20122013年中國浸酚醛樹脂石墨市場競爭分析報告

『壹』 天然石墨用作鋰離子電池負極材料的研究

沈萬慈 李新祿 鄒麟 康飛宇 鄭永平

（清華大學材料科學與工程系，新型炭材料研究室，北京 100084）

摘要 中國具有豐富的天然石墨資源，對天然石墨進行改性處理以應用到高能鋰離子電池中是中國石墨產業升級的有效途徑之一。對高純微晶石墨進行了整形和表麵包覆碳膜的處理，首次循環效率提高至89.9%，循環穩定性也得到了明顯改善。試驗表明，表麵包覆的微晶石墨是一種優良的鋰離子二次電池復合負極材料。採用H₂SO₄-GIC石墨層間化合物技術對鱗片石墨進行預膨脹處理，在石墨顆粒內形成亞微米-納米空隙，提高了石墨製品的放電容量、快速充放電能力及循環壽命，特別適用於高能鋰離子電池的發展要求^［1～11］。

關鍵詞 天然石墨；表麵包覆；預膨脹；負極材料；鋰離子電池。

第一作者簡介：沈萬慈，清華大學材料科學與工程系教授，長期從事石墨和新碳材料的研究和開發。E-mail：[email protected]。

一、前言

中國石墨產品可分為鱗片石墨和微晶石墨兩大類，鱗片石墨是指石墨晶質大於1μm，層片結構發達，但原礦品位低，一般含碳量在10%以下；微晶石墨又稱為無定形石墨、隱晶石墨、土狀石墨，晶質小於1μm，其特點在於由小晶粒團聚而成為聚晶體，原礦品位高，一般含碳量在50%以上，郴州魯塘礦礦石含碳量達到80%以上。

微晶石墨用作鋰離子電池的負極材料具有較高的嵌鋰容量和循環穩定性，並且資源豐富、價格低廉，對天然微晶石墨進行改性處理以應用到高能鋰離子電池中是中國石墨產業升級的有效途徑之一。同樣，鱗片石墨也可以用於鋰離子電池的負極材料，但是必須要解決石墨在儲電過程中的脹縮問題，否則它會直接影響電池的使用壽命。

二、微晶石墨的整形

微晶石墨顆粒內部是由許許多多取向無序的晶粒組成的，因此在微晶石墨球形化的過程中，極易產生粉碎現象，大多數顆粒被粉碎成10μm以下的細小顆粒。這些細小顆粒對石墨的負極性能是不利的。鋰離子電池用天然石墨要求比表面積小、振實密度高、顆粒均勻，以提高其負極性能，這就要求顆粒粒度分布窄、表面光潔、球形度高。天然石墨必須經過粉體深加工，使其達到鋰離子電池的使用要求，然而，通過普通機械粉碎方式很難達到這些要求。本文以化學法提純後的微晶石墨為原料（其純度C≥99.5%），對攪拌磨系統的微晶石墨整形效果進行了研究。表1是本研究中使用的微晶石墨的碳含量和粒度。

圖2 GICs處理後循環性能

四、鱗片石墨用於鋰離子電池負極材料

項目組在研究將天然鱗片石墨用作負極材料時，發現天然石墨由於石墨化程度高，其充放電容量要比人工製造的中間相炭微球（MCMB）高。MCMB容量在300 mA·h左右，而鱗片石墨為340 mA·h左右。但考慮循環性能時，鱗片石墨負極要差，多次充放電後，容量損失大。究其原因，主要是充放電時石墨晶體有10% 左右的漲縮量，鱗片石墨集中在一個方向上的多次漲縮使得負極膜損壞，造成性能下降。針對這一問題，本研究提出用石墨層間化合物（GICs）原理處理，在石墨顆粒內形成微米-納米空隙，預制晶格漲縮空間，以提高循環性能。此項技術的關鍵在於緩慢有序的脫插，使插入物氣體的逸出只在石墨內造成微米-納米級的孔隙，而不能發生明顯的體積膨脹，通常採用H₂SO₄-GIC、MCl_x-GICs或其他受主型GICs，在100～300℃低溫的條件下經12～72 h的緩和脫插處理，而後對脫插後的石墨微粉進行微粒表面改性，包覆處理，製成負極材料。這樣製得的負極材料既有鱗片石墨的高容量，又具有良好的循環性能（圖2）。目前產品在電池上已進行產品性能檢測。

五、總結與展望

我國鋰離子電池產業仍將保持年平均30%以上的增長速度，2005年國內小型鋰離子電池全年產量超過10億只，石墨負極材料年需求量為5000～10000 t，世界需求量在2×10⁴t左右，而目前供應量缺口很大。隨著電動汽車的迅速發展，鋰電池負極材料的需求將更加旺盛。

鑒於天然石墨資源豐富、價格低廉，並且具有較高的嵌鋰容量，對天然微晶石墨進行改性處理以應用到高能鋰離子電池中是國內石墨產業升級的有效途徑之一。綜合考慮造價和性能，在鋰離子電池負極材料中天然石墨最具發展潛力，但是石墨存在著一些有待解決的問題，如首次循環的不可逆容量損失、循環穩定性等問題。天然石墨改性技術的不斷發展，包括球形化處理、表麵包覆樹脂、插層/脫插的微膨化處理等，提高了石墨製品的放電容量、快速充放電能力、循環壽命等，改性天然石墨將成為高能鋰離子電池負極的首選材料。

參考文獻和資料

［1］何明，蓋國勝，沈萬慈，等.制粉工藝對天然微晶石墨鋰離子陽極材料結構與性能的影響.電池，2002，32（4）：197-200

［2］何明，陳湘彪，康飛宇，等.樹脂炭包覆微晶石墨的制備及其電化學性能.電池，2003，33（5）：281-284

［3］陳湘彪，劉旋，沈萬慈.包覆鱗片石墨嵌鋰行為的研究.電池，2004，34（6）：394-396

［4］張靜，鄭永平，沈萬慈，等.GICs技術改性天然石墨作為鋰離子電池負極材料的研究.電池，2006，36（4）：257-259

［5］沈萬慈，等.一種鋰離子電池石墨陽極膜製品及其制備方法和應用.專利號：ZL 97 1 21933.8

［6］沈萬慈，等.炭包覆石墨微粉的制備方法.專利號：ZL 02125715.9

［7］Andersson A M，Abraham D P，Haasch R，et al.Surface characterization of electrodes from high power lithium-ion batteries.J.Electrochem.Soc.，2002，149（10）：A1358-1369

［8］Broussely M.Recent developments on lithium ion batteries at SAFT.J.Power Sources，1999，81/82：140-143

［9］張萬紅，岳敏.鋰離子動力電池及其負極材料的研究現狀及發展方向.新材料產業，2006，9：54-59

［10］張世超.鋰離子電池關鍵材料產業技術現狀與發展趨勢新材料產業.新材料產業，2006，3：32-36

［11］董建，周偉，劉旋，等.微晶石墨作為陽極材料對二次鋰離子電池電化學性能的影響.炭素技術，1999，（1）：1-6

An Investigation on Natural Graphite Used as an Anode Materials for Lithium-ion Batteries

Shen Wanci，Li Xinlu，Zou Lin，Kang Feiyu，Zheng Yongping

（The Laboratory of New Carbon Materials，Department of Material Science and Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China）

Abstract：The resource of natural graphite is rich in China.It will be an effective way to upgrade national graphite instry if natural graphite after modification may be used in lithium ion battery.In the research，microcrystalline graphite with high purity was sphericalized and coated with a carbon film on the surface.The initial cycle efficiency was improved to be 89.9% and the cycle stability was remarkably improved.The experi ments proved that microcrystalline graphite with carbon coating was an excellent anode material for lithium-ion battery.In addition，H₂SO₄-GIC technique was used to prepare the natural flake graphite powder with mild-exfoliation.It was found that sub-micro and nano pores formed in the graphite samples，that improved the reversible capacity，rate capacity and cycle life.The proct meet well the requirement of lithium-ion battery.

Key word：natural graphite，surface coating，mild-exfoliation，anode material，lithium-ion battery.

