paper, the principle and basic characteristics of isoprocessing technology was introduced generally,the characteristics ,aplications and development of HIP,CIP and WIP were described concisely according to the classification of isoprocessing technology.摘 要: 本文在概述等静压技术原理及其基本特点后，简要的按照分类介绍了分别介绍了热等静压技术与冷等静压技术以及温等静压的特点和应用领域以及发展概况。

关键词: 等静压技术 冷等静压技术 热等静压 温等静压 应用 1.概述

等静压技术是一种利用密闭高压容器内制品在各向均等的超高压压力状态下成型的技术，该技术首创于20世纪30年代[1]，初期主要应用于粉末冶金的粉体成型；近20年来，等静压技术已广泛应用于陶瓷 铸造、原子能、工具制造、塑料、超高压食品灭菌和石墨、陶瓷、永磁体、高压电磁瓷瓶、生物药物制备、食品保鲜、高性能材料、军工等领域[2]。1.1等静压技术的基本原理

等静压工作原理为帕斯卡定律：在密闭容器内的介质（液体或气体）压强，可以向各个方向均等地传递。根据静压力基本方程(Q= Q+ Qgh), 盛放在密闭容器内的液体, 其外加压强Q0 发生变化时, 只要液体仍保持其原来的静止状态不变, 液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化[3]。这就是说, 在密闭容器内, 施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。等静压成型技术是将待压试样粉体置于高压容器中, 利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对试样进行均匀加压, 当液体介质通过压力泵注入压力容器时, 根据流体力学原理, 其压强大小不变且均匀地传递到各个方向。此时高压容器中的粉体在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的。通过上述方法使瘠性粉料成型为致密坯体的方法称做等静压法。1.2 等静压技术的特点

与等静压成型方法原理近似的是轴向压制成型。轴向压制成型为单向或双向压力压制, 粉料与模具的摩擦力较大, 压力沿压制方向会产生压力损失, 使坯体各部分的密度不均匀。而等静压成型时液体介质传递的压力在各个方向上是相等的。弹性模具在受到液体介质压力时产生的变形传递到模具中的粉料, 粉料与模具壁的摩擦力小, 坯体受力均匀, 密度分布均一, 产品性能有很大提高[4]。1.3 等静压技术成型工艺

无论热等静压、冷等静压抑或是温等静压成型技术，其基本原理一致；故此其一般工艺也相同；一般的等静压成型工艺如下：

(1)粉体预处理, 对瘠性粉料, 等静压成型工艺也需要对粉体进行预处理, 通过造粒工艺提高粉体的流动性, 加入粘结剂和润滑剂减少粉体内摩擦力, 提高粘结强度, 使之适应成型工艺需要。

(2)成型工艺, 包括装料、加压、保压、卸压等过程。装料应尽量使粉料在模具中装填均匀, 避免存在空隙;加压时应求平稳, 加压速度适当;针对不同的粉体和坯体形状, 选择合适的加压压力和保压时间;同时选择合适的卸压速度。(3)成型模具, 等静压对成型模具有特殊的要求, 包括有足够的弹性和保形能力;有较高的抗张、抗裂强度和耐磨强度;有较好的耐腐蚀性能, 不与介质发生化学反应;脱模性能好;价格低廉, 使用寿命长。一般湿式等静压多使用橡胶类模具, 干式等静压模具多使用聚氨酯、聚氯乙烯等材料[2]。

2.等静压技术的分类及其应用

等静压技术按成型和固结时的温度高低，分为冷等静压、温等静压、热等静压三种不同类型。2.1 热等静压技术(HIP)

美国Battelle实验室于1955年开发的热等静压技术[5], 首先用于原子能反应过程中燃料元素的扩散粘结, 基于此应用, 故当时被叫作/ 气压粘结。随着热等静压技术的发展, 其应用范围也不断扩展。

热等静压技术一般采用气体做压力介质，是一种在高温和高压同时作用下，使物料经受等静压的工艺技术，它不仅用于粉末体的固结和传统粉末冶金工艺成型与烧结两步作业一并完成．而且还用于工件的扩散粘结，铸件缺陷的消除，复杂形状零件的制作等。在热等静压中，一般采用氩、氨等惰性气体作压力传递介质，包套材料通常用金属或玻璃。工作温度一般为1000~2200℃，工作压力常为100~200MPa。热等静压成型在高温高压的共同作用下，被加工件各向均匀受压，故加工产品致密度高，均匀型好；同时该技术具有生产周期短、工序少、能耗低、材料耗损少的特点。

热等静压法(H IP)是一种以氮、氩气等惰性气体为传压介质,通常在900～2000 ℃温度和100～200MPa压力共同作用下,对制品进行压制烧结处理的技术。热等静压设备的基本结构见图1,它由钢丝缠绕工作缸,组合式缠绕机架,上下端盖,隔热装置,加热元件,测温热电偶,加压管道和压力(加热)室等构成。美国NASA 的Lewis Research Center[6],采用HIP 烧结工艺,在1900 ℃获得了密度大于98 %、室温抗弯强度高达600MPa 左右的细晶粒SiC 陶瓷。佘继红等[7] 采用HIP 烧结特种陶瓷,并用3 % Al2O3 作为添加剂,在1850 ℃和200MPa 条件下烧结1h 就可获得密度高达97.3 %、抗弯强度为582MPa 的SiC陶瓷。

图1 热等静压机结构示意图[8] 热等静压技术如今经过半个世纪的发展完善，国外已经采用热等静压技术制取了核燃料棒、粉末冶金高温合金涡轮盘、钨喷嘴、陶瓷及金属基复合材料等；如今，其在制取金属陶瓷、硬质合金、难熔金属制品及其化合物、粉末冶金制品、金属基复合材料、功能梯度材料等方面都有广泛的应用。2.2 冷等静压技术(CIP)

冷等静压技术，是在常温下，通常用橡胶或塑料作包套模具材料，以液体为压力介质，主要用于粉体材料成型，为进一步烧结，煅造或热等静压工序提供坯体。一般使用压力为100~ 630MPa。冷等静压技术广泛用来制做尺寸大, 形状复 杂, 性能要求严格的硬质合金轧辊, 人造金刚石用顶锤, 硬质合金刀具等。还广泛用来成型高径比大的各类粉末材料, 如钨、高速钢、铍、铝等棒状、管状不同尺寸形状的坯件, 从而保证了这些材料的性能, 发挥了粉末冶金与冷等静压技术相结合的优越性。

冷等静压法又分为有湿袋法和干袋法两种．湿式(湿袋法)等静压: 将坯料(或提前预压处理)包封在弹性的塑料或橡胶模具内, 密封后放入高压缸内, 通过液体传递使坯体受压成型。这种方法可改变塑性包套的形状和尺寸, 制品灵活性很大, 适用于小规模生产。但每次都要进行手工装袋、卸袋操作, 生产效率不高。此方法主要用于大型、异形件的生产。干式(干袋法)等静压: 将弹性模具半固定, 不浸泡在液体介质中, 而是通过上下活塞密封。压力泵将液体介质注入到高压缸和加压橡皮之间, 通过液体和加压橡皮将压力传递使坯体受压成型。这种方法可连续操作, 即把模具上盖打开, 装料, 然后盖好上盖加压成型, 出料时, 把上盖打开, 通过底部的顶棒把压坯从上边顶出去。操作周期短, 适用于成批生产；目前, 日用瓷盘、碟类产品以及中等规格氧化铝研磨球等制品即采用此方法, 进行连续的工业化生产。干袋法操作周期短，适用于成批生产．但产品规格受限制．因为加压塑性模不能经常更换。

