時間：2023-04-08 11:32:00
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇金屬材料論文，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
在這幅作品中，鉛質的澡盆起了象征作用，使畫面除了在氣氛上的沉重和晦暗之外，更加具有了隱喻的精神面貌。神話一直作為基弗作品中的重要題材表現，1982年的《維蘭德之歌》又是一幅以綜合材料來變現神話的繪畫作品。畫面中上方是一個鉛質的翅膀，與如燒焦的廣闊麥地背景形成了對比。這里的鉛質翅膀除了在畫面中是一個視覺效果之外，它更是一個視覺符號。翅膀的來自于希臘神話中的伊卡洛斯的故事。講述了伊卡洛斯及兒子被困在克里特王國的島上，當他們用羽毛和蠟制成的翅膀逃離時，飛的離太陽太近，而使蠟融化，伊卡洛斯墜入到海中的悲劇故事。而基弗運用鉛來表現翅膀，所表現出來的沉重和艱澀的質感，使其畫面和翅膀這個符號更增加了悲劇的色彩。
《黑色王冠》是基弗2005年創作的作品。文字也是他畫面中藝術語言的一部分，而這幅作品中的文字就是取自德國詩人保羅•策蘭的《九月的王冠》這首詩。而在增加文字的同時，金屬材料鉛還是再次的出現在了畫面的最前方。在荒蕪的雪地上，鉛質的椅子上固定著棕色的枯枝，并且與空中如雪花般的文字相結合，形成了鮮明的對比。而文字本身的意義也與畫中的元素和氛圍相結合，使作品充滿的了深刻的意義。繪畫在空間上作為一種二維平面的藝術形式，而基弗在繪畫中頻繁的運用到了各種物質材料或者金屬材料，使繪畫擁有了強烈的物質感。
這些金屬材料或與主題相結合，或作為畫面的符號，都使繪畫呈現出了不同以往的視覺樣貌。基弗以同樣的題材還創作了很多裝置作品。這些裝置作品也與他的繪畫作品所表現的主題和所要表達的思想有著某種的內在聯系。而金屬材料也始終貫穿在他的裝置作品中。從1987年開始，基弗開始運用金屬鉛制作書籍裝置。尺寸由小到大，鉛質的書頁也經過了氧化和腐蝕的處理，呈現出了斑痕和不同的灰暗的色彩層次。1989年完成的大型裝置《兩河流域——女祭司》，就是由200本鉛質的書籍組成。它們如廢墟一般被堆放在鋼質的書架上。書架中間由玻璃板隔開，鉛質的書籍中還夾了許多銅絲。整個裝置作品由于金屬的腐蝕效果而顯現出了十分久遠的歷史感。作為鉛質書的延伸，又與他早期的翅膀符號相結合，在1992年開始，他又創作了《帶翅膀的書》這一裝置作品。作品依然是由鉛質書組成，又加入了金屬錫和鋼。鉛質書的兩邊生出了巨大的兩個鉛質翅膀，同樣的斑駁的質感，而翅膀又顯得十分沉重，卻只被一根細的金屬棍支起。鉛質的翅膀此時已成為基弗作品中一個重要的象征符號。
基弗的作品，破敗的自然和支離破碎的場景，使人們可以感受到一種人類文明的悲劇命運。但基弗想要表現的并不只是是衰敗，正如他自己所說的：“我沒有表現絕望。我對精神的凈化總是充滿了希冀，我的作品是精神的、理性的。我想在一個完整的環境中表現出心靈與環境的契合。”在他的繪畫和裝置作品中反復用到了鉛金屬及其他的金屬材料。也許正是金屬材料本身的屬性具有沉重、受到環境影響而傷痕累累、顏色灰暗和細微敏感的變化這些特質正與他所想表達的藝術思想的內在有著深深的契合和相互聯系的關系。金屬材料在他的作品中有著強烈的物質性，并具有豐富的象征意義。他的作品正是人類深層心靈活動的體現。他將平凡粗陋的金屬材料置于他深邃、憂郁又悲壯的作品中，賦予了他們莊重的意義和無限神秘的想象，是在藝術作品中將材料轉換到思想領域的成功體現。
作者：徐萌李俊峰單位：齊齊哈爾大學美術與藝術設計學院
