第一篇:泡沫金属的研究与发展
泡沫金属的研究与发展 泡沫金属的概念及特点
泡沫金属指孔隙度达到90%以上,具有一定强度和刚度的多孔金属材料。含有泡沫状气孔的金属材料与一般烧结多孔金属相比,泡沫金属的气孔率更高,孔径尺寸较大,可达7毫米。由于泡沫金属是由金属基体骨架连续相和气孔分散相或连续相组成的两相复合材料,因此其性质取决于所用金属基体、气孔率和气孔结构,并受制备工艺的影响。通常,泡沫金属的力学性能随气孔率的增加而降低,其导电性、导热性也相应呈指数关系降低。当泡沫金属承受压力时,由于气孔塌陷导致的受力面积增加和材料应变硬化效应,使得泡沫金属具有优异的冲击能量吸收特性。多种金属和合金可用于制备泡金属材料,如青铜、镍、钛、铝、不锈钢等。由于泡沫金属的密度小、孔隙率高、比表面积大从而使其具有非泡沫金属所没有的优异特性:例如阻尼性能好,流体透过性强,声学性能优异热导率和电导率低等等。作为一种新型功能材料,它在电子、通讯、化工、冶金、机械、建筑、交通运输业中,其至在航空航天技术中有着广泛的用途。泡沫金属的用途 2.1 电极材料
随着高档电器(便携式计算机、无绳电话等)的迅速发展,可重复使用的高体积比容量、高质量比容量的充电电池的消耗也越来越大。高孔隙率(>95%)的泡沫金属对提高电池的这些性能提供了用武之地。例如用电沉积法生产的泡沫镍作为电极材料用于N i-Cd电池的电极时,电极的气液分离好、过电压低,能效可提高90%,容量可提高40%,并可快速充电,在电池行业中,镍镉电池、镍氢电池、可充电碱性电池一致趋向于采用泡沫镍作为正负极板以提高容量,这是电池行业的一个突破。对电池电极用泡沫镍的性能参数要求已有较为深入的研究。2.2 催化剂
化学反应尤其是有机化学反应中,催化剂常常起着非常重要的作用,催化剂的表面积也是越大越好,高孔隙率使得泡沫金属具有大的比表面积,化工行业中可直接使用泡沫镍作镍催化剂,或将泡沫镍制成催化剂载体,高孔隙率的泡沫金属作为支撑物有可能使催化剂高度分散发挥更大的作用,其性能远远优越于陶瓷催化剂载体。
2.3 流体压力缓冲材料
泡沫金属可装在气体或液体管道中,当其一侧的流体压力或流速发生强烈波动时,泡沫金属材料可以通过吸收流体的部分动能和阻缓流体透过的作用,从而使泡沫金属体另一侧的波动大大减小,此效应可用于保护精密仪表。2.4 机械振动缓冲材料
在将泡沫金属垫在振动部位的接合部时,利用多孔泡沫材料的弹性变形可吸收一部分机械冲击能。据报道,密度比为0.05~0.15的泡沫铝可吸收的能量为20~180M J m,强大的能量吸收能力使得它有可能用于汽车的保险杠甚至于航天器的起落架,也可用作制造升降运输系统的缓冲器、磨矿机械的能量吸收衬层、汽车乘客坐位前后的可变形材料以改善安全性,优异的减振性能也使泡沫技术有可能用作火箭和喷气发动机的支护材料。2.5 消音材料
因为声波也是一种振动,故声音透过泡沫金属时,可在材料内发生散射、干涉,声能被材料吸收,所以泡沫金属也可用于声音的吸收材料,即消音材料。这种消音材料在气体管道和蒸汽管道中都可获得应用。2.6 阻燃、防爆材料
泡沫金属既有很好的流体穿透性又可有效地阻止火焰的传播且自身有一定的耐火能力,于是可放置在输运可燃性液体或气体的管道中以防止火焰的传播,因为流体在输运速度增加时可能会着火(声速在接近爆炸限时会产生约150×105Pa的压力),实验表明:6mm厚泡沫金属就可阻止碳氢化合物燃烧速度为210m sec的火焰,其作用机理可以解释为当火焰中的高温气体或微粒穿过泡沫金属材料时,由于发生迅速地热交换,热量被吸收和散失,致使气体或微粒的温度降到引燃点以下,于是火焰的传播被阻止。2.7 自发汗冷却材料
把固体冷却剂熔化渗入由耐热金属制成的多孔骨架中,在经受高温时这种材料内部的冷却剂会发生熔化和气化而吸收大量的热能,从而使材料在一定时间内保持冷却剂气化温度的水平,逸出的液体和气体会在材料表面形成一层液膜或气膜,可把材料与外界高温环境隔离,此过程可一直进行到冷却剂耗尽为止,由于冷却机理相当于材料本身“发汗”故有自发汗冷却材料之称。2.8 发散冷却材料
发散冷却是一种先进的冷却技术,它是迫使气态或液态的冷却介质通过多孔材料,使之在材料表面建立一层连续、稳定的隔热性能良好的气体附面层,将材料与热流隔开,得到非常理想的冷却效果。以液氢—液氧发动机推力室喷注器面板为例:采用发散冷却后,它的一面为-150℃的氢气,另一面为3500℃的燃气,而材料的热面温度仅在80~200℃之间,用于发散冷却的多孔材料,渗透量必须能够准确地控制在合理的范围内,透气均匀,孔道曲折小,介质流动通畅,并且要满足作为防热结构材料的基本要求,具有一定的强度、刚度和韧性,选用抗氧化性能好的材质,以防止意外氧化堵孔,烧结金属丝网多孔泡沫材料是其最佳选择。2.9 过滤材料
把泡沫金属制备成适当的形状,它就可以作为过滤材料从流体(如水、溶液、汽油、润滑油、冷冻剂、聚合物熔体)中滤出固体或悬浮物。常用的泡沫金属的材质为青铜或不锈钢。在腐蚀性很强的流体中,则需采用贵金属(如A u)。泡沫金属材料的制备方法
按照制备工艺,可以将泡沫金属材料的制备方法进行分类:真空气相沉积、气相分解、电沉积、含有机支撑物烧结、简单烧结、粒状物料周围浇铸、熔模铸造、溅射法、金属沉积法、烧结法、铸造法、熔融金属发泡法。
3.1 熔体发泡法
该法的原理是在金属液中加入发泡剂,使其受热产生分解,在溶液中形成气泡,然后冷却凝固。其缺点是发泡过程难以控制,溶液中的发泡剂分解产生气泡,气泡逐渐上浮并在上浮过程中合并长大,引起制品中气泡分布不均匀且局部气泡尺寸过大。
解决此问题的方法有:(1)高速搅拌,使发泡剂充分分布在金属液中;(2)增加溶体粘度,阻止气泡的上浮运动,进而提高发泡剂在熔体中的均匀分布。增加粘度的方法有非金属粒子分散法、加入合金元素法和熔液氧化法。熔液氧化法是向熔融金属液中吹入空气、氧气或水蒸气并搅拌,使在短时间内生成氧化物,此方法效率较高,得到的粘度也大。
目前最常用的方法是向熔液中加入合金元素,搅拌使熔体中生成大量细微的氧化物固相质点,从而增加熔体粘度,此方法比熔液氧化法简单。
熔体发泡法对发泡剂的一般要求是:发泡剂与熔液混合均匀前应尽可能少分解,在停止混合至开始凝固前的一定时间间隔内要充分分解并有足够的发气量。
熔体发泡法制备泡沫金属的过程有:熔体增粘处理、泡沫化、均匀化和凝固过程。后三个过程同时进行,受许多工艺因素的影响,在实际操作中很难控制。
3.2 渗流铸造法
将液态金属渗入可去除的填料颗中的渗流铸造法是制备泡沫金属的重要方法。渗流铸造法中预制型的制作对最终产品的质量有着直接的影响,填料颗粒能否被除去是制得通孔的关键,要顺利除去填料颗粒,必须使其处于连续的状态,通常采用两种方法:(1)将填料颗粒松散装入型腔中,加压使颗粒联结。(2)将颗粒加粘结剂和水混匀后填入石墨中紧实,然后焙烧,此工艺得到的预制块孔隙形状圆滑,互相连通,但工艺较复杂。
渗流铸造法采用加压的方式使熔液渗入,加压方式有:固体压头加压法、气体加压法、差压法、真空吸铸法。差压法和真空法可以得到高质量的泡沫金属,因为在压力下金属液的渗流距离比较长,结晶出的金属骨架比较致密,使得泡沫金属具有较高的机械性能,缺点是需要一套抽气/真空系统及一套上下罐体。
3.3 烧结法
