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钛合金职称论文答辩

发布时间:2024-07-07 04:57:41

钛合金职称论文答辩

职称论文答辩是一种有组织、有准备、有计划、有鉴定的比较正规的审查论文的重要形式。为了搞好职称论文答辩, 以下就给您提供一些职称论文的答辩问题。在举行答辩会前,要作好充分的准备。答辩会上,提问者要极力找出来在论文中所表现的水平是真是假。而辩方不仅要证明自己的论点是对的,而且还要证明提问者是错的。职称论文答辩问题:1.自己为什么选择这个课题?2、研究这个课题的意义和目的是什么?3、全文的基本框架、基本结构是如何安排的?4、全文的各部分之间逻辑关系如何?5、在研究本课题的过程中,发现了那些不同见解?对这些不同的意见,自己是怎样逐步认识的?又是如何处理的?6、论文虽未论及,但与其较密切相关的问题还有哪些?

开场白:

1、尊敬的各位答辩老师,早上好,我是来自2005级美术史论专业的某某,我的论文题目是《中国传统文化对现代广告设计的影响》。本篇论文是在某某老师的指导下完成的,在此,我十分感谢他长期以来对我精心的指导。以下是本篇论文选题的意义、文章的论点、论据、论证方法和文章结构。

2、各位老师上午好!我叫某某,是自学考试公安管理本科专业的学生,我的论文题目是暴力袭警与警察执法权益保障问题研究。首先,向各位评委老师不辞辛苦参加我的论文答辩表示衷心的感谢。

3、各位老师,下午好!我叫某某,是某某级某某班的学生,我的论文题目是某某,论文是在某导师的悉心指点下完成的,在这里我向我的导师表示深深的谢意,向各位老师不辞辛苦参加我的论文答辩表示

衷心的感谢,并对四年来我有机会聆听教诲的各位老师表示由衷的敬意。

结束语:

1、由于本人能力有限,论述过程中还存在很多的问题,请答辩老师提出宝贵的意见。陈述完毕,谢谢!

2、这篇论文的写作以及修改的过程,也是我越来越认识到自己知识与经验缺乏的过程。虽然,我尽可能地收集材料,竭尽所能运用自己所学的知识进行论文写作,但论文还是存在许多不足之处,有待改进。请各位评委老师多批评指正,让我在今后的学习中学到更多。

3、这篇论文论述过程中还存在很多的问题,有待改进,希望各位老师多批评指正。4、由于本人能力有限,论述过程中还存在很多的问题,请答辩老师提出宝贵的意见。陈述完毕,谢谢!

5、最后,我想谈谈这篇论文的不足之处。虽然我尽可能的收集资料并结合自己所学的知识进行写作,但由于实际工作经验不足仍使得这篇文章存在与实际联系不够紧密的问题,有待进一步的改进和研究,请各位评委老师批评指正。谢谢!

钛合金毕业论文

我写的《生物医用钛及钛合金的粉末冶金制备工艺研究》,发你一篇肯定不行的,学校都要求原创。当时我也是急啊,还好同学给的莫文网,很快就帮我搞定了,感谢啊思路:关键是实验部分,采用新的粉末冶金方法,以氢化钛粉代替传统钛金属粉末,作为成形和烧结的原材料。采用混合元素法,通过直接烧结TiHH2粉及合金氢化物粉,在烧结过程中直接进行脱氢,制备钛及钛合金。采用热膨胀仪,TG-DSC热重差热分析,X射线衍射(XRD),SEM及力学性能检测等手段研究了氢化物热分解脱氢过程、烧结致密化过程、烧结样显微组织和力学性能。首先对氢化物分解反应的热力学和动力学进行分析,为确定最佳脱氢-烧结工艺提供理论依据。

