化學鍍鎳分析方法大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇化學鍍鎳分析方法范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

前 言

AZ91D鎂合金以其抗老化、抗沖擊、減震性能好，尺寸穩定性好，以及較好的機械性能和良好的電磁屏蔽性等優點，應用前景廣闊。然而，鎂合金高度的化學活潑性使其在使用環境下極易遭到腐蝕破壞[1]。

目前應用于鎂合金的表面處理技術很多， 主要有化學轉化、陽極氧化、微弧氧化、電鍍和化學鍍等防護技術[2-5]。化學鍍鎳是鎂合金表面防護的重要方法之一。然而， 鎂合金直接化學鍍鎳目前主要采用鉻酸加氫氟酸作前處理， 存在例如危害環境等諸多問題。本文研究了一種新型的環保型活化液，對試樣進行活化，再化學鍍鎳，采用SEM檢測了鍍層的表面形貌和截面形貌，劃痕發測試了鍍層的結合力。

1、直接化學鍍鎳工藝流程

工藝流程：打磨超聲波清洗活化化學鍍鎳。

打磨：用1500#金相砂紙打磨。

超聲波清洗：先用丙酮清洗10分鐘，再用蒸餾水清洗10分鐘。

活化：磷酸（85%）30-60 mL/ L， 硼酸10-32g / L 氟化氫銨20-40 g/ L，添加劑A 1-5 g / L。

化學鍍鎳：堿式碳酸鎳10 g / L， 次磷酸鈉 20 g / L，氫氟酸（ 40% ） 12mL/ L，檸檬酸 5.2 g/ L，氟化氫銨10 g/ L ，穩定劑a 1mg/L，氨水（ 25% ） 30 mL / L ，蒸餾水若干，時間120min， 溫度分別為80℃。

2、結果分析

2.1新型活化工藝

在提高結合力方面，不少研究者研究了不同的酸洗和活化液對鍍層結合力的影響。然而，傳統的酸洗活化法不僅耗時耗力，而且試樣表面顆粒很不均勻， 有很多大顆粒出現。本實驗采用新型的“一步酸洗活化”方法，其配方如下表1：

表1 一步酸洗活化配方

AZ91D在酸洗活化液中浸泡10s、20s、30s、40s后試樣表面的形貌如圖3.1所示。從圖中可以看出，隨著酸洗活化的時間的增長，試樣表面的金屬光澤逐漸消失，腐蝕凹坑縱向加深，腐蝕產物增多。圖a是在酸洗活化液里浸蝕10s后的形貌，可以看出腐蝕不均勻，還存在大量的基體表面；圖b是在酸洗活化液里浸蝕20s后的表面形貌，腐蝕較均勻；當酸洗活化時間為30s時，如圖c，腐蝕更加均勻，但是存在腐蝕凹坑；當酸洗活化時間為40s時，如圖d，出現了較多的疏松的腐蝕產物，覆蓋在了鎂合金基體上。所以，酸洗活化時間為20s最佳，因為此時，腐蝕較均勻，且基體腐蝕凹坑不會太深，腐蝕產物不至于完全覆蓋基體，從而影響鍍層。

2.2鍍層的表面、截面微觀形貌

圖2是AZ91D直接化學鍍鎳的表面微觀形貌，可以看出，鍍層是由大小不一的晶粒堆垛形成，晶粒之間存在縫隙，晶粒的生長包括橫向生長和縱向生長，而兩個方向生長速率的不一致導致了鍍層厚度的起伏變化。可以看出，通過本文所述前處理工藝，獲得了致密、均勻的鍍層。

圖2 AZ91D直接化學鍍鎳微觀形貌

圖3是鍍層截面微觀形貌，可以看出鍍層與基體之間結合良好，無間隙。

圖3 鍍層截面形貌

2.3鍍層結合力的測定

通過刻劃鍍層試樣，以此來了解鍍層與基體的結合情況。用硬質刀片在鎂合金基體和試樣表面縱橫交錯地各劃4條線，將鍍層劃穿成2mm間距的方格，鍍層劃痕交錯處均無任何脫皮或剝落現象，進一步用刀片在劃痕處挑撬鍍層，撬后鍍層不脫落，可見結合力合格。

3、結論與展望

（1）利用新型活化法獲得了致密、均勻、結合力合格的鍍層。

（2）無論是電鍍還是化學鍍，結合力問題一直是困擾鎂合金被廣泛使用的主要問題，所以研究出高結合力的鍍層是鎂合金直接化學鍍鎳的發展趨勢。

【參考文獻】

[1] 胡慶福. 鎂化合物生產與應用[M].北京：化學工業出版社，2004.

[2] 余剛，劉躍龍，李瑛，等.鎂合金的腐蝕與防護[J].中國有色金屬學報，2002，12（6）：108-109.

[3] 蔣百靈，張淑芬.鎂合金微弧氧化陶瓷層耐蝕性的研究[J].中國腐蝕與防護學報，2002，22（5）：300-303.

篇（2）

一、鎂合金的特性及應用前景

近年來，鎂合金引起了人們的廣泛關注。首先是因為鎂合金的資源十分豐富。鎂及其合金具有比重小、比強度高，同時還有良好的剛性、加工性、抗沖擊性、減震性、導熱、導電性、電磁屏蔽性、機械加工性能以及再循環利用的性能，是一種理想的現代結構材料，現已廣泛應用于汽車、機械制造、航空航天、電子、通訊、軍事、光學儀器和計算機制造等領域。鎂的標準平衡電位為-2.34 V，加之鎂的氧化膜疏松多孔所以鎂及其合金耐蝕性較差，呈現出高的化學、電化學活性。如何提高鎂合金的耐蝕性成為其得以廣泛應用的關鍵。

提高鎂合金耐蝕性的方法主要有三種，分別是：1）提高鎂合金的純度或是開發新的合金 2）采用快速凝固技術， 3）是采用表面處理技術，在鎂合金表面形成一種具有保護功能的涂膜層，來提高鎂合金材料耐腐蝕性。而電鍍/化學鍍是其中比較簡單有效的方法。

二、鎂合金電鍍/化學鍍的技術難點

鎂合金上電鍍及化學鍍面臨的問題鎂是一種難于直接進行電鍍或化學鍍的金屬，即使在大氣環境下，鎂合金表面也會迅速形成一層惰性的氧化膜，導致鍍層結合力差，在進行電鍍或化學鍍時必須除去這層氧化膜。因此鎂合金電鍍/化學鍍的關鍵就是前處理。

目前報道中用來進行鎂合金電鍍/化學鍍前處理的方法主要有化學鍍鎳法、氧化涂導電層、浸錫法、直接鍍銀法、浸鋅法，其中適應用工業生產的前處理工藝則是：浸鋅法和直接化學鍍鎳法。下面以這兩種方法為例介紹鎂合金電鍍/化學鍍在生產的中應用。

三、鎂合金電鍍在實際生產中的應用

1.沉鋅法工藝流程—鎂合金小零件滾鍍Cu-Ni-（Sn-Co）鍍層

除油除臘電解除油酸活化堿活化1電解活化1浸鋅1退鋅1堿活化2電解活化2浸鋅2退鋅2堿活化3電解活化3浸鋅3鍍堿銅活化鍍鎳活化鍍（Sn-Co）合金鈍化烘干。

此工藝流程是滾鍍鋅合金小件，在生產中造成產品不良的主要問題有零件漏鍍、表面粗糙、局部起泡、鍍層結合力差，零件最后鍍層色澤不均。根據生產經驗， 零件漏鍍的主要原因是浸鋅不好，導電棒粗糙；表面粗糙的主要原因是浸鋅不好，鍍銅液比例失調；局部起泡的主要原因是除油或浸鋅不好，銅層出現問題；鍍層結合力差，則要分析哪層結合力差；鍍層色澤不均則主要是因為活化差或（Sn-Co）溶液比例失調。