『貳』 哪裡有權威預測報告 市場分析報告 行業研究報告 企業競爭情報 商業數據 區域報告呢

筷子的神力

思考：把一根筷子插入裝著米的杯子中，然後將筷子上提，筷子會把米和杯子提
起嗎？

材料：塑料杯一個、米一杯、竹筷子一根

操作：

1、將米倒滿塑料杯。

2、用手將杯子里的米按一按。

3、用手按住米，從手指縫間插入筷子。

4、用手輕輕提起筷子，杯子和米一起被提起來了。

講解：

由於杯內米粒之間的擠壓，使杯內的空氣被擠出來，杯子外面的壓力大於杯內的
壓力，使筷子和米粒之間緊緊地結合在一起，所以筷子就能將成米的杯子提起來。

瓶子賽跑

思考：裝有沙子和裝有水的兩個同等重量的瓶子從一個高度滾下來，誰先到達終
點？

材料：同等大小、重量相等的瓶子兩個、沙子、水、長方形木板一塊、兩本厚書

操作：

1、用長方形木板和兩本書達成一個斜坡

2、將水倒入另一個瓶子中，將沙子倒入瓶子中

3、把兩只瓶子放在木板上，在同一起始高度讓兩只瓶子同時向下滾動

4、裝水的瓶子比裝沙子的瓶子提前到達終點

講解：

沙子對瓶子內壁的摩擦比水對瓶子內壁的摩擦要大得多，而且沙子之間還會有摩
擦，因此它的下滑速度比裝水的瓶子要慢。

創造：將瓶子里的物質換一換，再讓它們比比賽吧！

帶電的報紙

思考：不用膠水、膠布等粘合的東西，報紙就能貼在牆上掉不下來。你知道這是
為什麼嗎？

材料：1支鉛筆；1張報紙。

步驟：

1. 展開報紙，把報紙平鋪在牆上。

2. 用鉛筆的側面迅速地在報紙上摩擦幾下後，報紙就像粘在牆上一樣掉不下來
了。

3. 掀起報紙的一角，然後鬆手，被掀起的角會被牆壁吸回去。

4. 把報紙慢慢地從牆上揭下來，注意傾聽靜電的聲音。

說明：

1. 摩擦鉛筆，使報紙帶電。

2. 帶電的報紙被吸到了牆。

3. 當屋子裡的空氣乾燥（尤其是在冬天），如果你把報紙從牆上揭下來，就會
聽到靜電的劈啪聲。

創造：請試一試，還有什麼物品能不用粘和劑，而用靜電粘在牆上

胡椒粉與鹽巴的分離

思考：不小心將廚房的佐料：胡椒粉與鹽巴混在了一起，用什麼方法將他們分離
開呢？

材料：胡椒粉、鹽巴、塑料湯勺、小盤子

操作：

1、將鹽巴與胡椒粉相混在一起。

2、用筷子攪拌均勻。

3、塑料湯勺在衣服上摩擦後放在鹽巴與胡椒粉的上方。

4、胡椒粉先粘附在湯勺上。

5、將塑料湯勺稍微向下移動一下。

6、鹽巴後粘附在湯勺上。

講解：

胡椒粉比鹽巴早被靜電吸附的原因，是因為它的重量比鹽巴輕。

創造：

你能用這種方法將其他混合的原料分離嗎？

帶電的氣球

思考：兩個氣球什麼情況下會相互吸引, 什麼情況下會相互排斥?

材料：打好氣的氣球2個、線繩1根、硬紙板1張

操作：

1 將兩個氣球分別充氣並在口上打結。

2 用線將兩個氣球連接起來。

3 用氣球在頭發（或者羊毛衫）上摩擦。

4 提起線繩的中間部位，兩個氣球立刻分開了。

5 將硬紙板放在兩個氣球之間，氣球上的電使它們被吸引到紙板上。

講解：

1 一個氣球上的電排斥另一個氣球上的電。

2 兩個氣球上的電使它們被吸引到紙板上。

創造：你能用其它小實驗說明氣球帶電嗎？

可愛的浮水印

思考：宣紙上漂亮的圖案不是畫出來的，是怎樣製作出來的？

材料：臉盆1個、宣紙1-2張、筷子1支、棉花棒1根、墨汁1瓶、水（約半盆）

操作：

1、在臉盆里倒入半盆水，用蘸了墨汁的筷子輕輕碰觸水面，即可看到墨汁在水
面上擴展成一個圓形。

2、拿棉花棒在頭皮上摩擦二、三下。

3、然後輕碰墨汁圓形圖案的圓心處，看看有什麼現象。

4、把書法用紙輕輕覆蓋在水面上，然後緩緩拿起，紙上印出什麼圖案呢？

講解：

1、棉花棒碰觸時，墨汁會被擴展成一個不規則的圓圈圖形。

2、棉花棒在頭皮上摩擦所塗上的少量油，就會影響水分子互相拉引的力量。

3、水印會呈現不規則的同心圓圖形。

創造：

試試其他的方法，改變水面上墨汁的圖形。

分合的水流

思考：多股的水流用手一抹，竟變成一股水流這是為什麼呢？

材料：鐵罐盒一個、錐子、水

操作：

1、在空的鐵罐盒底部用一根釘子在上面鑽5個小孔（小孔間隔只在5毫米左
右）。

2、將罐內盛滿水，水是分成5股從5個小孔中流出的。

3、用大拇指和食指將這些水流捻合在一起。

4、手拿開後，5股水就會合成一股。

5、如果你用手再擦一下罐上的小孔，水就又會重新變成5股。

講解：

水的表面張力使水流進行分、合。

漂浮的針

思考：針為什麼會浮在水面上？

材料：一碗水、針、叉子、液體清潔劑

操作：

1、在杯子里倒一杯清水

2、用一個叉子，小心地把一根針放到水的表面

2、慢慢地移出叉子，針將會浮在水面上

3、向水裡滴一滴清潔劑，針就沉下去了

講解：

1、是水的表面張力支撐住了針，使之不會沉下。表面張力是水分子形成的內聚
性的連接。這種內聚性的連接是由於某一部分的分子被吸引到一起，分子間相互擠壓，
形成一層薄膜。這層薄膜被稱做表面張力，它可以托住原本應該沉下的物體。

2、清潔劑降低了表面張力，針就浮不住了。

說明：針有危險，請家長幫助操作。

神奇的牙簽

思考：放在水裡的牙簽，會隨著放在水裡的方糖游動，還是隨著放在水裡的肥皂
游動？

材料：牙簽、一盆清水、肥皂、方糖

操作：

1. 把牙簽小心地放在水面上。

2. 把方糖放入水盆中離牙簽較遠的地方。牙簽會向方糖方向移動。

3. 換一盆水，把牙簽小心地放在水面上，現在把肥皂放入水盆中離牙簽較近的
地方。牙簽會遠離肥皂。

講解：

當你把方糖放入水盆的中心時，方糖會吸收一些水分，所以會有很小的水流往方
糖的方向流，而牙簽也跟著水流移動。但是，當你把肥皂投入水盆中時，水盆邊的表面
張力比較強，所以會把牙簽向外拉。

創造：請你試一試，如果將糖和肥皂換成其它物質，牙簽會向哪個方向游去

有孔紙片托水

思考：有孔的紙為什麼能拖住水?

材料：瓶子一個、大頭針一個、紙片一張，有色水一滿杯

操作：

1、在空瓶內盛滿有色水。

2、用大頭針在白紙上扎許多孔。

3、把有孔紙片蓋住瓶口。

4、用手壓著紙片，將瓶倒轉，使瓶口朝下。

5、將手輕輕移開，紙片紋絲不動地蓋住瓶口，而且水也未從孔中流出來。

講解：

薄紙片能托起瓶中的水，是因為大氣壓強作用於紙片上，產生了向上的托力。小
孔不會漏出水來，是因為水有表面張力，水在紙的表面形成水的薄膜，使水不會漏出
來。這如同布做的雨傘，布雖然有很多小孔，仍然不會漏雨一樣。

手絹的秘密

思考：在水龍頭下把手帕撐開攤平，打開水龍頭，水是不是透過手帕而流下去呢
？

材料：玻璃杯1個、手帕1條、橡皮筋1條

流程：

1、 把手帕蓋住杯口，用橡皮筋綁緊。

2、 讓水沖在手帕上。

3、 水流進杯子里約七、八分滿後關閉水龍頭。

4、 杯口朝下，把杯子迅速倒轉過來。

說明：

1、 從杯子上面沖水時，水會透過手帕流入杯內。

2、 杯子倒轉過來時，由於大氣壓力的關系，水不會流出來。

延伸：

如果蓋住杯口手帕的布料不同（例如棉布或是毛巾、麻布），水的進出情形會怎
樣呢？

掉不下去的塑料墊板

思考：盛水的杯子上覆蓋墊板，杯口朝下時，墊板會掉下來嗎？

材料：玻璃杯兩個、水、塑料板一塊

操作：

1. 將玻璃杯里裝滿水。

2. 用墊板蓋好杯口。

3. 一隻手扶杯子、另一隻手按住墊板。

4. 用手扶住，將杯口翻轉過來，使杯口朝下。

5. 扶著墊板的手輕輕放開，墊板不會掉下來。

講解：

墊板覆蓋在盛水的杯子口上，因為杯外空氣壓力比較大，墊板就不會掉下來。

創造：

如果杯子里的水不滿、或沒有水塑料板會怎樣，請你試一試?

