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一张图看懂建筑用无机保温材料
热度 2 grandcanyon7 2014-8-11 01:17
来源：新材料在线 www.xincailiao.com
2958 次阅读|2 个评论
Polhemus Fastscan Scorpion三维立体扫描仪手持激光扫描仪
cangdongbo 2014-1-20 12:21
使用FastSCAN对整个物体的表面进行平稳扫描，即可迅速得到该物体的三维尺寸——其扫描过程有如喷漆一般。物体图像可迅速出现在你的计算机屏幕上，扫描结果将结合任一种重叠扫描方式进行处理，从而显著降低了开发物体局部或非金属物体模型表面的次数。内部集成了FASTRAK技术，FastSCAN结合了方便的手持功能，可实时进行三维模型的“自动缝合”。扫描的数据可以很容易地被输出到业内标准的图形应用程序：动画/CAD设计/虚拟现实。选用数字化探笔可以准确地记录隐蔽处的位置和方向。 FastSCAN还包括了一个文件包大小的手提箱。 Scorpion由于采用双激光头，扫描速度是Cobra的两倍，适合于扫描复杂的物体。 功能： 当你需要一个快速又简便的方法产生三维图像时，FastScan手持激光扫描仪可以帮你实现梦想！ 1.便携：作为一个工业标准的易携带、重量轻的手持扫描仪，FastScan可以带你到从没有扫描仪去过的地方：考古挖掘地、作物栽培基地，甚至进入对光敏感的医疗监测室。从打开箱子开始，5分钟之内就可以做好准备工作。 2.快速：可以将被扫描的物品线条迅速编结在一起，得到一个精确的模型复制品。即刻产生三维图像：像是在变魔术一样，物体被扫描过的部分实时显现在你的计算机屏幕上，并将扫描过的部分进行交替处理。 3.多种图形输出格式：被扫描物体的三维图形数据可以被保存成12种以上的工业标准格式，可以用来做三维建模，图形设计，以及CAD项目。 4.运动物体的扫描：扫描仪中的魔力来自Polhemus公司的专利产品 FASTRAK 动作追踪技术。磁性追踪器用来确定扫描仪的位置和方向，使计算机能够完整地复制出物体的三维表面。这仅需给物体附上第二个追踪接收器。 5.公制或英制测量单位：允许以毫米或英寸来表示测量的单位。 应用领域： 动画制作、考古、建筑、广播和电影、计算机游戏、教学、工业设计、医疗、多媒体和网页制作、快速范例和逆向工程。 FastSCAN很轻，便于携带，可以到实物现场工作。因为采用手持方式，对于生理方面的扫描工作就免除了机械上的束缚。 这种扫描仪使用起来就像在喷漆：通过手握扫描仪的把柄，对着目标平滑移动，即时采集三维物体的表面数据。目标的图像同时显现在您的计算机屏幕上，扫描完的数据可以自动消除重叠的部分，极大地节省了三维非金属目标的建模时间。这些数据可以保存成标准的图形格式，应用在其它软件程序中。 FastSCAN Cobra 可以扫描非金属、不透明的物体。扫描仪通过投射一束激光到物体上，来记录物体表面的轮廓截面数据。嵌入的FASTRAK,被用于探测手柄的位置和方位，使得计算机能够重建全部的物体的三维表面。至于移动的扫描对象，可以在上面附加一个空间传感器。 扫描人物 手持激光扫描仪可用于数字化人物外形来制作动画、多媒体、特定的时装设计、生物医学研究等等。以下的例子表明扫描仪能够： 快速扫描保持静止状态的人 1.使用第二个空间传感器，把它固定在头巾上来追踪人物的运动。 2.可以旋转扫描得到清晰的图像。 扫描物体 手持激光扫描仪可用于动画制作、快速生成虚拟原型、三维测量、文物等模型化存档等。以下的例子表明扫描仪能够： 1.迅速数字化物体的完整三维表面 2.以标准的图形格式保存这些数据，应用在其它软件程序中。 技术指标 与计算机的接口：USB 自带软件 灵便、直观的图形界面 三维图形显示模式：点云，网格，可选是否叠加法线的平滑表面 三维控制：旋转，缩放，移动，中心点会聚 在屏幕上直接测量两点间距 可选分辨率，细小表面碎块的合并，外露层的切除 选定并删除某些表面；选定并删除某次扫描；设定背景和图像的颜色以及亮度。 可以输出的格式包括：3D Studio Max? (.3ds), ASCII (.txt), AutoCAD (.dxf), IGES (.igs), Lightwave (.obj), Matlab (.mat), STL (.stl), 虚拟现实建模语言 (.wrl), Wavefront (.obj), Open Inventor (.iv), 和Visualization Toolkit (.vtk) 分辨率 在距离被扫描物体20厘米范围内，可分辨到0.5mm；最佳可分辨0.1毫米。 扫描速度是每秒50线，线和线之间的间隔取决于激光头的移动速度，在每秒50毫米的移动速度下，分辨率是1毫米。 工作范围：发射天线和扫描仪之间可达75厘米距离；也可选用更大功率的发射天线（TX4），工作范围可达105厘米。 精度： 0.178毫米 环境要求：大的金属物体和强电磁环境会影响扫描的效果，透明/半透明的，黑色的，强反射的物体表面都会影响扫描效果，这些表面需要做人工的处理（如涂上白漆）。 标准系统构成： - 定制的电子处理器，11.0 英寸 x 11.4英寸x 3.6英寸 - 扫描杖长度为230mm - 激光器670nm, 1mW, Class II - 系统选项，如 可选的RBF软件：是用来修补没扫描地方出现的孔、洞（插值计算处理）；可自动进行洞穴填补，表面平滑外推，网格简化，以及输出封闭网格 - 自动填补洞穴 - 平滑的表面推算 - 保留扫描细节的网格简化 - 输出封闭的水密网格 - 通过更多统一的三角形使网格特色化 - 扫描低通过滤（平滑）处理 可选的Delta软件：是做物体表面测量和分析的软件。 例如，可以分别在美容手术前后对人的面部进行扫描，用Delta软件进行两组数据的对比，如鼻梁的高度，曲面形状等。