第一篇：宝石工艺学实习论文
宝石工艺学实习论文
本学期不知不觉就过去了许多，从五月中旬开始，我们进行了为期一个月的宝石加工实习。通过实习，我收获了许多，同时发现了许多问题。
加工过程
首先，本次实习采用玻璃做材料进行切磨抛光得出成品，过程全是技术活，我们所要做的就是根据老师给的步骤一步一步做，最后做出令人满意的作品。主要步骤包括切磨、预型、上杆、打磨、抛光。
一开始，老师只教我们预型，那天下午，我们基本都挤在切磨机那边预型，后来大家才知道，宝石加工房的粗磨盘预型才是最好的选择。过了好几天，周老师才教我们上杆，他说上杆也是个技术活，主要靠自己的眼睛来判断其粘得正不正，在整个加工过程中，许多同学因为上粘杆时操作不当，导致烧熔火漆滴落到手上，烫伤了自己，其实这是完全可以避免的，可见每个步骤都应该小心翼翼。接着是打磨，正确的步骤其实是先打磨玻璃顶部，接着立刻抛光，之后才打磨冠部其他面，由于当时老师没有强调这个步骤，所以我们许多同学忽略了，直接把玻璃原本的抛光面当做顶面，直接打磨主刻面之类的了，由于忽略了这一步没有得到相应的练习，这导致许多同学考试时花了更多时间去操作这一步骤。接着是抛光，抛光说白了就是个技术活，从找到合适的角度开始，就要不断地集中注意力，稍有差错，就可能无缘无故抛多出一个面来，而且抛光时的抛光粉和抛光盘等也很讲究，只要有点杂质就可能影响抛光质量，事实证明，想要得到良好的成果，自己的相应付出就达到一定程度。
宝石琢形
本次实习需要上交圆钻琢形、椭圆钻琢形、祖母绿琢形和弧面琢形四种琢形各一个，同学们为了上交作业也花费了不少心血。老师先教我们磨圆钻，因为圆钻是最基本的琢形，所以老师给了我们充足的时间去练习，即使这样，有的同学最后还是不怎么熟练，而我们一开始的时候用一天来耗在上面，但是熟练之后三个小时就可以完成。总的来说，圆钻是最简单的，掌握了圆钻就是打好了基础，后面有难度的琢形也变得没那么难了。
其次是椭圆钻琢形，椭圆还是有点难度的，因为许多同学从头到尾就没有磨出过一个成品，我觉得也是这样，但是，起码我自己磨出了三个椭圆成品，虽然满意的只有一个，但是相对其他同学来说还是不错的了。椭圆折磨人的地方主要是面与面之间的衔接的困难，还有就是冠部与亭部的面之间的对应问题，许多同学因为面接得不好所以毁了整个琢形。
祖母绿琢形相对椭圆来说简单些，但是从预型开始就很讲究，而且对仪器的要求也比较高，只要机械手有点问题，就可能给打磨带来很大的困难。祖母绿琢形切磨的困难之处就是面与面相交的边的平行问题，如果那几条边不平行，那这个祖母绿就不是祖母绿了。为此，大家觉得其难度跟椭圆差不多，我也只磨了三个。
最后是弧面琢形，弧面磨的时候很简单，只要将简单预型的玻璃放到弧面凹槽内打磨，磨好之后抛光就是个很艰难的过程。弧面的抛光时最艰巨的，一般的弧面抛光都要三个小时以上，如果说磨成型的时磨得不够好那就更不用说了。磨弧面不需要什么技术，但是也要细心，上盘打磨时一定要谨慎，多磨出个凹痕就要多抛光许多时间，而且会影响弧面的表面等。
经验总结
在加工房呆了那么久，感觉对宝石琢形这东西的兴趣越来越浓烈了，在实习期间，学到了许多东西，积累了许多经验。在这里，我简单地讲一下自己的经验心得。
首先从预型说起，我觉得预型是很重要的，特别是像圆钻、椭圆等，只要预型预好了，那么它们的腰就基本上很好看，腰好看了整个宝石都不错了。预型的时候，眼睛需要不断地观察玻璃是否达到自己的理想状态，哪里凸了哪里凹了就磨哪里，直到预型预好为止。
预好型之后上杆也特别重要，像圆钻、椭圆等，上杆的时候就需要吧预好型后玻璃的亭尖对准杆的顶端，这样就保证玻璃的中心点与杆的中心在同一直线上，再把玻璃扶正，使冠顶面与杆垂直，那就可以了。这样基本算是粘得很正了，那么至于怎么操作就要靠自己的收和眼睛的配合了。
上杆之后就是打磨，打磨的过程真的真的需要非常地细心。比如角度一定要对准，用机械手的话孔位不能搞错，搞错了就毁了，一开始先用粗磨磨主刻面，之后再用细磨过一遍，星刻面和腰刻面等小面就直接用细磨盘磨，这样抛光的时候就快多了。切磨也要遵循一定的顺序，这样才能尽量避免损失。抛光真是个技术活，老实说抛光要放水，但是后来我发现，不防水，或者说少放水抛光更有效果。首先，如果一边抛光一边放水的话抛光要一定的时间，而且这样做有些擦痕很久才能抛去，但是先不放水（不滴水，但是抛光盘还是湿润状态），先抛一下，再放水抛的话就缩短了许多抛光时间，而且效果也不错。
小结
总的来说，最好的经验就是每一步都仔细认真，没差错就继续，有问题就找出原因，看是否可以挽救，如果可以挽救那么应该怎么调角度，调高还是低，磨深还是磨浅，如果不可以挽救，就要吸取教训，保证相同的错误不再出现。我们就是这样不断地在失败中寻找原因，最后才能磨出更好的成品。
通过本次实习，我们学会了许多技术活，也从中总结了许多宝贵的经验，同时有老师们的悉心教导，同学们的不断地努力，相互帮助，最后大家才顺利上交作业，满意地完成了考试。
第二篇：宝石与材料工艺学专业
宝石与材料工艺学专业
专业简介
学科：工学
门类：材料类
专业名称：宝石与材料工艺学专业
专业信息
培养目标：本专业培养具有扎实的自然科学和人文社会科学基础理论、计算机基础、外语基础，具备从事珠宝及材料工艺学研究的基本理论知识和较强的实验技能，能在珠宝及材料工艺学领域从事研究、教学、科技开发、生产管理、商贸等工作的高级专门人才。
培养要求：
德育培养要求：本专业毕业生要热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马列主义、毛泽东思想的基本原理；愿意为社会主义现代化建设服务，有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感。培养要求：具有一定的人文社会科学和自然科学基本理论知识，较强的计算机应用技能，掌握本专业的基础知识、基本理论、基本技能，受到科学思维与科学试验方面的基本训练，具有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力。熟练掌握一门外语。