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电气自动化专业论文题目参考

1、130吨小型冷库设计与控制

2、专用可编程控制器的研制

3、基于VPVT控制算法的变风量空调系统的研究

4、基于四卷筒电气差动的抓斗卸船机控制系统研究

5、高速全伺服热收缩膜包装机的电气自动化设计

6、发电厂电气综合自动化系统的研究

7、成套电气控制柜总装课程实训课题设计研究

8、醋酸乙烯项目供配电系统继电保护的设计与实现

9、发电厂电气综合自动化管理系统的研究

10、火电厂厂用电监控系统及纳入DCS应用的研究

11、火电厂电气监控中主控单元的研究

12、现场总线应用于发电厂电气控制系统的研究

13、110kV变电所继电保护自动化设计分析

14、综合机械化在煤矿开采中的应用探讨

15、电控及自动化设备可靠性试验 方法 研究

16、发电厂电气监控系统发展的探讨

17、建筑电气工程自动化设计及实现分析

18、巷道堆垛机控制系统的设计

19、分析电气的自动化在电气工程中的融合运用

20、厚板厂冷矫直机区域全自动控制功能失效的原因分析及对策

21、电气工程及其自动化存在的问题及解决 措施

22、酰氯尾气吸收项目的仪电自动化设计

23、浅谈综合机械化在煤矿开采上的应用

24、电厂电气监控系统发展问题探讨

25、基于课程群及项目驱动的教学新模式探索

26、浅谈综合机械化在煤矿开采上的应用

27、电气工程自动化的智能化技术应用分析

28、火电厂厂用电监控系统的应用

29、发电厂电气监控管理系统应用方式研究

30、探析电气设备自动化控制中PLC技术的应用

31、基于低压电器的电气工程继电器自动化应用研究

32、电气工程自动化专业特点及其发展前景

33、浅谈电气工程及其自动化

34、水电站自动化控制与应用

35、发电厂电气综合自动化应用分析

36、沈海电厂200MW机组励磁系统及自动化装置改造分析

37、电厂电气监控系统初探

38、楼宇自动化在生活中的应用分析

39、高职自动化类专业的PLC课程教学改革探索

40、电器自动化调试系统探究

41、应用型高校电气工程及其自动化专业课程体系改革探讨

42、浅谈电力自动化节能设计技术

43、大型设备或构件高空从室外向室内吊装工艺

44、高职电气专业岗位化课程体系改革实践

45、提高自动化设备可靠性的智能控制系统的研究

46、探讨电气的自动化在电气工程中融合运用

47、发电厂电气综合自动化系统浅析

48、水电厂电气工程自动化监控 系统安全 防护探讨

49、提高中职PLC课程教学效果的策略

50、火车站警戒线监控系统设计

焊接技术及自动化论文题目

1、基于振镜扫描的激光微焊接技术研究

2、摩擦叠焊试验装置及焊接工艺研究

3、核电厂检修局部干法自动水下焊接技术研究

4、汽车白车身零部件激光三维切割与搭接焊研究

5、基于Agent及FEA的焊接加工过程协同设计系统研究

6、大厚板高强钢双面双弧焊新工艺及机器人自动化焊接技术

7、海底管道铺设焊接机器人系统研究

8、轨道客车用SUS301L奥氏体不锈钢激光叠焊技术研究

9、机器人双丝共熔池脉冲MAG高速焊及协同控制模式熔滴过渡行为研究

10、基于视觉及电弧传感技术的机器人GTAW三维焊缝实时跟踪控制技术研究

11、中厚板复杂轨迹焊缝跟踪的关键技术研究

12、送置焊剂片链超窄间隙电弧焊接方法研究

13、镍直缝管焊接成型设备与工艺

14、飞机油箱搅拌摩擦焊缝超声特征成像方法研究

15、基于激光加工技术的激光熔锡焊机理分析及实验研究

16、管道窄焊缝摆动电弧跟踪系统关键技术研究

17、基于磁控传感器的窄间隙CO_2气体保护焊跟踪方法的研究

18、铝合金中厚板窄间隙激光焊接技术研究

19、管道闪光对焊在线监测系统及焊接工艺研究

20、机器人管板自动焊接系统关键技术研究

21、重大装备结构模块螺柱焊焊接工艺的优化

22、专业集群视角下的高职院校校企合作研究

23、机器人焊接自动跟踪及FPGA控制器的研究

24、钢/铝异种金属激光深熔焊接数值模拟与实验研究

25、激光焊缝视觉测量系统研究

26、船舶船体建造中焊接质量控制的研究

27、管桩端板多工位机器人自动化焊接系统设计

28、环盘类零件机器人自动化焊接系统设计与仿真

29、马鞍型焊缝焊接机器人机构设计与仿真

30、工艺管道自动焊工作站研发及工艺推广应用

31、45钢-40Cr钢传动轴激光焊接工艺研究

32、基于移动及Windows平台的焊接技术研究所OA系统研发

33、金属网带机器人等离子弧焊自动化生产线及工艺参数研究

34、膜式壁焊机的设计与相关技术研究