首先，考慮到難加工金屬材料特殊的硬度和強度，需要更大的切削力，相比于普通材料力度要提高3～4倍，這無疑增加了切削的難度。其次，考慮到難加工金屬材料的低導熱率，其具有著較高的切削溫度，很容易使材料表面形成燒傷、劃痕等嚴重的質量問題。最后，考慮到在進行切削時道具很容易發生磨損，進而降低了刀具的使用壽命，并且在高溫環境下，難加工金屬材料的化學活性很高，在熱力的作用下很容易形成有關鈦的氧化物，這些氧化物反作用于工件，使其韌性降低，切削難度進一步加大。以上因素說明對難加工金屬材料進行切削具有一定的難度。
2基于RBF神經網絡的數控加工控制方法
2．1RBF神經網絡及相關算法概述下頁如圖1所示，RFB的每一個神經元同輸入層連接的向量W1i與輸入的矢量Xq的距離設為b1，輸入y＝radbas［dis（W，x）×b］，并且輸出層的神經元對相應的輸出函數采用線形的加權組合。對于基函數大齒常采用高斯函數：對于RBF的初始化及相關的學習可以參照圖2。在進行訓練前，先輸入矢量X，與之對應的是目標矢量T以及徑向基函數的一個拓展常數C。具體的訓練目的是，求W1，W2以及b1和b2。當系統完成所有輸入值的聚類以后，會自動求得每個隱層節點RBF的中心ci，進而確定相應的W1。在改進方法上，主要是針對第0個神經元進行初始的訓練，排查出錯誤后自動的增加神經元［2］。
2．2難加工金屬材料的RBF監控系統難加工金屬材料的RBF監控系統構造如圖3所示。整個系統采用的是M317069的速度傳感器進行測速，SZMB－9的磁電轉速傳感器進行轉速的測定，HK－NS－WY04的位移變送器進行對吃刀量的檢測。一旦檢測到加工過程存在問題，系統就會實行自主的參數控制。該系統的工作原理如圖4所示，神經網絡所采用的最基本單元是神經元結構的模型。它的輸入模式具有線性不可分性，考慮到這些實行的是多層化的感知器網絡，以實現多層次的網絡輸出，若最終的輸出結果不是想要的，可以通過修改各個感知器的權值來達到目的。
3結語
實驗材料為FeS2礦物標本上的立方單晶與五角十二面體單晶，通過超聲清洗樣品表面污染。所用儀器為掃描電鏡SEM（LEO-1450型及ZEISSULTRA-55型），EBSD系統為OxfordInstru-ments公司的HKLCHANNEL-5系統。EBSD數據采集步驟為：將樣品安放在掃描電鏡樣品臺上，記錄下位置；將樣品臺推進掃描電鏡樣品室，對樣品室進行抽真空；將樣品臺傾轉70°并進行聚焦和傾轉圖像校正，將EBSD探頭送入樣品室；將入射電子束打在樣品表面，選擇合適視場進行菊池花樣的扣背底同時在電腦上進行圖像的優化；照下形貌相，選好視場，設置EBSD測定參數，啟動自動程序進行菊池花樣的自動標定；抽出EBSD探頭，樣品回轉至水平位置，關閉電鏡和計算機。進行數據處理，根據需要輸出各種類型的含有晶體學信息的圖。查FeS2的晶體學數據知其可以有3種不同的晶體結構，最常見的是簡單立方結構，空間群符號為Pa3，Herman-Mauguin國際符號為2/m3，點陣常數a=0.5417nm，配位數Z=4；另一種為三斜晶系，空間群符號為P1，Pearson符號為aP12；第3種為正交晶系，空間群符號為Pnnm，Laue群為mmm，點陣常數為a=4.45魡，b=5.43魡，c=3.39魡。
二、實驗結果分析
（一）立方FeS2單晶表面條紋形貌觀察與分析立方FeS2都是正方形顆粒，與石英伴生。用掃描電鏡中配置的能譜儀驗證是FeS2，特征譜見圖1a，定量結果為Fe33at%，S66at%。圖1b為FeS2單晶表面形貌相，可見明顯生長臺階，這與材料科學基礎課程界面一章介紹的Kossel-Stranski模型[2-5]，也稱Terrace–ledge–kink(TLK)mode（坪臺-臺階-扭折模型）對應，表明FeS2晶體緩慢生長時表面不是完全晶體學面光滑的，而是要通過熱激活形成臺階，再由臺階的側向生長完成垂直于表面的生長。臺階線近似成45°或90°。