從上面的分析可以看出，造成產品不良的主要因素是浸鋅。浸鋅作為鎂合金前處理中最關鍵的一步，一是為了溶解鎂的氧化物；二是為了形成一層薄的氫氧化物，防止鎂的進一步氧化。鎂合金工件在鋅酸鹽溶液中通過化學反應在零件表面形成一層鋅，良好的鋅層不但掩蓋了鎂基體表面的缺陷，而且它還作為鎂合金基體與后續的鍍銅層之間的中間體，有利于得到理想的鍍銅層。在生產中通常要進行2-3次浸鋅，這是因為在第一次浸鋅時，鎂合金表面的氧化膜首先被溶解，然后發生置換反應生成鋅層，此時生成的鋅層通常結晶粗大，不利于后面的電鍍。一次浸鋅層經過退鋅后，鎂合金表面呈現均勻細致的活化狀，的晶粒成為二次沉鋅的結晶核心，再進行第二次沉鋅，可以獲得致密、均勻、完整與基體結合力好的沉鋅鍍層。本工藝中由于對工件的外觀要求高，為此設計了3次浸鋅工藝流程。在浸鋅時浸鋅時間、浸鋅溶液的使用壽命都將直接影響產品的質量與合格率。浸鋅時間過短，工件表面的氧化膜沒有完全溶解，不能生成完整的置換層，時間過長，鎂合金工作則易發生過腐蝕，造成報廢。具體的浸鋅時間要根據具體生產狀況作相應調整，本工藝中的標準時間為120S。

生產中經常發現工件表面有腐蝕點和漏鍍。造成這種情況的主要原因之是導電棒變得粗糙。隨著生產不斷進行，每次電鍍之后，都要將銅電棒上的鍍層退除，隨著退鍍次數的增加，導電棒表面變成凹凸不平，導電棒變細，導電面積減小，導致鍍銅層厚度不夠，甚至于零件的深處鍍層，導致。另一個原因就是沉鋅層不夠致密、均勻，在下道工序鍍銅時，沉鋅層溶解，導致零件漏鍍、腐蝕。鎂合金電鍍過程中造成表面粗糙的主要原因是氰化鍍銅液比例失調。當鍍銅液中的游離氰含量過低，銅含量過高時，將會導致鍍層粗糙。另外在對鍍層做結合檢驗時，發現鍍層有時會剝落。這時候要具體情況具體分析，發現鍍層脫落的位置底層是鎳、銅或是基材，然后再對癥下藥。因為此工藝流程最后是鍍Sn-Co合金，所以最后的外觀顏色要求很嚴格，經常會出現色澤不均的現象，此時就要分析鍍鍍Sn-Co合金之前的活化液和Sn-Co合金鍍液的問題了。

2.鎂合金直接鍍化學鎳法工藝流程

除油除臘活化1刻蝕1活化2刻蝕2 活化3 刻蝕3 活化4 鍍化學鎳（中性） 活化鍍銅活化鍍鎳鍍化學鎳（酸性） 鈍化烘干此工藝流程是掛鍍鋅合金件，此工件要求鍍層最終厚度達到60μm以上。生產中的出現的問題有：由于夾具接觸處沒法鍍上化學鎳造成零件漏鍍；低電流區鍍銅層薄導致鍍層起泡；前處理時需要一直搖，零件磨損造成鍍層粗糙；中性化學鎳不均勻，銅層薄則出現鍍層結合力差；中性化學鎳時有氣泡在鍍層上停留則鍍層出現針孔；前處理腐蝕時形成則鍍層會產生白斑。

篇（3）

中圖分類號： TL429 文獻標識碼：A

我公司有某零件噴口需要化學鍍鎳、鍍銀表面處理。

該噴口鍍銀部位為：如圖1所示：端面A鍍銀（內表面為化學鍍鎳表面，主要起到耐磨作用），主要作用是防高溫粘接。該件單臺數量較多，每批生產數量較多，均達百件以上。以往生產時，需要將內外表面打蠟絕緣后再鍍銀。由于零件較小，且鍍銀面也較小，絕緣時采用手工打蠟加工難度較大，經常因蠟清理不凈或蠟打到鍍面上導致鍍層起泡或不能全部鍍上，致使零件經常返修或加工周期長，甚至造成零件報廢，嚴重影響了生產進度，加大生產成本。

通過電鍍攻關，控制工藝參數及設計合適的工裝等，使零件一次加工合格率達100% ，降低返修率，縮短加工周期，提高產品質量，保證了生產進度。

1 鍍銀的電化學原理

1.1鍍銀的陽極過程

首先發生銀（銀板）的溶解：Ag – e Ag + ，然后銀離子與游離的氰離子形成銀氰絡離子：Ag+ + 2CN - [Ag（CN）2 ] –

如果陽極發生鈍化則發生如下反應：4OH - 4e O2+2H2O

1.2鍍銀的陰極過程

鍍液中銀主要以銀氰絡鹽的形式存在，因此陰極上反應主要是銀氰絡離子在陰極上直接還原。

[Ag（CN）2 ] - +e Ag + 2CN-

銀的銀氰絡鹽是由硝酸銀AgNO3和氯化鈉NaCl作用生成的氯化銀AgCl沉淀，再與氰化鉀絡和而得。

AgNO3 + NaCl = AgCl + NaNO3

AgCl+2KCN K[Ag（CN）2 ] Ag + KCl

2 鍍銀的工藝過程及要求

來件檢查 有機溶劑除油 化學除油 熱水洗 冷水洗絕緣 裝掛 除油 弱腐蝕 冷水洗 預鍍鎳 冷水洗 預鍍銀 鍍銀 回收 除去絕緣物 中和 吹干 拆卸 除氫 檢驗

2.1 主要工藝流程

2.1.1來件檢查

要想獲得高質量的銀鍍層，基體材料的表面狀態至關重要，因此在鍍銀前注意要逐件檢查零件外觀，零件表面應無氧化皮、銹蝕、腐蝕、壓傷、劃傷、毛刺、銳邊等機械損傷，無任何肉眼可見的冶金缺陷。若發現上述問題應該在鍍銀前排除。

2.1.2化學除油

因零件內腔為鍍鎳表面，零件不能進行電化學除油，只能采用化學除油。將零件放在含有氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉、硅酸鈉的混合溶液中，在60-80℃下，放置10-30min。

2.1.3絕緣

常用的絕緣方法有用膠帶保護、涂漆保護、涂蠟保護、工裝保護等，用涂漆和涂蠟保護時，要注意電鍍表面不允許有殘留物，防止影響鍍層質量。

2.1.4 裝掛

裝掛時應避免夾具與零件接觸不嚴及相互間屏蔽。

2.1.5 弱腐蝕

主要目的是將金屬表面上的銹斑和氧化膜除去，露出基體金屬，以保證鍍層的結合力。

2.1.6中和

弱腐蝕后、電鍍前的中和工序，主要目的是用弱酸強堿鹽中和弱腐蝕后殘留在零件表面的酸液，避免酸液帶入氰化槽液中而產生氫氰酸，危害人體健康。

2.1.7 預鍍

銀是正電位相當高的金屬，幾乎所有的基體金屬的電位都比銀負。當將零件浸入電解液中后，立即就會發生置換反應而在零件表面形成疏松的接觸銀，導致鍍層結合力差。因此為了避免此種現象，提高鍍層的結合力，鍍銀前必須采取一定的措施來調整它們的電位關系。現場使用穩定、操作方便的方法為預鍍鎳+預鍍銀。

2.1.8鍍銀

鍍銀采用氰化鍍銀，以氰化鉀為絡合劑，它與銀能生成穩定的[Ag（CN）2]-絡離子外，在氰化鍍銀電解液中，還要有一定量的游離CN-，其主要作用是穩定電鍍液，提高陰極極化使鍍層細致均勻，改善電解液的分散能力，促進陽極正常溶解。從電源角度看現在使用的有直流鍍銀和脈沖電流鍍銀，脈沖鍍銀鍍層結晶細致、結合力良好，同時耐磨性及顯微硬度均優于直流鍍銀層。

2.1.9除氫

鍍銀后除氫主要是為了去除滲入到鍍層和基體金屬中的氫，避免 “氫脆”現象發生，同時也檢驗鍍層的結合力。

2.2 工藝控制要求

裝掛時保證零件導電良好。用膠皮塞塞住內腔，注意不能留有空隙，防止內腔鍍銀時進入溶液而導致鎳層被鍍上銀；

槽液的化驗分析應在化驗周期內并符合工藝要求；

保證溶液清潔；

陽極應保持清潔。

3 原因分析

該噴口由于內表面為化學鍍鎳表面，鍍銀時不能采用以往的方式：將零件全部鍍銀后，局部保護需鍍銀表面，再用化學方法進行去除。而需要將化學鍍鎳表面及非鍍銀表面進行打蠟保護后再進行鍍銀，鍍銀時采用銅絲挷掛進行導電。由于零件較小，外形尺寸為φ15mm×10mm左右，且鍍銀面也較小，僅為一個小的端面，絕緣時采用手工打蠟加工難度較大，經常因蠟清理不凈或蠟打到鍍面上導致鍍層起泡或不能全部鍍上，致使零件經常返修或加工周期長，甚至造成零件報廢，嚴重影響了生產進度，加大生產成本。