35、四轴激光焊接控制的关键技术研究

36、汽车减震器活塞杆激光焊接专用设备的设计与研制

37、小型压力容器MAG单面焊双面成形技术研究

38、基于线结构光的管体直焊缝焊接质量控制算法研究

39、基于汽车座椅调角器激光远程焊接系统设计及工艺研究

40、光纤激光柔性焊接装备研发及TA15钛合金焊接工艺研究

机械论文题目

1、自主导航农业机械避障路径规划

2、煤矿机械电气设备自动化调试技术研究

3、机械加工中加工精度的影响因素与控制

4、三自由度机械臂式升降平台运动学建模及仿真

5、基于并联交错的起重机械节能装置设计研究

6、CNN和RNN融合法在旋转机械故障诊断中的应用

7、机械剪切剥离法制备石墨烯研究进展

8、机械压力机滚滑复合导轨结构设计研究

9、机械压力机曲轴、轴瓦温升自动控制设计技术

10、基于无线传感的机械冲压机振动监测分析

11、基于GNSS的农业机械定位与姿态获取系统

12、一种冗余机械臂多目标轨迹优化方法

13、基于湍流模型的高速螺旋槽机械密封稳态性能研究

14、基于多楔现象的微孔端面机械密封泄漏率分析及孔形设计

15、牵引变电站直流断路器机械状态监测与故障诊断研究

16、方钢管混凝土柱卡扣机械连接试验及有限元分析

17、机械电子工程与人工智能的关系

18、机械法与机械-酶消化法制备大鼠膈肌组织单细胞悬液的比较

19、机械制造工艺及精密加工技术研究

20、腐蚀减薄对X80钢管机械损伤凹陷过程中应力应变的影响

21、基于驻极体材料的机械天线式低频通信系统仿真研究

22、基于"J型锁芯"的机械锁芯结构创新分析

23、浅析我国烟草机械技术的发展现状和趋势

24、液滴分析仪的机械结构设计

25、化工机械密封件损伤数值模拟及维修对策探讨

26、一种镍基单晶高温合金的反相热机械疲劳行为

27、浅谈机械数控技术的应用现状和发展趋势

28、数控机械加工进刀工艺优化措施分析

29、基于STM32六自由度机械臂发展前景

30、机械工程自动化技术存在的问题及对策探析

31、机械设计制造的智能化发展趋势综述

32、RFID在机械加工中的应用探究

33、试论船舶机械设备维修保养中的常见故障及排除方法

34、探讨港口流动机械预防性维护保养

35、关于端盖零件机械加工工艺的设计要点分析

36、关于机械加工工艺对零件加工精度的影响研究

37、现代机械制造及加工技术分析

38、论机械设计加工中需要注意的问题

39、基于机械设计制造中零件毛坯选择的研究与应用

40、机械零件加工精度影响因素探析

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★ 对论文的总结和展望

特种加工机床范围较广,有几十个门类。包括:电火花加工(EDM)、电化学加工(ECM)、电解磨削加工(ECG)、化学加工(CHM)、电弧加工(EAM)、激光加工(LBM)、超声加工(USM)、离子束加工(IBM)、电子束加工(EBM)、等离子弧加工(PAM)、快速成型加工(RPM)、磨料射流加工(AJM)等等。 特种加工机床原属金属切削加工机床范畴,但由于特种加工机床与金属切削加工机床机理完全不同,机床功能部件的性能不同,以及它在国民经济中重要地位和作用等原因,2003年国家标准化管理委员会明确为与金切机床并行的独立的机床体系。1、特种加工机床主要特点 (1)特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分 随着特种加工技术的发展,一方面计算机技术、信息技术、自动化技术等在特种加工中已获得广泛应用,逐步实现了加工工艺及加工过程的系统化集成;另一方面,特种加工能充分体现学科的综合性,学科(声、光、电、热、化学等)和专业之间不断渗透、交叉、融合,因此,特种加工技术本身同样趋于系统化集成的发展方向。这二方面说明,特种加工技术已成为先进制造技术的重要组成部分。一些发达国家也非常重视特种加工技术的发展,如日本把特种加工技术和数控技术作为跨世纪发展先进制造技术的二大支柱。特种加工技术已成为衡量一个国家先进制造技术水平和能力的重要标志。这是特点之一。 (2)特种加工具有独特的加工机理 特种加工不是依靠刀具、磨具等进行加工,而主要依靠电能、热能、光能、声能、磁能、化学能及液动力能等进行加工,其加工机理与金属切削机床完全不同。能量的发生与转换、使能过程的控制是特种加工高新技术的重要部分。这是特点之二。 (3)增材加工是特种加工的重要发展方向 金属切削机床、特种加工机床一大部分是减材加工。我国从二十世纪八十年代末发展起来的快速成形(RP)加工技术是属于特种加工技术的一种增材加工的新领域。