体育培养要求：具有良好的身体素质并能有一两项擅长的体育项目。
主要课程：美术基础、设计基础、电脑图文设计、结晶学与矿物学、晶体光学、岩石学、珠宝首饰基础、有色宝石学、钻石学、宝石加工学、首饰工艺学、宝石改善与人工合成、材料工艺学、市场营销学、推销原理与商务谈等。毕业生应获得以下几方面的专业知识和能力：
◆掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识；
◆掌握珠宝玉石的性质、合成、鉴定、加工、设计、镶嵌、贸易、材料结构与性能测定及材料应用等方面的基础知识、基本原理和基本实验技能；
◆熟悉国家关于珠宝玉石、材料工艺科学、科技开发及相关产业的政策，国内外知识产权等方面的法律法规；
◆了解珠宝及材料工艺学的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及本专业产业的发展状况； ◆掌握中外文资料查询、文献检索以及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。
专业特色：珠宝与材料工艺学是一门实践性很强的科学，强调结晶学矿物学和岩石学理论和方法在珠宝与材料工艺科学中的实际应用，与市场紧密结合，重视合理开发、高效利用珠宝玉石资源，合理改善材料性能，掌握珠宝玉石的性质、宝石合成、鉴定、优化、加工、设计制作、评价、贸易等基本原理和方法，并能开发新材料，培养具有一定理论水平和较强的实际技能的创造性技术人才。
修业年限：3－6年。
授予学位：工学学士学位。
专业就业状况
毕业后可在有关珠宝鉴定、贸易、加工、旅游等行业，从事珠宝与材料工艺学研究评估、检测鉴定、加工贸易等方面的工作。
院校分布部分
中国地质大学。
第三篇：珠宝系宝石及材料工艺学2010级认识实习教学大纲
珠宝系宝石及材料工艺学2010级认识实习教学大纲
课程编号： 0740142901学分：2
开设专业：宝石及材料工艺学
一、实习的性质、目的为了加大学生对珠宝专业的认识，了解目前当地珠宝企业的现状，提高对珠宝专业的学习兴趣，特安排此次认识实习。通过实习，锻炼学生了解问题、分析问题和解决问题的能力，同时也能够在以后专业学习上有明确的目标，并为专业学习打下扎实的基础。
二、实习的基本内容和学时（时间）分配
（一）时间、人员与地点
1、实习时间：两周，于第四学期后的暑假期间进行，不占用学期内课时。
2、实习人员：宝石专业2010级全体学生。
3、实习地点：学生生源所在地或暑假生活所在地。
（二）实习内容：
1、了解所在地经济发展、居民消费等基本情况；
2、了解所在地珠宝行业发展历史；
3、了解所在地珠宝生产企业的基本状况；
4、了解所在地珠宝零售企业的基本状况；
5、了解所在地珠宝消费市场的基本状况。
6、重点调查所在地珠宝市场的基本情况。
三、实习教学的基本要求
1、实习之前对学生进行实习动员，明确实习的意义和重要作用，端正实习态度；
2、要求学生严格遵守所在单位的各项纪律，坚持出勤，防止因学生在实习中的失误而给接受实习的单位造成任何损失；
3、对接触贵重物品的实习学生，实习结束前必须与实习单位结清相关移交手续；
4、实习结束后，完成所在地珠宝市场市场问卷和所在地珠宝市场基本概况认识实习报告（字数不少于1500字）；
5、要求学生按时完成作业，及时送交指导教师，与指导教师定期保持联系。
6、实习期间应注意维护大学生的自我形象和天津商业大学的良好形象。
四、与其它实践环节的联系和分工
认识实习所获得的知识，有利于后续为《宝石学》与《宝石鉴定》等专业课程的学习打下基础。
五、建议使用的实践指导书
需要学生结合具体情况选读部分珠宝专业书籍。
六、考核方法标准
实习结束，由个人写出字数不少于1500字的实习报告和市场调查问卷（电子版和打印版），交指导教师审阅并评定成绩。
实习成绩分为：优秀、良好、中、及格、不及格五个档次。成绩评定的因素有两个，一是根据实习的态度、时间保障和实习计划执行情况，二是根据实习报告中对实习情况的描述和实习报告的质量，通过评分表给出总成绩。实习报告和市场调查问卷于开学后第一周收齐上交，第二周由指导教师给出成绩。
七、实习教学实施办法与基本条件
认识实习采用分散实习的办法，由学生根据暑假所在地点进行。
珠宝市场基础调查
此次信息调查旨在了解当地珠宝市场的基本情况，感谢大家的参与！
请您选择您所在的城市（县级或大城市某一区或某一主要商业街）
一、请您列出您所在城市有珠宝零售的 百货公司/购物中心 名称及地址、电话名称地址经营规模 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、更多
二、请您列出上述百货公司/购物中心已有的珠宝品牌
品牌名称产品品种1、2、3、5、6、7、8、9、10、更多
经营规模
三、请您列出您所在城市独立珠宝门店的名称
名称地址经营规模及联系电话1、2、3、4、5、更多
四、请您在上述珠宝品牌内选择50分左右单镶或群镶 钻饰品，做下列调查（此调查需要您所掌握专业知识的支持）
1、单镶/群镶 钻饰品金
标价人民币
2、单镶/群镶 钻饰品金
标价人民币
3、单镶/群镶 钻饰品金
标价人民
4、单镶/群镶 钻饰品金
标价人民币
5、单镶/群镶 钻饰品金
标价人民币
6、单镶/群镶 钻饰品金
标价人民币
7、单镶/群镶 钻饰品金