4 解決措施

4.1設計專用保護工裝

為了解決打蠟保護等帶來的問題，我們采取以下措施：

內孔設計專用的保護夾具——橡皮膠塞塞住內表面來保護化學鍍鎳表面；

外部非鍍表面設計專用的保護工裝——利用泡沫板行再加工，按零件外形尺寸摳成若干個孔，將零件塞進孔內，用銅絲塞住內孔作為導電夾具，內腔再塞住膠皮塞。利用泡沫具有浮力的特點實現對外表面的保護。

裝掛示意圖及泡沫保護夾具示意圖見圖1及圖2經過生產驗證采用上述保護方法進行電鍍的零件無起泡、鍍不上的問題，零件的一次交檢合格率為100%。

結語

通過對二級噴口鍍銀的攻關試驗，采用設計專用保護工裝解決了噴口鍍銀層易起泡、局部鍍不上銀的問題，有效地提高了零件的一次交檢合格率，大大地縮短了加工周期，成功地提高了產品的質量，保證了生產進度。

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中圖分類號：TE933 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）02（a）-0112-01

隨著國民經濟的不斷發展和產業能力的日益提升，往復泵作為各類流體的輸送設備之一，在石油、化工、電力及煤化工等國民經濟的主領域得到了更加廣泛的應用。填料箱是往復泵液力端的關鍵零部件之一。本文著手從該零部件結構的工藝性改進分析和加工方法的實現，來探索此類零部件加工工序質量的保障及工序效率的提高。

1 填料箱初設結構的工藝性分析

填料箱初設結構如圖1。

圖1所示的填料箱其工藝方法為：1下料—2粗車—3調質—4精車—5數控線切割—6清洗—7打標識—8化學鍍鎳。

工序5數控線切割四均分47°聯接壓緊塊，雖可實現清根的工藝加工要求，但工序效率較低且聯接壓緊塊根部應力較集中。

該結構聯接壓緊塊的扇形設計不利于填料箱結構強度的保障，易于造成填料箱在泵交變壓力作用下的開裂報廢。

2 填料箱改進后的工藝實現[1～3]

填料箱改進結構如圖2。

圖2所示為改進后的填料箱其工藝方法為：1下料—2粗車—3調質—4精車—5數控銑削—6清洗—7打標識—8化學鍍鎳。

工序5安排為數控銑削，大大提高了工序加工效率，工序效率較初始工藝方法提高了3倍以上。

改進后的填料箱聯接壓緊塊結構為倒扇形設計，且各處R圓弧過渡降低了聯接壓緊塊根部應力集中，提高并保障了填料箱結構強度。

填料箱聯接壓緊塊的數控銑削編程：（銑削一個圓弧的程序，其它程序均相同）

3 結語

產品零件結構設計過程中工藝評審，一方面要注重新技術、新工藝方法的應用，同時更要注重零部件細節的結構審查。本文所述的往復泵填料箱的結構的細小改進，從工序加工上結合新技術、新工藝的應用，顯著提高了生產加工效率，并且提高了產品零部件的結構強度，為今后類似零部件的生產積累了一定的經驗。

參考文獻

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1井筒的腐蝕現象

井筒被腐蝕的現象基本上可以分為均勻腐蝕及局部腐蝕兩種情況，局部腐蝕導致的腐蝕穿孔產生的危害最大。局部腐蝕的產生主要有以下幾種情況：縫隙腐蝕、相變誘導腐蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕等。井筒內部的流體運動狀態，油氣開采的方法，液面以及井的油管外環形的天然氣（或空氣）介質的組成等，與油管和套管腐蝕破壞的速度及分布息息相關。井下封隔器沒有的氣井的油管外壁比內壁腐蝕的可能要嚴重。油管內壁的流體具有流動性，凝析水很難在油管內壁吸附，容易造成電池腐蝕，所以內壁的腐蝕相對較輕；腐蝕介質進入后容易在油管外表面形成冷凝，從而附著在油管外壁上產生腐蝕電池，比較疏松的硫化鐵膜附著在管壁上，金屬和硫化物接觸會形成電偶腐蝕。均勻腐蝕的危害性相對比較小，分布在整個管壁上。還有點蝕、流場誘導腐蝕、縫隙腐蝕、垢下腐蝕、應力腐蝕、部分腐蝕等。套管孔蝕經過了如下形成過程：鋼鐵自身有不均勻的組織，其表面有選擇性吸附的腐蝕介質。腐蝕產物不完整的覆蓋在套管表面上，加之氯離子破壞表面膜等導致油管表面在這些區域形成活性點。活性點多后就發展為孔蝕核。腐蝕介質在表面的選擇性吸附、腐蝕產物在表面覆蓋的不完整性、氯離子對表面膜的破壞作用等因素，造成在套管表面的這些區域形成活性點，眾多活性點彼此消長逐步發展成為孔蝕核。

2井筒的防護措施研究

針對井筒的腐蝕狀況，國內外的大型石油公司普遍采用的防腐措施為以下幾種：有機高分子聚合物涂層或內襯里、化學鍍、耐蝕合金和耐蝕鋼、耐蝕鋼內襯里、添加化學緩蝕劑。

2.1腐蝕耐受力強的合金和腐蝕耐蝕力強的鋼鐵的應用及使用條件

可靠性最高的油井管，耐腐蝕合金，或使用抗腐蝕鋼。在高溫，高壓，高產油井惡劣的腐蝕性環境中，應優先考慮使用耐腐蝕的合金耐腐蝕鋼。由于石油工業中使用的耐腐蝕合金或耐腐蝕鋼的各種各樣的需要，所以有針對性地選擇的適應鋼的溫度，二氧化碳，硫化氫，氯離子含量。昂貴的耐腐蝕合金或耐腐蝕鋼要求一定的使用條件。所以，嚴格的實驗室模擬試驗和相關的技術和經濟評估是至關重要的。

2.2內襯抗蝕力強的舍金或抗蝕力強的鋼系列

在惡劣的環境中研究油井管腐蝕機理和保護涂層的管道，以減少腐蝕鋼材或耐腐蝕合金管的成本。普通管插入薄壁耐腐蝕鋼，機械或液壓內襯管道和管組合在一起，兩端的聯合使用的特殊結構。內襯管選用選鎳基合金。這種類型的管子具有較高的可靠性，價格低于整體的耐腐蝕鋼的50%以上。襯有耐腐蝕合金或耐腐蝕的鋼管，在基管的選擇和油套管環空流體的腐蝕性組分的類型和含量有關：

（1）普通型的碳鋼油管用在外層，如c95、NT80SS、Clol等抗硫鋼種，用在含硫化氫氣井中。

（2）普通鋼種用在外層，用于不含硫化氫環境。

2.3井筒內涂層

MPS涂料的性能特點如下：耐熱性好，在長期使用的條件下溫度可達170℃。經過特殊處理，你可以用在220℃的環境中。良好的耐化學性，迄今尚未發現在有機溶劑中的溶解涂層在200℃以下。即使在高溫下，可以保持優異的機械性能，高強度和良好的剛性，表面硬度高，具有優良的耐蠕變性和耐疲勞性，剛性。經過評估，耐侵蝕/磨損性能比國外高出10倍左右，非常適合高侵蝕環境的最好的涂層。油管，用于減少管和管道的流動阻力。高度的靈活性和雙疏水性，低摩擦系數，可以改變的潤濕狀態的壁承受交變載荷，并具有疏油性和疏水性等性質，對于防結蠟和結垢有幫助。

2.4內襯含有聚合物材料

玻璃鋼的內襯，油管腐蝕薄壁襯套穿透普通的空間管的空腔，油管和襯圈與一個特殊的填充材料的粘合劑。管端用“T”型的密封件密封，“o”在中間的耦合，與端面的兩個特殊鋼型橡膠密封環密封，形成連續和完整的腐蝕襯里。

2.5添加化學腐蝕抑制劑，防腐蝕的化學抑制劑的過程是簡單的，耐腐蝕性更好

腐蝕抑制劑的基本原則是極性基團上物理吸附或化學吸附，形成吸附在金屬表面上的腐蝕抑制劑的抑制劑分子。因此，一方面，改變了金屬的表面和界面性質的充電狀態，有穩定化的傾向。所以，在金屬表面的能量狀態，并且改變的腐蝕反應的活化能，蝕刻速度變慢，另一方面，抑制劑對非極性基團的吸附到金屬表面上以形成層的疏水性保護膜，障礙和有關的腐蝕反應的電荷或物質轉移的腐蝕速率降低。然而，對于深的石油和天然氣井，井筒溫度和壓力管速度，使用的腐蝕抑制劑的效果，還需要嚴格的評估。