譬如，同一颗植物，对比前后两天的形状数据，比较变化的特点。 可选的数字化探笔：提供的数字参考符号可以准确地指出标记点的位置和方向。扫描工作一旦开始，按动笔式扫描器上的按钮便可在追踪器空间系统中产生指示器的位置和方向。 可选的发射天线和接收器 可选不同功率和大小的位置追踪发射天线 可选不同大小的附着在被扫描的移动物体上的接收传感器 常见问题 我们研究虚拟作物，已经有了FASTRAK, 为什么还要买FASTSCAN? 如果利用FASTRAK去采集数据，在植物已经长高的情况下是比较繁琐。这时需要激光扫描仪，其实FastScan就是在FASTRAK基础上发展的手持三维扫描仪，手的相对植物的运动（远近，高低）不会影响采集数据的准确性。FASTRAK所带的LongRanger和Stylus，都可以和FastScan共享。 野外如何使用？ 如果在野外，因为FastScan需要交流电，就必须配备一个逆变器，可以把从汽车上的点烟器引出的直流电，变成交流电。 精度： 1mm 分辨率：0.178mm 范围：15英尺。 数据传输速度：每秒100线 用途:医疗、大学研究、军事仿真和训练以及计算机辅助设计 动画制作、考古、建筑、广播和电影、计算机游戏、教学、工业设计、医疗、多媒体和网页制作、快速范例和逆向工程
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无机非金属材料的抗菌性能
greenbz 2013-3-8 15:56
淄博博纳科技发展有限公司（王家胜） 河北工业大学（王丽娟） 摘要：本文介绍了抗菌功能无机非金属材料的国内外研究开发现状、抗菌机理，以及最新动向。 关键词：无机非金属材料 抗菌机理 抗菌陶瓷 抗菌性能 评价方法 生态环境材料 前言 随着人们对生活环境、卫生和保健的要求日益提高。在衣、食、住、行等方面都要考虑健康问题。人们将更加关注居住空间环境及用品的清洁、净化、人身安全等健康环境问题，因此抗菌功能材料及制品的应用将成为 21 世纪生态环境材料的主角。 本文详细介绍了抗菌功能无机非金属材料研究开发的国内外现状、抗菌机理和最新动向。 1 ．抗菌性无机非金属材料及制品 抑制细菌增长和发育的性能称为抗菌，杀死细菌或接近无菌状态的性能称为杀菌。具有抗菌或杀菌功能的材料则通称为抗菌材料。而在材料威分中添入的抗菌外加剂被称为抗菌剂。抗菌材料可分为天然系、有机系、无机系抗菌材料。其中有机抗菌材料对人体有一定损害，抗菌有效期短，主要用于使用温度较低的场合。天然系抗菌材料也多属有机类。无机抗菌材料耐高温性能强、抗菌作用持久，应用前景广阔。 无机非金属抗菌材料可归纳为：含金属离子的抗菌材料、金属氧化物抗菌材料、光催化抗菌材料、稀土激活保健抗菌材料等。 1.1 含金属离子的抗菌材料 含金属离子的无机盐或络合物类无机抗菌剂品种最多，用途也最广，产量也最大。金属离子杀灭、抑制病原体的活性按下列顺序递减： Ag Hg CuCdCrNi PbCoAuZnFeMnMoSn 但是由于 Hg 、 Cd 、 Cr 和 Pb 的毒性较大，实际上用作抗菌剂的金属主要为银、铜和锌。银的杀菌能力比铜大许多倍，比锌大得更多。 抗菌剂中常用的 Ag 、 Zn 、 Cu 金属离子的最小发育阻止浓度（ MIC ) 见表 1 。 金属离子与细菌进行相互作用，因此杀菌效果与其浓度和时间有关。 Ag 、 Cu 离子在不同作用时间中的杀菌最小浓度，见表 2 。 表 1 金属离子的最小发育阻止浓度 ( MIC ) ． ppm 大肠菌 金黄色葡萄球菌 Ag + 1.0 2.0 Zn 2+ 15.7 15.7 Cu 2+ 89.0 78.1 * MIC 值为 30 ℃ 的培养液中，培养 24h 之后测定值 表 2 银（铜）离子杀菌最小浓度（ MBC ） , μ g/ml 作用时间 大肠菌 黄色葡萄球菌 黑色葡萄球菌 1h 0.1(100) 0.5(100) 10(10) 24h 0.05(0.1) 0.05(0.05) 0.5(0.5) 48h 0.05(0.05) 0.05(0.05) 0.5(0.5) 但是金属离子受光或热条件的影响较大，一般不宜单独使用，因此常加在陶瓷载体上，做成缓释型抗菌剂。利用磷酸盐、硅酸盐等载体的耐高温性能，可解决抗菌材料的耐高温性能和长期使用问题。因此，目前含金属离子的无机抗菌剂主要是利用银、铜、锌等金属本身所具有的抗菌能力，通过物理吸附或离子交换等方法将银、铜、锌等金属离子固定在沸石、硅胶、磷酸盐等表面活性高的物质表面，制成抗菌剂。然后将其加入到制品中就可以获得具有抗菌性能的材料。 （ 1 ）银—— 沸石抗菌剂 银离子有很好的抗菌性能，而沸石具有吸附功能、分子筛功能、离子交换功能和催化功能。将沸石与硝酸银溶液浸泡、进行离子交换，制得银 - 沸石抗苗剂。银的含量为 2 5wt ％时， MIC 为 62.5 ～ 250ppm 。沸石有天然型和人工型，其分子式为： XM 2m O·Al 2 O 3 ·YSiO 2 ·ZH 2 O ，它有 30 多 种结构形式。 Si/Al 比的不同可表现出不同的结构和功能，离子变换能力由含 Al 量决定，这种抗菌剂一般在 850 ℃以上容易失效。 （ 2 ）银—— 磷酸盐抗菌剂 磷酸盐具有很强的吸附功能、离子交换功能和催化功能，因此银一磷酸盐抗菌剂是国内外研究开发的重点技术之一。但银 - 磷酸盐抗菌剂中一般含银 3wt ％左右，价格较高。尤其是银 - 磷酸锆、银 - 磷酸钛抗菌剂，尽管这类材料具有较好的抗菌性能和高温使用性能，但由于价格昂贵应用受到较大限制。降低银含量、继续提高抗菌性能和高温使用性能，开发复合磷酸盐无机抗菌材料技术是今后研究的重要方向之一。 （ 3 ）银—— 可溶性玻璃抗菌剂 将含银、锌、铜等抗菌性金属元素的化合物与 B 2 O 3 系、 P 2 O 3 系、 SiO 2 系玻璃一起熔化，经冷却、研磨，即可制得银 - 可溶性玻璃抗菌剂。