蠟燭吹不滅

思考：用力吹燃燒的蠟燭，卻怎麼也吹不滅。你知道怎樣做到這一點嗎？

材料：1根蠟燭、火柴、1個小漏斗、1個平盤

操作：

1. 點燃蠟燭，並固定在平盤上。

2. 使漏斗的寬口正對著蠟燭的火焰，從漏斗的小口對著火焰用力吹氣。

3. 使漏斗的小口正對著蠟燭的火焰，從漏斗的寬口對著火焰用力吹氣。

講解：

1. 這樣吹氣時，火苗將斜向漏斗的寬口端，並不容易被吹滅。如果從漏斗的寬
口端吹氣，蠟燭將很容易被熄滅。

2. 吹出的氣體從細口到寬口時，逐漸疏散，氣壓減弱。這時，漏斗寬口周圍的
氣體由於氣壓較強，將湧入漏斗的寬口內。因此，蠟燭的火焰也會湧向漏斗的寬口處。

注意：注意蠟燭燃燒時的安全。

蠟燭抽水機

思考：你知道抽水機是怎樣將水抽出來的嗎？

材料：玻璃杯、蠟燭、比玻璃杯口稍大的硬紙片、塑料管、凡士林少許、火柴、
水半杯

操作：

1、先將塑料管折成門框形，一頭穿過硬紙片

2、再把兩只玻璃杯一左一右放在桌子上

3、將蠟燭點然後固定在左邊玻璃杯底部，同時將水注入右邊玻璃杯中

4、在放蠟燭的杯子口塗一些凡士林，再用穿有塑料管的硬紙片蓋上，並使塑料
管的另一頭沒入右邊杯子水中。

5、水從右邊流入左邊的杯子中

講解：蠟燭燃燒用去了左邊杯中的氧氣，瓶中氣壓降低，右邊杯壓力使水向左杯
流動，直到兩杯水面承受的壓力相等為止。到那時左杯水面高於右杯水面。

注意：蠟燭點然後固定在左邊玻璃杯底部時注意安全，小心燒手

瓶內吹氣球

思考：瓶內吹起的氣球，為什麼松開氣球口，氣球不會變小？

材料：大口玻璃瓶，吸管兩根：紅色和綠色、氣球一個、氣筒

操作：

1、用改錐事先在瓶蓋上打兩個孔，在孔上插上兩根吸管：紅色和綠色

2、在紅色的吸管上紮上一個氣球

3、將瓶蓋蓋在瓶口上

4、用氣筒打紅吸管處將氣球打大

5、將紅色吸管放開氣球立刻變小

6、用氣筒再打紅吸管處將氣球打大

7、迅速捏緊紅吸管和綠吸管兩個管口

8、放開紅色吸管口，氣球沒有變小

講解：當紅色吸管松開時，由於氣球的橡皮膜收縮，氣球也開始收縮。可是氣球
體積縮小後，瓶內其他部分的空氣體積就擴大了，而綠管是封閉的，結果瓶內空氣壓力
要降低--甚至低於氣球內的壓力，這時氣球不會再繼續縮小了。