2.6電化學保護法

目前，該系統的開發石油和天然氣領域的電化學保護陰極保護犧牲陽極保護。然而，在地下的液體環境中的酸性條件下，不適合采用犧牲陽極的陰極保護措施，這將導致陰極油在惡劣環境下油井管腐蝕機理的保護涂層，氫的析出以產生氫腐蝕。對于深井的技術的使用無效。

2.7化學鍍

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一、前言

在原油開發生產過程中，隨著設備設施的長期運行，石油、天然氣中的硫對工藝設備和儲罐設備的腐蝕也日益加重，其中比較常見的腐蝕產物硫化亞鐵危害最大。

硫化亞鐵自燃案例

2012年8月19日，石西氣站全站停機，石西集中處理站對兩臺除油器進行清洗，下午18點30分放壓結束，對關聯工藝管線進行隔離封堵后，打開除油器人孔，再次檢查隔離封堵措施確定并無問題，準備用蒸汽車對除油器內進行蒸煮，就在此時現場監護人員突然發現2#除油器的人孔有黑煙冒出并帶有刺激性氣味。現場監護王某判斷冒煙現象是由于打開人孔后，空氣進入除油器內，與除油器內部罐壁的硫化亞鐵發生氧化反應，放出大量熱量引發硫化亞鐵自燃，隨即將現場情況逐級匯報，同時啟動了應急預案。

二、 硫化亞鐵產生途徑及自燃機理

1.硫化亞鐵產生途徑

硫化亞鐵（FeS）是黑褐色六方晶體，難溶于水，密度4.74g/cm3，熔點1193℃。硫化亞鐵產生的途徑比較多,大致可歸納為以下幾方面：

1.1硫與鐵直接發生化學反應生成硫化亞鐵。

化學反應方程式為:

Fe+ S= FeS

生成的硫化亞鐵結構比較疏松, 均勻地附著在設備及管道內表面,容易人工清除。

1.2大氣腐蝕生成硫化亞鐵

裝置停工或閑置過程中,設備附件長期暴露于空氣之中,會造成大氣腐蝕,從而生成鐵銹。鐵銹由于不易徹底清除掉,在生產中就會與硫化氫作用生成硫化亞鐵。

化學反應方程式為:

Fe+ O2+ H2O Fe2O3+H2O

Fe2O3+H2O +H2SFeS + H2O

該反應比較容易進行, 防腐不好的設備產生硫化亞鐵的可能性較大。

1.3電化學腐蝕反應生成硫化亞鐵

當有水存在時,儲存介質內含有的硫化氫和硫醇對油罐罐底、罐壁和罐頂內側金屬有很明顯的腐蝕性。

硫化氫溶于水并水解, 反應化學方程式為:

H2S = H++HS –

HS-=H++S2-

這是一種電化學腐蝕過程:

陽極反應:Fe Fe2++2e；

陰極反應:2H++2eH2(滲透鋼中)。

Fe2+與S2-及HS-反應化學方程式為:

Fe2++S2- = FeS

Fe2++ HS-=FeS+ H+

2.硫化亞鐵自燃機理

硫化亞鐵及鐵的其它硫化物在空氣中受熱或光照時，會發生如下反應： FeS+3/2O2=FeO+SO2+49kJ

2FeO+1/2O2=Fe2O3+271 kJ

FeS2+O2=FeS+SO2+222kJ

Fe2S3+3/2O2=Fe2O3+3S+586KJ

根據燃燒理論，燃燒發生有3個基本條件，即：可燃物、助燃物、點火源。油罐硫化亞鐵自燃必須在以上3 個條件具備的情況下才會發生，3個基本條件的形成過程如下：

2.1可燃物

通常油品的沸點都比較低，且具有較高的揮發性。在油罐內，揮發出的蒸氣不容易擴散出去，而是聚集在罐內，這樣就為燃燒或爆炸儲備了大量油氣。

2.2助燃物

在設備檢修過程中，當油罐排液、放空泄壓后，一般都會打開人孔，進行蒸罐或通風作業，這時氧氣就會不斷進入罐內，為燃燒或爆炸創造了條件。

2.3點火源

由于油品未經去雜質處理或雜質處理不徹底，里面含有一些還原性雜質。通常天然油品含有的還原性雜質主要是低價態的硫的化合物，比如硫化氫(H2S)，它和鋼制油罐容易發生氧化還原反應,隨著反應溫度升高，放出的熱量也相應增加，氧化還原反應產生的能量足以引起油氣的燃燒或爆炸。隨著氣溫升高，熱量不斷積累，使鐵銹表面油膜及水分蒸發掉，與空氣直接接觸，最后引起干燥的硫化亞鐵發生自燃，并引燃油罐油氣發生閃爆。

三、預防硫化亞鐵自燃事故的措施

1.從源頭治理，控制硫化亞鐵生產

單井井口脫硫工藝

單井井口脫硫工藝就是在天然氣中硫化氫含量高的單井安裝脫硫裝置，添加強氧化性脫硫劑將單質硫、硫化氫及其他類型的硫化物氧化后脫除，操作簡單，脫硫效率高，有助于減輕地面系統金屬管線、設備的腐蝕。

2.做好設備防腐，防止硫化亞鐵產生

做好設備防腐，采用涂料保護、滲鋁、化學鍍、陰極保護等技術防止硫腐蝕。

2.1涂料保護技術

涂料保護法是儲罐防腐常用措施之一，己開發出一系列新型防腐涂料，其中對儲罐防H2S腐蝕采用WF-40型和WF-70-1型涂料、E1涂料、環氧-呋喃涂料、氧酚醛涂料和聚氨酯涂料效果較好。

2.2滲鋁技術

滲鋁材料在多種介質中具有良好的耐蝕性，如耐高溫硫、環烷酸、低溫硫化氫等腐蝕。由于滲鋁后的金屬材料表面顯微硬度增加，同時還具有良好的耐磨性能。

2.3化學鍍技術

化學鍍是利用合適的還原劑，使溶液中的金屬離子有選擇的在經催化活化的表面上還原析出，成為金屬鍍層的一種化學處理方法。化學鍍鎳防腐蝕效果好，與碳鋼相比，可延長設備使用壽命2-5倍。含硫原油工藝設備經常受到H2S，SO2等腐蝕介質侵害，采用化學鍍鎳后取得了明顯效果，該技術已在高硫加工設備中得到了應用。

3.對設備改進，增加內噴淋裝置

在儲罐內的上部設置消防噴淋盤管。當油罐內油品已經抽空，要求進行清罐作業時，為防止在清罐過程中硫化物氧化放熱引起自燃，保障人身安全，可開啟罐內噴淋設施，降低溫度，從而降低火災危險性，預防事故的發生。

4.采用化學處理方法消除硫化亞鐵

易產生硫化亞鐵部位, 可采用下述化學方法處理:

4.1酸洗：可用稀鹽酸清洗來消除硫化亞鐵，但會釋放出硫化氫氣體，需額外加硫化氫抑制劑，以轉化并消除硫化氫氣體。

4.2鰲合物處理：特制的高酸性鰲合物在溶解硫化物沉淀時非常有效，不會產生硫化氫氣體，但實際價格較昂貴。

4.3氧化處理：可用氧化劑高錳酸鉀氧化硫化物，具有使用安全、容易實施的優點。

四、停工檢修過程中注意事項

1.施工前做好預防硫化亞鐵自燃事故預案。

2.檢修中控制可燃氣體含量，防止因硫化亞鐵自燃而發生著火爆炸事故。

3.檢修時應嚴格控制容器內溫度。

4.管線、設備吹掃清洗時，對彎頭、容器內部拐角等盲區要特別引起注意，打開人孔前，應仔細檢查低點排污是否暢通，是否排盡殘液，確保吹掃質量，防止殘油及剩余油氣的存在，從而避免硫化亞鐵自燃引發火災和爆炸。