简单烧结:就是于较高温度时物料产生初始液相,在表面张力和毛细管现象的作用下,物料颗粒相互接触,相互作用,冷却后物料发生固结而成为泡沫金属,为了使物料易于成型,可采用粘结剂,但粘结剂必须在烧结时除去,为了提高泡沫金属的孔隙率,可采用填充剂,填充剂同样也需发生升华、溶解或分解,氯化铵和甲基纤维素均可作为填充剂。
在制备高孔隙率的泡沫金属时,可以采用含有机支撑物烧结的方法,先把天然海绵或人造海绵切成所需要的形状,使其充分吸收含有金属粉末的浆液,干燥后加热使海绵分解,继续加热使有机金属化合物分解和使物料烧结,冷却后可得到孔隙率很高的泡沫金属。
3.4 金属沉积法
金属沉积法就是采用化学的或物理的方法把欲得泡沫金属的金属物沉积在易分解的有机物上,有电沉积和气相沉积两种。
电沉积是用电化学的方法实现制备,它主要由四个步骤组成:(1)以泡沫有机物为基体,由于它不导电,故须在酸性条件下用强氧化剂对有机物进行腐蚀,使其表面变得易于被水润湿并产生微痕,常用的氧化剂为H 2C r2O 7 H 2SO 4 H 3PO 4的混合物,这一步骤常称为粗化。(2)粗化后用PdCl2溶液中的Pd2+对表面进行催化,称为活化。(3)放入镀液进行化学镀得到均匀地附着于与有机物表面导电的金属层,镀液中含有金属离子和还原剂,常见的镀层有Cu、N i、Fe、Co、A g、A u和Pd,以前两种最为常用。(4)经过化学镀处理的有机物最后进行电镀得到所需要种类的金属和厚度。必要时可把有机物在高温下进行处理使其分解。
鉴于Pd较为昂贵,活化时加入PdCl2导致泡沫金属的生产成本较高,此外Pd2+离子吸附在高分子材料表面又具有催化作用,会加速化学镀液的分解使其稳定性变差,故可采用Pd的代用品或进行无Pd活化工艺的研究,有的已取得了较为理想的效果。
气相沉积有化学分解和物理沉积,以泡沫镍的制备为例,把CO-N i(CO)4混合气体导入反应器内,使其通过经过表面特殊处理的高分子泡沫体,在一定波长的红外光照射下,可使N i(CO)4分解为金属N i和CO,N i沉积在泡沫体表面上即为所要制备的产物。真空气相沉积则是用物理的方法实现泡沫金属的制备,它同样是采用泡沫有机物作为基体,在真空设备中使金属镍挥发沉积到泡沫有机物上面,作为加热手段的有电子束或直流电弧。
3.5 溅射法
溅射法就是在反应器内维持可控的惰性气体压力,在等离子的作用下,通过电场的作用将金属沉积在基体上,与此同时,惰性气体的原子也一并沉积,升高温度,金属熔化时惰性气体发生膨胀形成一个一个空穴,冷却后即为泡沫金属。溅射法可有效地保留泡沫金属中的惰性气体,并且可用于泡沫非金属的制备。关于制备方法的几点认识
综上所述,泡沫金属材料的优异特性无疑会使其在许多领域发挥越来越大的作用,泡沫金属应用的推广程度取决于材料性能对使用目的的适应程度和泡沫金属的制备成本,泡沫金属的制备工艺不同,所得到的泡沫金属的产品质量和成本也有差别。
一般说来,电沉积制备出的泡沫金属的孔隙率高且非常均匀,但工序长,操作繁琐,成本稍高;用化学分解法制备的泡沫金属对于泡沫镍而言存在封孔问题和残碳问题;真空气相沉积制备泡沫金属的操作条件严格,沉积速度慢,投资大,生产成本高;发泡法的技术一般则比较复杂,难于掌握,且主要于低熔点金属泡沫的制备上;熔模铸造法仅适用于低熔点的金属和合金(如A l,Pb,Sn等);粒状物料周围浇铸法可以得到形状非常复杂的浇铸件,如果利用金属纤维而不是金属粉末进行烧结以得到泡沫金属,则可制备出尤其适用于筛网制造的材料。由于电沉积法制备的泡沫金属孔隙率高、均匀性好、产品合格率高,且设备投资小,故是一种非常有前途的方法。采用无钯制备有望降低成本,有关工艺的完善和改进仍需进一步研究,并且随着社会环保意识的增强,探求三废排放尽可能少的工艺生产泡沫金属是一种必然趋势;此外,随着市场需求的发展,泡沫金属的向大面积、合金化发展以满足更多领域的需求也是一种趋势,采用高自动化生产工艺以提高生产效率则是泡沫金属生产的努力方向。泡沫金属的发展趋势
泡沫金属特殊的结构、性能及广泛的应用前景。特别是高技术性能起了日本、美国、及西欧各国的重视。我国对泡沫金属的研究起步较晚,正迎头赶上并引起有关方面的广泛重视。由于成本和技术原因,泡沫金属至今尚未在民用领域得到广泛的应用。从研究技术上看。大孔径立体网状(厘米)及小孔径(微米)、低密度高空隙率的泡沫金属是目前制备技术上突破的重点。从已有的文献看,泡沫金属一直是结构材料的课题研究,专业的局限性限制了它的发展。近几年内人们才逐步认识到它是一类新型功能材料。与国外的研究不一样,国内的研究工作十分重视学科交叉领域的高技术性能研究,在此基础上伺机发展以重要应用为目标的泡沫金属制备技术,为其在高技术领域应用做好准备。结束语
泡沫金属发展至今,在制备工艺方面取得了重大进展,但相应的理论研究还有许多不足之处。今后泡沫金属的发展首先应该加强基础研究,通过多学科渗透的基础研究指导制备工艺的发展,同时应注意基础研究、制备与应用相结合,使泡沫金属的性能得到充分、广泛的应用,为社会的发展、科学的进步作出贡献。
第二篇:浅谈金属有机化学的发展与应用
浅谈金属有机化学的发展与应用
Development and application of metal organic chemistry
摘要:
随着科学技术的不断发展以及交叉学科的不断出现, 金属有机化学这一新兴学科也逐渐发展起来。其研究的重点是碳-disciplines continue to emerge.Metal Organic Chemistry this emerging disciplines gradually developing.The focus of their research is carbon--Key metal compounds form, nature and application.Its development has broken the traditional organic and inorganic chemistry boundaries, and theoretical chemistry, synthetic chemistry, catalysis, chemical structure, biological, inorganic chemistry, polymer science interweave together, become one of the areas of modern chemistry frontiers.Metal organic compounds are widely used in medicine, agriculture, industry and other fields 关键词:
金属有机化学 Metal Organic Chemistry;金属有机化合物 organometallic compound;发展 development;应用 Application 前言:
纵观金属有机化学发展史,其特点是——有趣又有用,有趣在于其具有多样性和意外性,因此,有人说:金属有机化学的历史是一部充满意外发现的历史。最早的金属有机化合物是1827年由丹麦药剂师Zeise用乙醇和氯铂酸盐反应而合成的;比俄国门捷列夫1869年提出元素周期表约早40年,与有机合成之父合成尿素几乎同一时期(1828年).金属有机化合物是金属与有机基团以金属与碳直接成键而成的化合物 ;因而,金属与碳间有氧、硫、氮等原子相隔时,不管该金属化合物多么象有机化合物,也不能称为金属有机化合物。