它利用分层制造原理(离散堆积)及分层处理软件,理论上可以制造任意复杂形状的零、部件,能适应高科技、个性化、小批量生产的需要,增材加工的RP加工技术已成为特种加工的特点之三。 (4)特种加工可以进行二种或二种以上能量的复合加工 一般来说,“组合加工”是指在一台机床上二种不同加工形式(能量)在加工过程中交替使用的加工方式;“复合加工”是指在一台机床上实现二种或二种以上能量(形式)在加工过程中同时作用的加工方式,例如,电能和声能、化学能和电能、光能和化学能、化学能和电能及机械能等复合,以获得高效或精密加工的效果,这是特点之四。 (5)特种加工技术应用领域的重要性和特殊性 特种加工适用于各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性、微细等金属和非金属材料的加工,以及各种新型、特殊材料的加工,在航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械、电子、轻纺、交通等工业中解决了大量传统机械加工难于解决的关键、特殊的加工难题。所以在国民经济的众多关键制造工业中发挥着极其重要的不可替代的作用。例如,在航空航天工业中各类复杂深小孔加工、发动机蜂窝环、叶片、整体叶轮加工、特殊材料的切割加工、钛合金加工等等。在军事工业中,例如核武器及高新技术武器几乎全是特殊材料和高新技术材料,各种零件的成形加工、各种孔加工、精密薄材加工等特种加工发挥着特殊重要的作用。这是特点之五。 (6)特种加工机床产量世界第一 由于特种加工机床应用领域的广泛性和重要性,在我国已形成由生产企业、大专院校、研究院所200多个单位组成的特种加工机床行业,其电火花加工机床的年产量就约达30000台之多,其产量为世界第一。是名副其实的生产大国(但不是生产强国)这是特点之六。 2、行业概况和现状 (1)我国生产的特种加工机床主要种类 特种加工机床种类较多,据不完全统计约有30多种。在我国已形成了产业化生产或具有一定产量的特种加工机床主要种类有: ①电火花加工机床:以电火花成形机、电火花线切割机、电火花高速小孔加工机等为主。 ◆ 电火花成形机:产量约3500~4000台/年。普及型数控电火花成形机(NCSEDM)约800~1000台/年。部分NCSEDM为当前国际水平,主要由独资及合资企业生产。 ◆ 电火花线切割机(WEDM):分高速走丝电火花线切割机(HSWEDM)和低速走丝电火花线切割机(LSWEDM),HSWEDM和LSWEDM数控化率均为100%,产量约25000台/年。LSWEDM属国产高档机床,为普及型数控机床,产量约占WEDM的3~4%,部分LSWEDM为当前国际水平,主要由独资及合资企业生产。 ◆电火花高速小孔加工机(HSEDM):产量约1500台/年。极大部分为手动型或点位控制型。最大径深比为1:300(也有1:1000的),其加工工艺指标与国外水平相当。 其他电火花加工机床均为专用机床。 ②电解加工机床 ◆ 电解成形加工机床:有普通型、数控型(包括展成加工型),产量约20~30台/年。 ◆ 电解去毛刺机床:都为专用机床,约15~20台/年。 ③电解磨削加工机床 都为专用机床,约十几台/年。 ④超声加工机床 ◆ 超声抛光机:有二种型式,一种为单一用声能的超声抛光机,一种为电火花—超声抛光机。产量约为150~200台/年。 ◆ 超声成形加工机床:产量较少。 ⑤快速成形(RP)机床 ◆ 选择性激光烧结(SLS)机床: 我国作为高新技术产品,产量约为30台/年。 ◆ 三维光刻(SL)机床:为高新技术产品,产量约25~30台/年。产品性能与国外相比差距已在缩小,但成形材料性能与国外相比还有相当大的差距。 ◆ 熔融挤压成形(FDM)机床:为高新技术产品,产量约30台/年。产品部分指标已达到国际先进水平。 ◆ 分层实体制造(LOM)机床:产量约15台/年。 ⑥激光加工机床 ◆ 激光切割机床:产量约100台/年。国内在大功率快速轴流CO2激光器的研制上落后,因而国内激光切割机的激光器都依赖进口(或国内组装生产的激光器)。 其他激光加工设备,如激光雕刻机、激光小孔加工机等产量不大。 ⑦等离子弧切割机 产量约15~20台/年。 ⑧高压水射流切割机床 我国的产量不大,约20~30台/年。 ⑨电熔爆加工机床 主要用于冶金及建筑行业等轧辊加工,为国家高新技术产品,产量约10~15台/年。 (2)特种加工机床行业总的产量、产值 ①总产量31000~32000台/年。 (2)总产值(按人民币核算) 电火花加工机床总产值约:17亿/年。 其他特种加工机床产值约:3~4亿/年。 总产值约:20~21亿/年。 (3) 特种加工机床的出口情况 ①出口量 主要为电火花加工机床及少量的RP机床出口,包括二个独资企业在内出口量约1100~1200台/年。 ②出口金额 总出口额约3500万美元/年