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8、单镶/群镶 钻饰品金
标价人民币
第四篇：食品工艺学论文
罐头食品的简介与发展 庄时腾 , 09生转本1 , 0911414 摘要：罐头食品是农副产品加工的重要产业，也是我国传统的出口行业。例如水果罐头，水产罐头，肉类罐头等长期以来为国家出口创汇，繁荣城乡经济，保证军需等方面都做出了较大的贡献。但1990年以后，由于出口经营体制和国内外市场的变化，罐头行业遇到了前所未有的困难和问题，全行业步入了低谷。进入21世纪以来，国家出台了扶持农副产品加工业发展的政策，使罐头食品行业逐步向好的方向转化，罐头产量和出口量每年都以两位数快速增长，但也遇到一些问题，因此寻找罐头食品行业的发展对策成为重中之重。
关键词：罐头食品;加工工艺;水果罐头;水产罐头;肉类罐头;发展现状;发展对策
The introduction and development of canned food Zhuang Shiteng , Biotechnology , 0911414 Abstract: the canned food is an important agricultural and sideline products processing industry, is one of the traditional export industry.For example, canned fruit, canned aquatic products, canned meat for a long time, such as export country, urban and rural economic prosperity, guarantee the quartermaster and made great contributions.But 1990 years later, due to export management system at home and abroad and the change of the market, canned industry confronted with unprecedented difficulties and problems, the industry into the trough.In the 21st century, the country has issued a support agricultural and sideline products processing industry development policy, and to make canned food industry gradually to a good direction transformation, tin production and exports each year, double-digit rapid growth, but also meet some problems, so looking for canned food industry development countermeasures become top priority.Keywords: canned food processing technology;canned fruit;canned seafood;canned meat;development present situation;development countermeasure
一．罐头食品
它是指将食品密封在容器中，经高温处理将绝大部分微生物杀灭，同时防止外界微生物再次入侵，从而使食品在室温下能长期贮存的食品保藏方法。1810年由法国N.阿佩尔发明。初是用沸水煮过的瓶盛装食品,经过100多年的发展,又出现了先杀菌后装罐密封的无菌装罐保藏,现已成为一种主要的食品保藏方法。
二．罐头食品的加工工艺
罐头食品的主要工艺流程为原料预处理—装罐—排气—密封—杀菌—冷却—检验—成品。其中预处理随原料和产品类型不同而各有差异，但排气、密封和杀菌、冷却为必需工序，是罐头加工的基本生产过程。因为罐头食品是依靠杀菌来加以长期保藏的，而不是用防腐剂达到抑止腐败微生物来保藏食品的目的。食品装罐后密封前，将罐内顶隙间的空气尽可能排除，使密封后的罐头顶隙内形成部分真空。一般罐内真空度在250～450mmHg柱。排气的目的是：①阻止需氧菌和霉菌的发育生长；②防止或减轻因加热杀菌时空气膨胀而使容器变形或破损，特别是引起卷边受压过大，从而影响其密封性；③控制或减轻罐头食品贮藏中出现的罐内壁腐蚀；④避免或减轻食品色、香、味的变化；⑤避免维生素和其他营养素遭受破坏；⑥有助于避免将假膨胀罐误认为腐败变质性胀罐。排气的方法通常有3种：①热力排气法,利用空气、蒸汽和食品受热膨胀的原理，将罐内空气排除。常用热装罐密封和食品装罐后加热排气两种方法；②真空封罐排气法，在真空环境中封罐；③喷蒸汽封罐排气法，封罐时向罐头顶隙内喷射蒸汽，将空气驱走而后密封。密封是罐头食品长期保存的关键工序之一。密封是使杀菌后的罐头内食品与外界隔绝，不再受到外界空气及微生物的污染而引起腐败。当罐头容器丧失（甚至瞬时间）其应有的密封性，就不能达到长期保存食品的目的。杀菌的同时也需将食品中的酶加以破坏，并尽可能保存食品品质和营养价值。罐头借加热进行杀菌,加热至100℃以上的杀菌称高压杀菌,100℃以下的杀菌称常压杀菌或巴氏杀菌。杀菌工艺条件主要由温度、时间、反压 3个主要因素加以控制，达到不同产品所需求的杀菌强度(F0)值。通常，罐头食品按pH值分为低酸性(pH>4.5)、中酸性(pH3.7～4.5)、高酸性(pH<3.7)3类,它们是由不同的腐败微生物（见食品腐败微生物）引起的，相应的有不同的杀菌强度(F0)值。低酸性食品罐头的杀菌强度要求高，必须用高压杀菌；而中酸性和高酸性食品罐头的杀菌强度比较低，一般均用常压杀菌。冷却是杀菌后所进行的以减少对食品品质的影响。为防止冷却时罐内外压差的急剧变化所产生罐头突角、爆裂或瘪罐，应特别注意正确控制罐外的反压。罐头食品的检验包括:①物理检验(容器外观、重量、真空度、容器密封性、容器内壁);②化学检验（pH值、可溶性固形物、汁液浓度、酸度、重金属、食品营养成分、残留农药等）；③感观检验（组织、形态、色泽、味和香）；④微生物检验（致病菌、腐败微生物、商业无菌、霉菌数）。