金属有机化学是有机化学和无机化学交叠的一门分支课程,主要讲述含金属离子的有机化合物的化学反应、合成等各种问题。因此具有广阔的发展前景与广泛的应用方向。
一、金属有机化合物的组成:
金属有机化合物,就是碳原子和金属原子直接相连的化合物。最早的金属有机化合物,比如格式试剂。而叔丁醇钾之类的化合物,由于是金属跟氧相连的化学结构,所以其不属于金属有机化合物的范畴。广义的金属有机化合物,将硫、硒、碲、磷、砷、硅、硼等带有金属性质的 非金属都算成金属,实际上已经超越了经典金属有机化合物的范畴。但是由于元素有机化学和金属有机化学有着千丝万缕的联系,将其混 在一起也不致引起太大的混乱
二、金属有机化学的分类:
1、金属有机化合物的合成及其性质
研究者专门合成金属有机化合物,并研究这些化合物(通常是晶体)的物理学性质及其在材料学、高分子科学上的应用。
2、金属有机合成化学
研究者专门研究金属有机化合物在合成中的应用,虽然也合成金属有机化合物,甚至设计配体,但是目的在于探究其在有机合成学上的作用。主要是催化性能,有时也会有计量的金属有机化合物参与反应。
三、金属有机化学的发展前景 进入到21世纪,环保成为了人们不可避免的话题,能源的大量消耗与污染的大量产生让沉浸在发展工业生产中的人们意识到周边生活环境的改变,意识到自身对环境的污染与破坏,意识到环保应该成为最重要的目标之一。过渡金属的催化的高选择性能使金属有机化学能够扮演原子经济性的主要角色。同时绿色化学的12条准则可以通过金属有机化学达到。
化学的分支之一材料化学是当今的热门学科,随着科技的发展与进步,对材料的需求越来越高且越来越复杂,应用金属有机化合物作为催化剂合成电子材料、光学材料和具有特种性能的无机材料将是大有作为的。同时金属有机化合物本身作为材料也是研究的热点,也具有广泛的应用前景。
以人工固氮和人工太阳能为主体的模拟生物功能来实现对能源和的可持续利用是21世纪能源方面研究的热点及前沿。实现这一过程的核心问题是模拟并应用自然界中植物用于固氮和转换太阳能的酶和叶绿素,而酶的大部分和叶绿素是金属有机化合物。
四、金属有机化学的应用
1.在工业中,金属有机物被大量用作石油化工、精细化工、高分子化工中的催化剂。用丙烯、水喝一氧化碳为原料,在八羰基合二钴催化下经氢甲酰化生成丁醛替代了乙醛的醇醛缩合法。金属有机化学的发展为工业提供了一系列高活性、高选择性的新型催化剂,还为在分子水平上的现代化催化理论提供了科学依据。
2.在农业中,有机锑、汞等药物用作除草剂、有机磷用作杀虫剂,具有高效、低毒、低残留、广谱的特性,是目前应用广泛的农药之一 3.在生活中,金属有机物也有重要作用。如二戊铁,其最具前途的应用是航天工业及固、液、气体燃料中作节能添加剂。将其按千分之一的比例加入燃料中,可节能5-10%,同时清除30-70%因燃烧产生的烟雾,是很好的环保用品。
4.在新、特药研究中,曾用有机锑化合物消灭了血吸虫病和治疗黑热病、治愈了血吸虫病患者76万人,黑热病患者60万人。人们还发现某些金属茂类化合物具有抗癌活性。
5、在二次能源中,地球上贮藏的煤和石油开采过度,预计到2020年,由太阳能转换器提供的能量将占世界能量需求的10-15%。而将太阳能转化为能贮、可运输的化学能之前景也很诱人,可以以水和大气为原料生产燃料和化工料,氢气、烃、一氧化碳、醇等产品,其中可以光解水产生氢气最令人感兴趣,氢是最具前途的二次能源,具有密度小、燃烧值大、无污染等优点,原料谁在地球上贮量极大。目前最具前途的方法仍是光解水,而用来吸收光能的金属有机物,作为光敏剂种类之一,具有广阔应用前景。
总结:
发展金属有机化学不仅具有重要的科学意义,还和开辟新能源、开发新型化学和反应、研究新的合成方法、探索生命现象本质、合成新材料、试制抗癌药物和其他特效药物,以及保护环境等一系列当前世界上最重要的科研课题,都有着时分密切的关系。目前金属有机化学已成为无机化学、有机化学和理论化学研究的共同研究对象,具有巨大的发展潜力和辉煌的应用前景。
参考文献:
何仁编著.配位催化与金属有机化学.R.布里斯罗著.化学的今天和明天 陆熙炎主编.金属有机化合物的反应化学 王延吉、赵新强主编.绿色化学催化过程与工艺 黄耀曾.漫谈金属有机化学
第三篇:钽金属的结构与性能研究
钽金属的结构与性能研究
摘 要:钽是电子工业和空间技术发展不可缺少的战略原料,钽以其独特的结构和性质,在骨科医学、电子工业、化学工业和冶金工业有很大的应用。这篇论文主要介绍钽金属的资源、钽金属的制备和钽金属的结构和性质及其应用。
关键字:钽金属;战略原料;资源;制备;结构;应用
0 引言
钽是由瑞典化学家埃克贝里在1802年发现的,按希腊神话人物Tantalus(坦塔罗斯)的名字命名tantalum。1903年德国化学家博尔顿(W.von Bolton)首次制备了塑性金属钽,用作灯丝材料。1940年大容量的钽电容器出现,并在军用通信中广泛应用。第二次世界大战期间,钽的需要量剧增。50年代以后,由于钽在电容器、高温合金、化工和原子能工业中的应用不断扩大,需要量逐年上升,促进了钽的提取工艺的研究和生产的发展。中国于60年代初期建立了钽的冶金工业。美国是钽消费量最大的国家,1997年消费量达500吨,其中60%用于生产钽电容器。日本是钽消费的第二大国,消费量为334吨。21世纪初,随着电容器生产的发展迅速,市场供不应求。预计,世界钽电容器的生产量达2.50亿件,需消费钽1000吨。据美国地质调查局的统计,世界钽探明储量14000吨。其中,澳大利亚4500吨、尼日利亚3200吨、民主刚果1800吨、加拿大1800吨、巴西1400吨。中国资源量,主要分布在江西、福建、新疆、广西、湖南等省。从未来发展的需求看,电容器仍是钽的主要应用领域。如果按储量基础24000吨计算,也只能保证24年的需求。尽管如此,钽资源的前景仍然是看好的。首先,在世界十分丰富的铌矿床中,伴生有大量的钽资源。其中,格陵兰南部加达尔铌、钽矿的钽资源量就达100万吨。其次,西方已开始利用含Ta2O53%以下的大量锡炉渣。此外,代用品的研究和利用也有了很快的发展,如铝和陶瓷在电容器领域代替钽;硅、锗、铯可在电子仪器用途上,代替钽制造整流器等。
在郑州大学先进靶材料实验室的李庆奎老师的团队主要做的是高纯钽金属靶材,做出的金属靶材通过磁控溅射等工艺形成的薄膜广泛应用于电子信息产业。为了更深层次的探究谈金属,我对钽金属的资源、制备、结构、性能和应用进行了探究。钽金属的资源
资源钽和铌的物理化学性质相似,因此共生于自然界的矿物中。划分钽矿或铌矿主要是根据矿物中钽和铌的含量。钽铌矿物的赋存形式和化学成分复杂,其中除钽、铌外,往往还含有稀土金属、钛、锆、钨、铀、钍和锡等。钽的主要矿物有:钽铁矿[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重钽铁矿、细晶石和黑稀金矿等。炼锡的废渣中含有钽,也是钽的重要资源。已查明世界的钽储量(以钽计)约为134000短吨,扎伊尔占首位。1979年世界钽矿物的产量(以钽计)为 788短吨(1短吨=907.2公斤)。中国从含钽比较低的矿物中提取钽的工艺,并且取得了巨大的成就。钽金属的制备