钛合金论文综述文献

我写的《生物医用钛及钛合金的粉末冶金制备工艺研究》,发你一篇肯定不行的,学校都要求原创。当时我也是急啊,还好同学给的莫文网,很快就帮我搞定了,感谢啊思路:关键是实验部分,采用新的粉末冶金方法,以氢化钛粉代替传统钛金属粉末,作为成形和烧结的原材料。采用混合元素法,通过直接烧结TiHH2粉及合金氢化物粉,在烧结过程中直接进行脱氢,制备钛及钛合金。采用热膨胀仪,TG-DSC热重差热分析,X射线衍射(XRD),SEM及力学性能检测等手段研究了氢化物热分解脱氢过程、烧结致密化过程、烧结样显微组织和力学性能。首先对氢化物分解反应的热力学和动力学进行分析,为确定最佳脱氢-烧结工艺提供理论依据。

摘 要:自剑桥大学D J Fray等人发表以TiO2直接电解提取钛(即FFC法)的论文后,研究由氧化物直接电解制取钛成为热潮。根据国内外已发表的相关研究论文,结合相关的研究成果,对电解法制取钛的研究进展进行简要总结。 关键词:FFC法;OS法;USTB法;EMR/MSE法;PRP工艺 引言 钛具有密度小、比强度大(强度与密度之比)、耐腐蚀、无毒、温度适应范围广的优良性质,而且钛矿藏储量丰富,地壳中钛的含量约为,在结构金属中居第四位,仅次于铝、铁、镁,它是当代最具技术魅力的金属材料。但钛与氧的亲和力较强,两者之间不仅会生成化合物,而且还能形成多种固溶体。当钛中的氧、氮的含量只为百分之几时,即足以使钛合金变脆,所以工业中对钛的纯度要求很高,导致制备钛的工艺比较复杂,如何在现有技术的基础上发展一种提取钛的经济有效的方法成了国内外专家关注的焦点 1 FFC 法的研究进展 FFC法简介 英国剑桥大学科学家Fray等人提出了熔融盐电解TiO2制备金属钛的FFC法[1]。方法一经提出便引起世界钛冶金科研工作者的广泛关注[2]。FFC 方法采用直接电化学还原,在无水CaCl2融盐中电解TiO2得到海绵钛,此方法已在实验室取得成功。FFC法有着成本低、产品质量高、周期短应用范围广等特点,是一种清洁的绿色生产工艺。 FFC法工艺过程 FFC法具体工艺过程是:将TiO2粉末压制成形,烧结后作为融盐电解槽阴极,石墨作阳极,以CaCl2融盐作为电解质,置于钛或石墨坩埚中,在800℃~1000℃下进行电解,所加电压为~,当电流通过时,阴极TiO2电离出氧离子,发生还原反应;而在阳极上,发生氧化反应,氧元素与碳结合生成CO2在阳极区放出,金属钛则留在阴极,从而得到的金属钛,其组织结构与镁热法生产的粒状、多孔的海绵钛一样,整个工艺过程中不存在液态钛或离子态钛。 电解反应如下: 阴极还原反应:TiO2+4e=Ti+2O2- 阳极氧化反应:2O2--4e=O2 总反应:TiO2=Ti+O2 电解简图如图1 所示: FFC法的优点: (1)工艺过程简单。原料和设备不需要什么特殊要求,流程短易操作。传统方法生产Ti时需要进行真空精练才能得到纯Ti;而采用FFC法生产,可以直接得到纯净的Ti,甚至用它可以直接生产出半成品的Ti产品[3],缩短了生产周期。 (2)反应温度低,一般在800~1000℃。表1列出了一些金属单质和合金的传统制备方法[4],这些方法大部分需要反应物在熔融态开始反应,其反应需要的温度较高。这不仅需要消耗很多的能量,而且高温对设备的要求也很严格,生产成本也会增加。 表1一些金属或合金的传统制备方法 合金应用传统制备方法 Nb3Sn,NbTi超导体熔融法,粉末冶金法 Nd-Fe-B,Sm-Co永磁体熔融法,粉末冶金法 Al,Mg,Be,Ni,Co结构合金熔融法 Ti,Ta,Co医学熔融法,粉末冶金法 Pt,Pd催化剂熔融法 (3)产物纯度高、杂质含量低,产品的形貌和粒度颗粒大小可以控制。