（二）五角十二面體FeS2單晶表面條紋形貌觀察與分析黃鐵礦晶體形態、表面微形貌研究表明，負晶體是指黃鐵礦晶體{210}面上的條紋垂直于{210}和{100}面的交棱方向，并認為這種條紋只出現在那些簡單五角十二面體的黃鐵礦晶體上。圖2所示為五角十二面體（210）面上的正條紋和負條紋形貌。圖3為五角十二面體黃鐵礦記為A晶體和B晶體的表面形貌條紋。圖4為A、B兩個黃鐵礦的能譜分析結果。對比圖2和圖3可知以看出，試驗時的A、B兩個黃鐵礦晶粒表面形貌都為正條紋不是負晶體，為普通正條紋黃鐵礦。從圖4a可知，A晶粒中去除C元素的影響，計算結果為Fe31.47at%，S68.39at%，可知S原子數量是Fe原子數量的2.17倍，接近理論值。同時，檢測到A晶粒中含有微量的Si和Ni元素含量大約在0.14at%。從圖4b可知，B晶粒中去除O元素的影響，計算得Fe29.35at%，S69.18at%，可知S原子數量是Fe原子數量的2.35倍，接近理論值。同時，檢測到B晶粒中含有微量的Si和Ti和Al元素含量大約在1.5at%。綜上可知，五角十二面體的黃鐵礦一般含有微量元素，即說明形成時溶液的過飽和度相對較大。同時，A晶粒和B晶粒的雜質元素的含量不同，說明成礦時雜質元素的種類不影響黃鐵礦晶體的形態。
（三）立方FeS2單晶取向確定圖5a、圖5b為一顆立方FeS2的立方體顆粒及采用掃描電鏡EBSD系統測出的取向的{100}極圖，其取向的歐拉角為（147.8，6.1,125.0），轉化為密勒指數為（001）[010]，與立方體形貌完全對應，可知立方硫化鐵的每個表面都是（100）面。立方結構材料只有在非常緩慢的條件下或<100>方向的生長速度比其它方向慢的多的條件下才長成立方體。
三、討論
通過查找文獻、動手實驗、結果分析的系統研究過程，提高了學生科學研究素質與綜合實驗能力，為以后的研究生科研工作奠定了良好基礎，并深化了對材料科學基礎中晶體學相關概念與定律的理解。通過對兩種FeS2晶體類型與表面形態的對比研究，理解了晶體結構類型與單晶表面形貌的關系；晶體的微觀對稱性與宏觀對稱性的關系，晶體表面小面化或刻面的現象與宏觀表面的關系；認識了硫化鐵單晶在不同內因或外因作用下結晶成不同形貌的現象；掌握了材料分析方法中介紹的主要測試儀器掃描電鏡、能譜儀、電子背散射衍射儀，分別可獲取材料微觀形貌、微區成分、微區晶體結構及取向這3個最基本的材料信息；提高了尋找硫化鐵標本、文獻檢索、樣品制備、地質知識及最終的文章撰寫能力；體現了材料科學基礎課程研究型教學培養理念。
四、結語
例如，在講到金屬材料及其力學性能時，筆者舉一個現實性、學生感興趣的中國第一艘航母“瓦良格”號實例，即現在的“遼寧艦”。該艦最初由蘇聯時期黑海造船廠設計建造，隨著20世紀90年代前蘇聯解體，建造工作停止。1999年，烏克蘭與澳門一家“旅游有限責任公司”簽訂協議，以2000萬美元的價格出售。“旅游有限責任公司”購買“瓦良格”號航母的理由是，將其改造成一個大型海上綜合旅游設施。2002年3月4日，“瓦良格”號航母經過重重困難終于抵達航行的終點——中國大連港口。首先專家對它進行反測繪，測量船體使用材料、鋼材、抗打擊能力即沖擊韌性。緊接著筆者引入新課，金屬材料加工首先要合理選材，在選材中不斷創新，而且世界各國都在科學研究新型材料，從而推動科技的發展，對此學生樂于接受。舉例教學，辦法簡單，能馬上貼近學生的實際生活，可收到良好的教學效果。因此，在教學過程中教師要注意觀察生活，收集素材，以便在教學中使用，激發學生的學習興趣。
二、好奇心，激發學生的學習興趣