5.檢修期間，特別是在氣溫較高的環境下，必須加強對檢修現場的巡查，發現硫化亞鐵自燃，應及時處理。

篇（7）

2電子信息智能紡織品導電材料的制備

近年來，研究人員在電子信息智能紡織品導電材料的制備方面做了大量研究，筆者通過分析歸納將不同導電材料的制備方法分為4類，如圖2所示。2．1混入法2．1．1編織法將導電紗線整合在織物結構中LiuY．［6］等人設計出一種應用在智能紡織品上的柔性可伸縮的磷酸鐵鋰電池，將LiFePO4作為陰極，Li4Ti5O12作為陽極，固體聚氧化乙烯電解質作為分離層鋪在陰極和陽極之間，然后將這3層放置在液體聚合物溶液中，在50℃下使溶液蒸發，最后3層合并在一起成為一個電池條。由于該種材料具有熱塑性，故此條狀電池可以被切斷或者拉伸，并混入織物中。據報道，單個的電池條只能提供約0．3V的電壓，若將8個聚合物電池條與棉布材料編織在一起(見圖3)，用銅和鋁作為導電線把它們串聯起來，可以支持1個3V的發光二極管(LED)持續發光數小時(見圖4)。圖3電池條織入棉織物形成的導電線程圖48個聚合物電池條供1個3伏LED燈發光KinkeldeiT．［7］等人提出一種紡織品一體化的電子鼻系統織物(見圖5)，將4種非導電聚合物分別在四種相應的溶劑中溶解，同時加入炭黑作為導電的填料，利用超聲波震蕩使顆粒分散均勻，從而制成4種不同聚合物復合材料的氣體傳感器。當氣體傳感器吸收有機溶劑后膨脹，聚合物內部的炭黑填料顆粒之間的距離會增加，使傳感器的電阻發生變化。據報道，若使用柔性聚合物基板作為氣體傳感器的載體，將柔性聚合物基板形成的薄膜條(見圖6)作為襯緯織入織物，在經向織入導電絲與柔性薄膜條接觸，檢測接觸點的電阻變化，可以識別不同的溶劑蒸汽并對其進行分類。圖5被織入織物的電子鼻系統圖6基于柔性聚合物基材制成的薄膜條ZyssetC．［8］等人選用柔性塑料基板作為電子元件的載體，將它們切成條狀編織進紡織品。通過織入導線，在導線、條狀柔性塑料基板以及接觸點之間形成相互連接而成的總線拓撲型的編織網絡(見圖7)。據報道，導線和柔性塑料基板之間的接觸點可承受20N的剪切應力，若將溫度傳感器集成到條狀塑料基板上，織物的抗彎剛度將提高30%。圖7帶有導條和導線的機織物照片2．1．2改變紗線結構設置導電層和不導電層Gu，J．F．［9］等人開發出一種高靈活度的、基于導電聚合物而制備的具有高電容性能的纖維。通過在兩個低密度聚乙烯的絕緣片之間添加一種導電聚合物，從而創建一個簡單的卷狀電容器，然后把它們卷成一個圓柱體，放進高密度聚乙烯。通過加熱，經小孔噴出紡絲，形成一個直徑小于1mm的纖維。據報道，該電容纖維(見圖8)容納電荷的能力相當于同軸電纜的1000倍。圖8中心具有兩個電極的圓柱形電容器纖維GuoL．［10］等人設計了一種基于針織物的傳感器，將不銹鋼纖維作為導電紗線的外包紗線，將聚酰胺/萊卡的混合紗線作為芯紗，制作具有導電性能的包芯紗，然后制成針織物并測量其導電性能。據報道，以聚酰胺/萊卡混合紗線作為芯紗制成的針織物，其導電性能相對于以聚酰胺單一纖維作為芯紗制成的針織物有所提高。BaeJ．［11］等人提出一種用于操作電容式觸摸屏面板的導電織物，將鍍銀的尼龍絲作為芯絲，將50/50棉/羊毛混紡紗作為外包纖維，利用傳統的環錠細紗機制造導電紗線(見圖9)。據報道，使用該種導電紗線可以織成具有導電性能的緯編針織物，采用該種緯編針織物制作的手套。可用于在極端寒冷的氣候下操作電容式觸控面板的屏幕。圖9導電的環錠紡包芯紗的橫截面2．2化學鍍法張碧田［12］等人選用尼龍織物作為待鍍織物，經表面粗化、膠體鈀溶液活化及解膠處理后，進行化學鍍鎳。據報道，鍍層中磷含量較低，有利于改善鍍鎳織物的導電性能，提高其電磁屏蔽的效果。甘雪萍［13］等人將滌綸作為基布在一定濃度的NaOH溶液中浸泡去油，然后在含有強氧化性的酸性KMnO4溶液中進行粗化處理，經SnCl2和HCl的敏化處理以及PdCl2和HCl的活化處理后，再進行化學鍍銅和化學鍍鎳。據報道，織物的表面比電阻隨著鍍銅量的增加而顯著減小，鎳磷合金鍍層質量的增加只能使織物表面電阻略有下降，見圖10。纖維表面隨著銅的不斷沉積而變得光滑，但是鍍銅時間達到15min時，纖維表面開始出現一些圓形的瘤子，并且經過化學鍍鎳處理后不能被鎳層覆蓋。圖10織物化學鍍銅、鎳后的SEM照片2．3聚合法2．3．1氣相沉積聚合法楊楠［14］設計出一套制備聚吡咯導電織物的方案，以緯平針織物作為基布，經過NaOH溶液的去油處理后，將試樣經過一定濃度的對甲苯磺酸水溶液進行摻雜劑摻雜處理，再將試樣經過一定濃度的FeCl3•6H2O乙醇溶液進行氧化劑摻雜處理，最后讓吡咯蒸汽緩慢均勻地沉積在處理過的織物試樣上，得到聚吡咯導電織物。2．3．2現場吸附聚合法狄劍鋒［15］等人選定以錦綸/氨綸長絲共同編織的經編針織物作為基質，制備聚苯胺/錦綸/氨綸復合導電織物。首先將錦綸/氨綸織物試樣浸入苯胺單體溶液進行單體吸附處理，然后將處理后的織物置于氧化劑過硫酸銨和鹽酸反應液中，制得墨綠色的聚苯胺復合導電織物，再用鹽酸、丙酮、去離子水分別洗滌至溶液為無色，烘干后即得到聚苯胺/錦綸/氨綸復合導電織物。2．3．3液相化學吸附聚合法胡沛然［16］等人以棉織物為模板，通過簡單的“浸漬－干燥”過程，制備得到規則的氧化銦錫導電網絡，再將其與聚二甲基硅氧烷樹脂復合，得到復合柔性導電材料。據報道，氧化銦錫導電網絡/聚二甲基硅氧烷柔性導電復合材料彎曲后的電阻率從20Ω•cm增長到80Ω•cm，僅增加了3倍，在彎曲同樣的角度后，氧化銦錫納米顆粒/聚二甲基硅氧烷柔性導電復合材料的電阻率從20Ω•cm快速上升到超過1000Ω•cm，增長了近50倍，導電性能下降非常明顯，因此得出，氧化銦錫導電網絡的使用能夠在彎曲狀態下有效地保持材料穩定的電學性能。2．3．4電化學聚合法Kim［17］等人采用電化學聚合法對錦綸/氨綸混紡織物進行聚合，在不同的聚合條件、伸長率和重復拉伸次數下測量織物的導電性能。據報道，織物伸長率在40%時，其導電靈敏度達到最大，如果再增加則伸長率變化不明顯。導電織物的導電率會隨著拉力的增加而稍微下降。2．4納米涂層整理LimZ．H．［18］等人提出一種氧化鋅納米棒導電紡織品，讓氧化鋅納米棒在普通的棉織物纖維上均勻生長，最后得到高結晶度的納米棒導電織物。經過機械性能測試可知，納米棒織物有較強的抗壓和耐水洗性能，在室溫下，該導電織物可用于氣體和光學傳感器，用來檢測氫氣和紫外線。ZhangW．［19］等人用單壁碳納米管制備導電紗線，使用聚乙烯亞胺對棉紗進行預處理，用以提高碳納米管的親和力，然后將基于碳納米管制備得到的導電紗線作為化學電阻，通過檢測其電阻變化，可以在室溫下檢測氨氣的濃度，制成氨氣傳感器，見圖11。

篇（8）

3.玉米不同生育期微生物群落研究徐瑞富，劉起麗，王一涵，XuRuifu，LiuQili，WangYihan

4.大豆動態株高及其生長速率與產量的相關分析黃中文，王偉，徐新娟，李金英，盧為國，HuangZhongwen，WangWei，XuXinjuan，LiJinying，LuWeiguo

5.南瓜主要病害與果實性狀的相關及回歸分析李新崢，孫麗，杜曉華，趙書青，LiXinzheng，SunLi，DuXiaohua，ZhaoShuqing

6.氨基酸液肥對美人酥梨果實品質和產量的影響張傳來，周瑞金，金新富，劉建國，ZhangChuanlai，ZhouRuijin，JinXinfu，LiuJianguo