三．主要的罐头类型 3.1水果罐头
水果罐头是以新鲜水果为主要原料，经过加工处理、罐装、排气、密封、加热杀菌、冷却等工序，达到商业无菌，从而延长食品保质期的一种保鲜食品。按加工方法不同，水果类罐头分成糖水类水果罐头、糖浆类水果罐头、果酱类水果罐头、果汁类罐头，主要代表产品有糖水桔子、糖水菠萝、黄桃罐头等。3.2水产罐头
水产罐头是一种能够在常温下长期保藏水产类的保藏方法，目前我国用于灌藏加工的鱼、虾、蟹贝壳只有70多种，其中鱼类约50种，贝壳类及贝类约20种。常见的水产罐头主要有清蒸、调味、茄汁、油浸等四大类。半干蒸煮罗非鱼软罐头就是一种清蒸类罐头。3.3肉类罐头
肉类罐头是指以畜禽肉为原料，调制后装入罐装容器或软包装，经排气、密封、杀菌、冷却等工艺加工而成的耐贮藏食品。根据调味方法不同，可将肉类罐头分为清蒸类、调味类、腌制类等产品。主要有牛肉罐头、午餐肉罐头、火腿罐头等。
四．我国罐头行业的现状
我国罐头工业经过几十年艰难曲折的发展历程，已有较大规模及良好的基础，但与先进国家相比，尚有较大差距，存在问题也不少，主要有以下几个方面：(1)罐头出口产业附加值不高，出口经营单纯依靠量大价低.在市场上，我国罐头出口产品受到进口商的控制以及国内同行业之间无序竞争的影响，罐头出口产品普遍存在卖价不高、利润空间有限的问题，产业抵御市场风险的能力极低。罐头产品结构比较单一，以原料性产品居多。(2)有的企业随意降低质量标准.国家为罐头生产制订了许多标准，产品质量指标应该按国家标准、行业标准执行，企业标准、合同标准的主要指标不应低于国家标准和行业标准。有的罐头企业为获得最大利润，通过更改工艺配方、降低质量标准进行生产。即使是我国的一些传统大宗出口产品，一定名称下的产品也要达到特定的基本要求。例如产品的固形物含量，即使是外商的要求，也不应随意降低标准。否则这种只顾眼前，不问长远，只顾自身，不问行业整体利益的做法，最后失去的是市场，损害的是企业声誉。(3)违规使用添加剂.罐头食品是采用密封和杀菌技术达到保藏目的的，因此合格的罐头食品不需要添加防腐剂，也没有必要添加防腐剂，封口和杀菌足以达到商业无菌，这是世界公认的一种安全可靠的食品保藏方法。但一些生产工艺和加工水平不高的企业，违背罐头加工的技术要求和工艺规程，为抑制微生物的生长，延长保质期，违规使用防腐剂。(4)产品同质化情况比较严重.企业的规模大致相同，行业的集中度不高，同一地区基本上生产同一产品，形成行业的低水平重复建设，其结果一方面使原有企业资产闭置，不能发挥作用，造成资源浪费；另一方面又引发了新的无序竞争。五．我国罐头行业发展的对策
5.1 企业以质量求生存，树立全面质量管理的意识
企业要树立“三全一多样”的管理的理念，即管理内容的全面性，管理范围的全面性，参加管理人员的全面性以及管理方法的多样性等。全面质量管理就是要在“全”字上作文章，它是全方位的质量管理，全员参与的质量管理，全过程的质量管理，管理方法是多种多样的。全面质量管理还应具有以人为本，动态管理以及实用性标准的特点，企业开展全面质量管理必须做好涉及质量管理方面的一系列基础工作，包括标准化工作，计量管理工作，质量信息工作，质量教育工作和质量责任制等。要搞好全面质量管理工作，最高管理者要重视并亲自参与，这是全面质量管理工作能否取得预期效果的根本保证。所有罐头企业应实施良好的生产操作规范（GMP）、危害分析和关键控制点（HACCP）和ISO9000系列认证，严格控制产品的合格率，参与国内外市场竞争，树立信誉，开创名牌。5.2 抓紧罐头产品标准的制订和修正
我国现在的100多个罐头产品标准均为1991～1993年颁布，其标准格式已与新要求有差距，许多强化指标也有变化，特别是标准中将产品分为优级品、一级品、合格品，且轻工部明文规定优级品、一级品用于出口，合格品用于内销，这与加入WTO 后，国民同等待遇明显不适应，为了与国际接轨，必须考虑修订现有罐头产品标准。目前，罐头行业的标准特别多、特别细，国家标准共27个，行业标准共106个，对每一个产品都进行了详细的规定，数量很多，但质量不高，很多标准雷同，应合并同类项，抓住主要因素。5.3 重视原料基地的建设和管理
原料供给的数量和质量是影响罐头加工关键因素。目前，农业原料普遍是小农种植模式和靠天收成，而且品种结构不合理，符合罐头生产的“加工型” 的品种不多。这显然与现代化罐头生产存在较大差距。目前我国原料市场相对混乱，难以进行有效监控，常出现原料供应不足，质量难以保证的问题。因此有条件的企业应发展原料基地，在保证数量的同时，加强品种研究，提高种植水平，加强原料安全管理，逐步做到罐头加工原料品种的良种化、种植科学化和供给规范化，是提高原料质量和科学管理的必由之路。
5．4及时掌握产品的质量动态，注意跟踪应对
社会十分关注食品的质量与安全，作为企业应当及时把握产品动态。对顾客投诉、国家法定的质检部门和行业检验结果信息、产品安全事故、不合格品回收等应迅速做出反应，及时解决和改进。
参考文献