比如，講到金屬的導電性、導熱性、熱膨脹性時，為什么電動機機芯用純金屬、純鐵絲、純銅絲而不用合金？為什么家用廚房小鏟要木質手柄？在制定各類熱加工工藝（焊接、鑄造、鍛造和熱處理）時，必須考慮材料的導熱性，以防止材料在加熱或冷卻過程中發生變形或開裂；在鋪設鋼軌時，在兩根鋼軌銜接處應留有一定的空隙，以便使鋼軌在長度方向有膨脹的余地；在測量工件的尺寸時，也要注意熱膨脹的因素，以減小測量誤差；對精密儀器或機械零件，線膨脹系數也是—個非常重要的性能指標。另外，一般物體具有熱脹冷縮的物理特性，但還有特殊情況。學生聽到這里，急于想知道其中的奧秘。這時，筆者不急于講答案，而是話鋒一轉，且聽以后分解，讓學生帶著好奇心進入學習情境，激發學生的學習興趣。在教學中，由于強烈的好奇心的驅動，學生對金屬材料的性能分析這一原本枯燥的課題逐漸產生欲探討的興趣。這樣課堂教學效果又前進了一步。
三、小故事，大啟發
在講到沖擊韌性試樣時，為什么把它做成缺口形狀？引用北大教授張學政講到應力集中時，先講一個小故事：過去山村老百姓敲鑼時，鑼出現裂紋，為了防止裂紋蔓延，兩邊各鑿一個孔，使其延緩過度，這樣幾十年后原樣不變。接著講述原理：一塊布一拉，這個應力是均勻分布的，但是當你剪個口再拉，應力馬上就集中在這個刀口呈指數函數增加成千倍、萬倍地增加。應力大于材料的屈服強度，產生大的塑性變形，最后斷裂。所以工程上最可怕的問題是零件內部有裂紋，或者有棱角、尖角的切口，包括外部切口。這樣道理淺顯易懂，小故事，大道理，激發學生的學習興趣。培養了學生熱愛生活，善于觀察生活，尊重科學并運用科學的意識。
四、多媒體與傳統教學結合法，吸引學生注意力
例如鐵碳合金相圖講授：筆者先在黑板上畫出鐵碳合金相圖，不同彩色粉筆標出特性點、特性線，然后進行鐵碳合金相圖多媒體演示課件。這樣改變了傳統教學中粉筆加黑板的單一、呆板的表現形式，能將抽象、生澀、難懂的知識直觀化、形象化，激發學生學習興趣，調動其主動學習的積極性。這樣學生對新知識的學習更加形象、直觀、明了，便于自主學習，加快記憶，增加學習欲望。
五、理論聯系實際,學以致用
在講過碳素鋼、合金鋼、硬質合金以后，教師給學生布置任務：實習應用的刀具、量具，哪些是碳素鋼？哪些是合金鋼？哪種類型的硬質合金？牌號各是什么？熱處理如何？學生實習課時帶著任務尋找不同刀具、量具，歸納總結。最后課堂上，筆者會評價總結，讓學生明白理論知識與實踐應用相結合，學以致用。這種理論實踐一體化教學方法改變了傳統的理論教學和實踐相分離的教學形式，突破了實踐是理論的延伸和應用，是理論的附屬品的傳統教育理念，突出了教學內容和教學方法的應用性、綜合性、實踐性。它以理論傳授、實踐操作技能訓練為一體，集老師與學生雙向交流，小組協作討論為一體，增強了學生學習理論知識的興趣，促進了對理論知識的理解，提高了學生的實訓興趣和實際操作的能力，為今后走向工作崗位增強了適應能力。
六、小結
1．1構建專業課程體系，科學配置理論、實踐和創新教學內容課程體系建設是地方本科院校金屬材料工程專業應用型創新人才培養的重要環節之一。基于應用型金屬材料工程專業創新人才對基礎理論、工程實踐與技術創新和諧發展的目標要求，對金屬材料工程專業現有教學體系進行梳理，合理規劃基礎知識、專業知識以及實踐與創新能力培養等相得益彰的教學內容，統籌規劃各階段課程安排［2］。通過架構科學的金屬材料工程專業知識體系，全面提高學生運用知識解決工程實際問題的能力和創新意識，改善金屬材料工程專業教育教學質量。我校金屬材料工程專業課程體系框架見表1。課程體系中，第一和第二學年以數理類基礎課程、電學與計算機基礎課程、力學機械類基礎課程為主，通過少量專業基礎課程的設置，對金屬材料工程專業有初步認知。第三階段和第四階段主要以專業知識學習為主，確定了以金屬材料的組成與結構、制備、性能與應用以及材料的表征為核心課程，涵蓋若干專業理論課程和實踐項目的金屬材料工程本科專業課程體系。