7.蘋果和梨自交不親和程度的熒光顯微觀察周俊國，扈惠靈，張慧蓉，王娟，ZhouJunguo，HuHuiling，ZhangHuirong，WangJuan

8.基本培養基及植物生長調節劑對牡丹組培苗生根的影響劉會超，賈文慶，LiuHuichao，JiaWenqing

9.水楊酸復配物誘導黃瓜幼苗對枯萎病的抗性研究石明旺，宋以星，胡銳，ShiMingwang，SongYixing，HuRui

10.兩種測定雜色云芝胞外多糖方法的比較賈翠英，張玉輝，李蘭，JiaCuiying，ZhangYuhui，LiLan

11.赤霉素和多效唑對梨花粉萌發和花粉管生長的影響周瑞金，張傳來，ZhouRuijin，ZhangChuanlai

12.重金屬污染土壤的植物修復牛立元，NiuLiyuan

13.新鄉市城市綠地系統景觀格局分析周凱，魏景沙，王智芳，曹娓，ZhouKai，WeiJingsha，WangZhifang，CaoWei

14.小麥非淀粉多糖與木聚酶對大鼠小腸形態結構的影響賀永惠，王清華，王艷榮，苗志國，劉長忠，何云，HeYonghui，WangQinhua，WangYanrong，MiaoZhiguo，LiuChangzhong，HeYun

15.豬繁殖與呼吸綜合征組織病理學變化馬金友，劉俊偉，余燕，徐之勇，王天有，MaJinyou，LiuJunwei，YuYan，XuZhiyong，WangTianyou

16.河南科技學院學報（自然科學版） 不同水平有機硒銅鋅對肉雞生長性能及屠體性狀的影響葛亞明，寧紅梅，李敬璽，魏曉星，張陽陽，GeYaming，NingHongmei，LiJingxi，WeiXiaoxing，ZhangYangyang

17.禽流感病毒HA及NA基因序列比較分析胡建和，王青，杭柏林，王三虎，劉興友，HuJianhe，WangQing，HangBolin，WangSanhu，LiuXingyou

18.載銅殼聚糖微粒抗菌性能的研究苗志國，李國旺，劉長忠，常新耀，王永強，MiaoZhiguo，LiGuowang，LiuChangzhong，ChangXinyao，WangYongqiang

19.超聲波處理對淀粉性質及其酶解產物分子特性的影響孫俊良，SunJunliang

20.響應面法優化高凝膠性磷酸單酯淀粉制備工藝研究李光磊，龐玲玲，曾潔，LiGuanglei，PangLingling，ZengJie

21.香菇堿溶性多糖提取工藝的研究李波，蘆菲，南海娟，LiBo，LuFei，NanHaijuan

22.征稿簡則

23.澄清方法對山楂浸提汁澄清效果影響的研究梁新紅，張磊，LiangXinhong，ZhangLei

24.溶膠凝膠法制備混合硅烷毛細管整體柱張裕平，陳娜，葉雄文，楊占軍，ZhangYuping，ChenNa，YeXiongwen，YangZhanjun

25.自制萃取頭固相微萃取測定水中的有機磷殺蟲劑馮喜蘭，田孟魁，荊瑞俊，FengXilan，TianMengkui，JingRuijun

26.稻稈與煤混燒床料聚團的試驗研究馬孝琴，MaXiaoqin

27.化學鍍鎳工藝的鍍速優化研究劉貫軍，馬孝琴，王光宏，韓麗軒，安陽春，LiuGuanjun，MaXiaoqin，WangGuanghong，HanLixuan，AnYangchun

28.不銹鋼精密車削表面粗糙度試驗研究馬利杰，張明猛，趙永華，毛貽標，MaLijie，ZhangMingmeng，ZhaoYonghua，MaoYibiao

29.ω介子的產生和吸收反應截面李玉琦，范吉鈺，LiYuqi，FanJiyu

1.小麥品種百農矮抗58莖稈特性分析馮素偉，李笑慧，董娜，胡鐵柱，李淦，茹振鋼

2.新棉503品種產量構成因素與結構指標分析李哲，劉光萍，楊香玲

3.棉花新品種數量性狀的主成分分析與通徑分析齊子杰，劉光萍

4.櫻桃品種果實中營養元素含量的光譜測定張傳來，賈文慶，荊瑞俊，王尚堃，柴立英

5.毛白楊無性系冠幅、冠長與生長的相關性研究汪澤軍，李福英，閻東峰，李順燦，張玲玲

6.黃連木種子小蜂物候期與防治時期關系李福英，李順燦，張永才，何長敏，張玲玲

7.脂肪酶產生菌的紫外誘變選育張敏，黎繼烈，蔣麗娟，王衛，袁強

8.不同預處理方法對測定飼料微量元素含量的影響葛亞明，寧紅梅，李敬璽，劉俊偉，安志興，魏繼濤，侯向紅

9.副豬嗜血桿菌病病原的分離培養與PCR鑒定余燕，邵林，鄭紅玉，孟莎莎，李前瑞

10.固體超強酸Ni2+-SO42-/ZrO2-Al2O3催化合成己二酸二異辛酯田孟超，馮喜蘭，馮義昌

11.La-TiO2/Al復合薄膜的制備及其光催化性能研究亓新華，黃建華，劉明洋

12.鋰離子電池正極材料LiNi1/3CO1/3Mn1/3O2的合成井玉龍

13.低聚殼聚糖的性質和應用研究俞露，文九巴，陶建中

14.軸向振動鉆削的排屑性能分析馬利杰

15.波狀擋邊帶支撐裝置的設計與應用鄭繼旺，滕敏，胡盈真，洪新華

16.柴油-CNG電控雙燃料發動機的試驗研究與開發馮啟高，傅宇，

17.納米碳管表面化學鍍鎳的兩種方法比較姚嬌艷，賈德宇

18.液體流量計在線校準方法探討任曉燕，胡博HttP://

19.多彈種武器三自由度數學模型及仿真魯高奇，趙存華

1.SARS肺組織毒的分離及其全基因組cDNA文庫的構建胡建和，趙坤，王麗榮，杭柏林，李任峰，王三虎，劉興友

2.RNA干擾作用探究張新環，ZHANGXin-huan

3.氮在碳納米管結構變化中的作用河南科技學院學報（自然科學版） 曾峰，王必本

4.早播下提高超甜玉米田間出苗率的研究黃中文，王英

5.中熟中粳糯新品種鹽糯12的選育與高產栽培技術李進永，張大友，徐殿云，董軍芳，邵風康

6.硫對小麥籽粒蛋白質和淀粉含量的影響韓占江，王偉華，胡尚連，，郜慶爐

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我國的塑料模具技術水平在工業化進程中取得了巨大的進步，但與發達國家的塑料模具技術水平相比，仍存在著很大的差距，我國塑料模具技術水平有著很大的提升和發展空間。如何提高塑料模具使用性能及使用壽命，是當前塑料模具研究的一大課題。對塑料模具表面進行強化處理可以提高塑料模具表面硬度、耐磨性及耐蝕性，進而有效提高其使用性能及使用壽命。

1 塑料模具概述

塑料模具，即在塑料加工工業中與成型機配套使用，使生產出的塑料制品構型完整、尺寸精確的工具。例如，組合式塑料模具可以用于壓塑、擠塑、吹塑、注射、低發泡成型等多種制作方式，組合式塑料模具一般由凹模和凸模組成。其中，凹模具有可變型腔，由凹模組合基板、凹模組件、凹模組合卡板組成；凸模具有可變型芯，由凸模組合基板、凸模組合卡板、凸模組件、側截組合板、型腔截斷組件組成。我們可以通過凹模、凸模、輔助成型系統的組合變化來加工不同形狀、不同尺寸的塑料制品。

由于塑料品種繁多，加工方法多樣，塑料成型機及塑料制品結構有繁有簡，所以相應的，為滿足塑料制品的生產要求，塑料模具的種類和結構形式種類也是多種多樣的。由于不同塑料制品的成型方法不同，對應不同工藝要求，塑料模具可以分為擠出成型模具、注射成型模具、高發泡聚苯乙烯成型模具、吸塑成型模具等。