[1] 纪正昆.食品质量安全市场准入审查指南·肉制品、罐头食品分册.中国标准出版社,2003: 136 [2] 于新华.罐头食品的历史、现状及发展对策.食品与发酵工业，2001，(2)：58~61 [3] 监督与选择,2004.(4):16 [4] 王敏华.管理体系与认证.中国计量学院出版社.2006,(8):220 [5] 郑建玲.我国罐头行业 强化技术创新.中国质量报.2007 [6] 孙树侠.罐头产业还能“高枕无忧”吗.中国工业报.2007 [7] 中华;“软罐头”可圈可点;中国包装报;2008年
[8] 龚翠;周爱梅;李来好;杨贤庆;陈永泉;;新型风干罗非鱼软包装罐头加工技术研究;现代食品科技;2008年12期 [9] 周爱梅;龚翠;李来好;杨贤庆;陈永泉;刘春基;半干蒸煮罗非鱼软罐头加工技术研究2009年 [10] 中国肉类行业发展分析[J].中国经贸导刊.2008(12)[11] 肉类工业发展的报告[J].肉类工业.2006(07)
第五篇：矿物材料工艺学论文
矿物材料工艺学论文
课题： 连续玄武岩纤维(CBF)的研究及应用
班级:
034111
班号：
01
学号：
20111000007
姓名：
赵
琴
连续玄武岩纤维(CBF)的研究及应用
摘 要: 介绍了连续玄武岩纤维的国内外发展现状、制备方法及应用状况，并对我国连续玄武岩纤维的发展提出了建议。关键词: 连续玄武岩纤维；制备；应用；发展
The development and application of continuous basalt fiber Abstract: The present developing conditions of home and abroad, preparations and applications of continuous basalt fiber are introduced.The suggestions on developing domestic continuous basalt fiber are discussed in this paper, too.Key words: continuous basalt fiber;preparation;application;development
一、前言
众所周知，地壳由火成岩、沉积岩和变质岩组成。玄武岩属于火成岩的一种，是一种以SiO2 为主的矿物岩石。连续玄武岩纤维（Continuous Basalt Fiber，以下简称 CBF）就是以天然玄武岩矿石作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1 450～1500 ℃ 熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。
玄武岩纤维一般可分为普通玄武岩棉、超细玄武岩纤维和 CBF。目前 CBF 的研究重点在 CBF 的制备和应用上。与碳纤维、芳纶、超高相对分子质量聚乙烯纤维等其它高科技纤维相比，CBF 具有许多独特的优点，如突出的力学性能、耐高温、可在-269～650 ℃ 范围内连续工作，耐酸碱，吸湿性低，此外还有绝缘性好、绝热隔音性能优异、良好的透波性能等优点。以 CBF 为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛应用于航空航天、建筑、化工、医学、电子、农业等军工和民用领域，故 CBF 被誉为 21 世纪的新材料。
二、国内外发展研究状况 2.1 国外发展研究状况
以玄武岩为主要原料生产的岩棉自从1840年首先在英国威尔斯试制成功到现在已有160多年的历史[1]。1922年在美国专利(OS1438428)出现由法国人Paul提出玄武岩纤维制造技术，但没有实质性生产。
20世纪50年代初期，德国、捷克和波兰等东欧国家以玄武岩为原料，采用离心法生产出了纤维平均直径为25μm～30μm的玄武岩棉。随后60年代初期，美国、前苏联、德国等大力发展垂直立吹法生产工艺，使玄武岩棉产量迅速增长。前苏联引进了德国立吹法制造矿物棉的生产专利，在消化、吸收的基础上，成功地将该项技术应用于玄武岩棉的生产，设计生产能力为日产38吨～40吨玄武岩棉。玄武岩纤维的研究工作主要集中在前苏联。玄武岩纤维于1953—1954 年由苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发出[2]。苏联早在20世纪60—70年代就致力于连续玄武岩纤维的研究工作，乌克兰建筑材料工业部设立了专门的别列切绝热隔音材料科研生产联合体，主要任务是研制CBF及其制品制备工艺的生产线。联合体的科研实验室于1972 年开始研制制备CBF，曾经研制出 20 多种CBF制品的生产工艺。1973年，前苏联新闻机构报道了有关玄武岩纤维材料在其国内广泛应用的情况。1985年在前苏联的乌克兰率先实现工业化生产，产品全部用于前苏联国防军工和航天﹑航空领域。
1991年前苏联解体后，此项目开始公开，并用于民用项目。目前连续玄武岩主要研发及生产基地在俄罗斯及乌克兰两个国家。苏联的解体，客观上影响了CBF的推广应用，但是，由于玄武岩纤维具有有别于碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维的一系列优异性能，而且性价比好，引起了美国、欧盟等国防军工领 2
域的高度重视。2.2 国内发展研究现状