1．2強化實踐教學，突出實踐能力和創新能力培養地方本科院校金屬材料工程專業應根據專業人才培養目標，加大實踐環節的比重，構建以能力為本位、突出學生實踐能力的系統化的實踐教學體系。我校金屬材料工程專業課程體系中，以實踐項目為載體進行實踐教學，結合“三性”實驗等多層次實驗教學內容的合理配置，實現知識到能力的轉化，以提高學生的工程能力［3］。地方本科院校金屬材料工程專業可以實施“大學生創新創業能力培養工程”項目，實行本科生導師制，舉辦科技作品大賽，引導學生參加導師課題。通過組織協會、開辦論壇講座、舉辦創業大賽等形式開展創業教育、創業培訓、創業實習，以學生創業促進學生就業。以地方科技園的資源優勢為平臺，鼓勵在校研究生和大學生自主創業，實現自我價值。我校金屬材料工程專業的教師以江蘇省“材料表面技術”重點實驗室、常州市“先進金屬材料和制備技術”重點實驗室為科研平臺，開放材料科學與工程省級實驗教學示范中心，從科研項目中提煉綜合性實驗項目，拓展學生創新能力培養途徑。近三年指導學生參加了國家和省級大學生創新項目7項，鼓勵學生參加大學生金相技能大賽，兩次榮獲一等獎，創新成果豐富，效果明顯。
1．3加強與地方產業、行業、企業的互動，促進產學研合作，整合金屬材料工程專業人才培養資源通過與材料和工程技術領域的重點企業緊密的產學研合作，形成高校與企業協同培養金屬材料工程專業應用人才的機制。根據企業對人才知識結構和綜合能力的要求，改革專業課程設置和課程教學內容，強化實踐教學環節，增強學生創新能力和工程應用能力。建設大學生和研究生實踐教學基地和實驗教學平臺，建設企業研究生工作站，聘請企業高級工程技術人員擔任“產業教授”和“兼職碩導”，聯合指導本科生和碩士研究生，從而為江蘇省培養科研及實用型經濟建設人才。目前，我校金屬材料工程專業與南方軸承、江蘇國強鍍鋅實業有限公司、常州鑫隆復合材料有限公司、常州中鋼精密鍛材有限公司等幾十家公司建立了良好的合作關系。分別從鑄造及軋制技術、熱交換器焊接技術、金屬材料熱處理、新型鍍鋅合金成分優化、材料失效與防護等方面承擔了多項產學研項目，不僅解決了企業的關鍵材料和工藝等技術問題，而且為人才培養提供優質的教學和科研條件保障，促進了教學與科研的有機銜接。
2結語
金屬材料熱處理節能新技術的應用也是需要一定的技術指導的，在工業生產中一些企業缺乏這類的專業人才，即使在一些企業中存在專業人才也都是一些年紀比較大的老工人，對于企業來說，缺少一些新鮮血液的注入，專業的技術人才非常匱乏。近年來，金屬材料熱處理的企業在不斷的增多，對于人才的需求量也在不斷的增大，因此專業人才的匱乏是目前金屬材料熱處理節能新技術應用受阻的原因之一，培養專業技術人才，促進企業生產發展成為目前首要解決的問題。
2金屬材料熱處理節能新技術的應用
2.1化學熱處理薄層滲透技術在工業生產當中，熱處理技術是一些金屬材料的性能得到保障的前提基礎，就目前的情況來看，化學熱處理薄層滲透技術是應用比較廣泛的一種技術手段，在傳統化學概念當中，化學元素深入金屬表層會嚴重的影響金屬材料的性能，但是這一技術的運用，打破了這一傳統的觀念，從技術手段方面得到了突破。在傳統的熱處理技術當中，加熱的時間通常都是比較長的，長時間的加工過程自然會造成耗電量的增加，并且也會產生一定的污染。為了改善這樣的狀況，運用化學熱處理薄層滲透技術能夠有效的緩解，實現高效節能的目的，相對于之前的技術手段來說，新節能技術的應用能夠節約大量的電能，并且相比于傳統生產來說能夠極大的提升生產效率。實現了低成本、高效率的生產目的，并且對于環境的污染也是比較小的，從節能減排到環境污染等多個方面來說都具有重要的意義。