用这种抗菌剂可以制成抗菌玻璃、抗菌陶瓷、抗菌塑料。 1.2 金属氧化物抗菌材料 日本山本元治等 1994 年申报了碱金属或 Ag 2 O 、 CuO 、 ZnO 等金属氧化物抗菌剂和抗菌搪瓷釉的专利。 Jawai 等检测了 MgO 、 CaO 和 ZnO 等氧化物的抗菌性，并认为其抗菌作用是活性氧引起的。矢作多贵江进行了 MgO 、 CaO 及 ZnO 对遗传物质 DNA 的损伤实验 ( 即变异性能实验 ) ，在变异和致癌物质苯并口 (Benzopyrene) 中加入浓度为 5mg/ml 的 MgO 时，变异菌数降低 1/2 。 J ． Sawai 等认为 MgO 、 CaO 及 ZnO 对抗变异和抗癌， Mg 对高血压、血管系统的疾病， Zn 对生殖系统的保健等都是有利的。可见金属氧化物不仅具有抗菌性，也有一定的保健功能。 1.3 半导体光催化抗菌材料 1972 年日本 Fujishima 和 Honda 报道了 TiO 2 电极上光电解水现象后，半导体光催化研究引起了国际化学、物理、材料等领域科学家的广泛关注。在纳米半导体材料制备、结构、性能、以及光催化理论等方面进行了尤为深入研究，发现 TiO 2 在环境保护方面具有广阔的应用前景，将引起下世纪利用太阳能净化环境的一次新技术革命。 具有光催化功能的半导体材料有 WO 3 、 TiO 2 、 Z rO 2 、 V 2 O 3 、 ZnO 、 CdS 、 SeO 2 、 GaP 、 SiC 等，最典型的光催化半导体材料为 TiO 2 、 ZnO 。由于 其它材料均不同程度上存在易发生光氧化、寿命短等缺陷， TiO 2 纳米半导体光催化材料技术引起了高度重视。 OH 自由基的 pK=11 9 ，它在酸性条件下是强氧化剂，在碱性条件下是弱氧化剂。 在与无机溶质反应时， OH 自由基通常起氧化剂作用，通过简单的电子转移可变成 0H - 离子；在与有机物反应时，其氧化剂作用是无选择性的，各种有机物均可被 0H 自由基分解。因此， 0H 自由基等活性氧自由基除可与细菌等作用。杀死细菌外，也可将 VOC 等有机物、 NOx 、 SO 2 、 NH 3 等无机物分解，起到净化空气的作用 。 1.4 无机抗菌材料制品 将无机抗菌材料加入到传统卫生瓷、釉面砖、塑料、涂料等产品中 , 可以生产多种抗菌制品，这些制品大部分是通过在产品表面涂膜或涂层的形式实现抗菌的。 (1) 抗菌陶瓷 日 本 TOTO 公司 ( 东陶机器 ) 开发的抗菌陶瓷，于 1993 年申请国际专利和日本专利，并向市场推出。该产品主要是利用光催化作用实现抗菌。如：光催化银系抗菌面砖，荧光灯下 1h 抗菌率为 97 ％，其价格为 6000 日元／ m 2 , 卫生洁具平均约为 7 万日元 / 个。 SHMITOMO CEMENT CO.LTD 开发了含银磷酸盐、氧化钛、硅酸盐系复合抗菌釉。 1994 年申报国际专利。石冢硝子公司 1995 年申报了利用含银抗菌性玻璃制备 抗菌陶瓷的专利。 INAX 公司开发的抗菌陶瓷也是用釉外加含银抗菌陶瓷粉的方法烧制而成的。 梁金生、金宗哲等专家与山东美林公司合作利用稀土激活技术开发成功抗菌卫生陶瓷， 1999 年通过山东省科技厅组织的专家鉴定，并投入批量生产。该技术于 2002 年 8 月通过了山东省科技厅组织的专家鉴定，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀抑率高达 96 ％以上。此外，淄博博纳科技发展有限公司用该材料与淄博华辰集团合作开发抗菌易洁墙面砖，经国家建筑材料工业环境监测中心检测对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀抑率达 99.2 ％以上。 (2) 抗菌搪瓷 搪瓷釉面光滑并含有金属氧化物，因此一般搪瓷表面也具有一定抑菌效果。为了进一步提高抗菌、防霉、自洁效果，人们正逐渐开始要求搪瓷浴缸、面盆、储水箱等搪瓷制品具有较好的抗菌功能。日本碍子研制的搪瓷表面可溶出碱金属氧化物或者 Ag 2 O ， CuO ， ZnO 等申请了防霉搪瓷的制造方法及其制品专利。 1.5 稀土无机抗菌功能材料 由于稀土元素具有独特的外层电子结构，且已在医学领域的抗菌消炎药物方面获得成功应用，这就促使人们开始研究市场前景更加广阔的建材和日用品抗菌功能开发所需稀土无机抗菌材料。美 国 Saad 等用稀土元素制造的碱硅酸盐搪瓷涂层材料含氧化铈 12-30 ％，具有一定的自洁功能。日本 NlPG 公司发明的防霉抗菌搪瓷涂层材料生产用抗菌性玻璃粉，含 Ag 2 O ： 0.05-20 ％， CeO 2 +TiO 2 ： 0.1— 2 0 ％。但上述报道中加入的稀土主要是以乳浊或改善釉面质量为目的，对稀土的抗菌作用未予关注。稀土与纳米二氧化钛材料复合后，可在二氧化钛禁带中增加表面能级，使材料在可见光照射下就可以产生大量羟基自由基、具有优良的抗菌和净化功能。 2. 无机非金属材料的抗菌机理 材料的抗菌作用，一般说是指某种材料对微生物的生命活动所产生的不良影响和后果。这种不良影响和后果最集中的表现就是影响微生物的生长、繁殖以至死亡。也就是说抑制微生物的生长与繁殖或杀死微生物的作用。抗菌材料和微生物之间的关系，可以看作微生物与环境关系，特别是对微生物有毒性的环境关系。材料抗菌作用机制有以下几个方面： (1) 干扰细胞壁的合成。细菌细胞壁的重要组分为肽聚糖，抗菌材料对细胞壁干扰作用，主要抑制多糖链与四肽交联的连结，从而使细胞壁失去完整性和对渗透压的保护作用，损害菌体而死亡； (2) 可损伤细胞膜。细胞膜是细菌细胞 生命活动的重要结构部分，因此如细胞膜受损伤、破坏，将导致细菌死亡； (3) 抑制蛋白质的合成。蛋白质的合成需要活化的氨基酸，且在各种酶参与下在核糖体上完成。抑制、阻碍和改变其中任何一组结构或其合成环节之一，都能导致蛋白质合成过程变更、停止，使细菌死亡； (4) 干扰核酸的合成。