如果能控制好电解时的工作电压以及电解时间,就可以使产物的氧含量降到很低,得到产品需要的形貌和颗粒大小。如FFC法制备的Ti产物氧含量仅为:200×10-6[5]。FFC法生产过程中可能污染产物的只有电解质熔盐CaCl2和NaCl,经过水洗可以将熔盐溶掉。 (4)生产成本低,原料易得,电解质廉价。电解所需要的CaCl2和NaCl熔盐廉价易得,而该工艺一般反应的温度低,也是降低成本的一个方面。而且该工艺可以省去铸造、机械加工等昂贵的加工工程,因此可以节省大量的生产成本。据报道,采用FFC法生产钛,其成本可以降低到仅为Kroll法的1 /2[3,6,7~9]。 (5)FFC法可以用于制备其它方法难以生产的金属或合金,如TiNi记忆形状合金。生产这种合金由于原料成分的配比和合金密度很难控制,不易生产。如果采用FFC法则简单多了,只要在制作阴极片时根据所需合金成分来配比原料中TiO2和NiO2的量,通过电解就可以获得事先要求成分的合金。又如W-Al合金,由于钨的熔点高于铝的沸点,所以采用传统方法制备极其困难,而利用FFC法制备这种合金就会变得很简单。 (6)FFC法被称为绿色环保工艺,而且可以实现连续化生产,不像Kroll法制备金属钛过程中出现的Cl2和TiCl4这些强腐蚀性的化学物质,是一种绿色环保工艺。 FFC法目前还存在一些需要解决的问题: (1)FFC法的电解脱氧机理还不是非常清楚,而且电解过程中的热力学和动力学问题需要进一步研究。要探讨影响电解工艺条件,以及在电解过程中如何控制这些条件使产物达到设计的要求。 (2)FFC法的电解脱氧过程效率很低,如采用FFC法电解一个几克的Nb2O5阴极片需要48h才能使其残余氧含量降低到3000×10-6[10]。如果进行较大规模的电解生产,要使产品中的氧含量降至较低的值,可能就需要更长的时间。所以如何提高电解效率,缩短电解时间是一个关键技术。 (3)在合金制备过程中,还有许多问题需要解决,比如合金中不同金属的脱氧、金属合金化,以及合金成分的均匀化等问题还需要进一步的研究。 (4)最关键的一点就是解决扩大化生产中遇到的问题。虽然工艺比较简单,设备操作方便,但是针对大规模生产能否重现实验室中理想的结果,以及如何生产出合格的产品,还需要更多的资金和人力去研究探索。 2 OS法 OS法简介 针对FFC法,日本Kyoto大学的One和Suzuki在2002年钛协会年会上首次提出了OS法[11]。其实质仍为CaCl2熔盐电解,是一种在CaCl2熔盐中钙热还原TiO2的工艺。 OS法工艺过程 其主要反应过程如下:在900℃时,CaCl2可以分别溶解摩尔分数为和20%的Ca和CaO。当电解电压在CaO分解电压(CaO在CaCl2中的电解电压只有 V )以上并在CaCl2分解电压(CaCl2的电解电压为 V)以下时,Ca2+在阴极被还原为金属Ca,阳极相应产生O2。如果阴极掺入了TiO2颗粒,将会得到含氧量很低的金属Ti。其电极反应为: 阴极反应:Ca2++2e→Ca 阳极反应:C+2O2-→CO2+4e 总反应:TiO2+2Ca→Ti+2O2-+2Ca2+ 据称,此方法可大幅度降低生产成本,并用来生产钛粉,与FFC工艺有相似的优缺点。其实验简图如图2 所示。 