冷等静压技术在难熔合金的粉末冶金中有重用作用；李洪峰等[9]不同压力下冷等静压成型、常压烧结,制备出了ZrO2 陶瓷材料；成朝会 [10] 等人用高纯钼粉与TiH2 粉、ZrH2 粉及石墨粉按比例均匀混合后经冷等静压成形,然后在保护气氛下高温烧结,得到TZM合金属；张菊平[11]等人通过冷等静压、中频烧结制备了稀土掺杂钼合金。冷等静压技术广泛用来制做尺寸大, 形状复杂, 性能要求严格的硬质合金轧辊, 人造金刚石用顶锤, 硬质合金刀具等。还广泛用来成型高径比大的各类粉末材料, 如钨、高速钢、铍、铝等棒状、管状不同尺寸形状的坯件, 从而保证了这些材料的性能, 发挥了粉末冶金与冷等静压技术相结合的优越性[ 12]。

冷等静压在制造大尺寸石墨棒、碳电阻元件、石墨坩埚、电动机和发电机的电刷、石墨发热元件、核反应堆用石墨管以及火箭喷咀等大尺寸、异形件的石墨制品生产中以及食品加工行业都有广泛的应用。2.3 温等静压技术(WIP)

温等静压技术，压制温度一般在80～120℃以下．也有在250~450℃以下，使用特殊的液体或气体传递压力，使用压力为300MPa左右。主要用于粉体物料在室温条件下不能成型的石墨、聚酰胺 橡胶材料等。以使能在升高的温度下获得坚实的坯体。等静压技术的发展

等静压成型技术的应用与发展, 实际上依赖于等静压设备的研发与制造技术水平的发展。随着科技发展，等静压设备发展迅速。目前, 许多国家都有定点生产系列化等静压机的厂家, 亦可根据用户要求来设计制造特殊型式的等静压机。如瑞典ASEA公司是生产冷、热等静压机的主要厂家。该公司冷等静压机缸体内径最大已达3m, 高9m, 采用了预应力钢丝缠绕的高压缸体和框架结构, 设备自动化不断提高。我国的冷等静压技术装备在最近几十年来也有了较大的发展, CIP设备的规格、性能都有了很大的提高。四川航空工业川西机器有限责任公司生产LDJ冷等静压机系列, 该系列压机的机架和工作缸均采用预应力钢丝缠绕结构, 这种结构形式具有疲劳强度高、受力合理、结构紧凑、重量轻的特点。压机设有手动、自动卸压阀, 爆破阀, 工作安全可靠。

随着科技的进步与大型装备制造业的发展,热等静压技术装备向着大型化高温、高压方向发展。2009年底鲍迪克(Bodycote)公司在瑞典Surahammer的工厂将拥有世界最大的热等静压系统, 鲍迪克公司订购的这套热等静压系统是由美国阿维尔(Avure)科技有限公司制造的。这套热等静压系统的工作区面积为1.8m ×3.3m, 最高工作温度为摄氏1150℃ , 最高工作压力为1040巴(bar)。这套热等静压系统将被用于生产粉末冶金不锈钢, 设计年生产能力为10000吨。目前, 我国在H IP设备领域比较有代表性的是中国钢研科技集团公司, 在1977年研发出国内第一台热等静压机, 进过30 多年的努力, 已经研发出国内最高温度、最高压力、最大炉膛尺寸的一系列H IP设备, 并已经形成系列化产品。结语

当前我国社会发展, 科技进步已进入稳定增长的轨道, 新材料、新工艺、新装备的研发也步入发展的快车道, 对于等静压技术而言, 由于其先进的技术特点, 压制成型制品的优异性能, 更是一直以来国内外研发的热点, 无论是冷等静压(CIP), 还是热等静压(H IP)抑或温等静压（WIP）技术与装备均是如此。同样, 等静压设备与技术的发展, 也促进了等静压技术在各行业、各领域中新的应用, 结合各个领域产品特点与要求, 等静压技术将会充分发挥其技术优势, 产生更广泛的影响。

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第二篇：导尿技术发展现状综述

导尿技术发展现状综述

摘要：导尿是医疗护理中最常用的方法，也是长时间手术病人术前不可缺乏的内容。本文就导尿技术的研究现状以及在生活实践中所遇到的导尿失败原因分析综述了医护人员在实际导尿操作过程中针对不同问题所提出的解决方案和经验技巧。同时也简单介绍了导尿管的材质、分类以及简单分析了针对不同导尿人群采取留置导尿时所应注意的事项，对进一步加强护理工作、预防和减少因导尿过程而引起尿路感染的认识和研究有一定的指导和促进作用。

关键词：导尿 留置尿管 尿路感染 护理

医学上，经由尿道插入导尿管到膀胱，引流出尿液的过程叫做导尿。导尿分为导尿留置性导尿和间歇性导尿两种。留置性导尿导尿管一直留置在病人体内，在病情许可时才拔掉或定期更换新的导尿管。间歇导尿则每隔4-6小时导尿一次，在膀胱排空后将导尿管拔出。导尿是基础护理中最常用的操作技术之一。近年来，广大的医护工作者经过长期的实践研究在尿管的改良、导尿方法的选择、导尿及留置尿管应重视的问题等方面作了大量的工作和研究，对导尿技术的发展有了更加深入的认识。

在以下四种情况下需要对患者施行导尿，一是为尿潴留病人引流尿液，以减轻痛苦。如麻醉手术后膀胱平滑肌麻痹等。二是协助临床诊断，如留取未受污染的尿标本作细菌培养（肾盂肾炎）；测量膀胱容量、压力及检查残余尿；进行尿道或者膀胱造影等。三是在盆腔内器官手术前，为病人导出尿液，排空膀胱，避免手术中的误伤等。四是导尿术的治疗作用，如为膀胱肿瘤病人进行膀胱内化疗等。

一般正常的情况下，膀胱的排空和其抗菌作用使其本身具有防御感染的能力。尿潴留使膀胱过度充盈膨胀，造成黏膜充血水肿，防御机制受损，使尿路易受感染。相比于留置导尿间歇导尿使膀胱周期性的充盈-排空，可保证膀胱黏膜有充足的血流量，减少感染，利于膀胱排尿功能的恢复与重建[1,2]。在测定残余尿量时，一般先嘱患者自行排尿，然后导尿。残余尿尿量一般为5-10ml，如超过100ml，则应留置导尿。经查阅相关文献资料[3,4]初步了解了一些导尿术的研究现状、所面临的问题和一些改进技术，现综述如下。尿管的改良

1.1硅胶尿管比橡胶尿管具有较多优点。李鹏翔等研究表明：硅胶导尿管组织相容性大，管壁柔软对黏膜刺激小，毒性也很小。已取代了组织相容性差的橡胶尿管，同时由于硅胶尿管头端较硬，便于顺利插入，管壁柔软，对管道透明便于观察管内情况，管前端侧孔较大，具有便于膀胱冲洗或引流的作用。吴金菊在经尿道输尿管镜气压弹道碎石术后留置纯硅胶和乳胶两种不同材料导尿管患者的舒适程度实验比较中发现纯硅胶导尿管比乳胶导尿管更能减轻留置尿管患者的不适，明显降低拔管后尿路刺激症的发生率。

1.2 双腔气囊导尿管。双腔气囊导尿管，其一腔为气囊管，向气囊内注入注射用水5~10ml即可固定。另一腔与集尿袋相连接，具有操作简单，容易固定，不易脱落等优点。目前留置导尿较多采用此种导尿管。金湘玲[5]等对尿管气囊内灌注溶液量与尿路感染关系进行了探讨，结果发现气囊内灌注溶液15~20ml优于10~15ml，可明显减少尿道周围粘膜鞘，减少尿路感染。