能抓住氣球的杯子

思考：你會用一個小杯子輕輕倒扣在氣球球面上，然後把氣球吸起來嗎？

材料：氣球1～2個、塑料杯1～2個、暖水瓶1個、熱水少許

流程：

1、 對氣球吹氣並且綁好

2、 將熱水（約70℃）倒入杯中約多半杯

3、 熱水在杯中停留20秒後，把水倒出來

4、 立即將杯口緊密地倒扣在氣球上

5 、輕輕把杯子連同氣球一塊提起

說明：

1、杯子直接倒扣在氣球上，是無法把氣球吸起來的。

2、用熱水處理過的杯子，因為杯子內的空氣漸漸冷卻，壓力變小，因此可以把
氣球吸起來。

延伸：

小朋友，請你想一想還有什麼辦法可以把氣球吸起來？

會吸水的杯子

思考：用玻璃杯罩住燃燒中的蠟燭，燭火熄滅後，杯子內有什麼變化呢？

材料：玻璃杯（比蠟燭高）1個、蠟燭1支、平底盤子1個、打火機1個、水若干

操作：

1. 點燃蠟燭，在盤子中央滴幾滴蠟油，以便固定蠟燭。

2. 在盤子中注入約1厘米高的水。

3. 用玻璃杯倒扣在蠟燭上

4. 觀察蠟燭燃燒情形以及盤子里水位的變化

講解：

1. 玻璃杯里的空氣（氧氣）被消耗光後，燭火就熄滅了。

2. 燭火熄滅後，杯子里的水位會漸漸上升。

創造：

你能用排空的容器自動收集其它溶液嗎？

會吃雞蛋的瓶子

思考：為什麼，雞蛋能從比自己小的瓶子口進去？

材料：熟雞蛋1個、細口瓶1個、紙片若干、火柴1盒

操作：

1、 熟蛋剝去蛋殼。

2、 將紙片撕成長條狀。

3、 將紙條點燃後仍到瓶子中。

4、 等火一熄，立刻把雞蛋扣到瓶口，並立即將手移開。

講解：

1、 紙片剛燒過時，瓶子是熱熱的。

2、 雞蛋扣在瓶口後，瓶子內的溫度漸漸降低，瓶內的壓力變小，瓶子外的壓力
大，就會把雞蛋擠壓到瓶子內。

創造：當瓶子中氣體的壓力大於瓶子外面的壓力時，瓶子會發生什麼變化？

瓶子癟了

思考：你能不用手，把塑料瓶子弄癟嗎？

材料：水杯2個、溫開水1杯、礦泉水瓶1個

操作：

1. 將溫開水到入瓶子，用手摸摸瓶子，是否感覺到熱。

2. 把瓶子中的溫開水再倒出來，並迅速蓋緊瓶子蓋。

3. 觀察瓶子慢慢的癟了。

講解：

1. 加熱瓶子里的空氣，使它壓力降低。

2. 由於瓶子外的空氣比瓶子內的空氣壓力大，所以把瓶子壓癟了。

創造：

如果瓶子里氣體的壓力比瓶子外空氣的壓力大，瓶子會變成生么樣子？

會跳遠的乒乓球

思考：乒乓球放在高腳杯中，你怎樣吹氣，球才會跳出杯子呢？

材料：高腳杯2個、乒乓球1個

操作：

1 把兩個高腳杯並排放置

2 將乒乓球放在第一個杯子中。

3 從不同角度吹氣，看看乒乓球有什麼狀況：對著球的側面吹氣；對著球的上方
吹氣

講解：

1、向球的側面吹氣，乒乓球不容易跳到第二個杯子里去（或跳出來）

2、向球的上方吹氣，上方壓力變小，乒乓球會浮起來，繼續吹，就跳入第二個
杯子去了

創造：換個新方法也能讓乒乓球跳到下一個杯子里

會吹泡泡的瓶子

思考：你知道瓶子是怎樣吹泡泡的嗎？

材料：飲料瓶1個、冷熱水各1杯、彩色水一杯、大盤子1個、橡皮泥1塊、吸管若
干

操作：

1 將吸管逐一連接，形成長管（連介面用膠帶封好）。

2 將吸管放入瓶中，並用橡皮泥密封住瓶口，然後把瓶子放置在盤子中。

3 彎曲吸管，使吸管另一端進入有色水的玻璃杯中。

4 向瓶子壁上澆熱水，杯子中的吸管會排放大量氣泡。

5 向瓶子壁上澆冷水。

6 玻璃杯中的水會經過吸管流入瓶中。

講解：

1 因為塑料瓶很薄，於是熱可以穿過瓶壁，進入瓶子中的空氣里。

2 瓶子中的空氣受熱後會膨脹。

3 水中的氣泡就是空氣膨脹時，被擠出瓶子的空氣。

4 瓶子中的空氣遇冷時收縮。

5 瓶子中的空氣收縮時，水便占據了剩餘的空間。

創造：瓶子蓋太緊時，你知道如何用最好的方法打開它嗎？

自己會走路的杯子

思考：杯子沒有腿，它是怎樣從上面走下來的

材料：杯子一個、蠟燭、火柴、玻璃、兩本書、水

操作：

1、用一塊玻璃板，放在水裡浸一下

2、玻璃一頭放在桌子上，另一頭用幾本書墊起來（高度約5厘米）

3、拿一個玻璃杯，杯口沾些水，倒扣在玻璃板上。

4、用點燃的蠟燭去燒杯子的底部，玻璃杯會自己緩緩地向下走去。

講解：

當燭火燒杯底時，杯內的空氣漸漸變熱膨脹，要往外擠，但是，杯口是倒扣著
的，又有一層水將杯口封閉，熱空氣

跑不出來，只能把杯子頂起一點兒，在自身重量的作用下，就自己下滑了。

紙杯旋轉燈

思考：蠟燭紙杯燈為什麼會轉動？

材料：紙杯2個、牙簽1支、蠟燭1支、膠帶1卷、繩子1根、剪刀1把

操作：

1、取一紙杯，在杯身對稱處各剪開一個方形大口，在杯底固定上蠟燭，作為燈
的底座。

2、另一個紙杯則在杯身約等距離位置剪出三四個長方形的扇葉，在杯底中央處
穿上繩子，並用牙簽棒固定，作為燈的上座。

3、將兩個紙杯上下對口用膠帶貼好固定。

4、點上蠟燭，拉起繩子，看看有什麼現象產生。

講解：

1、蠟燭燃燒的時候，火焰尖端多呈朝上的方向。

2、空氣受熱會上升，然後沿著上方紙杯的扇葉口流動，因而造成旋轉的現象。

創造：

你能讓蠟燭紙杯燈向相反的方向轉動嗎？

注意：

注意蠟燭燃燒時的安全！

飛行的塑料袋

思考：在沒有風吹的情況下，塑料袋為什麼會在天上飛行？

材料：塑料袋（輕便的）、吹風機1個

操作：

1. 打開塑料袋，倒置。將吹風機伸入塑料袋，並打開熱氣開關。

2. 幾秒鍾後，關閉吹風機並拿開。

3. 松開手，塑料袋會飄起來。

講解：

1. 熱氣輕，向上升，使塑料袋也向上升。

2. 熱能使物體飛起來，因為熱氣是上升的。當空氣受熱並且上升時，熱氣便通
過"對流"向上運動。從取暖器散發的熱溫暖整個房間，也是藉助於"對流"。

創造：

你能試著製作一個簡易的熱氣球嗎？

空氣的質量

思考：你們知道嗎，空氣也是有質量的。怎樣證明空氣也有質量呢？

材料：1架天平、2隻一樣重的氣球、打氣筒

操作：

1. 把兩只氣球分別放在天平的兩端，天平保持平衡。

2. 拿起另一隻氣球，給氣球打氣並將氣球口系緊。

3. 將打起氣的氣球放到天平的一端，沒打氣的氣球放到天平的另一端，觀察天
平的變化

講解：

1. 兩只氣球在打氣前，質量相等，因此天平保持平衡。

2. 打氣後的氣球增加了氣球內空氣的質量，因此，天平偏向打氣後的氣球一
端。

3. 如果是帶有指針刻度的天平，就能測出空氣的質量數

創造：你能用其它方法稱一下空氣的質量嗎？

雲的形成

思考：你知道天空中的雲是怎麼形成的嗎？

材料：冷水1杯、剪刀或錐子1把、火柴1盒、吸管1支、橡皮泥1塊、玻璃瓶（帶
可旋轉蓋）

操作：

1 在瓶子蓋上戳個洞，在洞中插入吸管，並用橡皮泥將吸管周圍密封。

2 在瓶子中倒入一些冷水，搖晃均勻，然後把水倒出來。

3 靠近瓶口，點燃一根火柴。

4 吹滅火柴，把冒煙的火柴扔進瓶子中，讓煙進入瓶子。

5 迅速擰緊瓶蓋，通過吸管向瓶子中用力吹氣。

6 停止吹氣，用手堵住吸管，使空氣留在瓶中。

7 松開吸管，當空氣沖出瓶子時，瓶子中就產生了雲。

講解：

1、往瓶子中吹氣，增加壓力。

2、松開吸管後氣壓下降，空氣變冷了。

3、瓶子中的水蒸氣附著在煙中的塵粒上，凝結成極小的水滴，許多的小水滴就
形成了雲。

創造：你能用其它方法製作雲嗎？

注意：小心火柴不要燒手

光與彩虹

思考：你用什麼辦法能製作出與空中彩虹顏色一樣的彩虹?

材料：清水1盆、平面鏡1個

操作：

把鏡子斜插入水盆中，鏡面對這陽光，在水盆對面的牆上就能看到美麗的彩虹。

講解：

將鏡子插入水中時，在對面的牆上就能看到美麗的彩虹。它是光的折射作用。

創造：

小朋友，想一想,還有什麼辦法,可以製造出美麗的彩虹?

紐扣的出現與消失

思考：小朋友，當筷子插一半在水中時，看到的是筷子"折斷"的樣子，這是什麼
原因呢？

材料：紐扣1枚、水少許、淺底盤1個、玻璃杯1個

流程：

1、將紐扣放在盤中。

2、杯子杯口朝上，壓在紐扣上。

3、往杯內倒入清水。

4、注入水後的杯子看不清紐扣。

5、加些水到盤子中，可以看得見紐扣。

說明：

1、當杯子漸漸注入水時，由於光線折射，紐扣的影像會消失。

2、把水再加入盤子中，改變光的折射角度，紐扣影像會重新出現。

延伸：

光由空氣進入水中，或由空氣進入玻璃中，就會產生一些折射的現象，那麼，就
請你想一想，生活中還有哪些光的折射事例呢

認識浮力

思考:當我們躺在水面上像帆船一樣漂浮著,我們都知道是水的浮力在支撐我們。
但你可知道怎樣測量浮力嗎？

材料：1個彈簧秤、1把鎖、1個裝水的玻璃杯

操作：

1. 先把鎖掛在彈簧秤下，記錄彈簧秤的刻度。

2. 然後將彈簧秤掛的鎖放入水中，記錄此時彈簧秤的刻度。

3. 比較兩次記錄下的刻度，思考為什麼會不同。

講解：

1. 鎖浸在水中，會受到水對它的向上的支持力，即浮力。

2. 兩次記錄的差值就是水對小銅鎖的浮力。

創造：

用彈簧秤再稱別的物體（比如小木塊，橡皮頭等），觀察不同的物體的浮力大
小。

冰塊融化後會怎樣

思考：在一個杯子中放一個冰塊，然後倒滿水。當冰融化後，杯內的水會溢出來
嗎？

材料： 1塊冰塊、2個杯子、水

操作：

1.在托盤上放置一個空杯子，在空杯子中放入一塊冰。

2.往杯中倒滿水，使冰塊的一大部分會高出水面。

3.等待冰塊融化。觀察融化後，水會不會溢出 杯子。

講解：

水結冰時體積會增大百分之九，因此質量變輕，自然會浮在水面上。當冰塊融化
時，它失去的是增加的那百分之九的體積，因此，水不會溢出。

其實冰塊在水面以下的那部分，就是整個冰塊的水的體積。

自動旋轉的奧秘

思考：裝滿水的紙盒為什麼會轉動？

材料：空的牛奶紙盒、釘子、60厘米長的繩子、水槽、水

操作：

1、用釘子在空牛奶盒上扎五個孔

2、一個孔在紙盒頂部的中間，另外四個孔在紙盒四個側面的左下角

3、將一根大約60厘米長的繩子系在頂部的孔上

4、將紙盒放在盤子上，打開紙盒口，快速地將紙盒灌滿水

5、用手提起紙盒頂部的繩子，紙盒順時針旋轉

講解：水流產生大小相等而方向相反的力，紙盒的四個角均受到這個推力。由於
這個力作用在每個側面的左下角，所以紙盒按順時針方向旋轉

創造：

1、如果在每個側面的中心扎孔，紙盒會怎樣旋轉

2、如果孔位於每個側面的右下角的話，紙盒將向哪個方向旋轉

小船與船漿

思考：看過劃船嗎？親自動手劃過船？知道船在水上為什麼會向前移動嗎？

材料：剪刀1把、紙板1塊、橡皮筋1條、臉盆及水1盆

流程：

1. 剪下長約12厘米×8厘米的硬紙板

2. 一端剪成尖形為船頭，另一端中央剪下約5厘米的缺口為船尾

3. 剪一塊約3厘米×5厘米的紙板坐船漿

4. 用橡皮筋套在船尾處，並將船漿綁好

5. 將紙板槳逆時針轉緊橡皮筋，小船向前移動

6. 若把紙板槳順時針轉緊橡皮筋，小船向後移動

說明：

1、橡皮筋扭轉的方向不同，船行駛的方向也正好相反。

2、紙船運動的力量，是來自橡皮筋扭轉的能量。

延伸：

仔細觀察劃船的動作，它造成的水流方向和船行方向有什麼關系呢？

水的壓力

思考：你們知道水壓的大小是由什麼決定嗎？

材料：1個裝牛奶的矩形豎直紙盒、1卷膠帶、1個釘子、水若干、平盤

操作：

1. 放好牛奶盒，用釘子在任意一個側面戳三個孔。三個孔的位置分別是底部、
居中和上部。

2. 用膠帶把三個孔封住。

3. 將紙盒中加滿水。

4. 將平盤放在有孔的側面的下方，將膠布撕開。

『叄』 四氟浸漬和酚醛樹脂浸漬石墨的區別

四氟浸漬和酚醛樹脂復浸漬石墨的制區別
酚醛樹脂也叫電木，又稱電木粉。原為無色或黃褐色透明物，市場銷售往往加著色劑而呈紅、黃、黑、綠、棕、藍等顏色，有顆粒、粉末狀。耐弱酸和弱鹼，遇強酸發生分解，遇強鹼發生腐蝕。不溶於水，溶於丙酮、酒精等有機溶劑中。苯酚醛或其衍生物縮聚而得。

『肆』 石墨基酚醛樹脂

SIMSITE就是美國產的石墨酚醛樹脂，可以做軸套及葉輪。最大的板材直徑是2m*2m*2m
美國SIMS公司發明的SIMSITE高分子材料，對海水及酸鹼性介質具有超強的耐腐蝕能力。
以下是在網上找到的關於SIMSITE的資料，你可以參考一下：
1.Simsite 是美國Sims Pump Valve 公司擁有專利材料商標的名稱

2.Simsite是一種結構性合成材料。

3.Sims Pump and Valve公司獨有的石墨基酚醛樹脂增強型復合纖維Graphite fiber phenolic resin composite material