3 USTB工艺 USTB工艺介绍 由北京科技大学(USTB)研究团队提出的可溶阳极熔融盐电解的方式(USTB新型清洁钛提取技术)较好地解决了产品质量、稳定运行和规模扩大的问题(授权专利号:)。这种新型清洁钛提取冶炼新工艺以二氧化钛和碳为原料在1500 ℃左右的温度下碳热还原制备出导电性良好的碳氧化钛(TiCxOy)[13],并以此为阳极在400~1000℃的熔盐体系中电解,阴极上得到的碳和氧含量均低于5×10-4的金属钛(图3) 该方法主要分为TiC·TiO 固溶体的制备与TiC·TiO 固溶体的熔融盐电解制备金属钛两个过程。可溶性固溶体的制备TiO2与C粉或TiO2与TiC按摩尔质量比为1:2充分混合后,在2940~9800N/cm2的压力下压制成型,然后在1273~1673K 温度下真空烧结4h制得[14-15]。电解过程以烧结成型固溶体为阳极,碳钢棒为阴极,NaCl-KCl 共熔盐为电解质,在1073K温度下电解制取金属钛。其反应过程如下: 阳极反应:TiC·TiO→2Ti2++CO+4e 阴极反应:Ti2++2e→Ti USTB新型钛提取技术优势 (1)碳热还原工艺简单,还原效率高,以钛物料和碳质还原剂为原料能够实现低成本制备TiCxOy; (2)原料适应性好,钛物料可为各类氧化钛、富钛料及复合矿; (3)TiCxOy为阳极材料,电解过程中碳、氧结合为气体从阳极界面释放,无阳极泥产生,残极回收率高; (4)原料和产品分别在阳极和阴极,可以通过更换电极实现连续化生产。通过USTB新型清洁钛提取技术有望将金属钛的生产成本降低到现行工业化方法(Kroll法)的60%左右,被冶金业内研究者认为是最有希望实现工业化生产金属钛的新方法。 4 EMR/MSE法 EMR/MSE法简介 EMR/MSE 法是EMR 与MSE 法的联合方法[16]。IIPark 等人[17]为了降低还原产物中杂质的含量,研究出了EMR法;Suzuki在OS法基础上提出制取金属钙的MSE法。 EMR/MSE法工艺过程 EMR/MSE法是将盛有TiO2粉末或成型体的不锈钢容器沉浸在熔融CaCl2中,采用钙镍液态合金由EMR法制取金属钛,并通过MSE法电解溶解在熔盐中的副产物Ca2+再次合成钙镍合金,为后续反应提供还原剂。其中分别包括还原槽(EMR)反应和电解槽(MSE)反应,在还原槽(EMR)反应中二氧化钛与钙反应生成钛;在电解槽(MSE)反应中钙离子被电解还原成金属钙,还原槽生成的氧离子转移到阳极上与碳生成碳氧化合物。EMR 法工艺流程主要包括以下几步: 1)电解实验前将作为电解质的无水CaCl2在真空装置中干燥12 h(473K); 2)1173K 时将TiO2在氩气保护气氛下电解,TiO2的还原过程主要是通过还原剂合金释放的电子来完成的; 3)还原结束后,将不锈钢容器从反应器中拿出,用蒸馏水浸泡24 h以便溶解CaCl2,实验结束后用用醋酸和盐酸过滤得到钛粉; 4)用蒸馏水、酒精和病酮漂洗,最后在真空容器中干燥,最终可得到金属钛。其电极反应为: 阴极还原反应:TiO2+4e→Ti+2O2- 阳极氧化反应:2Ca→2Ca2++4e 总反应:TiO2+2Ca→Ti+2Ca2++2O2 电解装置简图如图4 所示: EMR/MSE 法的主要特点是TiO2不与还原剂直接进行物理接触,而是通过熔融CaCl2传导还原剂释放的电子给TiO2阴极。这不仅有效控制了杂质在产物中的积累,大大提高了能量利用率,而且还实现了金属钛还原过程与还原剂钙镍合金制备过程的独立进行。与Kroll法相比,EMR/MSE 法可以在保证较低产品杂质含量的情况下实现半连续化生产金属钛粉。