1.3 三腔Folley导尿管。司秀云等[6]研究发现0.5%的碘伏消毒并选用Folley氏导尿管可有效防止逆行尿路感染。三腔Folley导尿管采用与人体组织相容性高的乳胶制成，表面柔软粗细适宜。其中一腔为气囊管，向气囊内注入注射用水5~10ml即可固定尿管，且不易滑脱。其余二腔，一腔接冲洗装置，另一腔与集尿袋相连接，这样即形成密闭式膀胱引流冲洗系统，可以明显减少尿道感染机会。

1.4 单向冲洗式导尿管。三腔气囊导尿管中的1个引流腔有特制的单向阀，此为固定的冲洗腔，将无菌注射器或输液器乳头插入单向阀，即可进行取尿标本、注药入膀胱、膀胱冲洗等治疗，减少了引起泌尿感染的几率。

1.5 单猪尾多孔导尿管[7]。单猪尾多孔导尿管尾端猪尾卷曲状，管壁上有10~20个侧孔，尿管远端外口处有封闭塞。由于猪尾端有猪尾卷曲具有自动内固定作用。尿管猪尾端侧孔较多，不易堵塞，有利于引流尿液和冲洗膀胱。此外，此种尿管对膀胱刺激小，可长期留置，且不易形成结石。堵上尿管远端的封闭塞，患者可在公共场所不带尿袋而自由活动，尤其适用于长期留置尿管的患者。

1.6 各种涂层导尿管。导尿管外涂上水杨酸可抑制95%以上的革兰氏阴性杆菌。导尿管漆包一层银合金，利用银有广谱抑菌作用减少菌尿发生。包水凝胶导尿管表面软而光滑可减少尿道与尿道上皮之间的摩擦，对尿道上皮起保护作用，且能有效防止细菌及炎性产物在管外的粘附，从而减少菌尿的发生。不同患者导尿及留置尿管的方法

在导尿时应使病人取仰卧位，应严格保证在无菌操作下，将适应型号的尿管男性插入20~22cm，见尿后再插入2cm；女性插入4~6cm，见尿后再插入1cm，即为常规导尿法。如果使用气囊导尿管，因其头

部到气囊的距离为5~6cm，所以在使用气囊导尿管时应在见尿后再将尿管插入6cm以上才能避免气囊损伤尿道。刘优珍认为妊娠的子宫逐渐增大，使膀胱向上前方移位，尿道延长，因此，剖宫术孕妇留置导尿管长度以8~10cm较为合适。李均等认为将导尿管插入膀胱见尿后需要再插入6cm以上[8]，但对操作难度大以及为防止导尿引起的疼痛和感染，需采用不同的导尿方法。

2.1 男性由于尿道有2个弯曲和3个狭窄，导尿时病人痛感明显，特别对有下尿路不全梗阻的病人，因尿管刺激可能诱发尿道痉挛致插管困难甚至失败。黄宝瑛[9]等研究发现在尿道注入1%地卡因后，由于麻醉了尿道粘膜，使尿道粘膜对导尿管的刺激敏感性降低，疼痛减轻，可使导尿管顺利通过。任碧华认为插尿管前应用润滑止痛胶松弛尿道肌肉，减少插管阻力，减轻尿道黏膜的刺激，避免损伤出血，从而减轻病人痛苦或采用利多卡因黏膜麻醉减少疼痛及疼痛反射引起的尿道括约肌痉挛。余娥娟等在研究中使用超滑导尿管（即用水润滑后尿管壁有蛋白粘液）采用尿道口注水法为男性导尿，根据注水时阻力选择合适插管角度，对比发现采用注水导尿对提高男性导尿成功率与舒适度效果显著[10]。此外，杨洁[11]等采用注射器自尿道注入无菌甘油或石蜡油的方法也取得了良好效果。

2.2 老年男性[12]病人由于性激素分泌紊乱，致前列腺增生肥大，尿道变窄，尿流阻力增大，最终引起尿路梗阻，影响膀胱排空。罗凤莲[13]认为老年男性在导尿时由于尿道本身的狭窄或梗阻，加之插管时的机械刺激和疼痛反射使尿道平滑肌收缩，尿道更加狭窄。插管时前列腺肥大患者应取侧卧位，垫高其臀部使呈30°角即可插入。个别用此方法不能插入者，先在医生指导下行耻骨上膀胱穿刺抽尽尿液后可顺利插入。此外，还可采用具有柔韧度高的金属导丝置于引导管内，使导尿管具有一定韧性的条件下使导尿管插入膀胱，将尿管内金属丝抽出后，尿管仍留在膀胱内，弥补了金属导尿管不能保留的缺陷。陈春娥等在向尿道内注入无菌石蜡油[14]3~5ml轻轻用食指和中指挤压尿道口1~2min使尿道充分润滑全程尿道后，按基础护理常规导尿取得良好效果。

2.3 由于女性会阴部有尿道口变异和皱折较多。因此，其操作较男性更易继发大肠杆菌感染。吴阶平[15]认为引起尿道感染的病原菌以大肠埃希菌为最重要，约占50%以上病例，其余病原菌则为变形杆菌、绿脓杆菌等。耿氏[16]认为引起尿路感染的病原菌80%为革兰氏阴性杆菌，其中以肠杆菌科和假单胞菌为多数，革兰氏阳性球菌占20%，且

以D组链球菌和葡萄球菌为常见。有研究表明，采用喷雾消毒和局麻，即在距外阴15~20cm处对准外阴进行手动喷药（1%盐酸丁卡因和0.1% 醋酸洗必泰盛于无菌塑料微型喷雾器中）4次，随后按基础护理常规导尿，该方法具有广谱杀菌和快速局麻止痛作用，一定程度上防止了导尿引起的尿路感染。

2.4 大龄女性患者多数由于肌肉结缔组织萎缩、会阴部肌肉松弛、尿道括约肌松弛而在导尿时发生渗尿，因此在导尿时应选用型号较大，管腔较粗的尿管，方仕婷等做过观察认为当气囊注入生理盐水10ml后气囊在膀胱内上浮，与尿道内口接触面减少，尿液易随着导尿管流出，当渗尿发生时，可抽出囊内盐水4ml[17],使气囊张力降低气囊上浮力减少，同时向外轻拉导尿管，使气囊与尿道内口接触面积增大，紧密度增加，防止渗尿。

2.5 儿童 儿童较成年患者更容易发生尿道痉挛[18]。儿童初次导尿失败最主要的原因就是医护人员未取得患儿的配合，对于这类患儿良好的沟通非常重要。医护人员应加强和患儿的沟通，取得患儿信任，通过聊天等方式分散患儿的注意力，迅速插入导尿管。必要是可给予尿道表面的麻醉剂或者水合氯醛镇静催眠后再进行导尿。导尿及留置尿管的注意事项

3.1 掌握熟练的导尿技术、合理控制导尿时机。杨翠芳[19]等人研究发现以心率、血压，同时采用相差镜观察导尿后尿液内红细胞形态差异鉴别红细胞性质，根据非肾小球红细胞阳性率确定尿道粘膜损伤率为对比参数考察了导尿时间的选择情况，结果显示为了减少术前导尿导致病人的不适和尿道粘膜损伤，宜选择在麻醉后10min后再行导尿术。蒋芝英[20]麻醉前用苯巴比妥（采用肌肉注射0.1g）、阿托品（皮下注射0.5mg）进行实验研究，经对照实验发现在用药后15min后导尿可明显减轻患者导尿痛苦。此外严格掌握导尿及留置导尿适应症、严格无菌操作、保证引流袋正确位置、保证引流通畅、尽量缩短操作时间。此外应注意的是导尿管一旦误入阴道，不准再将原导尿管从阴道拔出后随即插入尿道，以免污染尿道。在插管时，嘱咐病人张口呼吸，使腹肌和尿道括约肌松弛，有助于插管。若膀胱高度紧张，而病人又极其虚弱的情况下，第一次放尿不应超过1000ml，因大量放尿膀胱压力突然降低使大量血液滞留于腹腔血管致血压下降而引起虚脱。另外因膀胱突然减压引起膀胱粘膜急剧充血，发生血尿。导尿及留置导尿引起的尿路感染占医院内感染的42%因此预防因导尿术引起的感染形势十分严峻。