冶炼方法:钽铌矿中常伴有多种金属,钽冶炼的主要步骤是分解精矿,净化和分离钽、铌,以制取钽、铌的纯化合物,最后制取金属。矿石分解可采用氢氟酸分解法、氢氧化钠熔融法和氯化法等。钽铌分离可采用溶剂萃取法〔常用的萃取剂为甲基异丁基铜(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP)、仲辛醇和乙酰胺等〕、分步结晶法和离子交换法。分离:首先将钽铌铁矿的精矿用氢氟酸和硫酸分解钽和铌呈氟钽酸和氟铌酸溶于浸出液中,同时铁、锰、钛、钨、硅等伴生元素也溶于浸出液中,形成成分很复杂的强酸性溶液。钽铌浸出液用甲基异丁基酮萃取钽铌同时萃入有机相中,用硫酸溶液洗涤有机相中的微量杂质,得到纯的含钽铌的有机相洗液和萃余液合并,其中含有微量钽铌和杂质元素,是强酸性溶液,可综合回收。纯的含钽铌的有机相用稀硫酸溶液反萃取铌得到含钽的有机相。铌和少量的钽进入水溶液相中然后再用甲基异丁基酮萃取其中的钽,得到纯的含铌溶液。纯的含钽的有机相用水反萃取就得到纯的含钽溶液。反萃取钽后的有机相返回萃取循环使用。纯的氟钽酸溶液或纯的氟铌酸溶液同氟化钾或氯化钾反应分别生成氟钽酸钾(K2TaF7)和氟铌酸钾(K2NbF7)结晶,也可与氢氧化铵反应生成氢氧化钽或氢氧化铌沉淀。钽或铌的氢氧化物在900~1000℃下煅烧生成钽或铌的氧化物。
钽的制取:①金属钽粉可采用金属热还原(钠热还原)法制取。
在惰性气氛下用金属钠还原氟钽酸钾:K2TaF7+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反应在不锈钢罐中进行,温度加热到900℃时,还原反应迅速完成。此法制取的钽粉,粒形不规则,粒度细,适用于制作钽电容器。金属钽粉亦可用熔盐电解法制取:用氟钽酸钾、氟化钾和氯化钾混合物的熔盐做电解质把五氧化二钽(Ta2O5)溶于其中,在750℃下电解,可得到纯度为99.8~99.9%的钽粉。②用碳热还原Ta2O5亦可得到金属钽。还原一般分两步进行:首先将一定配比的Ta2O5和碳的混合物在氢气氛中于1800~2000℃下制成碳化钽(TaC),然后再将TaC和Ta2O5按一定配比制成混合物真空还原成金属钽。金属钽还可采用热分解或氢还原钽的氯化物的方法制取。致密的金属钽可用真空电弧、电子束、等离子束熔炼或粉末冶金法制备。高纯度钽单晶用无坩埚电子束区域熔炼法制取。钽金属的结构与性质
晶体结构:晶胞为体心立方晶胞,每个晶胞含有2个金属原子。晶胞参数: a=330.13pm,b=330.13pm,c=330.13pm,α= 90°,β = 90°,γ = 90°,莫氏硬度:6.5,熔点:2996℃。钽的质地十分坚硬,硬度可以达到6-6.5。它的熔点高达2996℃,仅次于碳,钨,铼和锇,位居第五。钽富有延展性,可以拉成细丝式制薄箔。其热膨胀系数很小,每升高一摄氏度只膨胀百万分之六点六。除此之外,它的韧性很强,比铜还要优异。
物理性质:质地十分坚硬、富有延展性。化学性质:钽还有非常出色的化学性质,具有极高的抗腐蚀性,无论是在冷和热的条件下,对盐酸、浓硝酸及“王水”都不反应。但钽在热的浓硫酸中能被腐蚀,在150℃以下,钽不会被浓硫酸腐蚀,只有在高于此温度才会有反应,在175度的浓硫酸中1年,被腐蚀的厚度为0.0004毫米,将钽放入200℃的硫酸中浸泡一年,表层仅损伤0.006毫米。在250度时,腐蚀速度有所增加,为每年被腐蚀的厚度为SDS毫米,在300度时,被腐蚀的速度则更加快,浸泡1年,表面被腐蚀1.368毫米。在发烟硫酸(含15%的SO3)腐蚀速度比浓硫酸中更加严重,在130度的该溶液里浸泡1年,表面被腐蚀的厚度为15.6毫米。钽在高温下也会被磷酸腐蚀,但该反应一般在150度以上才发生,在250度的85%的磷酸中,浸泡1年SS,表面被腐蚀20毫米,另外,钽在
氢氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解,在氢氟酸中也能被溶解。但是钽更害怕强碱,在110度40%浓度的烧碱溶液里,钽会被迅速溶解,在同样浓度的氢氧化钾溶液中,只要100度就会被迅速溶解。除上面所述情况外,一般的无机盐在150度以下一般不能腐蚀钽。实验证明,钽在常温下,对碱溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多药剂均不起作用,仅在氢氟酸和热浓硫酸作用下有所反应。这样的情况在金属中是比F较罕见的。元素用途
钽在酸性电解液中形成稳定的阳极氧化膜,用钽制成的电解电容器,具有容量大、体积小和可靠性好等优点,制电容器是钽的最重要用途,70年代末的用量占钽总用2/3以上。钽也是制作电子发射管、高功率电子管零件的材料。钽制的抗腐蚀设备用于生产强酸、溴、氨等化学工业。金属钽可作飞机发动机的燃烧室的结构材料。钽钨、钽钨铪、钽铪合金用作火箭、导弹和喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。钽易加工成形,在高温真空炉中作支撑附件、热屏蔽、加热器和散热片等。钽可作骨科和外科手术材料。碳化钽用在250℃于制造硬质合金。钽的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工业中的释热元件和液态金属包套材料。氧化钽用于制造高级光学玻璃和催化剂。1981年钽在美国各部门的消费比例约为:电子元件73%,机械工业19%,交通运输6%,其他2%。性质用途
钽的线胀系数在0~100℃之间为6.5×10-6K-1,超导转变临界温度为4.38K,原子的热中子吸收截面为21.3靶恩。
在低于150℃的条件下钽是化学性质最稳定的金属之一。与钽能起反应的只有氟、氢氟酸、含氟离子的酸性溶液和三氧化硫。在室温下与浓碱溶液反应,并且溶于熔融碱中。致密的钽在200℃开始轻微氧化,在280℃时明显氧化。钽有多种氧化物,最稳定的是五氧化二钽(Ta2O5)。
钽和氢以上生成脆性固溶体和金属氢化物如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH3。在800~1200℃的真空下,氢从钽中析出钽又恢复塑性。钽和氮在300℃左右开始反应生成固溶体和氮化合物;在高于2000℃和高真空下,被吸收的氮又从钽中析出。钽与碳在高于2800℃下以三种物相存在:碳钽固溶体、低价碳化物和高价碳化物。钽在室温下能与氟反应,在高于250℃时能与其他卤素反应,生成卤化物。
[2]杨铸生,段惠敏,王秀京.四川攀西地区铌钽矿床的地质特征及找矿方向[J].四川地质学报.2007(04)[3]鄢明才,迟清华等.中国不同岩石类型花岗岩类元素丰度及特征[J].物探化探计算技术.Liang Peng(Henan Industrial Technology Research Institute of Resources and Materies Zhengzhou University, Zhengzhou