总的说是阻碍遗传信息的复制，包括 DNA 、 RNA 的合成以及按 DNA 模板转录 mRNA 等。 无机抗菌材料主要由银、铜、锌、稀土等抗菌性金属与各种载体复合制得，其中银抗菌性能最强。根椐报道，银离子及其化合物的抗菌作用为人们所知已有 1200 余年，并得到广泛应用。但是人们对抗菌作用机理认识仍不一致，归纳起来存在两种解释：一是银离子的缓释杀菌抗菌机理；二是活性氧杀菌机理。 2.1 离子缓释杀菌机理 银离子缓释杀菌抗菌机理是指在其使用过程中，抗菌剂缓慢释放出 Ag + ，因为 Ag + 在很低浓度下即能破坏细菌细胞膜或强烈地吸引细菌体中酶蛋白的疏基，并迅速结合在一起降低细胞原生质活性酶的活性，具有抗菌作用。因而通过缓释 Ag + ，无机抗菌剂可发挥持久的抗菌效果。 2.2 活性氧抗菌机理 银离子的活性氧抗菌机理认为：高氧化态银的还原势极高，在光的作用下，抗菌剂和水或空气作用，生成的活性 氧 O - 2 和 OH ， 具有很强的氧化还原作用。事实上，组成细菌细胞膜结构的主要成分之一是脂，其中大部分为磷脂。磷脂分子是以磷酸基或磷酸胆碱基为主的极性基团构成脂分子的亲水头部，而分布于细胞膜内外表面；其长链脂肪酸烃基为中性的疏水基团构成脂分子的疏水尾部，而分布于膜中心区。脂分子中脂肪酸烃链的长短和双键的数目会直接影响膜的性质。这样，当细菌微生物靠近抗菌材料表面附近时，抗菌材料周围产生的 O - 2 和 OH 自由基攻击细菌细胞膜导致； (a) 表征蛋白质二级结构中 - 螺旋含量改变；（ b ） C=O 双键的 1727cm -1 lR 峰强度增加，甘油基骨架的取向发生了变化； (c) 靠近极性区 C=0 基团增多； (d)C=0 双键减少，碳氢链不饱和度降低； (e) 膜蛋白二级结构损伤后很难恢复，损伤具有不可逆性。从而使材料具有持久的抗菌效果。 3. 抗菌功能无机非金属材料的最新发展动向 3.1 多功能健康陶瓷材料及其功能制品 将天然矿物材料组份优良的热电特性、自极化特性与稀土纳米复合材料中稀土元素协同增效，制备成功多功能健康陶瓷材料。该陶瓷材料不仅具备优良的抗菌性能，还具有辐射超强远红外线、活化水的多种有利于人体健康的新功能。经权威部门检测，开发的新型陶瓷材料的红外辐射率可达到 90 ％以上，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀抑率可达到 99 ％以上。在陶瓷、玻璃、酿酒、烟草、引用水净化、环保等多种行业具有广阔的应用前景。 3.2 稀土／纳米氧化钛无机抗菌净化功能材料 为有效克服 TiO 2 类光催化材料在紫外光条件下才能具有较好抗菌及净化空气功能的不足，实现室内条件下光催化抗菌和空气净化的研究目标。文献系统研究了我国富产的稀土元素铈对纳米 TiO 2 晶体结构、显微结构、表面电子结构、紫外吸收光 谱以及产生羟基自由基 (0H) 性能的影响。制备的稀土纳米 TiO 2 光催化抗菌净化功能材料，在室内光条件下就具有优良的抗菌和空气净化性能。 3.3 稀土／复合磷酸盐无机抗菌材料 为实现不降低抗菌性能前提下减少抗菌材料中贵金属银元素的含量、降低成本、有效克服变色难题的研究目标。综合利用银和稀土元 素的抗菌作用以及稀土元素稳定银离子的作用，以复合磷酸盐为载体，将稀土与磷酸盐复合制备的稀土／复合磷酸盐无机抗菌材料，可以在可见光条件下也可以产生大量羟基自由基，具有优良的抗菌性能。 3.3 稀土／粘土纳米复合无机抗菌材料 具有层状结构的粘土材料能与金属离子进行离子交换。将抗菌性离子交换到粘土层间，一方面可使材料有效避免变色问题；另一方面也可避免抗菌离子的团聚，使抗菌元素分散得更均匀，从而使抗菌性能得到充分发挥；另外还可以实现抗菌离子的缓释效果，进而提高材料的抗菌有效期 4. 结语 无机抗菌功能材料是近年国际上刚刚兴起不久的热点研究课题。抗菌材料由原来主要用于食品和医疗方面，向建筑材料的无机抗菌、空气净化等生态健康功能方向发展。特别是具备抗菌、辐射远红外线、易清洁、多功能健康陶瓷材料，对于提升陶瓷制品向功能化、健康化、生态化方向发展具有巨大的推动作用。预计 21 世纪将发展为兼有抗菌和净化功能的生态环境材料。这些新材料多是以原来材料为载体，外加稀土元素、光催化剂、抗菌剂、辐射远红外线外加剂等添加剂来协同增效，提高材料及其制品的生态健康功能。
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宇宙结构学 上篇
liuyuejin 2012-10-31 07:57
宇宙结构学 上篇 太阳系的形成 目录 星系的形成与恒星的发展 太阳的构造与表壳的结构 形成层的形成 水的形成过程 为什么地球有水而金星没有水 为什么几个气态行星物质基本一样 为什么几个气态行星的体积一个比几个大 脱壳喷发出去后是怎样形成的行星 行星的轨道是怎样形成的 在小行星带上为什么没有形成一颗星 非金属层的形成 金属层的形成 分解层的形成和结构 太阳系内的行星 与众多卫星不同的月球 太阳黑子是什么 星系的形成与恒星的发展 我们所在的空间是物质内的空间，物质是空间内的物质通过凝聚与分解形成和发展出不同层位的物质，形成了不同层次的天体结构，而我们只是在一个层位物质形成的天体结构当中，是天体结构不断分解过程中形成的某一个层次内的一个结构性天体内一段物质形成的一种天体，它也是这个天体在不断分解过程中形成的，它就是我们星系这段物质形成的星系。 星系在今天看来它也是一个看不到边的一个群落，它也是一个天体从形成到分解的物质流程中的一段，是我们所在的这个结构性天体从凝聚到分解物质流程中所形成的天体当中的一种，是物质的凝聚形成了星系通过分解再释放出去。我们所看到的一切只是这个结构性天体的一段物质形成的天体——星系复制与分解的空间，是星系从形成到分解的一段物质转化过程，是这一结构性天体在分解过程中形成了各个阶段物质所对应的天体当中的一种，从凝聚走向分解。 