2 塑料模具性能要求及其失效形式

2.1 塑料模具性能要求

塑料模具與成型機配套使用時，溫度一般在150℃至200℃，這表明了塑料模具的使用過程中不但受到壓力作用，同時也受到溫度作用，依據塑料模具的使用環境及加工方法我們可以歸納出塑料模具的基本性能要求：（1）良好的型腔表面光滑度。高品質的塑料制品對型腔表面的粗糙值有很高的要求，塑料模具的型腔表面應進行拋光處理，減小表面粗糙度，一般來說，表面粗糙度應低于0.4um，以保證塑料塑料成品外觀良好且便于脫模。（2）足夠的表面硬度及耐磨抗蝕性。模具在工作過程中會受到較大的壓力和摩擦力，為保持模具形狀精度及尺寸精度，塑料模具成型面硬度必須保持在50～60HRC以下，塑料模具表面具有足夠的硬度，從而確保模具的剛度和耐磨抗蝕性符合技術要求。（3）優良的切削加工性。塑料模具有時要根據實際情況進行相應的切削加工和鉗工修配，所以塑料模具用鋼應具有適宜的硬度，以確保切削加工的順利進行。（4）良好的熱穩定性。由于塑料模具結構的復雜性，很難對成型模具進行二次加工，所以塑料模具制作過程中應選用熱穩定性較強的材料作為原料。保證塑料模具具有較小的變形率以及較小的尺寸變化率，保證塑料模具的尺寸精度及表面粗糙度。

2.2 模具的失效形式

塑料模具的失效形式主要有：成型面磨損及腐蝕、塑性變形、斷裂。

成型面磨損是指物料對模具成型面的摩擦作用使成型面產生拉毛現象，其根本原因是模具與物料間的磨擦作用。成型面的磨損程度與塑料制品生產過程中的壓力、溫度、物料變形、等多種因素有關。成型面的腐蝕則是指塑料制品生產過程中產生的腐蝕性氣體對模具型腔面產生腐蝕作用。此外，模具如果同時發生磨損與腐蝕現象，兩種現象交叉作用，也會加速模具的失效。

模具在持續受壓、受熱作用下，容易產生局部塑形變形而導致模具失效，這種失效形式稱為塑形變形失效。發生變形失效的根本原因是模具型腔表面硬化層厚度過低，模具變形抗力不足或模具熱處理時組織結構發生變化。

塑料模具結構過于復雜，在成型過程中存在的較薄的部位或者塑料模具回火處理不足，在塑料制品生產時受壓力及溫度的作用容易產生斷裂，稱為斷裂失效。斷裂失效是失效形式中危害最大的一種失效形式。

3 塑料模具表面處理技術

塑料模具的表面處理按照其工藝特點可以分為表面熱處理、電鍍及化學鍍、氣相沉積等。

3.1 塑料模具表面熱處理

塑料模具表面熱處理包括表面淬火和化學熱處理兩類。表面淬火是通過對模具表面進行淬火等熱處理，目的是通過模具表面的溫度發生較大變化，改變其組織性能。熱處理過程中，模具表面忽冷忽熱，使表層發生硬化，內部保持其韌性，使得模具變形小且性能增強。化學熱處理一般包括滲碳、滲氮、滲硫、滲硼等，化學熱處理能有效提高模具表面的耐磨性和強度，其中，滲碳、滲氮、碳氮共滲是最常應用的幾種塑料模具表面化學熱處理的方法。

3.2 電鍍和化學鍍

塑料模具表面電鍍包括金屬電鍍及復合電鍍兩類。對模具表面進行電鍍處理溫度低，塑料模具易加工是電鍍的顯著優點，常用的電鍍有鍍鉻、鍍鎳等。復合電鍍是指電鍍過程中，金屬與電鍍液中的固體微粒同時沉積從而形成鍍層，固體微粒可以按照性能需求選擇不同材料，復合電鍍可以增強模具表面的耐磨性、耐蝕性及耐熱性。化學鍍的均鍍能力以及深鍍能力優于電鍍，化學鍍可以使模具表面鍍層厚度均勻，鍍層致密且空隙較小。化學鍍的另一優點是化學鍍設備簡單，操作簡便。

3.3 氣相沉積

氣相沉積是利用氣相中發生的化學、物理過程，在模具表面形成成分為金屬、非金屬、化合物等裝飾性或功能性涂層。氣相沉積按照表面涂層成膜原理的不同可分為化學氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體增強化學沉積等三種。經過氣相沉積處理后，模具表面可具有較高的抗磨性、耐蝕性和抗氧化性，能顯示提高模具的性能及使用壽命。

4 總結

對模具表面強化技術的研究可以充分發揮塑料模具的發展潛力，有效提高塑料模具的性能及使用壽命，對推動我國塑料制品行業以及我國國民經濟的發展有重大意義。我們應重視模具表面強化處理的理論研究及應用研究，積極研發先進設備，以進一步推廣塑料模具的應用范圍。

【參考文獻】

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生活中處處有化學，化學與生活的聯系日趨密切，為現代生活的方方面面都提供了便捷，對科技的進步也起到重要的作用。如下所述是從幾個緯度來解析化學在各個領域的應用。

一、化學在衣食住行方面的應用

“民以食為天”，我們吃的糧食離不開化肥、農藥這些化學制品。1909 年哈伯發明的合成氨技術使世界糧食翻倍，如果沒有他發明的這個化學技術，那么世界上就有一半的人得不到溫飽。加工制造色香味俱佳的食品就更離不開各種食品添加劑，如，甜味劑、防腐劑、香料、味精、色素等等，它們多是用化學合成方法或化學分離方法制成的。轉基因食品、生態環保型服裝、智能材料等無不是化學給我們帶來的福音。山梨酸鉀，食用防腐劑，現在都是工業生產的，使得火腿腸等諸多熟肉食品、泡菜食品等可以比較長時間保存。亮藍等食用色素，也是工業生產的，使得我們的飲料色彩斑斕。

化學分析使我們知道，印度古工藝陶瓷餐具含鉛，會使人中毒，于是我們不再用印度古工藝陶瓷餐具用餐了，避免了大量印度、西亞以及歐洲的人因為餐具食物中毒。衣服的面料大都是化工產品，吃的食品藥品需要化學合成，建造房屋時水泥、涂料等都是化學品，汽車行駛需要使用汽油亦是化工產品。

再看我們住的房子，石灰、水泥、鋼筋，窗戶上的鋁合金、玻璃、 塑料等材料，哪件不是化學制品。離得了鋁合金的木制的窗戶，也離不開化學制品油漆，就算不用玻璃吧，像一些貧窮人家用的尼龍布甚至用的報紙，不是化學制品又是什么？還有我們的日常生活用品，如牙刷、牙膏、香皂、化妝品、清潔用品等等無一不跟化學沾邊，都是化學制劑。

二、化學在醫藥學領域的應用

因為有了合成各種抗生素和大量新藥物的技術，人類才能控制傳染病，才能緩解心腦血管病，使人類的壽命延長25年。人類的健康成長離不開各種營養品和藥品。如果沒有這些化學藥品，世上不知有多少人要受病魔的折磨，不知有多少人會被病魔奪去生命。

化學是一門是實用的學科，它與數學物理等學科共同成為自然科學迅猛發展的基礎，化學的核心知識已經應用于自然科學的各個區域，化學是創造自然，改造自然的強大力量的重要支柱。目前，化學家門運用化學的觀點來觀察和思考社會問題，用化學的知識來分析和解決社會問題，例如能源問題、糧食問題、環境問題、健康問題、資源與可持續發展等問題。

從公元前1500年到公元1650年，化學被煉丹術、煉金術所控制，為求得長生不老的仙丹或象征富貴的黃金，煉丹家和煉金術士們開始了最早的化學實驗，而后記載、總結煉丹術的書籍也相繼出現，雖然煉丹家、煉金術士們都以失敗而告終，但他們在煉制長生不老藥的過程中，在探索“點石成金”的方法中實現了物質間用人工方法進行的相互轉變，積累了許多物質發生化學變化的條件和現象，為化學的發展積累了豐富的實踐經驗。當時出現的“化學”一詞，其含義便是“煉金術”。但隨著煉丹術、煉金術的衰落，人們更多地看到它荒唐的一面，實際上，化學方法轉而在醫藥和冶金方面得到正當發揮，中、外藥物學和冶金學的發展為化學成為一門科學準備了豐富的素材。

基因療法、干細胞技術、生物質潔凈能源、納米生物技術等，人們要用化學方法不斷創造新的化學產品；創造新藥品戰勝癌癥、艾滋病、SARS 等病毒性疾病；戰勝老年性癡呆、心臟病與中風等影響健康長壽的頑疾。