450001 China)Abstract: Tantalum is indispensable strategic raw materials to electronic industry and space technology development.with its unique structure and properties ,tantalum in the orthopedic medical, electronic industry, chemical industry and metallurgical industry has a great application.This paper mainly introduces the preparation of tantalum metal resources, tantalum metal and the structure and properties of tantalum metal and its application.Keywords: tantalum metal;Strategic raw materials;Resources;Preparation;Structure;application 参考文献
[1]陈宝泉.福建南平西坑铌钽矿区玉帝庵矿段含矿伟晶岩特征[J].福建地质.2008(03)
The Structure And Performance Study Of Tantalum Metal
第四篇:研究房地产泡沫识别方法的论文
摘 要:主要论述了目前国内外在房地产泡沫识别领域的研究方法,对各种方法加以分类,主要分为指标法、理论价格法、市场修正法、统计检验法和预警法等,以期对我国的房地产泡沫识别体系和预警体系的建立能有良好的借鉴作用。
关键词:房地产泡沫;识别方法;预警体系
1 指标法
1.1 房价收入比
房价收入比是房地产价格与居民平均家庭年收入的比值,反映了居民家庭对住房的支付能力,比值越高,支付能力就越低。当该指标持续增大时,表明房地产价格的上涨超过了居民实际支付能力的上升。当市场中的房价收入比一直处在上升状态,且并没有存在市场萎靡的迹象,则说明这个房地产市场中投机需求的程度很高,产生房地产泡沫的可能性就越大。其计算公式为:
房价收入比=商品住宅平均单套价格/居民平均家庭收入=ど唐纷≌平均销售价格×商品住宅平均单套销售面积/城镇居民平均每人全部年收入×平均每户家庭人口数
该指标的临界值可以由首付、利率、贷款期限、每年住房贷款还款金额占收入比重等估算出,但国际上没有一个统一的标准。在发达国家,房价收入比在1.8~5.5之间;发展中国家,一般在4~6之间。
1.2 房地产价格增长率/GDP增长率
该指标是测量房地产相对实体经济增长速度的动态相对指标,反映房地产泡沫发展的趋势。指标值越大,房地产泡沫的程度就越大。警戒线定为2,超过2时说明房地产业存在泡沫现象。如1987-1990年间,日本存在严重的地产泡沫时,该指标平均值为3。
1.3 空置率
房地产出现泡沫时,会有大量房屋空置,故可采用来反映房地产市场的泡沫程度。国际上通用的计算方法为:空置率=增量房和存量房中的空置量/全社会增量房和存量房总和。一般而言,该指标的判断标准是:空置率不足5%时,表明市场过热,极可能存在泡沫;5%-10%为合理区域;10%-20%为空置危险区;而当空置率大于20%时,则表明存在严重积压。
1.4 租售比价
反映房地产真实价值的是房地产的租金收益,房价变动可暂时偏离租金变动。但若长时间高于租金增长,则存在泡沫的成份。租售比,是指每平方米使用面积的月租金与每平方米建筑面积的房价之间的比值。从理论上说,计算租售比的方法是:假定将租房所需支付的钱以能获得最大利息收益的方式存入银行,算出包括银行利息在内的租房总支出;同时也假定将买房所需支付的钱以能够获得最大利息收益的方式存入银行,再算出买房总支出;以租房总支出除以买房总支出,其结果就是住房的“租售比”。其判断标准可用下表来表示:
另外,还可以从房地产投资增值率和房地产贷款方面来计量房地产泡沫,但是总体而言,这两种方法不如以上四种方法应用广泛。
指标法的突出优点是所用数据通常相对比较容易采集,处理起来比较简单;在进行房地产泡沫检测时,可以把那些具有充分理论依据的指标,如房价收入比、租售比价等作为重要的辅助性判别标准;其缺陷是,一些指标的标准多取自国际经验,不一定适用于我国的房地产市场。对同一个房地产市场进行判断时,不同的指标之间可能出现相互矛盾的现象。理论价格法(收益还原法)
理论价格法被誉为最符合房地产泡沫定义的判别方法,其基本原理就是计算出房地产的理论价格,然后与实际的房价相比较,通过观察二者相背离的程度,来判别泡沫是否存在。
以收益还原法为主要内容的理论价格法,在上世纪80年代日本泡沫经济发生后,成为日本经济学家用以判定地产泡沫的一种重要方法。因为泡沫是现实资产价格与实体资产价格的差,或是现实资产价格中实体经济不能说明的部分,所以衡量房地产泡沫的关键在于测算出房地产的实体经济价格(理论价格)与现实价格之间的差距。收益还原的本质就是一个未来收益的贴现模型,即将未来的预期纯收益和预期售价按一定的折现率进行贴现,从而得到房地产的理论价格。我们可以通过下图直观地理解理论价格法的精髓:
理论价格法虽然在理论上可行,但是在实际操作上却存在着困难。集中表现为:第一,折现率的准确数字难以确定。第二,收益还原法体现的是把未来的收益折合成现在的收益,通过折现来计算现值。但是,未来是不确定的,在当前的试点上难以对未来一段时间内的收益做出准确的估计。市场修正法
我国学者洪开荣(2001)提出房地产泡沫计量的“市场修正法”,即以物业空置率为基础,从房地产的供求差异出发,通过考虑各种相关系数因素来进行修正,从而估量出房地产泡沫的大小。其公式为:
房地产泡沫系数=物业总空置率 × 经济增长修正系数 × 产业贡献修正系数 × 交易情况修正系数
其中:空置率是根据年空置量与三年累计物业竣工量的比例;经济增长修正系数=上期的(1+GDP增长率)/本期的(1+GDP增长率);产业贡献修正系数=上期的(1+房地产业增长率)/本期的(1+房地产业增长率);交易状况修正系数=上期的(1+个人购房比例)/本期的(1+个人购房比例)。
该方法作为房地产评估标准的基本理由是空置率反映了市场供需的差异,特定时期和地域的空置率指标反映了各种市场力量和非市场力量的市场后果。房地产泡沫和物业空置率是对市场失衡的不同角度的描述,但它的实质内涵是一致的。该方法借助了资产评估中的修正方法,但是理论依据不足。统计检验法
国外的研究文献中,常见这种方法。其使用前提有两个:一是房地产价格短期波动不是很厉害;二是数据样本要大。实质是利用计量统计学的原理对房地产价格变化进行统计分析。当房地产市场上无经济泡沫时,房地产价格变化比较有规律,统计分析可以找到统计规律,而当经济泡沫存在时,由于经济泡沫使得价格大起大落,从而使得统计规律失常。国外的统计检验法根据检验的标准不同,可分为方差上限检验和游程或粗尾检验两种。
方差上限检验法以Blanchard and Watson(1981)为代表,他们认为,经济泡沫的出现会增加价格p的方差,会减弱价格p与市场基础的决定因素X的相关关系。在不存在经济泡沫的零假设下,给定某些条件,就可以求出价格方差的上限。当经济泡沫出现时,这个上界条件会受到破坏。