2.2激光熱處理技術激光熱處理技術主要是運用激光束對金屬表面進行合金化或者是硬化處理，高功率高密度的激光束能夠改變金屬表面的性質，這是其他傳統技術手段做不到的。激光具有很強的穿透性，能夠使金屬的表面快速的達到臨界熔點，進而金屬表面就會發生變化，逐漸的硬化。經過激光改變過后的金屬表面特性一般都是比較優良的，硬度會得到很大程度上的提升，耐磨性也會增強，另外金屬組織的細密程度也會發生相應的改變，這對于金屬來說是難得的改變，能夠有效的提升金屬產品的性能。在傳統金屬熱處理加工過程中，一些特殊部位的處理通常是一項比較困難的工作，利用激光熱處理技術就能夠輕松的解決這一問題，對于一些管孔、微小的區域或者是深溝等特殊部位也能夠進行硬化。在熱處理過程中計算機技術的運用也極大的提高了整個加工過程的自動化程度，使得生產加工的過程更加數字化、智能化，機械控制處理的過程中更加有利于節能的實施。
2.3真空熱處理技術對于金屬部件來說，最常見的問題就是金屬的氧化問題，企業在生產過程中也重點的考慮這一問題，運用真空熱處理技術能夠在無氧介質的條件下對零件的內部進行處理，避免零件內部出現氧化的現象。運用真空熱處理技術能夠省去大量的生產設備，生產過程所用的時間可以變得更短，另外高新技術的運用能夠極大的縮短生產的周期，能夠有效的提升生產效率。借鑒國外的先進經驗可以知道，真空熱處理技術的運用是比較先進的技術手段，通常在將抽成真空的部位沖入一些惰性氣體，惰性氣體的性質比較穩定，不容易與外界的物質或是氣體發生化學反應，是一種很好的填充氣體，在真空技術當中常用的就是對流傳熱方式，這種方式使得加工的速度更加迅速并且均勻。
2.4振動時效處理技術振動時效處理技術的應用主要是為了能夠使加工的金屬器件更加的穩定，無論是在外形上還是使用壽命上進行進一步的鞏固，防止在使用過程中發生變形或是開裂的現象。在傳統的工藝當中，采用的方法就是利用熱處理爐進行低溫的長時間加熱，這樣做雖然能夠起到穩定性能的作用，但是所需的時間比較長，耗費的成本比較高，對資源以及生產效率來說都是非常不利的。振動時效處理技術的運用是在傳統工藝的基礎上進行了全新的改變，主要是利用了不同頻率的諧波達到共振來實現的，由計算機控制，這樣的時效加工過程能夠極大的節省時間，并且周期比較短可以節省大量的電能，最終的加工效果也是比較好的。
遷鋼腐蝕實驗室根據首鋼抗腐蝕管線鋼開發的實際情況，定位在可持續發展的基礎上，在完成產品出廠檢測的同時承擔新產品研發所需要進行的試驗，檢驗能力包括常溫常壓下的氫致開裂HIC和硫化氫應力腐蝕開裂SSCC(B方法四點彎曲)兩個檢驗項目，可以分別進行A、B兩種溶液的試驗，于2011年6月份正式投入使用。濕H2S能夠引起金屬材料發生強烈的氫致開裂HIC和應力腐蝕開裂SSCC，因此，所有臨濕H2S環境設備(特別是壓力設備)材料必須經過耐HIC或SSCC標準試驗測試或腐蝕試驗研究。將H2S氣體通入反應器，在反應器中形成H2S腐蝕介質，對金屬材料的抗HIC和SSCC性能進行檢驗，然后廢氣通過尾氣回收系統進行回收。整套試驗系統主要分為氣體發生裝置、主反應器、排氣和尾氣回收管路，可進行HIC、SSCC的B方法，還包括安全報警系統、通風設備、應急噴淋系統、實驗監控與系統控制，尾氣回收系統以及輔助的個人防護裝置等，試驗流程如圖1所示。
1.1HIC試驗流程來樣處理－配置反應液－擺放試樣－氮氣除氧－移液－二次除氧－通入硫化氫－滴定－測量PH值－保持硫化氫平穩－測量PH值－氮氣除硫化氫－移液－試樣打磨－宏觀拍照－切面編號－分切小樣－試樣磨拋、檢驗－試樣整理、保存－出報告。
1.2SSCC試驗流程來樣處理－配置反應液－加載試樣－氮氣除氧－移液－二次除氧－通入硫化氫－滴定－測量PH值－保－持硫化氫平穩－測量PH值－氮氣除硫化氫－移液－卸載清洗－試樣打磨－宏觀拍照－試樣整理、保存－出報告。實驗室配置了全自動監控系統、先進的硫化氫氣體報警器和大功率排風系統，能夠有效地保證腐蝕試驗的正常進行和試驗人員的人身安全，試驗所產生的廢氣、廢液均回收處理，確保無污染，零排放。