從藥物的成分來看，絕大部分是化合物，特別是西藥中有相當大一部分是人工合成的。再從醫藥與化學的關系來看，從無機化學到有機化學、再到生物化學，藥物就是化學的產物。

三、化學在科學技術領域的應用

航空航天工業是化學鍍鎳的使用大戶之一，比較突出的應用實例是：美國俄克拉荷馬航空后勤中心，自1979年以來，以及西北航空公司自1983年以來均采用化學鍍鎳技術修復飛機發動機零件。

膠體推進劑在航天領域也起到不可或缺的作用，原本使用的 固體推進劑密度大、易貯存和運輸，但比沖較低且不能調節燃速， -100- 不能多次啟動。液體推進劑比沖較高且能在飛行過程中調節推力， 能多次啟動，但它們易燃、易爆、有毒、安全性低，而膠體推進劑可具備固體和液體推進劑的優點。航空航天工業使用的耐高溫耐腐蝕材料等絕大多數都是化工合成材料，對我國航天事業的發展起到了巨大的推動作用。

手機也是一個巨大的進步，而手機里高精密的電子板上有許許多多的化工材料以及鋰電池的應用都是化學為我們帶來的福祉。

四、化學在開發新能源領域的貢獻

利用太陽能和氫能源的研究工作都是化學科學研究的前沿課題。材料科學是以化學、物理和生物學等為基礎的邊緣科學，它主要是研究和開發具有電、磁、光和催化等各種性能的新材料，如高溫超導體、非線性光學材料和功能性高分子合成材料等。生命過程中充滿著各種生物化學反應，當今化學家和生物學家正在通力合作，探索生命現象的奧秘，從原子、分子水平上對生命過程做出化學的說明則是化學家的優勢。

化學與國民經濟各個部門、尖端科學技術各個領域以及人民生活各個方面都有著密切的聯系。

化學與人類的衣、食、住、行以及能源、信息、材料、國防、環境 保護、醫藥衛生、資源利用等方面都有密切的聯系，它是一門社會迫切需要的實用學科。保證人類的生存并不斷提高人類的生活質量，化學與現代生活息息相關。

參考文獻：

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中圖分類號：TH327

螺桿鉆具是目前國內外應用最廣泛的一種井下動力鉆具，其應用領域遍布常規、非常規油氣資源鉆井，地質勘探和地下工程。定轉子構成的馬達是螺桿鉆具的核心部件之一，可以把通過二者間隙的泥漿中蘊藏的動能轉化成鉆頭破巖鉆進所需的機械能。馬達結構復雜，暴露在惡劣的泥漿環境中，受到磨蝕等作用影響，失穩失效問題也日趨普遍，嚴重影響著螺桿鉆具的整體壽命。

1 轉子表面磨損過程

相互接觸的物體在相對運動中，表層材料不斷損失、轉移或產生殘余變形的現象稱為磨損，它是伴隨著摩擦而產生的必然結果，包括粘著磨損、腐蝕磨損和磨料磨損等。據統計，約有 80% 左右的機械零件是由于磨損而報廢或失效，馬達轉子也不例外。轉子相對于定子高速旋轉，做類似于純滾動的復雜運動，井下工作時，轉子與定子暴露在井下泥漿環境中，同時還要受到來自泥漿中對轉子有害的化學物質的腐蝕和固態顆粒的磨蝕。這些有害化學物質主要包括為了滿足其它鉆井工藝需要而添加的各種添加劑和未被有效分離的地層中固有礦物質，而固態顆粒主要是由難以被有效分離的破碎巖屑組成。由于定轉子材料不同，轉子表面材料強度較高，故粘著磨損輕微，主要磨損原因是腐蝕磨損和磨料磨損，而這二者都來自泥漿作用。為了避免轉子與泥漿的直接接觸，鉆井行業對轉子表面進行處理，增加表面涂層來隔離泥漿與轉子，目前通常采用的方法是在轉子表面電鍍硬鉻鍍層，以增大轉子的耐腐蝕性、耐磨蝕性和表面硬度。然而，我國電鍍工藝水平較低，轉子表面復雜又面積較大，鍍層難免存在弱點，導致短時使用后，馬達效率顯著降低，難以滿足現場需要。為轉子磨損后，硬鉻鍍層表面的形態，其中為表面被氯化物腐蝕后出現的孔洞，碎紋和孔洞將導致泥漿與轉子基體材料的直接接觸，而基體材料的綜合性能要遠小于硬鉻鍍層，從而磨損迅速加劇。轉子表面出現類似磨損后，定轉子無法密封泥漿，馬達效率迅速降低，不得不進行返廠修理。

2 試驗研究

2.1 試驗原理

在確定了主要研究對象的基礎上，對螺桿鉆具定轉子相互運動過程進行分析。螺桿鉆具剖面結構轉子表面在復雜橡膠定子表面做純滾動，而轉子自身則以定子為基準做行星運動。可以規避了次要因素，將多頭轉子在定子中的復雜運動簡化為單頭轉子在定子中的純滾動 。

2.2 試驗裝置

設計一套基于扭轉試驗臺，用于模擬井下工況，測試鍍鉻轉子表面在不同泥漿環境中磨損規律的試驗裝置。通過行星機構來實現定轉子的純滾動相互運動，以轉子作為行星輪，橡膠定子作為恒星輪，主動軸輸出電機轉速，帶動模擬轉子旋轉； 行星軸被固定，主動軸在轉動時，行星軸所帶軸承壓緊模擬定子，使得模擬轉子在模擬定子內高速轉動，構成“定轉子摩擦”； 將配置的泥漿充分淋浴在模擬試驗裝置上，構成井下泥漿環境。

2.3試驗測試對象

（1）表面加工工藝。螺桿鉆具目前普遍采用的加工工藝是電鍍硬鉻，受到了使用效果和環保等限制，該工藝愈來愈多地受到詬病，亟待發展新型工藝，如陶瓷鍍層、等離子噴涂鍍層等。本文研究了 5 種表面加工處理工藝，分別是等離子噴涂碳化鎢、等離子噴涂氧化鋁、電鍍硬鉻、化學鍍鎳、噴焊硬質合金。（2）井下工況（ 泥漿類型）。泥漿添加劑與巖屑是導致轉子磨損的主要原因，本文研究 5 種泥漿狀態：無水狀態，清水、含固相磨粒水、含固相磨粒普通泥漿、含固相磨粒鹽水泥漿。清水為日常試驗室用水，普通泥漿和鹽水泥漿（飽和） 均按照現有工藝配置。含砂指的是泥漿中含有體積分數為0.5% 的不能通過 200目篩網（邊長為74μm） 的沙粒。如上所述，本試驗的主要研究對象是多種轉子表面加工工藝在多種井下工況中的磨損情況，本試驗在常溫常壓條件下進行。

2.4 結果分析

測試不同泥漿作用下，高速運動轉子的表面材料徑向磨損單位高度所需要的時間。將所得試驗數據繪制圖表，以表面處理加工工藝試驗材料類型（ Type A ～ E） 為橫軸，磨損耗時

（ min） 為縱軸。通過試驗結果可以看出：（1） 等離子噴涂碳化鎢（ Type A） 和氧化鋁（Type B） 處理后的轉子試樣，在各種工況下耐磨效果明顯好于其它工藝處理的轉子，而以等離子噴涂

碳化鎢（ Type A） 效果最佳，電鍍硬鉻（ Type C） 效果最差；（2） 鉆井液中蘊藏的固相對化學鍍鎳（ Type D）和噴焊硬質合金（ Type E） 的影響明顯，對其他加工處理工藝不構成影響；（3） 鹽水泥漿對噴焊鎳基合金工藝（ Type E） 和電鍍硬鉻工藝（ Type C） 處理的轉子試件的腐蝕作用明顯，對其它處理工藝處理轉子試件影響不大；（4） 在各種井下工況下，各種螺桿鉆具轉子表

面材料加工處理工藝與材料耐磨性能逐漸降低（A～E） ，而各種工藝與材料對井下環境的敏感程度不同。

3 結論

通過測試不同泥漿條件下多種轉子表面材料的磨損情況，初步發現了不同螺桿鉆具轉子表面處理加工工藝與材料的損失規律。在保持現有轉子表面處理工藝所具有硬度的前提下，如果能提高其抗腐蝕性，將可以提高現有轉子的有效工作壽命。工藝允許的情況下，可以在硬鉻鍍層中加入某些耐腐蝕材料，并在一次加工成型后，提高質檢工作要求，對于露底（ 基體材料未被硬鉻鍍層有效覆蓋） 等瑕疵，進行修復，從而從根本上提高轉子的穩定性和工作壽命。