我国开展 CBF 的研究较晚，发展迟缓，但近几年，随着对其需求加大，CBF 迎来了自己发展的黄金时代。20 世纪 90 年代中期，南京玻璃纤维研究设计院最早在中国开始 CBF 的研究，专注于适合充当隔热材料的超细玄武岩纤维，主要用于战斗机的发动机外壳等军工用途，但目前仍然停留在实验室阶段。2002 年 11 月我国将“CBF及其复合材料”批准列为国家 863 计划（2002AA334110）；2003 年该 863 计划成果与浙江民营企业对接成立了横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司。该公司经过 1 a 多的研究试验，克服了氧化还原不好等技术难题，现已掌握了 CBF 生产所有工艺技术。2004年开始在上海实现产业化，目前技术己经达到国内领先水平，部分技术达到国际先进水平和领先水平。从而为今后大规模稳定生产 CBF 奠定了基础。目前，国内许多厂家相继立项生产 CBF，其中黑龙江省宁安镜泊湖 CBF 有限公司产能 1 万 t/a 耐碱 CBF 项目已经投产，主要产品为耐碱 CBF 原丝、纺织纱、短切纤维薄毡、无捻粗纱网布、FRP筋等。
CBF 研究的前期集中在其制备工艺上，经过各国科研人员的共同努力，CBF 的制备工艺取得了重大突破。目前工作重点是 CBF 的制造设备和应用，衡量设备先进与否的一个主要指标是拉丝漏板的孔数，国外工业化国家已普遍采用 400～800 孔大漏板的拉丝工艺，而国内多数单位还主要采用 200 孔的拉丝工艺。国外 CBF 主要应用在军工方面，民用方面的应用鲜有报道。目前国内除个别单位掌握了 CBF 的制备工艺，多数单位的技术还很不成熟，对 CBF 的应用也还处于探索阶段。
三、研究目的及意义
CBF属于无机非金属纤维，拥有一系列特殊的优异性能，具有原料廉价性、工艺简洁性、性能综合性、替代广泛性、绿色环保性、发展持续性等特征，是关乎国家国防安全、促进国民经济升级换代、支撑高科技产业发展的重要基础材料。CBF是典型的战略性新兴产业，国家发展和改革委员会（以下简称“发改委”）将其列入了鼓励发展的新型高技术纤维当中。国家工业和信息化部于2012年2月22日发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中也明确地指出：要“大力发展连续玄武岩纤维。”
3.1发展CBF产业具有十分重要的战略意义
“十二五”期间，我国为何要大力发展连续玄武岩纤维？如何发展连续 玄武岩纤维产业？这不仅是连续玄武岩纤维产业自身认识和亟待解决的关 键问题，同时也是涉及我国新材料产业整体战略发展的重要一环。3.1.1我国可以用于拉制CBF的火山岩储量极其丰富
从资源和能耗的角度看，我国人均资源贫乏，又是温室气体排放的制造大国，经济发展面临资源与环境的严峻挑战。因此，开发利用环境友好的新资源无疑是十分必要且迫切的。由于玄武岩熔体导热性差、粘度低、易析晶，因此，生产CBF对火山岩的化学成分和矿物相有苛刻的要求。尽管地球上火山岩储量非常丰富，但是能用来生产CBF的火山岩却并不多。俄罗斯、韩国都需要从乌克兰进口火山岩原料。然而，我国优质的火山岩矿石资源十分丰富，在我国的东、南、西、北、中等地区都能够找到适合生产CBF的火山岩矿。这对于人均资源极为贫乏的我国来说，无疑是一个新资源“宝藏”。与此同时，火山岩原料非常廉价，每吨仅几十元，与其他高性能纤维原料相比，成本几乎可以忽略不计。因此，把握CBF 4 的资源、成本优势，立足全球，从我国发展战略高度对C B F产业作出前瞻性的布局，不仅能够实现矿产资源的有效利用，同时也能够促进该产业的快速发展。3.1.2、CBF顺应我国绿色经济的发展战略
虽然生产CBF的技术含量极高，但其生产工艺路线却极为简短（投料→熔化→拉丝→成纤），在众多高技术纤维生产中，CBF的生产工艺路线是最短的，所以能耗也是最低，平均能耗5kWh/kg（随着CBF池窑生产技术的不断发展，其单位能耗还会不断降低，甚至可以降低50%，即达到平均能耗2.5k W h / k g以下）。与一般生产聚丙烯腈（PAN）基碳纤维相比（不包括生产PAN的能耗），二者能耗要相差10多倍。
CBF是由纯天然火山岩为唯一原料生产而成的新型高技术纤维，由于火山爆发时的温度超过1000℃，在生产CBF过程中，高温熔融火山岩是对原“火山岩岩浆”的再“还原”，因此，高温熔融中没有任何的“多相反应”过程，更不会产生废气。3.1.3、CBF是关乎国家安全战略和促进国民经济相关领域升级换代的重要基础材料
目前，CBF已经应用在量大面广的交通基础设施、建筑等领域，并取得了初步突破。实践和应用研究也证明，CBF可以为我国交通基础设施建设提供具有显著经济效益和社会效益的路用新材料。将短切CBF掺入沥青混合料可以显著提高路面抗车辙能力50%以上，延长高速公路的养护周期，降低综合成本。根据美国有关方面提供的资料，长寿命的路面，可直接减少车道封闭，改善道路的安全性，减少事故的发生，并可降低4%的汽油消耗，各州每年可节省开支50亿美元，仅洲际公路系统本身的延误总成本每年可减少5亿美元。可见，CBF路用纤维材料的推广应用具有显著的经济效益和社会效益。
此外，初步试验结果表明：短切CBF可用于高速铁路无碴轨道板和C A砂浆填充层的增强，该项成果将可能填补国内外空白，引发独特的技术创新。目前，浙江石金生产的CBF现已铺设在武广高速铁路线上，CBF增强的无碴轨道板运行良好并将日益显示出其卓越的稳定性能。
四、玄武岩纤维（CBF）生产工艺
虽然CBF的生产技术看似简单，但实际上颇为复杂，需要很多的技术诀窍。为实现高质量玄武岩纤维的工业生产，需要考虑各方面的技术复杂性和设计专用设备。