4.材料內纖維雙向或三向交織在一起，而且為獲得較高的強度和彈性，這些增強纖維是一直連續的。

5.作為一種重型結構合成材料，其特性可根據要加工的零部件實際強度需要作出相應的改變

6.大多數產品線使用Sims自己混合的酚醛環氧樹脂混合熱固性樹脂基體。這種樹脂表現出優異的機械性能和很好的耐化學性，

7.特殊級別的結構復合材料可使用
聚醯亞胺樹脂
三聚氰胺樹脂。

8.Simsite是連續編織的石墨纖維、玻璃纖維和合成纖維，纖維全部連續, 三維編織, 適用於諸如葉輪的高強度應用。

選擇Simsite葉輪和磨損環關鍵原因

1.效能
葉輪轂盤，葉輪蓋以及葉片的吸力面和壓力面透過精密的機械加工，得出非常光滑的表面，是為了達致最佳的表現以及最佳效能。流動渠道的超低邊界層摩擦是Simsite葉輪高效能率的原因。
Simsite 在水中有輕微發脹的特性有以下好處：在運作時，葉輪跟磨損環或泵外殼之間的節流間隙寬度變小， 這導致－減少間隙損耗－Simsite葉輪高效能的另一個原因。

2.重量
Simsite比金屬材料輕：它的重量是青銅的六分之一

3.部件的使用壽命
Simsite葉輪和磨損環大約青銅的4倍

4.抗力
對海水，微鹼水，化學製品以及氣蝕磨損的高抗力是Simsite的特殊性質.
電偶腐蝕 Simsite沒有導電性，排除一切電偶腐蝕的損傷害後果。

5.質量失衡
Simsite葉輪全部有數控加工中心製作完成，加工精度比傳統鑄造高很多，所以葉輪的對稱性非常好，因此穩定性也非常優越。
Simsite高抗腐蝕的特點使葉輪在運轉中，幾何結構不受影響。金屬葉輪不斷變大的質量失衡而損害軸封和軸承不會在Simsite材料上發生。

6.軸承負荷及軸承使用壽命
重量輕的Simsite葉輪減低軸承承受葉輪重量的負荷，令軸承的使用壽命增長。

7.軸封使用壽命
安裝了Simsite葉輪的離心泵運行時有低噪音和低振動的特點。葉輪重量輕使軸在低撓度運轉，令軸封的使用壽命增長。

8.噪音和振動
高精密加工，高製造精度，極低的剩餘質量失衡和Simsite的雜訊阻尼特性，令泵運作時低噪音水平以及減少振動敏感性與其相關的損害。

9.無潤滑運行
基於結構復合材料的化學成分和它的自潤滑特性，Simsite葉輪和磨損環抵受短時間無潤滑運行而不致有損壞的危險。

10.保持泵工作在最佳效率點
相對於金屬葉輪，Simsite葉輪特殊的耐腐蝕性和耐磨性保證它可靠地運行在工作點上。這些材料特性特別優勝於，在液壓觀點上，因泵吸入管道安排不善而導致泵長時間在半氣蝕或全氣蝕環境中運作（在船上是不可以避免的），而沒有明顯的氣蝕損害發生。