3.2 尿管护理。对留置尿管的病人，选择封闭式导尿系统以减少细菌污染，避免轻易分离尿管与集尿袋的接头及频繁取尿标本等动作。嘱病人多饮水，注意观察尿液酸碱度，保证尿pH在6.5~7.0，李业梅等研究发现在病情允许情况下尽量多饮水每天2000ml左右，同时可口服碳酸氢钠片以碱化尿液，防止尿垢的形成与附着[21]。禁饮浓茶和咖啡，预防结石的形成。

3.3 膀胱冲洗。临床研究表明膀胱冲洗对治疗菌尿无明显作用，且冲洗液可使膀胱表层黏膜受损，细胞剥脱增加感染危险，必须冲洗膀胱时最好放置三腔Folley导尿管或单向冲洗式导尿管或用输液管在导尿管末端消毒后用输液法快速滴入。郭慧荣等发现用肝素钠15mg加入0.9%氯化钠注射液200ml，或活力碘原液5ml加入20~30℃的生理盐水100ml。输入膀胱夹管留置30~60min，2次/d可预防导尿管伴随性尿路感染。

3.4 留置尿管与间歇导尿的时间。Ohkawa报道[22]留置导尿管4d以上，70%的尿管表面粘附有病原体，长期留置尿管大于30d患者几乎100%发生菌尿。国外资料[23,24]显示留置2d尿道感染率2%，大于14d感染率100%。留置导尿由于长期置于尿道内，削弱了中性粒细胞的抗感染能力，破坏尿道正常生理环境以及膀胱对细菌的机械防御能力和尿道粘膜对细菌的抵抗能力，影响膀胱对细菌的冲刷作用，致使细菌容易逆行至泌尿系统繁殖而引发感染。间歇性导尿时间[24]是根据吴氏定律：细菌在膀胱内的浓度是一个指数型曲线，在开始时细菌浓度随着尿量增加而降低，随着时间的延长，细菌不断增多，繁殖浓度上升，并超过了起始浓度，从最初细菌浓度降低到返回原先水平的时间为安全排空期，故间歇性导尿在安全排空期内导尿，从而有助于保持无菌或减少细菌尿。

3.5 拔除尿管的时机。魏瑛琪等[25]认为拔出尿管前排空膀胱，以1:5000呋喃西林溶液500ml冲洗膀胱，并保留冲洗液20~30min，待病人有尿意时拔出尿管，可减少拔管后尿潴留的发生。呋喃西林是一种抗菌药物，有过敏和蓄积中毒的危险，呋喃西林液使部分患者激发膀胱麻痹，有人认为也可以改用250ml生理盐水庆大霉素地塞米松混合液代替。临床上长期留置尿管的多数病人在拔除尿管后常出现第1次排尿困难和尿潴留。任建华[26]认为在改进拔管法时在拔管前经尿管注入药物，能避免和减轻经尿道内窥镜术后病人拔尿管时及拔尿管后出现的自觉症状，其联合给药效果更好。

3.6 并发症的处理。如果导尿管使用不当会造成尿道损伤、尿道

断裂、气囊导尿管断入膀胱入口，拔管困难等并发症，前3种均需手术治疗。拔管困难多是由于气囊内液体抽不出，气囊回缩不良，以及因长期留置导尿管而未冲洗导致气囊周围钙盐沉积附着尿管外壁而引起的，对于此种情况的患者每日需用0.1%新洁尔灭棉球或碘伏擦洗尿道口两次，然而薛明英等[27]的研究结果显示采用0.5%的碘伏清洁尿道口的杀菌效果明显优于0.1%的新洁尔灭，同时更换引流管或尿袋每日一次，每12周更换尿管一次，每日用0.9%生理盐水+庆大霉素或碳酸氢钠溶液冲洗尿道，防止或减少钙盐沉淀的产生[28]。如因心理紧张或黏膜水肿造成的拔管困难，可给予耐心解释疏导，转移其注意力，并同时热敷下腹部以达到解除膀胱及尿道括约肌痉挛，减轻水肿，杨红军等采用从尿道外口处剪断让导尿管囊内液体自动流出但谢贻先等[29]认为此法不但不能及时排尽囊内液，还可因气囊排液（气）的反作用，致使尿管滑入膀胱内。基于国内外相关报道[30,31]，自己设想出制作一种双层嵌套导尿管，基本原理是内层类似气囊导尿管，外层为远端封闭环形开孔的结构，这样从截面来看便形成两个独立的环腔。由于在留置导尿时内层导管腔内的尿液以及包围它的内层导管与尿道之间被外层导管隔离而减少了尿路感染发生的几率。同时该设计还能更加便于进行尿道的定期杀菌消毒以缓解由于留置导尿引起的尿道感染，具体方法是通过在近端外腔注射一定量的碘伏溶液从而进行定期消毒，还可以在拔管前改换注射液状石蜡油起到润滑尿道进而起到便于拔管的作用。具体是否如此，还需要等待做出此类导尿管并进行相关实验研究才能判断此法究竟是否可行。

参考文献：

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第三篇：航空航天复合材料技术发展现状（本站推荐）

航空航天复合材料技术发展现状

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第四篇：热等静压技术的发展和应用

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——热等静压技术的发展与应用

热等静压技术的发展与应用

摘要：热等静压法作为材料现代成型技术的一种，是等静压技术一个分支。目前热等静压技术已广泛应用于航空、航天、能源、运输、电工、电子、化工和冶金等行业，用于生产高质量产品和制备新型材料。本文主要介绍了热等静压技术的发展、工作原理及其应用范围。

关键词：热等静压，高压容器，加热炉，扩散连接，粉末冶金

The Development and Applications of Hot Isostatic Pressing Abstract：Hot isostatic pressing method as a kind of modern molding technology, is a branch of isostatic pressing technology.Hot isostatic pressing technique has been widely used both in aviation, aerospace, energy, transportation, electrical, electronics, chemical industry and metallurgy and other industries, and in the production of high quality products and the preparation of new materials.This article mainly introduced the development of hot isostatic pressing technology, working principle and its application range.Keywords：Hot Isostatic Pressing，High Pressure Vessel, Heating Furnace, Diffusion Bonding, Powder Metallurgy

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——热等静压技术的发展与应用

目录 引言………………………………………………………………………………1

1.1 国外热等静压技术的发展………………………………………………1

1.2 国内热等静压技术的发展………………………………………………1 2 热等静压设备及工作原理………………………………………………………3

2.1 热等静压设备特点………………………………………………………3

2.1.1 高压容器……………………………………………………………3

2.2.2 加热炉………………………………………………………………3

2.2.3 压缩机和真空泵……………………………………………………4

2.2.4 冷却装置……………………………………………………………4

2.2.5 计算机控制系统……………………………………………………4

2.2 热等静压工艺流程………………………………………………………4

2.3 热等静压工作原理………………………………………………………5 3 热等静压技术的主要应用领域…………………………………………………7

3.1 铸件的致密化处理………………………………………………………7

3.2 热等静压覆层和热等静压复合扩散连接………………………………7

3.3 热等静压粉末固结………………………………………………………8

3.3.1 高温合金粉末固结…………………………………………………8

3.3.2 硬质合金热等静压…………………………………………………8

3.3.3 高速钢粉末固结……………………………………………………8

3.3.4 陶瓷材料粉末固结………………………………………………9

3.3.5 钛合金粉末固结…………………………………………………9

3.4 热等静压工艺在新领域的应用…………………………………………9 4 结论………………………………………………………………………………10 参考文献……………………………………………………………………………11 致谢…………………………………………………………………………………12