我们所在的银河系也只是这个结构性天体在分解过程中不断形成的各个阶段物质当中的一段——星系物质不断复制形成的星系当中的一个。是通过凝聚复制出无数颗恒星而形成了星云，每颗恒星又是通过凝聚复制出各种各样的元素来营造出一个分解的构造与环境来完成元素的分解与转化，一个星系也正是通过每颗恒星完成元素阶段的物质转化过程从凝聚走向分解。 我们的银河系在形成之初是通过凝聚形成了一个庞大的物质团（黑云物质），也就是我们这个星系的基本物质在凝聚过程中形成了原始的恒星（粉红色的），原始恒星是通过过渡进入到了恒星的复制过程，在凝聚时的聚变产生的高温和分解时释放的物质产生的作用力使每颗恒星产生自转的同时恒星的体积不断加大，每颗恒星在丰沛的基本物质中凝聚，在自转形成的离心力作用下在恒星的表面汇聚的物质呈雨滴状分离出去，一个个小星体就是这样诞生的，由于分离出去的小星体都是启动了的聚变物质，每一个小星体又可以自行进行物质的凝聚与分解，小星体逐渐长大后再用同样的方式继续复制，这种发展模式在数量上恒星增加的速度非常快，很快就在基本物质中形成一个星团，这个阶段恒星的发展被成为星爆。 随着星团内的恒星数量上的增加，星团的温度也是与日俱增，随着温度的增加，星团也开始有了自转并不断加快，由于星团旋转，不断增加的恒星随着离心力的增加而逐渐向旋转的平面发展，处于星爆期间的恒星发展的很快,很快就从一个星团发展成为一个星盘。 一个星系的大小与形成这个星系的基本物质有关，从许多星系的图片中就可以看到像黑云一样的物质，所有的星系都是从它的中间发展起来的，一个星系的成长过程也就是物质的转化过程，黑云物质的消失也就是意味着造星过程即将结束。 我们所在的银河系并不年轻，已经由当初的盘状演变成今天只有几个大旋臂，我们的太阳又是在其中的一个大旋臂的边缘一颗很普通的恒星，我们的太阳也正是在银河系形成过程中用离心的方式复制出的小星体，在空间内吸附当初凝聚而形成的基本物质。 在自然里我们得到的氢的同位素氚和氘，在逻辑上的推断它们很有可能是形成我们这类星球的物质，从物质的结构上到物质的引力它一定是我们的同类物质,星系物质，宇宙间物质的引力是相对的，物质与物质之间不是随便就可以产生引力的，另外这种物质出现在我们的地球上一定是我们的太阳系形成时留下的。根据它们的结构来推断一个星系凝聚后的基本物质很可能就是氚，在结构上一个氚的原子核内是一个质子和两个中子与一个核外电子所组成。一个小星体的形成和形成后所吸附的星系基本物质就是聚变中的氚，在星体表面聚变是分解着氚中的一个中子，聚变后原子核内的两个中子中的一个分解而形成了一个新的物质氘成为星体的主体物质，在聚变中分解的中子所产生的物质向外辐射所产生的作用力来克服星际间的引力，保持着星际间的距离，就这样我们的太阳系与众多恒星一道从一个小星体逐渐成长为一颗成星，完成恒星的凝聚阶段。 我们的太阳在星盘内凝聚着氚的同时，分解着中子聚变后的氘成为了星体的主体物质，经过不断地分解与凝聚，恒星的星体不断地加大，与此同时星体内部的压力也是随着星体的加大而不断地增加，当星体内部的压力达到一定值时，在中心核区的氘便会自然地启动并引发氘的核聚变，聚变还是氘中的中子分解，分解后的物质穿过星体并释放出去。原来氘中的中子消失，原子核中就只有一个质子和一个核外电子，这就是氢，这个聚变过程也就是氢的诞生过程。 中心核区只是在恒星中心的一个区域，可能只有恒星半径的几分之一，由于聚变后的氢与氘在比重上相差很大，还要有一个置换的过程，聚变后产生的氢要向上，向恒星的表面升浮，氘则要向中心聚集，这样就形成了第二次、第三次……的间歇式氘的核聚变，一个以氘为主体物质的恒星就是经过这种方式一次次地聚变完成了物质转换，一个原来以氘为主体物质的恒星就这样变成了以氢为主体物质的恒星来，这就是一个恒星分解阶段的基本物质。 一颗颗恒星只是一个星系这段物质分解过程中的产物，是聚变形成了基本物质，又是聚变与分解复制和形成了颗颗恒星，是中子的分解在形成星体时物质得以改变，是中子的再一次分解，使每颗恒星又有了元素物质的基本物质，只有这样这段星系物质才能完成物质的流程，只有通过元素的凝聚才能使这段物质从凝聚走向分解。 一个星系形成之初并没有一颗恒星，这个过程我们了解的非常少，甚至说一点都不了解，一颗原始的恒星（粉红色的）是由什么物质凝聚而成的呢，在过渡过程中又是怎样变成蓝色，在星图NGC-1132里看到的正是一个星系发育的初期，这些物质是什么，如何进行的凝聚，无法了解，仅仅知道每个星系是这段物质从聚变走向分解的一个单元，在这个单元内一切尽可能地分解。从我们看到的行星及其他的卫星表面没有一个能保持着原始的表面地貌，都有或多或少，或大或小的陨石坑，但这都是小的，我们可以想一想太阳出现黑子的原因，其实它与苏梅克彗星撞击木星表面的过程是一样的，只是这个过程我们没有观察到，作为一颗恒星出现这样的事是很正常的，一颗恒星不仅仅要有一套自己的分解系统，还要清理这些没有得到分解的物质，所以一颗恒星在受到这些外来物体撞击后还要有自我修复的能力，并且在受到撞击时表面又不具有弹性而平静的吸收能量，那么我们的太阳是什么样的结构？它又是怎样完成元素物质的分解过程？ 太阳的构造与表壳结构 我们的太阳是一颗运行在分解阶段的恒星，也就是处于元素物质分解阶段，我们看到的表层是正在进行着凝聚而发生着聚变的表面。太阳整体就像一颗无黄的鸡蛋，其表面是正在运行着聚变的元素物质形成的表壳，表壳之下是太阳的基本物质。我们可以重新看一看元素周期表，元素物质的发展过程正是太阳在元素物质这一段从凝聚走向分解的过程，也正是门捷列夫所划分的那样，元素物质通过凝聚形成的七个周期层，而在功能上又形成了非金属层、金属层、形成层和分解层。 我们所看到的太阳表面只是第三周期层里的物质形成的表面，主要是以硅化物为主的非金属层，在非金属层之下是以第四、第五和第六周期层里边的镧系物质形成的以金属为主的金属层，而镧系在功能上又是一道形成在第五周期层与第六周期层下面的第二周期层里的锂、铍、硼、碳和氮形成的一个层面称之为形成层之间形成一道封闭层，在形成层之下是分解层，是第七周期层物质与第六周期层镧系后面的硬金属和软金属元素相互配合所形成的分解层。