2應用實效
作為一個獨立的腐蝕實驗室，遷鋼腐蝕實驗室自投入使用以來，可以在滿足遷鋼管線鋼開發生產研發、完成出廠產品檢測的基礎上，為首鋼集團下屬的首秦、京唐及其他社會單位提供抗酸試驗檢驗服務，實驗室于2012年7月通過了中國合格評定委員會(CNAS)認可，可以按照NACE標準(NACETM0284、NACETM0177)和國家標準(GB/T8650、GB/T4157)開展檢驗，具備了作為第三方實驗室的資質，在滿足出廠檢測及產品研發的基礎上，為公司創造了可觀的經濟收益。遷鋼腐蝕實驗室標準化運行，儀器定期校準，檢測結果準確有效，實驗過程符合國家及行業安全技術規范，實驗員操作熟練，能夠獨立完成腐蝕試驗，安全防護無漏洞，報警系統安全可靠，廢液回收集中存放，定期處理，符合環保要求。在滿足安全可靠、綠色環保的基礎上做到了功能全面、操作簡便，得到了國內外用戶的認可。
3總結
關鍵詞：接地網；耐蝕金屬材料；電化學測試
1引言
變電站容量的擴大對接地網安全運行的要求更為嚴格，對接地體的熱穩定性的要求更高。在我國，由于資源、經濟等原因，接地網所用的材質主要為普通碳鋼。接地網腐蝕通常呈現局部腐蝕形態，發生腐蝕后接地網碳鋼材料變脆、起層、松散，甚至發生斷裂。某鹽堿性土壤變電站現場與接地網連接的普通碳鋼試片埋置2年后的表面情況。一般性土壤變電站現場與接地網連接的普通碳鋼試片埋置226天后的表面情況。無論在鹽堿性土壤中還是在一般性土壤中，接地網的碳鋼試片腐蝕是非常嚴重的，其表面有許多局部腐蝕坑，試片邊緣也不完整。
腐蝕是導致接地體事故擴大的一個主要原因。因為對于運行多年的接地網而言，由于腐蝕性土壤環境中的電化學腐蝕以及電網設備等運行中的泄流造成的腐蝕使得接地體截面減小，甚至斷裂，造成接地性能不良，不能滿足熱穩定性的要求，因而電路電流將會燒壞接地網，使得變電站內出現高電位差，造成其它主設備的毀壞事故，還會危及人身安全。由于接地網埋設在地下，一旦腐蝕嚴重到使接地網的接地電阻不合格，甚至局部斷裂時，對接地網的翻修改造是相當費勁和困難的，費用也是巨大的。因此防止接地網腐蝕，保證接地性能的穩定性，延長接地網的使用壽命，是電力系統安全經濟生產所迫切需要解決的課題。
對于接地網防腐蝕的研究，目前國內主要有兩條路線[1]，一是研制耐蝕性能優良而且經濟性好的導電材料以取代目前普遍使用的碳鋼；二是采用電化學保護技術以減緩正在服役的接地網的腐蝕速度，延長使用壽命。原武漢水利電力大學“接地網防蝕研究及應用”課題組經過長期大量的試驗，已經篩選出耐蝕性能優良且價格合理的材料，可以取代目前廣泛使用的普通碳鋼。
2試驗情況
由于接地網土壤腐蝕是一個緩慢過程，因此為了能快速優選出所需的材料，在實驗室里進行了電化學測試，試驗測試方法包括極化曲線、交流阻抗和動電位掃描。由于變電站接地網要承受雷電流及電網不平衡電流的泄流作用，因此在對材料進行篩選時必須了解材料的耐電解電流腐蝕的性能，為此在實驗室里進行了材料的電解試驗。試驗所用土壤介質的理化性質分析結果，其自腐蝕電位為-688mV。根據德國DIN50929土壤腐蝕性評價標準評價該土壤為腐蝕性土壤[2]。試驗所篩選的材料為2種稀土鋼材（CL4和CL5）及3種常見表面處理的合金鋼（CL1、CL2和CL3）。為了便于對比，試驗還使用了普通碳鋼及鍍鋅鋼。根據實驗室初步試驗的結果，在變電站現場土壤中埋置了一定數量的材料試片以了解材料在變電站土壤現場中的耐蝕性能。
（1）極化曲線測試
1）試驗條件