中國區代理商：上海德煒船舶設備有限公司

『伍』 中國鑄造產品的在國際上的競爭力怎麼樣，，，最好有數據比較。。急！！！！

1. 中國鑄造業現狀
中國是當今世界上最大的鑄件生產國家，據資料介紹，我國鑄造產品的產值在國民經濟中約佔1%左右。最近幾年，鑄件進出口貿易增長較快，鑄件的產量已達到9%左右。我國鑄造廠點多達2萬多個，鑄造行業從業人員達120萬之多。「長三角」地區的鑄件產量佔全國的1/3，該地區主要以民營企業為主，汽車和汽車零部件行業的發展有力地拉動了鑄造行業的發展。萬豐奧特是亞洲最大的鋁合金車輪企業，年產值超過10億元，出口額達6 000美元。崑山富士和機械有限公司生產汽車發動機和制動系統的鑄件，年產量達4萬t，銷售收入5.5億元。華東泰克西是一個先進的現代化氣缸體鑄件生產企業，具有年產1 00萬件
轎車氣缸體鑄件能力。山西是鑄造資源大省，有豐富的生鐵、煤炭、鋁鎂、電力、勞力資源、使山西的鑄造產業有得天獨厚的優勢，具有500個鑄造企業，80%為民營企業。山西國際、河津山聯、山西華翔年產量分別達4萬t、2萬t、12萬t。「東三省」有一汽集團、哈飛集團等骨幹汽車企業帶動了汽車鑄件產量的增長。一汽集團鑄造公司，已經形成40萬t鑄件的生產能力。遼寧北方曲軸有限公司，到「十一五」末將形成年產15萬台發動機、100萬件曲軸、產值20億的曲軸生產基地。「珠江三角洲」壓鑄行業發達，有700多個壓鑄企業，年產量達20萬t。東風日產、廣州本田、廣州豐田和零部件企業有力帶動了壓鑄業的發展，轎車氣缸體、氣缸蓋的壓鑄件產量逐年增長。
2. 國外鑄造業現狀
近幾年來，全球鑄造業持續增長，2004年鑄件產量比上一年度增長8.4%，中國生產鑄件2242萬t，全球排名第一，比上一年增長23.6%。全球十大鑄件生產國的產量與增長率見表1。從表1可見，2004年中國的鑄件產量約佔全球鑄件產量的1/4。巴西鑄件產量增長最快，達到25.8%。增長率超過2位數的國家有巴西、中國、墨西哥、印度，都是發展中國家。而發達國家的鑄件增長率普遍較低。美國鑄件產量自2000年以來，已經退居到第2位。2004年美國鑄件總產量為1231萬t，其中灰鐵件佔35%、球鐵件佔33%、鑄鋼件佔8.4%、鋁合金件佔16%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。2003年進口鑄件占總需求的1 5%，進口鑄件的價格比美國國內低20%～50%。近年來因鑄造環保要求高、能源消耗大、勞動力昂貴等原因，美國大型汽車公司生產普通汽車鑄件的鑄造廠紛紛關閉，逐步將鑄件的生產轉向中國、印度、墨西哥、巴西等發展中國家。日本的鑄造業不景氣，其從業人員在減少。2004年日本鑄件總產量為639萬t，其中灰鐵件佔42%、球鐵件佔30%、鑄鋼件佔4%、鋁合金件佔21%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。日本鑄造界在技術創新方面作了大量工作，開發了球型低膨脹鑄造砂、高減振鑄鐵材料、中硅耐熱球鐵等材料。其真空壓鑄的鑄件能焊接和熱處理，半固態鑄造生產用於汽車鋁輪轂，提高了強度和伸長率。鎂合金壓鑄進一步發展，並取代重力鑄造，其性能提高，成本降低。
3. 汽車鑄造技術的發展方向
汽車技術正向輕量化、數值化、環保化方面發展。據有關資料報道，汽車自重每減少10%，油耗可減少5.5%，燃料經濟性可提高3%-5%，同時降低排放10%左右。鑄件輕量化主要有兩個途徑。一是採用鋁、鎂等非鐵合金鑄件，美國2003年統計有2/3的鋁鑄件用於汽車上，每車達到107 kg。二是減小鑄件壁厚、設計多零件組合鑄件，生產薄壁高強度復合鑄件，並減少加工餘量，生產近終形鑄件。隨著汽車技術的快速發展，為縮短鑄件生產准備周期和降低新產品開發的風險，要求採用快速制模技術、計算機模擬模擬、三維建模、數控技術。而清潔生產、廢物再生是鑄造業的發展趨勢，降低能耗是其持續發展的主題。我國汽車鑄造業必須走高效、節能、節材、環保和綠色鑄造之路，因為國家和社會要求嚴厲管控汽車鑄造業的能源消耗大戶和污染大戶，以利改善鑄造業熱、臟、累的勞動密集型行業員工的勞動環境。
4. 汽車鑄造技術發展趨勢
國內外汽車鑄造技術發展趨勢很多，現僅簡介一些在汽車行業大量流水線生產中的鑄件技術及發展趨勢。
4.1 砂型鑄造成形技術
潮模造型經過手工緊實一震擊+壓實緊實→高壓+微震緊實→氣沖緊實→靜壓緊實幾個發展階段。靜壓造型技術的實質是「氣中預緊實+壓實」，其有以下優點：鑄型輪廓清晰，表面硬度高且均勻，拔模斜度小，型板利用率高，工藝裝備磨損小，鑄型表面粗糙度低，鑄型型廢率低。因此，是目前最新、最先進的造型工藝，並已成為當今的主流緊實工藝。目前，高壓造型和單一氣沖造型已逐漸被靜壓造型所替代，原先高壓造型線和氣沖造型線的主機已逐漸更新為靜壓造型主機，新建鑄造廠均首選採用靜壓造型技術。當前，國外比較有名的製造靜壓造型設備的廠家有德國的KW公司、HWS公司和義大利薩威力公司。國內汽車鑄造廠家大都選用 HWS公司或KW公司製造的設備，如一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、山西三聯、廣西玉柴、無錫柴油機廠等。
4.2 近凈形技術
（1）消失模鑄造成形工藝
消失模鑄造也稱氣化模鑄造、實型鑄造、無型腔鑄造。該工藝尺寸精度高達0.2 mm以內，表面粗糙度可達Ra5μm～Ra6μm，被鑄造界譽之為「21世紀的鑄造新技術」、「鑄造的綠色工程」。該工藝方法是採用無粘結劑干砂加抽真空技術。據2003年統計，我國有150家企業用該工藝生產箱體類、管件閥體類、耐熱耐磨合金鋼類等三大類鑄件，總產量超過10萬t。國內汽車鑄造廠，有的採用國產鑄造生產線：有的採用簡易生產線或單機生產；有的採用國外引進鑄造生產線生產。一汽集團公司1993年從美國福康公司引進造型用振動台，生產 EPS模的預發泡機和成型機等設備，生產汽車進氣管。長沙發動機總廠從義大利引進自動化鑄造線生產鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。合肥叉車集團用4段泡沫模片粘結成整體的工藝生產復雜箱體鑄件，尺寸精度可達到 CT7-CT8級，產品出口美國。成都成工集團，用8塊泡沫模片粘結成整體的工藝生產裝載機變速器，鑄件質量達320 kg，與砂型鑄造比較，毛坯減重15%，成品率達95%以上。消失模工藝近幾年在美國有較大的發展，通用汽車公司投資建造了6條消失模鑄造生產線，大批量生產鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。今後，該工藝將大量採用快速制模技術和模擬模擬技術，以縮短生產准備周期，實現鑄件的快捷生產。未來的發展方向必定是質量好、復雜、精密、壽命長的高檔模具。提高該技術的模具材料、成形工藝、塗料技術、工裝設備的技術水平，使EPS鑄件獲得更廣闊的發展前景。
（2）熔模精密鑄造成形工藝
我國汽車熔模精密鑄造技術有了長足的發展，採用近凈形技術可以生產出無餘量的鑄造產品。熔模精密鑄造工藝有水玻璃制殼工藝、復合制殼工藝、硅溶膠制殼工藝。汽車產品材料有碳素鋼、合金鋼、有色合金與球墨鑄鐵。國外有高合金鋼、超合金材料。熔煉設備國內採用普通、快速中頻爐；國外採用真空爐、翻轉爐、高頻爐技術。採用硅溶膠制殼工藝的零件表面粗糙度可達Ra1.6μm、尺寸精度可達CT4級，最小壁厚可達0.5～1.5mm。歐、美、日等國家開始關注精鑄件在汽車業的應用與拓展。我國汽車用精鑄件的市場需求量也在不斷快速增長和發展，2003年精鑄件的產量為60萬t，產值達到110億元。東風汽車精密鑄造有限公司採用硅溶膠+水玻璃復合型制殼工藝，生產高技術含量、高附加值產品，將原來鑄件、鍛件、機加工及多件組裝結構設計製造成一個整體精密鑄件，顯著降低了製造成本。
熔模精密鑄造成形工藝將來的發展趨勢是鑄件產品越來越接近零部件產品，傳統的精鑄件只作為毛坯，已經不適應市場的快速應變。零部件產品的復雜程度和質量檔次越來越高，研發手段越來越強，專業化協作開始顯現，CAD、CAM、 CAE的應用成為零部件產品開發的主要技術。東風汽車公司、一汽集團公司的精鑄企業作為中國精鑄行業的領軍者，一定能憑強大的研發實力和先進的技術快速發展。
4.3 制芯技術
目前，國內外汽車鑄造制芯有3種制芯工藝，在現代汽車鑄造中常並行採用的主要工藝有熱芯盒制芯、殼芯制芯、冷芯盒制芯等，傳統的合脂或油砂制芯已被淘汰。冷芯盒技術工藝有兩個特點：一是硬化速度快，初始強度高，生產率高；二是砂芯尺寸精度高，可滿足生產薄壁高強度鑄件的砂芯。因此，制芯工藝技術有以冷芯盒技術為主的發展趨勢。一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、山西國際鑄造公司等均採用冷芯盒制芯技術。當代先進的110L冷芯盒制芯機見圖1。
最先進的制芯工藝是結合鎖芯（Key Core）和冷芯盒等技術的制芯中心，整個射芯、取芯、修整毛刺、多個芯子定位組合成一體、上塗料、烘乾等工序，全部用一台或多台制芯機與機械手自動化完成。國外比較有名的制芯中心生產廠有西班牙LORMENDl公司、德國 Laempe公司和Hottinger公司、義大利的FA公司等。東風汽車鑄造廠、一汽鑄造公司、上海聖德曼鑄造公司、華東泰克西、上海柴油機、洛拖二鐵、濰柴、江西五十鈴等均採用冷芯盒制芯中心技術。
4.4 鑄鐵熔煉技術
目前，國內外鑄鐵熔煉技術有兩種主要方式：一是採用大型熱風除塵沖天爐與工頻保溫爐雙聯熔煉工藝；二是採用中頻感應電爐熔煉工藝技術。美國因達公司和彼樂公司生產的中頻爐技術開始越來越受到重視，該技術日益成熟，其清潔、環保、節能、高效、安全的優勢突出，是今後發展的方向。
因此，鑄鐵則由過去用工頻爐熔煉逐步過渡到用高效省電的中頻電爐熔化。一、汽鑄造公司、東風汽車公司採用因達公司和彼樂公司生產的中頻爐和保溫爐技術，已經開發應用球化劑、孕育劑、蠕化劑和其他各種添加劑產品，形成商品化、標准化、規格化、系列化。鑄鐵孕育多用帶光電控制的隨流孕育機。新開發出的喂絲球化方法及其與
現代化檢測技術相結合的SINTER CASTZ藝是鑄鐵球化及蠕化處理的一種很有優勢的工藝，應用者日益增多。國外金屬爐料經過破碎、凈化、稱量，大大提高熔化效率和鐵水質量。國內的天津豐田、天津勤美達、蘇州勤美達等鑄造廠已對爐料採用破碎處理工藝。
4.5 鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形技術
鋁合金是汽車上應用最快和最廣的輕金屬，因為鋁合金本身的性能已經達到質量輕、強度高、耐腐蝕的要求。最初，鋁合金僅用於一些不受沖擊的部件。後來，通過強化合金元素，鋁合金的強度大大提高，由於質輕、散熱性好等特性，可以滿足發動機活塞、氣缸體、氣缸蓋在惡劣環境下工作的要求。鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形核心技術可以提高凈化、精煉、細化、變質等材質質量控制，使得鋁鑄件質量達到一致性和穩定性。隨著我國汽車業的發展，特別是家用轎車的快速增加和汽車零部件出口量的增大，汽車鋁鑄件將有很大的增長。我國2003年鑄件總產量為1 987萬t，其中鋁鎂合金為117萬t，占總產量的5.8%。豐田汽車希望在近兩年將鋁制氣缸體由現在的35%提高到50%。日產汽車計劃在2010年以前，70%的汽油機轎車的氣缸體採用鋁制材料，近100%的氣缸蓋及變速器殼體採用鋁制材料。本田汽車公司早在1994年，將汽油發動機氣缸體全部換成鋁制氣缸體。鋁合金氣缸體、氣缸蓋等有色金屬則多採用壓鑄（包括真空壓鑄）、低壓壓鑄、高壓壓鑄、金屬型重力鑄造以及很有發展前途的半固態壓鑄成形技術。東風本田發動機公司、東風日產發動機分公司鋁壓鑄車間採用2500t壓鑄機生產鋁氣缸體，並實現了國產化。鋁氣缸蓋成形工藝主要有兩種，一是以歐美為代表的重力鑄造成形工藝，上海皮爾博格、南京泰克西等公司選用義大利法塔公司重力鑄造機生產鋁氣缸蓋；二是以日韓為代表的低壓鑄造成形工藝，東風日產發動機分公司鋁壓鑄車間、廣東肇慶鑄造公司、天津豐田鑄造公司都選用日本新東等公司的低壓鑄造機生產鋁氣缸蓋。
4.6 鎂合金成形技術