在分解层的下部还有一个功能性结构，那就是有铀、金、鎿和钚等形成的另一个封闭层来控制通过分解层的物质流量，来保证凝聚与分解的平衡。 那么元素物质在表壳内是如何运动的呢？在表壳底部的氢要通过底部的钚聚变到镅带入封闭层才能进入到第二周期层，从氢聚变到氦，再聚变到锂而形成层里碳之后的氮也要通过镧系形成的封闭层向上升浮，在升浮过程中从氮聚变到氧、氟、氖来到非金属层之下聚变出钠，形成并发展出第三周期层里的物质继第三周期层之后继续聚变出第四、第五和第六周期层里的镧系物质。这一段正是表壳里的金属层，在镧系之后物质继续发展，聚变出大比重的硬金属通过形成层，来到底部聚变出金，在金之后又聚变出比重略轻的各种软金属，形成了各个层次之后聚变出第七周期层物质重新进入软金属形成的分解层，在底部的钚聚变到镅的过程中把氢带入封闭层，而镅留在汞层进入分解状态。 从表面上看不断出现的元素物质通过这一上一下完成了从凝聚到分解，其实并没有那么简单，在这个过程中通过聚变产生出不同的特性、不同的比重元素来首先构筑形成层，用聚变时间长的锂、铍、硼、碳形成了表壳的基本框架，在碳之后又用几大气体元素把物质输送到顶部，聚变出第三周期层里的物质，又利用熔点和比重的关系把硅留在了最外层，形成了厚厚的以硅化物为主要物质的非金属层。在每一个周期层里的物质都会聚变出比重不同的元素来完成每一个元素物质的上上下下的运动，形成一个周期层的组建，每一个周期层的元素用每一个元素的特点汇聚在一个层面来承载着每一个周期层的作用，由不同元素而形成的这七个周期层相互配合，精准地完成整体功能。完成元素物质凝聚的每一个，完成元素物质形成的每一个周期层，完成元素物质从凝聚走向分解。 元素物质以前总是以为从前到后元素的比重是越来越重。其实并不是这样，而是与这毫无关系，不管是质量、重量还是引力，都是物质元素为物质的凝聚与分解，使每一种元素所具备的不同特性和比重，可使每一种元素在表壳里的不同位子完成其各自的使命。如果我们把元素周期表里的元素列在表格里，不同比重标定出不同的高度，再用线把他们连起来，就可以看出每一个元素的质量与电子量毫无关系。在更大的范围内还是没有离开物质的凝聚与分解的宗旨而物以类聚。 形成层的形成 之所以称之为形成层是因为整个表壳的形成和发展都是通过形成层来完成的。都是在形成层之内形成了非金属层，金属层和最后的分解层。表壳形成之初通过聚变产生大量的聚变时间长的几种元素锂、铍、硼、碳构筑和形成了结构性构架——形成层，正是当初形成层形成后在底部的碳聚变出一系列气体元素，通过升浮来到表层形成了非金属层、金属层和最后的分解层。 一个成星在氘的核聚变发生后通过一次次的间歇式核聚变产生出一批批氢，每一次聚变过后氢与氘便进行置换过程。不断升浮的氢与下沉的氘交换位子，一次次聚变恒星内的氘被越来越多的氢所取代，从星球中心开始缓缓地向上，向星球表面升浮。在恒星发生氘的核聚变的同时，恒星表面氚的核聚变也就停了下来。在聚变中的星球不仅仅表面温度很高，在表面之下很深的地面温度依然很高。缓缓上升的氢所遇到的氘是越来越热最终将氢引发并启动了氢与氦的聚变过程。由于温度越来越高，远远高于元素物质的聚变温度，索性这时上升的氢是越来越多，使之在聚变的同时一部分氢发生了气化，随即喷出星体，来到表面，并把多余的热量带了出来，下落的氘与上浮的氢形成了一个峰面，一方面不断气化的气体喷出体表，另一方面上浮的氢与下沉的氘形成置换来完成氢与氦的聚变过程。 从最初启动聚变的地方开始，就像原点一样分成两个方向，一个是上浮的氢顶着高温的氘不断向上发展，另一方面在原地扩展着这刚刚形成的形成层，在这两个方向扩展的同时，物质不仅仅从氢聚变到氦，还要逐步聚变出锂、铍、硼、碳，由于不断的聚变，物质的变化,比重的改变。锂成为了这个层次的浮体，聚变出的铍、硼逐渐下沉，继硼之后聚变出的碳略比硼轻，为即将聚变出氮做准备。 形成层形成之初是随着氢的升浮与高温的氘进行置换带来聚变的启动。启动后的形成层用氢与氦的聚变维持着形成层的温度。随着物质的发展，不断有新的物质聚变出来，形成层的温度也是随着物质的增加而逐步提高，构建和形成的温度环境使进入形成层的氢立即进入聚变状态，逐步扩大的形成层从规模上到结构上都在不断地完善，为下一步发展和构建非金属层做准备。 缓缓上浮的氢顶着高温的氘向上发展，不断气化的氢夹杂着聚变出的氦连续不断地涌出星体来到表面，形成了脱壳物质。从气化开始到氘壳全部落入形成层而气化结束，在这段气化过程中，氘的核聚变共发生了四次，分别把这些形成在恒星表面的脱壳物质喷发了出去，送入到各自的轨道，并用这些物质分别形成了四个气态行星，海王星、天王星、土星和木星。氘的核聚变是中子的分解，而释放出去的物质能够穿过星体，对脱壳物质却能产生作用力，目前无法解释这个问题。 最后一层氘的落入，上浮的氢随着形成层厚度的增加，早已远离表面，但形成层并没有停下脚步来，最初聚变出的碳早已在下面聚变出氮来进入升浮状态。形成层之所以用长聚时的元素物质形成这么厚也可能是为聚变出的氮向上升浮过程中聚变出氧、氟、氖之后来到表层之下聚变出钠来，否则将是另一番效果。这一段上浮的距离也正是今天的太阳从形成层内，也就是第六周期层物质的镧系的下部开始升浮的氮到达表面之下聚变出钠的距离。 水的形成过程 在形成层的底部继碳之后聚变出的氮陆陆续续地向上浮去，构建表壳的最外层非金属层，即第三周期层里的物质，而这时的形成层表面是在木星脱壳物质被喷发出去后的表面。从形成层开始时的氢、氦早已转向锂，此时在底部上浮的氮在升浮过程中经过氧、氟、氖到达表面之下聚变出钠，由于钠与锂的比重有所差异，陆续出现的钠在锂之下逐渐增多，而上层的锂要变到铍才能慢慢地下沉，在表面的锂是越来越少，而钠则是越来越多，随着物质的发展，这最后一小部分物质与上浮的钠以及这两个物质的后期所聚变出的物质也就混在了一起。 