Blanchard and Watson(1981)还讨论了价格p的更新值(超额收益)的分布。如果存在经济泡沫,并且经济泡沫会在某个时期破灭,那么在经济泡沫存续期间,经济泡沫更新值为同号;当破裂开始时,变为异号,这样经济泡沫更新值的游程会比纯随机序列的要长,从而会使样本的总游程数变小。经济泡沫成长期间,会产生小的正的超额收益,但随之而来的是会在某个时刻经济泡沫破裂,产生大的负超额收益,这类经济泡沫的更新值的分布会成尖峰或粗尾分布,因此价格更新值的较大峰度系数可能意味着存在经济泡沫。但游程检验与粗尾检验方法的效果不佳。因为经济泡沫游程数并不必然小于随机变量序列的游程数;另外,市场基础价值的分布也可能呈峰态。即使如此,这两种方法还是引起了经济学家们的关注。
我国房地产市场化的时间很短,从住房制度改革基本完成的1998年算起,到2008年我国住宅市场化的历史也不过10年时间,可供计量检验的样本数据很少,计量检验的结论可能缺乏可靠性。因此,统计检验法在我国应用并不合适。预警指数法
预警法是一种综合方法,融合了指标法中的各种重要指标,也是目前测度房地产泡沫较为理想的方法。虽然存在着诸多理论上的问题,而且需要收集很多数据,但综合而言,是目前除了收益还原法之外最
为完善的测度方法。目前被普遍接受的预警构建方法如下:
(1)选定预警指标。(2)确定预警指标的权重。(3)确定指标临界值。(4)测算地产泡沫发生变化的概率。当某一个判断指标发生预警信号时,地产泡沫就有可能发生变化。在预警期内,达到临界值的指标越多,地产泡沫变化的概率越大。(5)确定地产泡沫的预警级别。根据地产泡沫变化的概率,房地产泡沫变化的可能性划为几个级别:A级:警戒级,40 其构建还有多种方法,但它们在计算原理上是相同的,关键之处是所选取的代表性指标会因人而异,差别很大。结论与建议
以上房地产泡沫识别方法很多,但大体上可以归为两类,即指标法和模型法。不管用何种方法测度房地产泡沫,尤其是指标法中,其逻辑思路都是首先试图建立一个基准指标,然后用实际指标与其对比,实际指标大于或小于基准指标的部分即为泡沫成分,以实际指标偏离基准指标的程度来指示房地产泡沫的严重程度。在实际应用中,应该综合运用各种方法,对房地产价格进行分析,判别是否存在泡沫,而不应该单纯采用一种方法,以免判别结果有失偏颇。真对以上分析,对我国房地产泡沫识别方法的研究提出以下建议:
第一,由于我国房地产发展时间较短,房地产统计工作更是滞后于房地产市场,统计资料相当匮乏,所以应该完善我国的房地产统计工作,使之更适应于经济全球化发展。
第二,目前我们应该在现有统计资料条件下,根据我国以往的经验和其他类似国家的经验,深入研究适合于我国的量化方法和评判标准。
第三,建立适合于国情的房地产泡沫预警机制,对我国房地产泡沫及时预报和控制,时刻警惕房地产泡沫。
参考文献
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第五篇:2011年我国泡沫混凝土发展报告
2011年我国泡沫混凝土发展报告 河南驻马店永泰建筑节能材料设备有限公司
2011年即将过去,过去的一年,是全行业难以忘却的一年,是泡沫混凝土行业划时代的一年。它结束了泡沫混凝土以现浇为代表的初始发展阶段,壮丽的掀开了泡沫混凝土以外墙保温制品材料为代表的起飞发展阶段。从这一年开始,我国的泡沫混凝土完成了由现浇向保温制品,由粗放施工到产业化生产的重大转折,完成了方向的重大调整。因此,2011年在中国泡沫混凝土的发展史上,具有里程碑式的意义。
一、中国泡沫混凝土发展总体状况
1、产量
2010年,我国泡沫混凝土发展总量约为700万m3。2011年,由于泡沫混凝土保温制品的高速发展,年产量达到1000万m3,泡沫混凝土成为规模最大的特种混凝土之一。其中,泡沫混凝土现浇约为600万m3,泡沫混凝土保温制品约为200万m3,公路工程及各类回填约为100万m3,其他特种应用约为100万m3。在现浇领域,传统的屋面保温隔热层约为550万m3,墙体等结构保温现浇约为50万m3;在保温制品领域,外墙保温板约为150万m3,墙板等其他保温制品约为50万m3。我国泡沫混凝土总产量突破1000万m3,是一个重要的标志,意味着泡沫混凝土正从一个小行业发展成为一个大行业,“小”的帽子即将被摘掉。
2、企业总量与区域分布 在外墙保温制品发展的带动下,2011年,我国新增泡沫混凝土企业约为300家左右,企业总数达到1300家左右。在新增的泡沫混凝土企业中,墙体保温制品企业新增约130家左右,现浇企业新增约80家左右,其他企业约20家左右。在1300家企业总量中,现浇企业仍占主导,约为55%,制品企业约为25%,装备制造企业约占15%,其他约占5%。
在地域分布上,和2010年相比,企业布局也有了较大的变化。2010年之前,泡沫混凝土企业以河南、山东、河北三省为冠。2011年,江苏泡沫混凝土崛起,成为国内发展最快的区域,使企业数量跃过河南、河北和山东。就目前来看,依企业数量排序,依次是:江苏、河南、山东、河北、四川、辽宁、陕西、内蒙、吉林、山西、黑龙江、湖北、江西、浙江、北京、广东、天津、重庆、上海、安徽、贵州。其他省份的企业数量相对较少。与2010年相比,在原来企业数量较少的几个省区中,内蒙、黑龙江、陕西、吉林等。今年泡沫混凝土发展较快,企业数量增加较多。企业数量最少的省区,依然是海南、西藏和青海。
3、生产应用概况
与2010年以前相比,2011年泡沫混凝土行业的最大亮点和发展态势是泡沫混凝土外墙保温板的崛起,其次是墙体现浇的推广应用,这是泡沫混凝土2011年最重要的生产应用特征。
(1)泡沫混凝土保温板的崛起 今年3月14日,公安部消防局下发的公消【2011】65号文《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》,为泡沫混凝土带来了前所未有的发展机遇。通知下发后,泡沫混凝土保温板作为最理想的无机不燃保温材料迅速的崛起,在全国范围内形成了高速发展的态势。自今年3月份至今,在短短的10个月中,保温板生产总量由“通知”下发前的约10万m3,迅速发展至目前的150万m3,扩大了15倍,企业数量也由几家发展到了130多家。目前外墙保温板的建筑应用面积已达到500万m2,施工墙面约为2200万m2。在无机不燃保温材料中,泡沫混凝土保温板的应用量已仅次于岩棉板,成为第二大无机外墙保温材料,使泡沫混凝土的知名度和影响力得到了空前的提高。
在市场的拉动下,泡沫混凝土保温板生产、销售、应用全面飘红,泡沫混凝土产品在市场上第一次出现了供不应求的局面,其销售价格达到最高时的1800元/m3。目前,随着生产企业的增多,虽然价格有所回落,但北京、江苏等地仍保持在1000~1200元/m3的价位其他省区也大多维持在700~800元/m3的价位。就价格及利润率来讲,2011年泡沫混凝土保温板创造了不凡的业绩。
(2)墙体自保温现浇的推广应用
除保温板之外,2011年最值得提及的是墙体自保温现浇在河南驻马店永泰建筑节能材料设备有限公司等骨干企业的推动下,突破了前几年探索性施工的局限,在全国各地获得了较大范围的应用,施工量达到建筑面积600万m2,墙体面积2700万m2,成为继屋面保温隔热层现浇,地暖绝热层现浇之后,第三大现浇应用领域。它标志着我国现浇正从非结构应用向结构应用的历史性跨越,虽然生产规模还不大,但影响深远,带有方向性和指导性。其中,驻马店永泰公司今年施工面积达30万m2,成为墙体现浇主力企业。