但是,EMR/MSE法同样面临着产物与熔盐难以分离的问题。 5 PRP工艺 PRP工艺介绍 PRP工艺是Okabe在直接气相还原TiO2粉末的基础上提出的一种预成型气相钙热还原制备金属钛的改进方法[18-19]。 实验中,首先将TiO2粉末、助焊剂(CaCl2,CaO)、粘结剂(火胶棉)按适当比例混合充分后预制成一定的形状,在1073 K下烧结成型,然后置于密闭不锈钢容器中,在1073~1273 K温度下用钙蒸气进行还原,最后产品进行酸洗和真空干燥得到金属钛。反应过程钙蒸气渗入预制体中与TiO2反应生成海绵钛与CaO。反应过程见图5 为了更好地优化PRP工艺,科研工作者进行了广泛的研究。贾金刚等人[20]通过研究得出CaCl2对钙蒸气还原TiO2发挥着不可或缺的作用,预制品中的CaCl2在高温烧结过程中有水蒸气逸出并产生气孔,从而促进钙蒸汽进入预制品与TiO2充分接触,有利于还原反应的进行。万贺利等人[21-22]通过对实验影响因素分析得出,当TiO2与CaCl2质量比为4:1、钙蒸气还原时间6 h、反应温度在1273 K时,可得到平均纯度在的钛粉。PRP工艺的优点在于可有效地控制产物的纯度与形态生产规模可灵活控制,非常适合生产粒径均匀的钛粉。采用钙蒸气还原预制品,且预制品与反应容器无物理接触,使产品杂质沉积少而且更易于分离。但是,还原剂成本较高是PRP 工艺一直未实现工业生产的主要原因。 5 结语 金属钛凭借优异的性能,使其成为可取代铁、铝的21世纪金属,但由于目前世界上普遍采用的Kroll 法存在工艺流程复杂、生产周期长、成本高等缺点,使得钛的应用受到了极大的限制。FFC剑桥法,采用TiO2直接熔融盐电解法,缩短了工艺流程,但存在生产条件苛刻和电解电流效率低的不足,还有待进行深入研究。 EMR/MSE法较OS法提高了产物纯度与能量利用率,但产物与熔盐电解质的分离仍然非常困难。PRP工艺主要缺点是还原剂成本太高,一旦能够实现还原剂的低成本生产,PRP法无疑将成为最有可能实现规模化生产的金属钛制备新工艺。USTB工艺既克服了FFC剑桥法电流效率低的缺点,又充分保证了钛的纯度,仅通过更换电极便可完成产物与熔盐电解质的分离实现连续化生产,是目前最有望实现工业化生产的钛制备工艺。目前,工艺流程短、生产成本低、生产连续化是钛生产工艺的主要发展方向,USTB工艺和PRP工艺实现了实验室条件下低成本、短流程生产,经过工业化放大试验与研究后,很有可能取代传统的Kroll法,实现金属钛制备技术的跨越式发展。参考文献 [1] Chen G Z ,FrayD J , Farthing T W. 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职称论文答辩多少分合格

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医用钛合金质量检测论文

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医用钛合金的优点

医用钛合金不仅无毒、质量轻、比强度高,具有极好的生物相容性和耐腐蚀性,可用作植入人体的植入物等,是很理想的医用金属材料,而且钛在地壳中储量十分丰富,具有进一步开发的潜能,是理想并应用前景广阔的生物医学工程材料。

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