从形成层底部聚变出的氮经过氧、氟、氖升浮到表面之下聚变出钠，由于钠的比重大于锂，这上浮的钠渐渐地就在锂的下面堆积起来，越来越少的锂就被上浮的钠托在了表面之上，而上浮的钠也要聚变，锂要聚变到铍方能沉入下去，钠之后的物质是镁，比重略大于钠小于铍。这不应该在一起的两种元素要在一起共同向后期物质发展。在表面的锂不断聚变出铍，沉入到钠中而钠聚变到镁也要下沉，只要有下沉的就有上浮的,这上浮的钠又要接受不断下沉的铍。在表面之上锂的后期物质就这样慢慢地在聚变中与钠的后期物质混在了一起。如果锂与钠同时聚变到铍和镁，铍的比重又大于镁，再继续聚变下去铝和硅的比重又大于硼和碳了，这样的结果是这一小部分锂的后期物质的发展要永远在这刚刚形成的第三周期层内，再也沉不到形成层聚变出锂的后期物质，在碳之后聚变出的氮也就出现在这个范围的不同位子，缩短了继碳之后聚变出氮在升浮中聚变到钠的距离，在氮之后是氧、氟。就这样这部分物质聚变到氮之后开始升浮。由于聚变与升浮距离的缩短，聚变到了氮、氧、氟也就来到了太阳的表面，这些气体元素溢出表壳进入大气后便与残留在大气里的氢化合，氧与氢燃烧生成了水，氟与氢化合生成了氟化氢。当然能够聚变到了氟的物质就更少了。氧与碳在正常状况下也是不可能相遇的，只有在这时才有机会生成二氧化碳。 从物质发展过程上看地球上的水就是形成层与第三周期层交换过程中极少一部分锂被上浮的钠托在了上面而无法下沉，这一部分物质几乎都聚变到了气体元素形成了脱壳物质分别来到火星、地球和金星。 为什么地球有水而金星却没有 在行星形成的顺序上，我们的地球是先于金星的，但在水的问题上却差异很大，因为水的形成是氢与氧的燃烧产生的。在表壳形成过程中这个机遇特别的小，具备这个条件和机会只有表壳形成层向下发展而在表壳被上浮的钠形成第三周期层物质所取代的交换过程才会出现，在表面剩余的锂与钠发展出各自的后续物质混在一起，锂的后期物质碳聚变出氮出现在不同位子向上升浮继续聚变，在溢出表壳时聚变到氧与大气内的氢燃烧生成了水。 那么为什么金星没有水呢？虽然这一时期锂的后期物质能够聚变出几大气体元素，那也只是形成层的锂留在表面极小一部分，而大气内的氢也只是在木星脱壳时残留的，也是十分有限的。金星的形成又是在火星和地球之后，仅有的氢在形成火星和地球时溢出的气体元素就与氢化合生成了水和氟化氢，到了金星形成脱壳时氢已是消耗殆尽了，只有二氧化碳和少量的其他气体。 为什么几个气态行星的物质基本是一样的 我们知道这几颗行星是气化了的物质形成的，是氢与氘在高温下置换过程中一部分氢发生了气化所产生的气体，或者说气化了的氢是为了这个峰面保持着一个恒定的温度而气化，带走了大量的热量，由于这个过程是由下至上保持着氢与氘的气化峰面来维持着氢与氦的聚变，这个过程基本没有变化，所以气化了的物质基本是一样的，只是气化了的物质形成的脱壳被氘的核聚变喷发出去四次，推到了各自的轨道而形成了四颗气态行星，分别是海王星、天王星、土星和木星。 这几个气态行星为什么一个比一个大 这样的结果是温度决定的，如果没有高温就没有气化问题了。要知道上浮的氢得到聚变和一部分氢的气化，那是氚在恒星表面进行聚变时不仅留下了氘形成了星体物质，同时也留下了高温的表层。由于气化时所产生的气化体是随着表层温度的变化而变化，而氚的核聚变留下来的温度最高的地方恰恰又是恒星的表面。形成这几颗行星物质又是由内而外依次形成的。气化量也是随着温度的增加而依次加大，所以就造成了这几颗星体一个比一个大。 脱壳物质被喷发出去后是怎样形成的行星 在我们的太阳系内行星可分为两大类，一类是气态行星，另一类是固态行星。气态行星的形成是上浮的氢与过热的氘相遇在聚变的同时一部分氢的气化而形成了脱壳物质，使每颗气态行星的基本物质都是以氢和氦为主。而固态行星则是由刚刚形成的表壳表面物质。随着表壳温度的增加而挥发和溢出表壳的气体所形成的脱壳物质，在氘的间歇式核聚变喷发作用下推向各自的轨道。 如海王星是我们太阳系内第一颗气态行星。在它形成之初就是由上浮的氢与高温的表层相遇，启动了氢与氦的聚变过程。与此同时一部分氢的气化带走了多余的热量，溢出以氘为主体物质的恒星表面，形成了脱壳物质，在氘的核聚变喷发的作用下，把积聚在太阳表面的脱壳物质喷发出去，就像吹气球一样吹离了太阳表面。这个球不断的膨胀，越来越大，最后膨胀停止。这个大球的球面就停在了今天的海王星轨道上。这个大球从吹起的那一刻就带着太阳的角动力在膨胀中不停的转动。这个转动也正是海王星形成后的公转。由于这个大球是旋转的，再加上物质间有很强的凝聚力，这刚刚形成大球的物质很快就向旋转平面聚拢，紧接着在旋转平面上聚拢的物质渐渐地凝聚成了一个团。最后凝聚成了一个球。当初大球旋转的平面就是今天海王星的轨道面。当初大球的球面就是今天海王星的轨道。这一目与2002麒麟座V838是一样的。 这一目为什么在我们的周围很难看到？这是因为我们银河系这一时期早已过去，只有后来形成的疏散星团里的恒星发育到了这个时候方能有幸看到。还有一个地方可以看到，那就是棒旋星系NGC——1300。那里有两条年轻的旋臂清晰可见，恒星的凝聚阶段和分解阶段以及过渡中正在喷发中的恒星比比皆是。 行星的轨道是怎样形成的 把各个行星物质推向各自的轨道，形成大小不等的同心圆轨道的动力是来自氘的核聚变所提供的，也就是氘中的一个中子分解时所释放的能量。恒星在成长过程中凝聚着氚，聚变在星体表面,在聚变中只是分解核中的一个中子，聚变后的核中就只有一个中子，经过聚变后的氚也就变成了氘，成为了恒星的主体物质，不断进行着凝聚与分解的恒星在聚变中逐渐长大。当恒星星体达到一定程度的时候，恒星内部的压力也渐渐地达到了启动氘的核聚变的压力，氘的核聚变也就自然地启动了，氘的核聚变只发生在恒星内部的中心核区，每一次聚变只有核区内的氘参与反应，聚变后分解了的物质穿过星体向外喷发，对脱壳物质产生向外的推力，与此同时由于核中的中子消失，核中只有一个质子加上核外的一个电子，因此氘的聚变也就是氢的诞生过程。