(3)传统领域保持快速发展
2011年保温板的成功推广与应用,提高了泡沫混凝土的知名度,带动了泡沫混凝土其他传统产业的发展。制品领域如泡沫混凝土夹芯墙板,泡沫混凝土填芯砌块,泡沫混凝土蒸压砌块,泡沫混凝土陶粒砌块等;现浇领域如屋面、地面、公路工程等,均扩大了生产规模,企业总数增加了约20%,总产量约提高了28%。
(4)装备制造业实现新跨越
2011年,我国泡沫混凝土装备制造业发展态势的一个最明显的特点是实现了由清一色的现浇装备制造向保温板制品装备制造的战略转移,完成了一个历史跨越。
2010年以前,我国的泡沫混凝土装备制造业,几乎全部生产泡沫混凝土现浇设备,生产制品装备的极少。2011年,在公安部消防局46号文件的拉动下,我国的泡沫混凝土装备制造企业,纷纷调整方向,研发生产混凝土保温板装备。不完全统计,目前,生产保温板装备的企业总数已达到80多家,占装备制造企业总数的70%左右。许多装备制造业均为既生产现浇设备,又生产保温板设备,克服了只生产现浇设备,一条腿走路的致命不足。这对促进我国泡沫混凝土的发展,将产生带动作用。
二、泡沫混凝土行业取得的重大成就
2011年全行业在各个方面均取得巨大的成就。简要总结,其成就主要有以下几个方面。
1、成功进行产品结构调整和产业战略转型
2011年借助于公安部46号文件,基本实现了“发展不燃保温材料、自保温围护结构材料、超轻泡沫混凝土等”重大战略目标,成功进行了产品结构调整和产业转型。具体为:
(1)将行业由以现浇施工为主的产业结构,调和转型为以重点发展外墙保温板等产业化制品为主,以现浇施工为辅的产业结构。大批企业开始由现浇转产保温板。
(2)在现浇领域,将行业由以屋面保温隔热层现浇和地暖绝热层现浇为主,调整和转型为发展自保温围护结构现浇为主,以其他类型现浇为辅的产业结构。
(3)在技术领域,将行业由研发生产400kg/m3以上较大密度产品,调整和转型为以研发生产300kg/m3以下,尤其是200kg/m3左右的超轻泡沫混凝土为主,其他密度等级为辅的产业结构。
(4)在装备制造领域,将行业由以生产现浇装备为主,转型为以保温制品等装备为主,现浇装备为辅的产业结构。
上述几个重大的产业转型,大大推进了行业的发展,使行业获得了健康的发展。
2、全力推进泡沫混凝土保温板的发展,确定了行业新的主导产品 2011年以前,我国泡沫混凝土没有真正能在全国叫得响的主导产品,行业处于盲目发展状态,企业不知道应重点发展何产品,只知道跟风进行现浇施工,使低附加值的现浇成了行业的主流,影响了行业的发展和泡沫混凝土的形象。现浇产品由于难以实现产业化生产,生产粗放,质量不易控制,又有一定的现场污染,虽然可以生产,但肯定不能成为行业的主导。2011年部分企业借助公安部46号文件抓住机遇快速出击,在行业协会的大力推进下,迅速崛起,研发出相关设备约10多种,投产各式生产线和机组100多条,产量月递增30%以上,创造了混凝土行业的发展新速度。经过这一轮新的引导和推进,基本上结束了我国泡沫混凝土没有产业化主导产品的混乱局面,确立了泡沫混凝土保温板为我国泡沫混凝土产业化发展第一阶段的主导产品地位。这对于今后行业的发展具有重要的意义。如今,一批以泡沫混凝土保温板为主导产品的企业获得快速发展。
3、标准、规范相继出台,加大规范化生产的力度
为了进一步规范泡沫混凝土的生产,提高产品及工程质量,国家、行业及地方企业等大力推动泡沫混凝土标准的制定。工作包括:
(1)《泡沫混凝土用泡沫剂》建材行业标准送审稿已完成,拟2011年底报批。
(2)《泡沫混凝土保温板》建材行业标准立项、审批、标准草案的起草工作完成,并成功召开了第一次标准工作会。目前,标准正在修改过程中。(3)各企业积极制定企业标准,目前,泡沫混凝土企业拥有企标的已达到100多家,其中现浇企业约有50多家,保温板企业约有30多家,其他企业约有20多家。
(4)今年新推出和新立项的地方有:
a.江苏省地方标准《苏JG/T041-201复合发泡水泥板外墙保温系统应用技术规程》,已于2011年3月1日发布实施,大大推动了江苏省保温板的发展,对全国也起到了带动作用。
b.辽宁省地方标准《泡沫混凝土外墙外保温工程技术规程》(征求意见稿),已经通过了初审。
目前,山东、吉林、陕西、河南、上海等地地方标准的也在制定中。
4、实现行业技术水平的整体提升,大力推广新技术
技术是企业的最大关注点,也是决定产品质量的核心因素之一。但是,纵观泡沫混凝土行业,技术水平普遍偏低,产品的技术含量不高。经过行业协会及企业一年来的努力,全行业的技术水平得到了全面的提升,这具体表现在以下几个方面:
(1)以化学发泡生产保温板技术,在全国得到推广应用,提高了产品的技术性能,尤其是抗压强度产品外观。
(2)产品密度大幅下降,200kg/m3以下产品,在2010年之前还很少见,而今年,许多企业都可以实现150~200kg/m3超低密度产品的工业化生产,密度100~150kg/m3产品,也即将实现工业化生产。在实验室研发阶段,建筑材料工业技术监督研究中心,河南驻马店永泰建筑节能材料设备有限公司,等企业已可以制出60kg/m3的产品。泡沫混凝土在密度方面迅速的降低,为其最终的取代膨胀聚苯板创造了技术条件。
(3)泡沫混凝土的综合性能全面提高,较2010年上了一个大台阶。其主要技术指标,如导热系数,已能做到0.05W/m·K,最低已达到0.04W/m·K;吸水率,已由原来的30%左右降至10%,最低可达6%;200kg/m3~300kg/m3抗压强度,也已由原来的0.2~0.3MPa,提高到0.4~0.5MPa,最高已达1.0MPa。
(4)硅酸盐水泥化学发泡生产保温板技术获得推广应用。今年上半年,我国泡沫混凝土保温板的生产,大多采用快硬硫铝酸盐水泥,制品不耐碳化。分会积极引导企业及时技术更新,调整技术方案,采用普通硅酸盐水泥化学发泡生产保温板。在分会专家的积极推动下,目前已经有30%的企业实现了技术换代,硅酸盐化学发泡技术得到了推广应用。
(5)大批泡沫混凝土新技术研发成功
今年,是泡沫混凝土技术创新的一年,涌现出大批新产品和新技术。粗略估计,全行业推出的新技术、新产品有100多项。
5、企业投资额增大、行业队伍快速壮大
2011年,行业新增企业一个最明显的变化,就是投资额增大。在2011以前,泡沫混凝土企业的投资额大多为几万元、几十万元,投资几百万元、几千万元的极少。而今年,投资几百万元、几千万元从事保温板生产的已有数十家,投资额几亿元的,也有多家。如长春建工旗下的吉林宅建材科技有限公司,计划总投资额几亿元,从事泡沫混凝土集成化住宅的生产。河南欧能德集团,也计划投巨资,从事泡沫混凝土保温板的生产。这一批大型企业的加入,充分壮大了行业实力,将会发挥龙头带动作用,促进全行业的发展。
三、存在的问题及努力方向
回顾辉煌的2011年,虽然我们为行业发展的巨大成就而振奋和高兴,但也不得不看到,在取得成就的同时,行业也存在着许多问题。针对这些问题,我们应明确行业的努力方向。