图1为目前典型的CBF生产工艺流程：首先要选用合适的玄武岩矿原料，经破碎、清洗后的玄武岩原料储存在料仓1中待用，经喂料器2用提升输送机3输送到定量下料器4喂入单元熔窑，玄武岩原料在1500℃左右的高温初级熔化带5下熔化，目前玄武岩熔制窑炉均是采用顶部的天然气喷嘴6的燃烧加热。熔化后的玄武岩熔体流入拉丝前炉7，为了确保玄武岩熔体充分熔化，其化学成分得到充分的均化以及熔体内部的气泡充分挥发，一般需要适当提高拉丝前炉中的熔制温度，同时还要确保熔体在前炉中的较长停留时间。最后，玄武岩熔体进入两个温控区，将熔体温度调至约1350℃左右的拉丝成型温度，初始温控带用于“粗”调熔体温度，成型区温控带用于“精”调熔体温度。来自成型区的合格玄武岩熔体经200 孔的铂铑合金漏板8拉制成纤维，拉制成的CBF在施加合适浸润剂9后经集束器10及纤维张紧器11，最后至自动绕丝机12[3]。
尽管连续玄武岩纤维在各个方面表现出优异的特性，但是如果想要将这些特性发挥出来，仍有一些技术上的困难要去克服。4.1 拉丝漏板技术瓶颈
目前，我国CBF产业用于成熟稳定生产的最大拉丝漏板是由浙江石金玄武岩纤维有限公司研发成功的800 孔漏板技术。该公司计划将于2013年至2014年完成1 200 孔和1 600 孔漏板技术的研发，并将开展直接无捻粗纱的生产。拉丝漏板技术的研发要重点攻克高温作业下漏板容易变形的问题。4.2 池窑化技术瓶颈
我国目前CBF产业主要有两大类炉型：
⑴ 全电熔炉。以浙江石金玄武岩纤维有限公司（简称GBF）为代表，现在采用的是单模块漏板的电熔炉技术；2013年至2014年将计划完成“1个熔炉带4 块和6 块漏板”的组合炉小池窑技术，该技术为世界首创。
⑵ 火焰炉。以四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司为代表，采用的是“1 个熔炉带2 块漏板”的小组合炉技术；俄罗斯Kameny Vek公司目前已经采用了“1 个熔炉带10 块漏板”的小池窑技术。以上说明我国CBF产业的池窑化技术还相当落
后，远远不适应产业发展的需求。严重影响了GBF质量的提高和单位生产成本的下降。因此，我国CBF产业要实现高性能、低成本的发展，就必须根据玄武岩熔体的特点和难点大力开展池窑化技术的研发。可以预言，池窑化技术研发成功 之日，便是CBF产业振兴之时。否则，CBF产业将难以摆脱“低水平、欠稳定、高成本”生产的窘境和长期在低水平徘徊的局面。2.3 浸润剂技术瓶颈
浸润剂的技术是最能体现CBF生产企业竞争力的核心技术。目前，CBF产业用于纤维表面处理的浸润剂品种比较单调，仅有几十种，大多还是借用了玻璃纤维的浸润剂技术，远远满足不了产业发展的需求，而且，CBF生产企业普遍缺乏独立研发浸润剂的研究机构和人才队伍。现阶段，我国CBF产业要重点开展在交通基础设施和建筑领域应用的增强型浸润剂的研发，以及CBF在耐高温热固性树脂基复合材料和热塑性树脂基复合材料中应用的增强型和纺织增强型浸润剂的研发。
4.4 原料均化技术瓶颈
玄武岩原料的均化技术是CBF产业发展过程中永恒的创新课题。它将贯穿于CBF产业发展过程的始终。目前，在CBF产业界以纯天然玄武岩矿石是否掺杂改性和配料均化为分界线，大致可分为3 大派别：一是“纯天然派”，认为纯天然是CBF最具本质魅力的特征；二是“人工配料派”，认为纯天然玄武岩矿石化学成分波动大，应按照玻璃纤维人工配料的原理和方法，实施人工配料，将每批生产原料的成分应精确控制在3‰以内；三是“掺杂改性派”，认为以纯天然玄武岩矿石原料为主，根据CBF性能的择优取向，进行掺杂改性。
对于“纯天然法”，即适宜以短切玄武岩纤维为产品形态的低端产品，宜用纯 8
天然玄武岩矿石的粒料直接熔融拉丝生产即可，我们可以将其简洁明了的生产方式概括为“纯天然法”。不过，采用“纯天然法”生产关键在于选矿，即要根据产品性能的需要优化筛选相应的玄武岩矿石。对于“掺杂法”，即针对纤维性能需要择优取向的，譬如耐碱CBF、耐高温CBF、高强高模CBF等，需选用相应的单组分矿物料或择优取向的玄武岩矿石对纯玄武岩原料进行适量的掺杂改性。采用“掺杂法”要注意少量掺杂和用粉料均化。对于“配料法”，即借鉴玻璃纤维
人工配料的原理，将不同类CBF的原料成分标准化，按标准值调配，可选用多种择优取向的纯天然玄武岩，依照标准值“少啥加啥”和“以纯对纯”调制；当然也可选用单组分矿物料调配，但是，不倾向用大量的其它矿物料配料，因为这 会让CBF“东效施颦”变得不伦不类，导致其性能与相应的玻璃纤维比较没有多大差异性而毫无市场竞争力。今后将会按B1、B2、B3、B4、B5等代号分类出多品种的CBF。
五、CBF的应用
纤维中的化学成分对纤维的性能有重要影响。表1为国内不同厂家的 CBF 与几种玻璃纤维成分的比较。由表1可以看出 SiO2是CBF的主要成分，被称为网络形成物，它可以保持 CBF的力学强度和化学稳定性，但当其质量分数过高时，玄武岩熔融的温度和粘度较高，给拉丝带来困难。CBF中SiO2的质量分数 < 0.52，既有利于拉丝，又使CBF具备良好的力学性能。另外，CBF中的Al2O3 的质量分数也较高，在 0.15 左右，属于高铝含量玄武岩类，也可以提高纤维的力学强度，所以CBF增强树脂复合材料具有良好的物理化学性能。此外，玄武岩成分中 FeO和 Fe2O3 质量分数高达 0.10～0.20，高质量分数的铁是纤维呈古铜色的主要因素。跟其它两家生产 CBF的厂家比，上海俄金生产的CBF含CaO、9
MgO 等碱性氧化物少，大大提高了纤维本身的抗水性，为提高复合材料的化学稳定性打下了良好的基础。从成分上也可以看出，CBF 是一种绿色纤维，无公害。
正是不同于其它纤维的成分决定了 CBF 具有独特的性能，进而决定了它在军工和民用领域有广泛的应用。概括起来，CBF 的应用包括以下方面。5.1 在增强树脂基复合材料上的应用[4]