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——热等静压技术的发展与应用 引言

热等静压（Hot Isostatic Pressing，简称HIP)工艺是一种以氮气、氩气等惰性气体为传压介质，将制品放置到密闭的容器中，在900～2000℃温度和100～200MPa压力的共同作用下，向制品施加各向同等的压力，对制品进行压制烧结处理的技术。在高温高压的共同作用下，被加工件的各向均衡受压。故加工产品的致密度高、均匀性好、性能优异。同时该技术具有生产周期短、工序少、能耗低、材料损耗小等特点。1.1 国外热等静压技术的发展

HIP技术研究始于1955年，由美国Battelle究所为研制核反应堆材料而开展的[1]。1965年美国Battelle研究所研制的第一台热等静压机的问世，标志着热静压技术设备的诞生[2]。1972年，在美国与瑞典实现了高速工具钢的大量热等静压。在1970～1980年，美国空军材料实验室将HIP工艺扩展到了制造镍基高温合金与钛合金粉的预成形坯和近终形锻件。在20世纪70年代，还发现可用HIP处理铸件，在铸件的主要形状特征不变形的条件下，使复杂形状铸件内部的孔隙永久愈合[3]。

目前，先进的热等静压机为预应力钢丝缠绕的框架式结构，高压容器的端盖与缸体间的连接为无螺纹连接。因筒体和框架均采用钢丝预应力缠绕，所获的负预应力可通过计算确定，即使装置处于工作的最大压力状态时，其强大的应力也是由预应力缠绕钢丝所承受，即应力被集中消除，承载区域独立安全，同时钢丝缠绕还起到防爆和屏障的作用[4]。因此，这种结构的热等静压设备在高温高压（2000℃和200 MPa）的工作条件下，无需外加任何特殊的防护装置，与老式的螺纹连接结构(端盖与缸体间)的热等静压机相比，不但设备的结构紧凑，而且有效地保证了生产的安全性。1.2 国内热等静压技术的发展

钢铁研究总院从1972年开始研究中国第一台热等静压机，并于1986年获劳动部颁发的热等静压机设计资格证书。钢铁研究总院生产的热等静压机已经系列化，目前该院可为用户提供三个系列不同型号（从实验室用小型热等静压机到大型生产用热等静压机）的热等静压机。1999年6月在北京成功地举办了HIP’99

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——热等静压技术的发展与应用

热等静压技术国际会议，与会代表来自瑞典、美国、德国、英国、法国、日本、俄罗斯等13个国家[5]。国际同行对钢铁研究总院生产的热等静压机的水平给予高度的评价。

2005年7月，川西机器公司采用国内领先的高温/高压快速冷却、真空与超高压隔离、超高压工作缸等13种关键技术，经过3年多的刻苦研制和技术攻关，成功地交付给贵州航空工业集团贵州安吉精铸公司1台国内最大的热等静压机。该热等静压机的投入使用，填补了国内大型热等静压技术的空白，为航空、航天、核工业、电子、冶金、船舶等领域的高温高强合金、功能陶瓷、复合材料、超硬材料等高新技术材料制品的研制和生产创造了条件[6]。

2008年7月份，由钢铁研究总院制造的亚洲最大的热等静压机(φ1250×2500 mm，1350℃，150 MPa)已安装调试成功，并正式投入运行。目前己使用该设备生产出合格的高品质粉末涡轮盘[7]。该设备的研制成功，标志着钢铁研究总院在热等静压设备的研发、制造及使用领域达到国际先进水平。

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——热等静压技术的发展与应用 热等静压设备及工作原理

2.1 热等静压设备特点

热等静压设备由高压容器、加热炉、压缩机、真空泵、储气罐、冷却系统和计算机控制系统组成，其中高压容器为整个设备的关键装置。热等静压烧结示意图如图2.1所示。

图2.1 热等静压烧结示意图

2.1.1 高压容器

目前先进的热等静压设备是由无螺纹、底部封闭钢丝缠绕的预应力筒体和钢丝缠绕及预应力框架组成。钢丝是矩形截面、冷轧弹簧钢带，筒体经锻造和热处理，框架由两个横架和两个立柱组成，金属外壳包装，施加了预应力，其结构特点是：

（1）筒体在切线方向均衡压缩，可防止轴向断裂；

（2）框架压缩均衡，可防止切向断裂；可靠安全，承载区域独立；（3）压力容器各点应力能计算精确；应力集中被消除；

（4）筒体、框架没有承受任何拉力负载；钢丝缠绕起防爆、屏障作用。2.2.2 加热炉

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——热等静压技术的发展与应用

高质量加热炉是先进的热等静压设备不可缺少的关键部件。目前，加热炉先进安装方式是插入式，有两个加热区，可设计3挡最高工作温度1200℃（用于Fe-Cr-Al加热炉）、1450℃（用于Mo加热炉），2000℃（用于石墨加热炉）和不同气氛的多台加热炉，由于是插入式，用户可根据烧结温度、气氛要求，方便地更换加热炉，每种加热炉可实现快速升温，快速冷却，炉内温差小于±15℃[8]。石墨加热炉是由碳精和石墨混合、纤维补强的混合材料制成，其强度、可靠性、安全性优于常规纯石墨，具有高电阻率，极适用于真空和低电压工作。2.2.3 压缩机和真空泵

热等静压设备通常采用非注油式电动液压压缩机，省去了压缩空气装置，配置有过压保护、防振装置、自动调节部件。真空泵采用旋转叶轮，在产品烧结中用于真空抽吸，同时抽除容器内的氧、潮气（水分）和其它杂质。2.2.4 冷却装置

冷却水通过再生冷却回路，管道内冷却水与压力容器外壳进行热交换，采用去离子水和防锈剂，以确保冷却水的质量和保护冷却系统。2.2.5 计算机控制系统

它是由IBM兼容PC、软盘驱动、彩色SYGA监视器、键盘、IBM兼容打印机输出、数据采集、控制软件及手动控制支持的台式部件等组成。在热等静压工艺过程中，可实现温度、压力、真空的程序控制，并显示所有工作状态。在程序控制和手动控制之间，可编程控制器提供安全可靠的联锁[9]。2.2 热等静压工艺流程

热等静压工艺有三种，即先升压后升温，适用于金属包套工件的制造；先升温后升压，适用于玻璃包套制造符合材料；同时升温升压，适用于低压成型、装入量大、保温时间长的工件制造。其工艺流程如图2.2所示。

图2.2 热等静压工艺流程图

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——热等静压技术的发展与应用

2.3 热等静压工作原理

根据帕斯卡原理，在一个密封的容器内，作用在静态液体或气体的外力所产生的静压力，将均匀地在各个方向上传递，在其作用的表面积上所受到的压力与表面积成正比[10]。在高温高压作用下，热等静压炉内的包套软化并收缩，挤压内部粉末使其与自己一起运动。高温高压同时作用下的粉末的致密化过程与一般无压烧结或常温压制有很大差异。其致密化过程如图2.3所示，大致分为以下三个阶段：