鎂合金的比強度和比剛度高i優於鋼和鋁合金，遠大於工程塑料。鎂合金還具有耐高溫、抗腐蝕和抗蠕變性能。鎂是目前汽車工業中應用的最輕的金屬，它比鋁輕1/3，比鋼鐵輕3/4，比非金屬的塑料還輕1/5。因此，鎂合金是汽車減輕質量的理想材料，鎂合金壓鑄件可以代替一些復雜的結構件，如儀錶板骨架幾十個鋼部件經沖壓、焊接而成，一質量約10 kg，若改為鎂合金壓鑄件，一次壓鑄成形，質量僅為4 kg，生產成本大大降低。隨著、鎂合金新材料的不斷開發和加工技術的完善，鎂合金在汽車市場中將不斷拓寬和持續穩定增長。鎂合金生產以壓鑄為主的成形技術，一直是汽車工業關注的焦點，鎂合金壓鑄件需求量佔到汽車工業對鎂合金需求量的80%，汽車用鎂合金壓鑄材料，除滿足耐高溫和抗蠕變性能外，還必須充分考慮設計、加工、表面處理及相關壓鑄成形工藝。由於壓鑄鎂合金有可鑄造性的突出優勢.鑄造壁厚可以達到1～1.5 mm，拔模斜度1°-2°盡管鎂合金鑄造的重點仍放在壓力壓鑄方面，但仍面臨壓鑄鎂合金的性能與成本問題。因此，一種新型工藝——鎂合金的半固態加工技術出現。該技術工藝已經主要用於生產一體化的鎂、鋁合金鑄件。國外鎂合金在汽車上應用前景廣闊，歐、美國家鎂合金壓鑄件產量以每年25%的速度增長。 Audi A6轎車變速器殼體為鎂合金壓鑄件，質量僅為14.2 kg，奧迪公司最早將鎂鑄件用於儀錶板骨架。福特汽車公司用鎂合金生產座椅骨架，取代鋼制骨架，使座椅質量從4 kg減為1 kg。福特公司正在研究用鎂合金生產氣缸體。日本三菱公司與澳大利亞科技部合作開發一種質量僅為7.5 kg的超輕質量的鎂合金發動機。寶馬公司直列六缸鎂合金氣缸體已經批量投產。美國通用生產鎂壓鑄件進氣岐管。雷諾公司已生產出鎂合金車輪鑄件。東風汽車鑄造廠已經批量生產鎂合金壓鑄件，目前東風汽車公司和一汽鑄造公司正在開發承擔國家科技部的重點科技攻關項目、，如變速器殼、齒輪室罩蓋、氣門室罩蓋、轉向盤骨架等鎂合金壓鑄件。上海乾通汽車附件有限公司率先生產出轎車鎂合金變速器外殼壓鑄件。近幾年，國內還相繼建立了一些大型的外資鎂壓鑄企業，如上海鎂鎂、蘇州GF等公司。
4.7 半固態壓鑄成形技術
半固態技術發源於美國，在美國這一技術已經基本成熟並處於全球領先地位。此技術被稱之為21世紀最有前途的材料成形技術。Alumax公司率先將該技術轉化為生產力，生產的鋁合金汽車制動總泵體毛坯尺寸接近零件尺寸，加工量占鑄件質量的13%，同樣的金屬型鑄件的加工餘量則占鑄件質量的40%。20世紀80年代以來，歐洲等國在半固態應用方面作了大量研究和應用工作。義大利是半固態加工技術應用最早的國家之一，Stampal-saa公司用該技術為 Ford汽車公司生產齒輪箱蓋和搖臂零件。目前，日本的Speed Star Wheel公司已經利用該技術生產重約5 kg的鋁合金輪轂鑄件。我國半固態金屬加工技術起步較晚，始於20世紀70年代後期。與國外相比，我國在半固態金屬成形技術領域的研究還很落後。就目前我國的研究現狀來看，該技術發展動向是金屬觸變成形技術已經基本成熟，而流變成形技術的發展緩慢。因此，今後將有更多的研究人員轉向流變成形理論和應用方面的研究。目前，半固態金屬成形技術主要應用於鋁、鎂、鉛等低熔點金屬的成形，對高熔點黑色金屬的應用較少，這是今後研究的方向。目前，國內外學者已經開發出了半固態成形過程數值模擬軟體，但是還有不足，需要加強應用計算機技術。
4.8 鑄鐵材質
（1）薄壁高強度灰鑄鐵件技術
我國2003年鑄件總產量為1987萬t，其中灰鑄鐵件為1049萬t，占總產量的53%。灰鑄鐵件在汽車上的大量應用是由於該材料具有較低的成本和良好的鑄造性能優勢。隨著汽車技術輕量化要求，灰鑄鐵的增長和發展將受到一定的影響，因此其發展趨勢是加強薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術的開發與應用。薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術的難點是使最薄壁厚僅為3-5 mm的本體斷面硬度差<40HBS，組織細密均勻。轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋鑄件的硬度、珠光體量、碳化物含量、石墨形態等金相組織的技術要求高。如大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋要求本體硬度分別為1 70～228 HBS、179～235HBS，強度和尺寸要求高，表面粗糙度Ra<50 pm。灰鑄鐵的材質牌號在不斷提高，HT300已用於氣缸體、氣缸蓋的生產，有的產品可能要達到HT350。國內汽車鑄造廠在材料工藝、熔煉工藝、造型工藝、制芯工藝、模具製造工藝、檢測技術等方面作了大量工作，並將這些技術應用在轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋等鑄件上。
（2）蠕墨鑄鐵技術
蠕墨鑄鐵具有球墨鑄鐵的強度，與灰鑄鐵相比又有類似的防振、導熱能力及鑄造性能.有好的塑性和耐熱疲勞性能，可以解決大功率氣缸蓋的熱疲勞裂紋問題。鐵素體機體蠕鐵的工作溫度可達到700℃；高硅鉬蠕鐵的工作溫度可達870℃。蠕墨鑄鐵不會取代球墨鑄鐵，也不會取代灰鑄鐵。蠕墨鑄鐵廣泛應用的巨大潛在市場是汽車業，其主要產品則是發動機氣缸體和大功率柴油機氣缸蓋。隨著汽車輕量化和比功率（功率/排量）的提高，氣缸體和氣缸蓋的工作溫度越來越高，許多部位的工作溫度超過200℃，在此溫度下，鋁合金的強度大幅度下降，而蠕鐵則具有很大的優勢。它將成為唯一能滿足技術、環保和性能要求的先進的汽車發動機材料。因為蠕墨鑄鐵具有強度高、壁薄的特點，可以減輕質量。歐寶公司的研究表明，同樣功率的發動機氣缸體如果採用蠕鐵，壁厚可以由原來的7 mm減為3 mm，鑄件質量可減輕25%。
蠕墨鑄鐵的蠕化處理范圍很窄，核心技術是採用合適的生產技術與相應的蠕化劑。國外寶馬汽車公司、戴姆勒一克萊斯勒汽車公司、達夫公司的發動機氣缸體用蠕墨鑄鐵生產。福特（Ford）公司與辛特（Sinter）合作，於1999年在巴西每年生產10萬件氣缸體。德國Halberg鑄造廠，從1 991年開始為奧迪生產V8蠕鐵氣缸體，壁厚3.5 mm，147 kW的氣缸體質量僅74 kg。東風汽車公司鑄造廠，於1 984年5月正式在流水線上批量生產蠕墨鑄鐵排氣管，成為我國第一家在流水線上批量生產蠕墨鑄鐵件的工廠。在20世紀90年代初，又先後成功開發了蠕鐵變速器殼體和上海大眾桑塔納轎車排氣管。一汽鑄造公司無錫柴油機分公司於20世紀80年{BANNED}始大批量生產蠕鐵氣缸蓋。上海聖德曼鑄造有限公司為上海大眾生產中硅鉬蠕鐵排氣管。
（3）球墨鑄鐵技術
球墨鑄鐵由於具有高強度、高韌性和低價格.所以在汽車市場上仍有很大發展。我國球鐵產量也在持續增長，2003年產量占總產量的24%，同時制定許多球鐵標准，研究開發了適應球鐵在流水線上大量生產的先進工藝，如搖包、氣動脫硫，型內、蓋包球化，多種瞬時孕育，音頻、超聲、熱分析檢測技術。當前，在工業發達國家中，球墨鑄鐵件的產量在鑄件總產量中佔25%以上，美國2003年球鐵產量占鑄件總產量的33%。汽車鑄造業球鐵產品技術工藝的發展趨勢有以下4個方面。
一是鑄態珠光體、高強度（QT700-2、QT740-3）的載貨車和轎車曲軸，鑄態鐵素體、高伸長率（QT400—18、QT440-10）的汽車排氣管和橋殼底盤類鑄件。更高牌號QT800-2、QT900-2也在開發應用之中。
二是保安類鑄件，鑄態生產轎車轉向節的材質技術條件十分嚴格，要求鑄件零缺陷，100%的無損檢測，目前已有3項自動檢測技術用於生產。
三是耐熱球鐵件，即高硅鉬、中硅鉬、高鎳球鐵，該材質生產的排氣管件，有很好的抗高溫性能：目前國內汽車公司鑄造廠已經生產出鑄態中硅鉬鐵素體球鐵排氣管件。
四是奧貝球鐵，該材料特有的材質性能成為鑄造業的焦點，這是一種很有開發應用潛力的材料，主要用於生產曲軸等產品。
除上述外，汽車鑄造廠已經生產出鑄態球鐵冷激凸輪軸。
4.9 鑄造過程計算機應用技術
隨著汽車鑄造技術的快速發展，為縮短鑄件生產准備周期和降低新產品開發的風險，採用快速原型技術、計算機模擬模擬、三維建模、數控技術的應用越來越廣。快速原型技術在鑄造生產中的應用有了很大的發展。它除了應用開發新產品試制用的模具及熔模鑄造的蠟模外，還可以製做酚醛樹脂殼型、殼芯，可以直接用來裝配成砂型。國外公司在接到客戶提供三維CAD數據後，根據不同的產品結構，最快可在3周時間內為客戶提供鑄件。模擬造型過程正在成為國際汽車鑄造關注的前沿領域之一，清華大學、日本新東工業等對濕型砂緊實過程進行模擬。值得注意的是，德國亞琛工業大學、清華大學正在對射芯過程進行數據模擬。國內汽車鑄造業CAD-CAM-CAE一體化設計開發得到充分應用，特別是CAE凝固模擬虛擬技術，應用Magma、華鑄軟體對新產品的鑄件充型、凝固的溫度場和流動場模擬分析處理，預測和分析鑄件的缺陷。鑄造專家系統得到進一步應用，如型砂質量管理、鑄造缺陷分析、壓鑄工藝參數設計及缺陷診斷。
4.10 鑄造檢測技術
鑄造檢測技術是保證鑄件質量的關鍵手段。鑄件尺寸檢查，有常用的檢查卡具、卡板，有專用的檢測夾具。對於氣缸體、氣缸蓋等復雜件，採用三坐標儀自動測量鑄件尺寸和超聲波儀檢測鑄件的壁厚。無損檢測技術的應用越來越廣，對重要件時常採用熒光磁粉檢測表面裂紋；採用超聲波或音頻檢測球鐵的球化率；採用渦流檢測鑄件的基體組織（珠光體含量）。為滿足重要件的檢測要求，可將上述3項檢測儀器組合成一條自動檢測線。採用X射線檢測鑄件內部的縮孔與縮松缺陷，日本本田對球鐵轉向節鑄件100%用X射線探傷：採用工業內窺鏡檢測鑄件內腔質量，氣密性滲漏檢測。化學成分檢測，真空直讀光譜儀和碳硫測定儀在爐前、爐後鐵水質量上得到普遍應用.微量元素和氣體元素N、O、H的分析得到重視：爐前快速熱分析得到推廣應用，快速預報鑄鐵的碳硅當量、孕育效果、基體組織和力學性能。
4.11 綠色鑄造技術
「綠色鑄造」是使鑄造產品從設計、製造、包裝、運輸、使用到報廢處理整個產品的生命周期中，對環境的負面影響最小，資源效率最高。鑄造行業歷來被認為是高能耗、高污染的行業，要不斷開發新的節能、清潔、低排放、低污染的鑄造材料以投入生產使用。對於樹脂，要想辦法降低游離甲醛和游離酚等有害物質的含量；逐步加大冷芯盒技術應用，以減少樹脂砂對環境的影響，實現達標排放：降低熱芯盒、殼芯砂的固化溫度，制芯工藝由熱芯盒法向溫芯盒法轉變，以節約能源。我國汽車鑄造廠每年消耗新砂近千萬噸，舊砂排放的污染，以及新砂資源大量的耗費，不堪重負，因此舊砂的再生利用技術勢在必行。先進工業國家廢砂排放量降到10%以下，在歐洲、日本等地區舊砂的再生利用技術得到廣泛應用。哈爾濱東安汽車發動機公司引進義大利的熱法再生設備，已在生產中應用。一汽鑄造公司引進日本技術，熱法再生和機械再生結合，處理芯砂和型、芯砂混合砂已在生產中得到應用。目前，東風汽車公司也正在加速舊砂再生技術開發應用工作。加大廢鋼及回爐料的利用，以減少新生鐵和鋁資源的耗費。汽車鑄造業面向循環經濟的鑄造技術，要以循環經濟3R為行業准則，即以減量化（Rece）、再利用（Reuse）、再循環（Recycle）來開展工作。
5. 我國汽車鑄造業面臨的問題
我國汽車鑄造業在經過「計劃經濟」轉入「市場經濟」的過程中，經歷了起步、穩定、發展、成熟4個階段，取得了令世人矚目的成績。但是，我們必須清醒地認識汽車鑄造業的歷史重任及與發達國家的現實差距，牢牢把握國內外鑄造技術的發展趨勢，適時適宜地採用先進的鑄造技術，實施鑄造業的可持續發展戰略，目前汽車鑄造業主要有以下問題。
鑄造企業平均規模與經濟規模和國外比有較大差距。我國的鑄件產量雖然已經連續5年位居世界首位，有一批產量較高的大中型企業，但大多數鑄造企業規模偏小。就整個鑄造行業而言.其現狀仍然是廠點散（鑄造廠點達2萬多個），從業人員多（達120萬人之多），效益低下（廠均鑄件僅為500 t/年），只相當於美、日、德、法、意等工業發達國家的1/9-1/4。
鑄造企業整體技術裝備水平和國外比有較大差距。企業間技術裝備水平差距較大，少數企業的個別生產車間的技術裝備水平，已接近或達到國際先進水平，但是整體水平不高。據統計，我國已從國外進口自動造型線210多條，還有國產造型生產線250多條，這些生產線主要集中在汽車內燃機件的大批量生產企業中。
我國鑄造企業的研發與創新能力和國外比差距較大，從整體來看，鑄件的技術含量和附加值較低。據統計，全球有30多項重大的鑄造發明中沒有一項是中國的。我國生產高技術含量、高附加值、具有自主知識產權、享有國際聲譽的鑄件產品寥寥無幾，而每年都要花費一定費用進口工業生產中技術要求高的鑄件產品。
我國鑄造企業普遍存在勞動強度高、能耗高、資源消耗高、環境污染程度高現象。鑄造是一個勞動力密集的行業，國內一些企業在生產過程中，如熔化過程中加料、澆注過程中人工澆注、鑄件落砂清理過程中的搬運都不用設備，因而人工操作勞動強度很大。鑄造是耗能大戶，鑄件製造成本高的原因之一就是鑄造的能耗過高，我國平均水平的能耗約是工業發達國家的2倍或更多一些。鑄造行業也是環境污染大戶，據測算，每年的SO，等廢氣排放量約165m3，粉塵90萬t，廢砂1 800萬～2250萬t，廢渣530萬t。
鑄造企業工程技術人員和技術工人嚴重斷層，研發人員匱乏。由於鑄造行業的環境差、勞動強度高、人員待遇低等原因，使得一些工程技術人員和技術工人流失。而在鑄造生產線上工作的相關人員許多是沒有經過系統培訓，滿足不了現代化生產的要求。隨著我國高校鑄造專業減少，今後的鑄造技術人才，特別是具有創新能力的高級技術人才缺乏的狀況將更加嚴重。
6. 我國汽車鑄造業的對策和建議