从表 2 中可以看出，用 CBF 制成的单向增强复合材料在强度方面与E玻纤相当，但抗拉模量在各种纤维中具有明显优势。用 CBF 制成的层合板也有类似结果。CBF-环氧复合材料的研究表明，CBF 具有良好的增强效应。CBF 增强材料所具有的这种性能，可以用它制作在高压、化学及热应力环境下长期使用的形状复杂的容器[5]。例如，用 CBF 与树脂复合制造的管道可替代高压无缝钢管用于输送腐蚀性液体，其使用寿命比无缝钢管长 2 倍以上，成本更低，还可以大大减少检修期和避免腐蚀造成管道断裂的危险。5.2 在医学上的应用
纤维的酸度系数MK=(WSiO2+WAl2O3)/(WCao+WMgo)，MK越低，化学耐久性越好，使用温度也越高。CBF 的 pH 值计算公式为 pH =-0.0602WSiO2-0.12WAl2O3 + 0.232WCao + 0.120WMgo + 0.144WFe2O3+ 0.217WNa2O，pH 值越高，碱性氧化物越多，抗水性就越差，一般而言，< 4 是最稳定的，< 5 是稳定的，< 6 是中等稳定的。
对上海俄金 CBF 有限公司的纤维计算，为 5.48，pH 值为 1.7。所以 CBF 具有突出的耐温
性能和良好的化学稳定性。它的使用温度范围为-269～650 ℃，而玻璃纤维为 60～450 ℃。在900 ℃ 高温下 CBF 的质量损失为 12%，所以CBF 用作高温过滤材料，对抗生素生产过程中的空气净化和消毒。5.3 在建筑领域的应用
有实验证实，CBF 的抗拉强度为 3 800～4 800MPa，大于大丝束碳纤维和芳纶，与 S 玻璃纤维相当，加上 CBF 耐酸碱，能在水泥中保持高度的稳定性，而且 CBF 是一种取之于自然、又能回归自然的“绿色纤维”，因而在对力学性能要
求高、常规的钢筋增强体满足不了的大型工程上展现了巨大的应用潜力。表 3 为
CBF 的耐酸碱性数据[6]。5.4 在电子技术方面的应用
CBF 具有良好的介电性能。从表 1 中可以看出 CBF 含有较多的导电氧化物，是不适合做介电材料的，但是采用某种浸润剂处理纤维表面后，其介电损失角正切比常规玻纤大大降低，它的体积电阻率比 E 玻璃纤维高 1 个数量级，所以 CBF非常适合用于耐热介电材料。5.5 在航空航天上的应用
由于 CBF 的吸湿性极低，比玻璃纤维低 6～8 倍。加上 CBF 具有良好的绝热隔音性能，所以CBF 制造的绝热隔音材料在需要低吸湿性的航空航天领域获得了广泛的应用。表 4 为超细玄武岩纤维制品的导热性能[6]。表 5 为超细玄武岩纤维制品的隔音性能[6]。
此外，CBF 还被用于吸波、消防、环保、防辐射、体育用品等领域。相信，随着规模化生产带来生产成本的降低，CBF 的应用领域会越来越宽。
5.6玄武岩连续纤维的应用市
玄武岩连续纤维有捻纱(如图1a)是由多根玄武岩连续纤维原丝经一次加捻而成的纱线, 单丝直径一般≦9µm。纺织纱大体可分为织造用纱和其他工业用纱;13
织造纱是以管纱或奶瓶形筒子纱为主[7]。应用领域为织造耐酸碱、耐高温的布和带针刺毡用基布电绝缘板用基布电绝缘用纱、缝纫线帘子线高档的耐温、耐化学性织物高等级绝缘材料。5.6.1、玄武岩连续纤维无捻粗纱
玄武岩连续纤维无捻粗纱(如图1b)是用多股平行原丝或单股平行原丝在不加捻的状态下并合而成的, 玄武岩连续纤维生产的7µm和13µm无捻粗纱的拉伸强度≧0.6 N/tex、弹性模量≧91 GPa, 断裂延伸≧3.1% [7]。可用于缠绕各种管、罐、气瓶;编织各种方格布、网格布、土工布;建筑的修补、加固;耐高温的SMC、BMC、DMC短切纤维;与塑料复合做增强材料等。
5.6.2、玄武岩连续纤维短切纱
玄武岩纤维短切纱(如图1c)是用玄武岩连续纤维原丝短切而成的产品, 纤维上涂有(硅烷)浸润剂, 所以玄武岩纤维短切纱是增强热塑性树脂的首选材料, 同时还是增强混凝土的最佳材料[8]。应用领域为适用于增强热塑性树脂, 是制造片状模塑料(SMC)、块状模塑料(BMC)、团状模塑料(DMC)的优质材料;适合与树脂复合用作汽车、火车、舰船壳体的增强材料;是增强水泥混凝土、沥青混凝土的首选材料, 用于水电站大坝的防渗抗裂抗压和延长道路面的使用寿命的增强材料;还可用于热电厂的冷凝塔、核电厂的蒸汽水泥管道;用于耐高温针刺毡、汽车吸音片、热轧钢材、铝管等。
5.6.3、玄武岩连续纤维膨体纱
玄武岩纤维原丝通过膨体纱机, 在高速空气进入成形通道中形成紊流, 利用这种紊流作用将玄武岩纤维分散开, 使其形成毛圈状纤维, 从而赋予玄武岩纤维膨松性 , 制成玄武岩连续纤维膨体纱(如图1d)。应用领域为制造耐高温过滤布;防火窗帘布;用膨体纱与连续纤维混织, 在抗撕裂强度, 弹力和耐磨能力方面都比其他织物好, 是被覆沥青, 橡胶和塑料制品的首选材料, 是耐高温过滤布, 高等级针刺毡的优良材料。
六、结论与展望
从全球的发展水平看，全世界玄武岩纤维的技术及规模尚处于初级阶段，这给我们追赶乃至超过国外的先进技术水平提供了很大的发展空间和市场机遇。我们要充分认识到：第一，我国连续玄武岩纤维与发达国家的巨大差距和亟待强化发展的重要意义；第二，加强工艺及设备的工程化配套研究，进一步加强高新技术纤维产业信息化和标准化工作的重要性，由浙江石金玄武岩纤维有限公司牵头 制定的《水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维》（GB/T23265—2009）国家技术标准在列。这是我国乃至全球第一个有关玄武岩纤维的国家级技术标准，我们也要继续努力进一步加强相关检测标准制定，推动连续玄武岩纤维产业安全和可持续发展。
参考文献
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