图2.3 粉末致密化过程

（1）粒子靠近及重排阶段

在加温加压开始之前，松散粉末粒子之间存在大量孔隙，同时由于粉末粒子形状不规则及表面凹凸不平，他们之间多呈点状接触，所以与一个粒子直接接触的其它粒子数（粒子配位数）很少。当向粉末施加外力时，在压应力作用下，粉末体可能发生下列各种情况：随机堆叠的粉末将发生平移或转动而相互靠近；某些粉末被挤进临近空隙之中；一些较大的搭桥孔洞将坍塌等。由于上述变化的结果，粒子的临近配位数明显增大，从而使粉末体的空隙大大减少，相对密度迅速提高。

（2）塑性变形阶段

第一阶段的致密化使粉末体的密度已有了很大的提高，粒子之间的接触面积急剧增大，粒子之间相互抵触或相互楔住。这是要使粉末体继续致密化，可以提高外加压力以增加粒子接触面上的压应力，也可升高温度以降低不利于粉末发生

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——热等静压技术的发展与应用

塑性流动的临界切应力。如果同时提高压力和温度，对继续致密化将更加有效。当粉末体承受的压应力超过其屈服切应力时，粒子将以滑移方式产生塑性变形。

（3）扩散蠕变阶段

粉末粒子发生大量塑性流动后，粉末体的相对密度迅速接近理论密度值。这时，粉末粒子基本上连成一片整体，残留的气孔已经不再连通，而是弥散分布在粉末基体之中，好像悬浮在固体介质中的气泡。这些气孔开始是以不规则的狭长形态存在，但在表面张力作用下，将球化而成圆形。残存气孔在球化过程中其所占体积分数也将不断减小。粒子间的接触面积增大到如此程度，使得粉体承受的有效压应力不再超过其临界切应力，这时以大量原子团滑移而产生塑性变形的机制将不再起主要作用，致密化过程主要单个原子或空穴的扩散蠕变来完成，因此整个粉末体的致密化过程缓慢下来，最后趋近于以最大终端密度值 值得注意的是上述三个阶段并不是截然分开的，在热等静压过程中它们往往同时起作用而进粉体的致密化，只是当粉末体在不同收缩阶段，由不同的致密化过程起主导作用。

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——热等静压技术的发展与应用 热等静压技术的主要应用领域

热等静压技术经过近60年的发展已日臻成熟，目前已广泛用于核材料、航空航天材料、硬质合金、高温合金与陶瓷材料等领域，是研制与处理材料、提高材料性能的一种先进生产工艺与手段，己成为当今许多高性能材料生产中一项实用技术，也是新材料开发不可缺少的一种新技术。3.1 铸件的致密化处理

热等静压在铸件致密化处理方面的应用研究开发较早，是热等静压应用较成熟和完善的领域。热等静压法不仅可以使新的铸件致密化，而且还可以用以修复正在使用的铸件，使铸件在使用中降低的性能得以恢复。铸件在指定的温度和应力条件下，具有一定的计算寿命值，使用一段时间后，将不断产生微观缺陷，并产生晶间的相对运动，在晶界出现缺陷。这些类似常见缩孔的内部缺陷就可采用热等静压法进行治愈[11]。用这样的处理方法，能够使使用中的发动机零件的机械性能和疲劳性能恢复到新铸件的水品。

用热等降压处理铸件的效用和意义可归纳如下：

（1）热等静压处理后，能减少铸件在X射线检查和表面投射检查的报废率；（2）与未处理的铸件相比，经热等静压处理的铸件在焊接后产生的裂纹较少，因而减少了补焊的成本；

（3）采用热等静压处理，可提高铸造参数范围和扩大新的铸造合金品种；

（4）改善了疲劳强度和延性的热等静压铸件可取代价格昂贵的锻件。3.2 热等静压覆层和热等静压复合扩散连接

热等静压覆层和热等静压复合扩散连接是热等静压的另一重要应用。热等静压覆层技术是采用热等静压技术在一种材料上制备一种具有特殊物理或化学性能的覆层，以提高其综合性能的新技术，热等静压复合扩散连接是将两种或两种以上的不同材料，在高温高压作用下进行扩散连接的一种新技术，涉及到的材料可以是金属一金属、金属一非金属、非金属一非金属，它是近几年发展起来的，特别是在民用方面值得应用推广的一项较好技术[12]。与一般连接方法相比，热等静压复合扩散连接具有以下一些优点：

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（1）连接材料具有母材特性，在焊点无熔化区，因而消除了是焊点性能衰减的晶粒长大；

（2）可以连接通常不能连接的异种金属，在高热等静压压力下能阻止柯肯达尔空位的形成；

（3）不受固定模具的限制，能加工和处理任何复杂形状的制件；（4）能连接脆性材料或低延性材料而不产生断裂；（5）温度限制较小；

（6）能连接复合材料，并对复合材料中的纤维破坏很少。3.3 热等静压粉末固结 3.3.1 高温合金粉末固结

高合金化镍基高温合金铸锭偏析严重，热加工性能差，很难变形，传统铸锻造技术很难保证大尺寸零件性能的均匀性，采用粉末冶金工艺解决了此类问题。快速凝固预合金粉末+HIP固结技术为高合金化镍基高温合金材料的生产开辟了新的方向。粉末冶金高温合金广泛应用于航空燃气涡轮发动机、火箭发动机和地面燃机等关键部件。3.3.2 硬质合金热等静压

热等静压处理可以有效地消除烧结硬质合金中的内部孔隙等缺陷；热等静压处理温度低于硬质合金烧结温度可防止碳化物晶粒的粗化；经热等静压处理后的大尺寸硬质合金制品，其综合性能获得大幅度提高，使用寿命和使用可靠性显著提高。热等静压硬质合金与常规烧结硬质合金相比具有以下优点：

（1）参与空隙几乎完全消除，密度可有原来的99.8%理论密度提高到99.999%理论密度。

（2）制造大型或高径比大的制品时，废品率低，表面缺陷大幅降低，抛光后可得到光洁度极高的表面。

（3）由于制品中的孔隙体积明显减小，消除了断裂源，使制品的性能和寿命大幅度提高。3.3.3 高速钢粉末固结

高速钢是一种化学成分复杂的高合金钢。在采用传统的熔铸-锻造法生产高速钢时，由于铸锭尺寸大，冷却缓慢、不可避免的产生碳化物偏析。这种偏析组

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织不仅给锻、轧等热加工造成困难，损害了产品的各种性能，而且限制了合金含量的进一步增加，阻碍了高速钢的发展。

热等静压技术的问世，使许多高合金高速钢可以采取粉末冶金工艺来制造，从而克服了熔铸钢中碳化物偏析这类缺陷，把粉末冶金技术成功引入了致密刚才和合金钢的生产领域。3.3.4 陶瓷材料粉末固结

在金属陶瓷的制备中，通常有固态法和液态法两大类型制备工艺，热等静压工艺的应用不但可以用来实现在固态法中成型与烧结一起进行，而且还可以对液态法制备的金属陶瓷进行热处理，提高制品的性能。采用热等静压工艺制备金属陶瓷具有如下优点：

（1）大大降低了烧结金属陶瓷的温度，细化晶粒；（2）提高制品的致密度，改善金属陶瓷的各种性能；

（3）可直接制备形状复杂和大尺寸的工程部件，减少甚至避免昂贵的机械加工；

（4）降低冷却时的残余应力，减少反应层的成型，控制界面反应。3.3.5 钛合金粉末固结

钛合金因具有高强度、高韧性、抗氧化及耐腐蚀的特性，广泛由于航天、航空、航海和化工等领域。然而，钛制品的昂贵价格，限制了它的应用。钛制品成本高的主要原因是传统制造工艺复杂，二次加工的材料损失大。通常，钛的熔炼和加工工艺包括：海绵钛压成电极；两次真空电弧炉熔炼；精密铸造或锻、轧加工以及机加工等[13]。粉末钛合金被认为是进一步提高钛合金性能和降低其价格的出路。用热等静压工艺生产粉末钛合金，不仅简化了熔炼工艺和切削工序，而且因细粉末晶粒有利于合金组织均匀化，从而使制品性能获得改善。3.4 热等静压工艺在新领域的应用