1、大部分企业生产条件简陋,鼓励企业产业化经营势在必行 目前,我国的泡沫混凝土,不论是现浇企业,还是制品企业,生产设备大多数为小型化,手动电控化,简陋粗劣,与国际水平相差甚远,即使是大型设备,也难以与国外先进水平相比。这些设备不但产量低,而且所生产的产品质量无法保证。例如国产的现浇设备,大多班产只有100m3~200m3,浇筑密度不能自动控制,没有现场粉尘吸收装置,污染严重。又如保温板设备,大多数企业就是一个小型搅拌机加模具,简之又简,甚至还有用手电钻生产的。因此,国内现在许多企业更像家庭作坊。如果不尽快改变这种局面,许多企业仍停留在这样的水平上,整个行业就难以做大做强。针对以上问题,行业内企业需从一下三方面进行努力:
(1)加大投资规模,鼓励企业扩大投入。凡是产品已开发成功的企业,应尽快加大资金投入力度。如资金不足,鼓励企业积极向外引资和合作。在3~5年内使作坊式小企业的比例由目前的60%左右将至10%以下。
(2)进一步动员大企业进入泡沫混凝土行业,全力以赴,利用一切可能的条件,动员各地的大企业进入本行业。
(3)积极研发和更新装备,全行业要加快新型装备的研发及更新步伐。鼓励研发并采用大型现代化先进装备生产的企业。
2、产品质量较低,提升产品质量刻不容缓
目前,泡沫混凝土行业的产品质量,虽较以前有所提高,但是总体来说,仍属于较低的水平。表现在现浇方面,比较突出的是密度偏差较大,有时甚至超出规定值的一倍。在“包工不包料”时,这种现象尤为严重。这既有人为的因素,也有设备缺乏完善的密度控制系统的原因。表现在制品方面,尤其是保温板制品,突出问题是吸水率偏大,强度较低,导热系数等仍然偏高。因此,相关部门应把对泡沫混凝土质量监督放在重要的位置,为加强对企业的质量抽检和评比,对优质企业进行鼓励。同时,也将加强对企业的质量引导,增强企业的质量意识。
3、恶性竞争日益突出,加强引导迫在眉睫
泡沫混凝土行业内一直存在低价竞争的问题。并且这一情况在2011年内日益严重。以现浇为例,2010年的最低价可维持在230元/m3左右,今年,部分企业为了争市场,竟把价格降至200元/m3以下,使企业几乎没有了利润。这不但伤害了企业,也伤害了整个行业。如今,保温板刚开始市场开发,有些地方的企业已开始把价格下降到300元/m3以下,又显现了低价竞争的苗头。在此,分会呼吁各企业不要以低价作为竞争的法宝,而应该以提高技术质量,提高产品档次,通过增加产品的附加值来竞争,这才是一条正确的道路。分会对以高性能产品竞争的企业将给予表彰和扶持。提高行业正气,遏制低价劣质的势头。
4、企业研发投入严重不足,行业发展缺乏后劲
目前,行业内除了建材工业技术监督中心和河南驻马店永泰建筑节能材料设备有限公司及各大科研院所的泡沫混凝土研究室拥有配置齐全的实验条件外,各地的企业,只有少数企业建有较为正规的实验室外,大多数企业只是跟风引进,企业根本没有研发能力,眼中限制了企业以及行业的发展。在此,分们号召企业,尤其是有一定经济基础的企业,一定要建立正规化的研发中心,包括技术研发中心和装备研发中心,加大研发投入,促进行业技术进步。
四、发展方向
1、借助建筑保温材料换代的东风,重点发展保温板
央视、上海、沈阳三场大火,引起了全国上下对建筑保温A级不然材料的高度关注,成为了2011年建筑业的焦点。由此引发的建筑保温材料换代已势不可挡,成为举国共识。公安部46号文件大大加速了这一进程,泡沫混凝土A级无机不燃材料一时间成了市场热点产品。这给本行业带来的发展机遇是大家所共知的,也是泡沫混凝土行业今年大发展的重要原因之一。如何继续紧紧抓住这一千载难逢的良机,做大泡沫混凝土保温板这块蛋糕,把这个产品做精做良,做成一个大产业,是摆在从业人员面前的中心任务。
行业应把推广保温板放在工作的首位,完善保温板产品性能,扩大生产规模,增加企业数量,吸引更多的资金进入这一领域。同时,抓好产品质量工作,严防一哄而起,盲目跟风,低水平生产,限制小作坊式生产,提高准入门坎,以标准把那些技术能力低,粗制滥造的企业挡在门外。既要大力鼓励发展,又要避免伪劣产品败坏行业声誉。
2、跟紧国家住宅产业化的政策,大力推进泡沫混凝土集成住宅近年,国家已把发展住宅产业化作为住宅业的未来发展方向。让住宅工厂化生产,然后拉到现场集成拼装,已成为住宅建造的新模式。各省区都根据这一基本国策,颁布了地方住宅产业化的导向性文件。可以预见,3~5年内住宅产业化将在我国广泛地推行,并成为住宅产业的主导。这就为泡沫混凝土扩大发展机遇。在住宅产业化方面,泡沫混凝土大有可为。
(1)泡沫混凝土夹芯集成板,配合轻钢结构或预制混凝土框架结构,拼装为多层或高层住宅。泡沫混凝土集成板主要包括外墙板、内墙壁、屋面板、楼层板。其中,墙板主要为非承重围护,单层也可为承重围护(配合龙骨)。因此,泡沫混凝土夹芯板具有广阔的发展空间。
(2)泡沫混凝土现浇墙体,配合轻钢结构或预制混凝土框架结构,生产集成化住宅。其墙体、屋面、楼层均采用模数化支撑体拼装,泡沫混凝土只作为结构体内的保温充填。经近二年试用表明,这一方案简便易行,值得推广。
3、外墙外保温现浇
该体系分墙面外挂纤维水泥板、石材、瓷板、抹灰钢网四种,在外挂材料与墙面之间的空腔内浇筑泡沫混凝土。与目前流行的保温体系相比,保温材料与墙面结合更为牢固,保温层不会脱落,更为耐久,施工速度更快,不需车间与大型生产线,且可以实现装饰保温一体化,优势巨大。如果该体系可被大范围的推广应用,对现浇产业将是一个很大的促进。
4、泡沫混凝土外墙自保温产品
建筑外墙外保温是一种被动式的建筑保温补救措施。建筑保温体系最终将逐渐走向自保温。因此,自保温才是建筑保温的长期目标。
泡沫混凝土已开发出许多建筑自保温产品。目前,比较成熟的有陶粒泡沫混凝土砌块、泡沫混凝土包壳砌块、泡沫混凝土填芯复合砌块,各式泡沫混凝土墙板等。与外墙外保温板相比,自保温产品具有更长的生命力。但是,由于市场开发力度小,应用体系迟迟不能完善,致使这些具有良好市场前景的产品至今得不到广泛地推广和应用。这是十分令人遗憾的。建议各企业继续大力开发自保温产品。对于上述已经开发成功的产品,应在开拓市场上下功夫。争取在3~5年内,在建筑自保温领域,泡沫混凝土能够成为主导产品。
5、外墙外保温喷涂 泡沫混凝土外墙外保温喷涂体系,在行业内有多家研发。本技术是在墙面上喷涂几公分厚泡沫混凝土,形成保温层后,在干挂石材等幕墙。它适合于我国东部长江流域以南较温暖地区的幕墙式外保温。这套技术值得推广应用的,但技术还需进一步完善,现浇企业可积极参与和开发推广。
6、传统现浇
传统现浇是指屋面保温现浇、地暖绝热层现浇、地面垫层现浇等。在重点推广外墙外保温板等新产品的同时,要继续重视这些传统应用领域的开发。目前,泡沫混凝土屋面保温的应用,只占全部屋面的不到10%,还有90%市场是空白,在斜坡屋面方面的应用几乎为空。在地暖绝热层方面的应用,也仅占全部市场份额的不足30%,还有70%为空白。在地面垫层方面,泡沫混凝土的应用不到1%。在这些领域,应扩大泡沫混凝土的应用量,继续加大推广力度,还大有文章可做。
7、特种泡沫混凝土
特种泡沫混凝土一直是行业的弱项,除了个别领域有少量应用外,大多数领域仍为市场空白。特种泡沫混凝土的技术含量及附加值均较高,应是今后行业发展的一种重要领域,建议各企业在公路铁路工程、矿井工程、油田工程、军事工程、吸声材料、水上工程等领域积极发展,扩大投资,在未来3~5年内,使我国在这些方面的应用有重大突破。
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