試驗采用三電極體系，即工作電極、參比電極和輔助陽極。其中工作電極是將各種材料制作成體積為1cm3的小塊，留出一表面作為研究面，其余表面用環氧樹脂密封；參比電極為飽和甘汞電極，通過魯金毛細管插入電解池；輔助陽極為鉑電極。試驗介質為土壤水土比為5:1的浸出液。試驗所用儀器為TD3690型恒電位儀，HD-1A型信號發生器及3086-1AX-Y型記錄儀。
試驗時，起掃電位的選擇是陽極極化時起掃電位比自腐蝕電位低100mV，陰極極化時起掃電位比自腐蝕電位高100mV。每次掃描的速度為2mV/s。
2）試驗數據處理
采用BETACRUNCH（VERSION）程序進行計算。
（2）交流阻抗測試
1）試驗條件
試驗采用三電極體系，介質為水土比為5:1的土壤浸出液和水土比為2:1的泥漿，試驗使用的儀器為EG&G公司的交流阻抗測試儀，包括鎖相放大器，M283恒電位儀。計算機3個硬件部分通過GPIB總線連接起來。軟件為M398阻抗數據專用測量軟件。
2）數據處理
以頻率最低處的阻抗值（|Z|0.05）來表征材料在介質中的耐蝕性能。|Z|0.05越高，說明材料的耐蝕性能越好，反之亦然[3]。
（3）電解測試
電解時試驗材料與直流電源正極連接，用石墨棒作為陰極與直流電源的負極連接，電解所用介質為變電站土壤的水土比為2:1的泥漿，電解時間為3h，電解電流為64.0mA，槽壓為150V。
3試驗結果和討論
3.1極化曲線測試
極化曲線測試試驗的結果可見，在這些土壤介質中，材料CL1、CL2的腐蝕速率較其它材料低，其耐蝕性能較好。
3.2交流阻抗測試
試驗結果可見，材料CL1、CL2的阻抗值明顯高于其它材料，比普通碳鋼高出2個數量級。材料CL4、CL5的耐蝕性能與普通碳鋼差不多，甚至有時還不如普通碳鋼。
3.3電解測試
從試驗結果可以看出，鍍鋅鋼耐電流電解腐蝕性能較差，材料CL1和CL2的耐電流電解腐蝕性能較好，其耐蝕性能比普通碳鋼要高得多。電解結束后觀察材料表面可以看出，鍍鋅鋼表面的鍍層出現了局部剝離現象，而其它材料表面均沒有出現這種現象。
?
3.4現場埋置試驗
不同材料制作的試片在變電站現場土壤中埋置624天后挖出，經過表面處理后測定材料的腐蝕速率，結果可見，材料CL1和CL2的腐蝕速率較碳鋼及鍍鋅鋼要小得多。
同種材料，當與接地網連接時其腐蝕速率高于接地網不連接時的腐蝕速率，原因是與接地網連接的試片除了要受到土壤自然腐蝕作用外，還要受到變電站接地網泄流時的電流電解腐蝕。
在變電站土壤現場埋置試驗過程中發現，與接地網連接的鍍鋅鋼材料在不到1年時間其表面鍍鋅層就已經被電解腐蝕掉，而未與接地網連接的鍍鋅鋼材料其表面鍍鋅層卻完好。從現場埋置材料試片測定的腐蝕速率結果也可以看出，鍍鋅鋼用作接地網材料時其耐蝕性能較普通碳鋼沒有多大提高，因此用鍍鋅鋼材料來延長接地網使用壽命意義不大。
4結論
（1）在土壤腐蝕性較嚴重的地區，為了延長接地網使用壽命，在設計時往往考慮采用鍍鋅鋼。其防腐蝕的原理是鋅的腐蝕電位較普通碳鋼的低，在土壤介質中鋅優先被腐蝕掉從而保護了普通碳鋼，達到延長碳鋼使用壽命的目的。在沒有電流作用下，鍍鋅鋼的使用壽命的確較長，在變電站土壤現場埋置試驗的結論也是如此。但是作為接地材料，由于其要受到接地電流的作用，鍍鋅鋼表面的鍍鋅層很快就會被電解掉，因而鍍鋅鋼對延長接地網的使用壽命實際作用不大。
（2）根據實驗室電化學測試的結果可知，無論是在土壤浸出液中還是在土壤泥漿中，材料CL2的耐蝕性能較其他材料的耐蝕性能好，是普通碳鋼耐蝕性能的5~7倍。
（3）經試驗測試表明，材料CL1和CL2的耐蝕性能較普通碳鋼要強得多，這對于延長變電站接地網的使用壽命，確保接地網安全經濟運行具有重大意義。同時考慮材料的經濟性及來源等因素，本文推薦用非銅質材料CL2替代普通碳鋼用于接地網防腐蝕。
參考文獻
[1]許崇武，胡學文，彭泉光，等．接地網防蝕研究及應用[R]．武漢：武漢水利電力大學，2000．