（1）在多孔材料方面的应用：由于采用氮气作为介质，在高温下生成氮化物，使得HIP对多孔材料也产生作用；

（2）HIP技术与渗氮等表面处理相结合，扩大HIP功能；

（3）悬浮熔炼工艺制备高纯材料可采用HIP技术。因为高压气体密度增加，可使熔炼物悬浮起来，实现无坩埚熔炼，从而极大地提高熔炼纯度。

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（4）食品工业采用HIP技术：向食品施加高压可使食品在营养不被破坏且保持原色原味的情况下，达到杀菌消毒的目的，为食品加工提供了一条新的途径。结论

随着材料科学的不断发展，热等静压技术在现代生产技术中已经占据了越来越大的比重。而且人们越来越多地采用热等静压技术进行新材料的制备，如金属基陶瓷、碳/碳复合材料、硬质合金、钨钼制品、稀有难熔金属等产品等。热等静压技术也越来越多地渗透到更多的技术领域，并凭借其特有优势，将会在新材料、新能源的发展空间中发挥更为广阔的作用。

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参 考 文 献

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[11] 王声宏．热等静压技术在硬质合金及陶瓷材料中的应用[J]．粉末冶金工业，2000，10：7～11.[12] 徐强，张幸红，曲伟等．金属陶瓷的研究进展[J]．硬质合金，2002．19：22l～225.第 11页 /共 12页

材料加工原理作业

——热等静压技术的发展与应用

[13] 熊计，沈保罗．超细TiCr017N013金属陶瓷的烧结工艺研究[J]．粉末冶金技术，2004，122(13)：164～167.第 12页 /共 12页

材料加工原理作业

——热等静压技术的发展与应用

致

谢

感谢张老师的激情授课！张老师渊博的知识以及严谨的治学态度让我受益匪浅。通过张老师深入浅出的讲解，使我在短时间内对材料各种加工方法及原理有了初步认识，为以后的深入学习及实验打下良好基础。在此，向张老师致以最诚挚的谢意！

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第五篇：马铃薯收获机技术发展现状分析

马铃薯收获机技术发展现状分析

摘 要: 分析了我国马铃薯产业的现状以及马铃薯机械化收获的意义;综述了国内外马铃薯收获机械发展现状;简要介绍了目前国内外主要的马铃薯收获机，并针对目前国内马铃薯收获机械产品本身及其市场存在的主要问题，提出了相应的对策和建议。关键词: 马铃薯;收获机;发展现状。

0 引言

马铃薯（学名：Solanum tuberosum，英文：potato），属茄科多年生草本植物，块茎可供食用，是全球第三大重要的粮食作物，仅次于小麦和玉米。

马铃薯分布广泛，营养丰富，素有“地下苹果””饮食新贵“和”十大热门营养健康食品”之称。我国是世界马铃薯种植面积最大的国家，其年种植面积与产量分别在1050公顷和 8000 万 吨左右。同时，我国马铃薯消费量以年均 8%的速度增长，是世界上消费量增长最快的国家之一。马铃薯适应性强，产业链长且产值高，发展马铃薯生产对优化调整农业产业结构“农民增收”促进经济发展“确保粮食安全及实现千年发展目标具有重要且不可替代的战略地位。我国是马铃薯生产大国却不是强国，国际竞争力差。我国马铃薯生产存在一系列问题，如品种单一”农艺标准不一“生产技术粗放”管理水平差及机械化水平低等。其中，生产机械化水平低严重制约着我国马铃薯产业的发展。在农村劳动力结构发生转变以及劳动力成本日益增加的背景下，提高马铃薯机种和机收的水平对于马铃薯生产发展具有重大意义。

1国内外马铃薯收获机械发展现状

1.1 国外马铃薯收获机械现状

国外马铃薯机械化收获起步早、发展快、技术水平高。从20世纪初开始发展，到80年代初，多数国家通过马铃薯联合收获机直接收获的方式，或挖掘-捡拾装载机加固定分选装置来进行分段收获的方式，相继实现了马铃薯生产机械化[Dal。其机器具有生产效率高、技术水平高以及稳定性高的“三高”特点，并广泛应用当前高新技术。例如，在生产制造方面，采用虚拟制造技术、微细加工、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等先进制造技术等，大大提高了国外机具的制造精度和生产效率，降低了制造和使用成本，提高了作业效率和国际竞争力;在工作方面，采用振动和液压技术进行仿形挖掘，采用传感技术控制土壤喂人量、马铃薯传运量以及分级装载，采用气压、气流和光电技术进行碎土及分离清选，并搭载了基于PDA/GPS/GPRS/GIS等技术的农机终端操作系统，可利用微机完成相关的监控、控制和调度等操作。

目前，国外马铃薯收获机中挖掘机比例显著下降。马铃薯挖掘机主要集中在一些以山地面积和种植田块小且分散为主的国家，如意大利、波兰、韩国和日本等，而德国、美国和比利时等国家主要以应用马铃薯联合收获机为主。其中，根据联合收获方式不同，又分为分级装袋式、机载储物箱式和侧输出式。相关代表机型如下: 波兰Akpil公司考虑到波兰土地制度以及马铃薯田块特点，生产马铃薯挖掘机和联合收获机。该公司生产的BULWA2系列挖掘机，配套动力约为25kW，将挖掘出的马铃薯条铺于田间。其中，BULWA290年代，由于手扶拖拉机以及小四轮拖拉机的推广应用，相关部门在消化吸收国外先进技术的同时，开始了国内马铃薯挖掘机的研制。马铃薯收获方式主要是依靠小型挖掘机挖掘，铺放在田间，再由人工捡拾装袋，效率依然低下。三是中小型马铃薯挖掘机及少量大型联合收获机应用阶段。20世纪90年代后(随着劳动力成本提高，马铃薯种植大户，特别是新疆、黑龙江以及内蒙古的少数农场)，开始采购国外先进大型马铃薯联合收获机械。同时，国内相关研究部门及企业根据国内情况把研发方向定格在了中小型马铃薯收获机械的研制上，多数机型多可实现两行及两行以上的收获，有的配备侧输出提升臂，进一步提高了收获效率。

目前，国内应用的马铃薯收获机机型种类繁多，其中大型联合收获机却完全依靠进口。国内研发主要集中在中小型挖掘机、少量的大型挖掘机以及自动化程度不高、机型不大的联合收获机方面。相关代表机型如下: 中机美诺公司生产的中农机美诺系列1700和1710型马铃薯联合收获机，其实现了国内大中型国产马铃薯挖掘机的突破。该机可一次完成镇压、挖掘、输送分离、除秧和侧输出作业;装有镇压轮，达到不同的挖掘深度要求;收净率高，采用两级输送分离装置，配以强制振动、两级除秧等机构，使马铃薯与薯秧的分离效果更好。1710在1700的基础上安装了侧提升臂，实现工作过程中升运装车，配合1900马铃薯运输车，大大节省了劳动力。

黑龙江科农机械厂生产的科农牌马铃薯联合收获机，配备It左右储物箱，采用环绕型提升装置，虽效果较好，但是输送链过长，功率消耗增大。该机土豆挖净率高，破碎率较低，损失少，干湿茎秆都适用，工作效率相对较高，但相对国外马铃薯联合收获机械在功能、加工制造和设计等各个方面差距依然很大回。