『陸』 酚醛塑料的現狀分析

酚醛塑料因具有優異的耐熱性和較好的性價比，至今仍具有其他通用塑料無法比擬的優點。由於中國已成為全球電子電器產品和炊具生產大國，每年有大量產品出口，由此拉動了酚醛塑料生產快速增長。中國酚醛塑料生產量已居世界前列，國內市場消費量佔全球市場的1/2。
國內現有酚醛塑料原粉生產企業40餘家，產量較大、產品規格較多的企業主要有上海歐亞合成材料公司、上海雙樹塑料廠、溫州華南化工公司等。下游各類酚醛塑料製品生產企業有近萬家，主要分布在各類電子電器產品的線路板及耐熱阻電配件、炊具柄、汽車剎車片及耐熱塑料配件、玻璃鋼製品等領域。據全國酚醛樹脂及塑料行業協作組調查統計，2001年國內酚醛塑料產量為18萬噸，其中注塑料佔30%。2002年酚醛塑料產量基本與2001年持平。2002年出口酚醛樹脂及塑料27872噸，比上年增長42%；進口94464噸，比上年增長18.8%。2002年酚醛塑料國內市場消費量為25萬噸左右，增長率為3%。
隨著經濟發展，酚醛樹脂和塑料許多新的應用領域不斷被開發。經過實驗發現，酚醛樹脂和塑料製品不僅耐熱、阻燃性能好，而且燃燒後產生的有毒煙霧少，而城市火災中致人死亡的頭號殺手，就是建築物中化學建材燃燒產生的有毒煙霧。在如今隧道交通日益發達和高層建築日益增多的情況下，酚醛塑料特別適合用於防火要求嚴格的場合。城市地鐵車輛和高樓建材中的塑料製品，越來越多採用了各類酚醛塑料復合材料。
雖然酚醛塑料抗沖擊性能較差，但不斷發展的增強改性技術改善了這一缺陷。據科研單位最新研究成果，加丁腈橡膠改性可顯著改善酚醛塑料的沖擊強度。當丁腈橡膠用量僅為2%時，可使酚醛塑料沖擊強度提高100%。隨著丁腈橡膠用量增加，酚醛塑料的沖擊強度進一步提高，同時軟化點提高，凝膠時間縮短。
當前酚醛樹脂及塑料行業面臨的難關是原料苯酚供應緊張，價格猛漲。苯酚價格由一個月前的6500元（噸價，下同）漲到了9000元左右。這主要由於國內苯酚產量只能滿足50%的需求，進口比重較大。我國對進口苯酚實施反傾銷措施，進口將減少，苯酚價格受此影響而猛升。2012年7月18日，在浙江淳安召開的酚醛樹脂及塑料行業會議上，與會企業一致認為，按現2013的苯酚價格生產，將出現全行業虧損。

『柒』 石墨礦有開采前景嗎

石墨礦開采？指的是礦石么？ 石墨初選和開采是分開的，開采權現在批不下來。選礦飽和。可以考慮精深加工。