1710马铃薯收获机

UFD-1400马铃薯收获机

甘肃农业大学工学院研制的4UFD一1400型马铃薯联合收获机适用于中等地块且能同时实现分级装袋、，可以一次性完成马铃薯挖掘、土薯分离、茎秆、杂草及地膜分离、薯块输送升运、薯块分级和收集装袋等工序，大大提高马铃薯收获的工作效率和劳动生产率，解决了马铃薯生产中存在的突出问题。该机可以方便地与45一58.8kW拖拉机配套，适应中等地块作业，更符合中国国情。存在问题

2011年，我国马铃薯耕整地、播种和收获的机械化水平分别是48% 19.6%和17.7%，而在马铃薯主产区云南和甘肃，其马铃薯总体机械化水平仅有1%左右，这与当前国外发达国家机械化水平的70%有着天壤之别。目前，马铃薯收获机械研制正由条铺式挖掘机向联合收获机方向发展，但总体机械化水平仍很低。主要问题体现在以下几个方面。

马铃薯优势区域布局示意图

2.1市场管理方面

当前，随着马铃薯机械化收获需求的增大以及国家政策的扶持，国内马铃薯收获机的研发和生产如雨后春笋般发展。截至当前，全国涉及马铃薯收获机生产的厂家和科研单位有100家左右，分布不均，多集中在山东省;而甘肃和云南等马铃薯种植大省较少，市场管理混乱，多数公司资金不足和研发能力不强，研发过程主要是将市场购置相关机型，进行反复拆卸和测量，最终按照原产品进行生产自造，基本没有改进，生产的产品多数为小型马铃薯挖掘机，并且加工粗糙，产品质量不可靠，稳定性差。另外，相关职能部门对产品质量的监督检测不到位，特别是相关农机购机补贴范围审核不够认真，导致很多假冒伪劣产品充斥市场，严重损害了广大农民的切身利益。2.2农机与农艺结合方面

由于国家旧的相关土地政策、地形、气候和土质等因素，当前国内马铃薯种植多以农村小片分散状的生产方式为主。多为人工种植，不够整齐，在种植方式上既有平作，也有垄作，有的铺膜，有的不铺膜，并且各地种植垄距和深度等不尽相同。以中国薯都甘肃省定西市为例，其各项参数如下:垄高10-20，垄面宽50一100垄宽60一120垄距25一50，行距15一22耕深20一35 cm。当种植行距和拖拉机轮距、收获机挖掘铲间距不适应时，往往导致挤伤薯皮、漏薯、压碎和铲切薯块的结果，直接影响收获质量，进而影响农民的切身效益。2.3技术方面

目前，国内马铃薯收获机械以小型为主，动力要求不高，收获效率相对国外机械较低，功能单一，多以后输出的方式将马铃薯平铺于地面，也有少数侧输出或带有料箱的机型。结构均比较简单，价格相对便宜，但所采用的整体式挖掘铲造成机器在作业过程中阻力相对较大，对垄高、土质以及收获时间的适应性差，使用寿命短。多数机器不具备二次土薯分离装置，并且马铃薯后输送效果欠佳，导致己经挖掘出的马铃薯被土壤二次掩埋以及奎土现象的出现，明薯率相对较低。2.4使用方面

当前，马铃薯收获机械用户多为农民，专业化农机大户不多，由于对机器的了解不够，往往造成“大马拉小车，小马拉大车”的牵引动力不配套问题。对于一些电液控制自动化程度相对高的机型，操作人员往往很难准确地控制入土深浅，造成频繁停车现象的发生，影响收获效率，甚至造成机器重大损坏;而当前马铃薯机械相关零部件没有系列化，同时厂家售后服务不完善，导致用户自行维修，为以后的安全埋下隐患。同时，由于机器功能单

一、马铃薯收获时间较集中以及各地种植习惯不同等原因，机器的利用率较低，使得农民购置马铃薯收获机的热情不高。

3对策和建议

国外马铃薯收获机械现状表明，马铃薯收获机械朝着大型自走式、机电和液压一体化、联合作业、较高稳定性和实现互换性的方向发展。该类马铃薯收获机具有生产效率高、收获质量高、劳动强度低、作业成本以及相对购置费用低等特点。国外马铃薯收获机械现状为我国的马铃薯收获机械化事业指明了方向。

3.1市场管理方面

整合资源，加强联合，提高农机企业准入门槛，防止不具备研发能力厂家依葫芦画瓢式的生产制造马铃薯收获机。质量监督部门应提高对农业机械假冒伪劣监管的重视，加大对相关产品的抽查力度，建立生产与销售共同责任机制。严把入选农机购置补贴目录产品质量关，避免中国特色农机化扶持政策体系成为个别商家以次充好、欺骗消费者的噱头。督促相关厂家完善售后服务体系，确保所生产的马铃薯收获机在出现故障时能及时得到解决，避免对用户造成不必要的经济损失。3.2农机与农艺结合方面

机具的适用性和性能指标的高低与农艺措施密切相关，农机与农艺的结合也是发展现代农业的必然要求，要积极做好农机农艺结合工作。相关部门共同制定农机与农艺相结合的技术方案，实行规范化种植，为机械作业创造条件。大力推广普及马铃薯机械化种植，彻底解决机具与农艺结合的根本问题，为实现马铃薯全程机械化生产奠定基础。加大宣传力度，提高购机补贴力度，建立示范基地，对农户进行技术培训，让农民直观认识到机械化生产效益的显著性，并建立标准化种植观念。因地制宜地发展农业，加快适宜土地整合步伐，为下一步大型马铃薯联合收获

机具的应用创造条件，并把握好北方地区尤其黑龙江、新疆和内蒙古等地马铃薯联合收获的突破机遇。3.3技术方面

对马铃薯收获机械进行全面、深入的理论和试验研究，加强对国外先进技术装备的消化吸收和自主创新力度。采用新材料、新方法和先进的加工工艺，提升产品的技术水平和技术含量，并在充分的生产试验考核中熟化技术，使产品定型，实现标准化和系列化批量生产。组织有关院校、科研单位和企业进行联合攻关，解决技术难题，提供操作方便、适应性强、功能全、实现互换性以及具有较高技术含量的收获机械，满足生产需求，降低劳动强度。但相关部门必须客观、认真对待相关课题的验收，避免重复研究，造成科研经费浪费。提高生产企业的加工工艺水平，选用符合要求的材料和高质量的标准件与外协件，保证设备制造质量。3.4使用方面

相关部门应大力扶持、引导和发展马铃薯机械化生产合作服务组织与农机大户，积极引导其购置马铃薯专用机具，并为其提供技术培训和相关资料，提高农民对机具的操作水平和熟练程度。构建信息网络，建立高效生产的运行机制，提高机具的利用率。相关企业应提高自身责任感和产品质量，合理设计，完善其产品使用说明书，必要时可以对用户进行针对性的培训。

参考文献: [1]贾晶霞，杨德秋，李建东，等马铃薯栽培农艺与机械化生产技术调研综述田农机化研究,2010,32(11):1一6 [2]王福义马铃薯收获机械发展研究田农业科技与装备，2010(12):83一83 [3]郑晨饮食新贵田中国检验检疫,2010(2):62-62 [4」王洋洋引领马铃薯类食品新时尚日」中国食品工业，2010(1):34一34 [5]柳俊我国马铃薯产业技术研究现状及展望CT」中国农业科技导报，2011,13(5):13一14 [6] 百度百科 [7] 百度图片