聚变后氘与氢由于比重的差异，还要有一个位子置换过程，氢要向星体表面升浮，而核心区外的氘又要向中心核区聚集，这样就形成了氘的核聚变的第二次、第三次……的间歇式核聚变，然而在每一次氢与氘交换位子的过程中，在聚变中心总有一部分氢还没有进入升浮状态就被挤进来的氘挡住了去路，占据着核聚变的空间，而中心核区又不能因此而扩大范围，从而导致参与核聚变的氘在数量上一次比一次少，喷发的半径也就一次比一次小，形成行星轨道的半径也就一次比一次小。 小行星带上为什么没有形成一颗行星 从海王星到水星，这些行星的形成都是氘的核聚变喷发把形成在太阳表面的脱壳物质推到各自的行星轨道上形成了行星，在这期间确实是喷发了九次，却形成了八颗行星，其中这一次也就是小行星带。在小行星带脱壳物质形成期间是木星脱壳物质喷发出去后气化停止，在表面是第二周期层物质与第三周期层物质交换过程中，但确有元素物质挥发形成了脱壳物质并喷发了出去。那么为什么是今天这样的结果呢？ 这一时段是第三周期层的物质在表面构建的开始，这期间也正是形成水的条件那一时段，从当时太阳表面物质发展和进程上讲应该是锂与钠向各自的后期物质聚变的过程当中。当然锂只是剩余的极小一部分。由于当时表壳温度还很低，在表面的物质挥发量必然很小，形成脱壳物质当然也就很少。 当然脱壳物质被喷发出去后与其他脱壳一样很快就向轨道面聚拢。由于脱壳物质在量上和质量上都很低，很难抵御来自木星脱壳物质对它的影响，或者说是对它的潮汐作用，就像一把大犁巴耕耘着这一圈物质，使它们很难向一块聚拢，只有在各自的范围内凝聚形成了小的行星，由这众多的小行星形成了小行星带。不过到了今天小行星带上的物质是太阳系内最原始的物质，至今保留着当初的物质状态。 非金属层的形成 从水的生成条件就可以看出当时表壳表面物质的发展过程。在太阳表面开始有了钠元素以后便陆陆续续地发展出第三周期层里的物质，钠聚变出镁便渐渐地下沉，镁聚变到铝还要继续下沉。当铝聚变到硅的时候，物质巧妙地利用比重与熔点的关系，渐渐地就把硅留在了上边，还有一点那就是硅这种元素对于温度的要求不同于其他元素，特别是这刚刚形成的表壳温度是在逐渐提高的过程当中，在这时物质聚变到硅以后就不再继续向下聚变了，而源源不断上浮的钠陆续地聚变出镁、铝之后，由于比重的关系要慢慢地下沉，而这些物质聚变到硅就不在往下聚变了，这样一来就在表层之下的硅就越来越多，已至于上浮的钠到了最后也无法上浮来到表面，而在表面没有聚变到硅的物质只有在原地聚变到硅为止。这就是元素物质发展过程中的岩化过程，这样一来太阳表面的物质在气化停止以后从锂发展到钠，又从钠发展到硅，渐渐堆积起来的硅也就成为了表壳表层的主宰了。 从氮聚变到钠这个上浮的距离可以说基本不变,形成层下面的氢又是直接进入形成层进入聚变状态。源源不断地进入形成层聚变出氮来，经过升浮聚变出钠来向第三周期层物质发展，聚变到硅进入岩化阶段，表壳的表面也就是厚厚的硅化物了。随着硅化物的增多，表壳表面就像有了一层厚厚的保温层，表面之下的表壳温度逐渐提高。当温度到达一定数值以后硅也就自然地向下聚变，完成第三周期层物质的聚变过程，表壳的非金属层就这样形成了。 在今天的太阳表面之下那厚厚的非金属层不可能都在进行着聚变过程，一定要有不变层和弱变层。今天的太阳表面温度可能没有人们想象的那么高。我们看到的太阳就像经过放大镜聚焦后的光点。当然是非常亮，也非常地热。 金属层的形成 在太阳的表面之下是那厚厚的硅化物，从氮聚变到钠是无法到达表面的，只能在这厚厚的硅化物下面完成第三周期层物质的形成和发展。从第四周期层到第七周期层的每一个周期的第一个元素与前一个元素相邻的位子都是比重比它还要重的气体元素，这都是为了下一个周期层的第一个元素一定要在这个周期之下用大比重的气体元素来保证下一个周期层的第一个元素一定要在上一个周期层之下。特别是第四和第五周期层从第二个元素开始出现的金属是一个比一个重，一个从钾到铜，另一个从铷到铑，在铜和铑之后聚变出的金属又逐渐变轻，又从金属聚变到非金属，再聚变到气体元素。在每层的后半段又不能因为元素的比重减轻再回到本层次里去，到了后半段都要用非金属和气体来解决和克服这个问题，更重要的是比重与结构的关系。在曲线图上我们可以看出第四和第五周期层内的元素物质比重所成的曲线非常相似。说明这两个周期层里的物质比重变化与运动方式也很相似，只是平均比重大了些。这些规律虽然都是依照我们地球上的比重来参考，在太阳表面的重量当然要比在地球大得多，但物质间的重量比值是不变的，聚变到每一个元素后所具有的物理特性是不变的。物质在太阳表壳内的上下运动一定与我们地球是不一样的，下降的速度一定要比地球上快，而上升速度也一定要比在地球上慢。 物质发展到了第六周期层，在曲线上与前面是截然不同，这是元素里的镧系，也就是我们常说的稀土,在表壳里这些元素就是用自身的特性形成了一道封闭层，是将形成层与第五周期层之间形成一道阻隔带，这些元素在比重曲线上形成了一道略有下滑的一条直线，只有中间的铕和后边第二个元素镱在曲线上形成了两个突起。这些元素在比重上都很接近一个平面，说明他们在表壳内也非常集中，他们的特性我们也有所了解，黏稠而纠结。就是这样的物质群把形成层里的锂、铍、硼、碳以及在这里聚变出的氮与第五周期层物质隔开封闭在下面，那么这里的氮有事怎样升浮的呢？ 在镧系之内有两种元素与众不同，这就是铕和镱，在比重曲线上形成了两个同样的突起，这就是为上浮的氮通过封闭层而出现的，在曲线图上可以看出进入镧系的元素近乎是一条下滑的直线，每一个元素的比重相差约0.25，只有这十五种元素中的第七号铕和第十四号镱的比重要轻于前一个元素2.25左右。在表壳内所有的元素都是上下运动的，镧系也不例外，所形成的封闭层也是陆续进入这个层次的物质而形成的镧系，在形成层上方的镧系封闭层在没有聚变出镱的情况下与形成层保持着平面接触。当镧系封闭层底部聚变出镱来也就改变了这个平面，由于镱的比重较轻，在下面的平面慢慢地向上就形成了一个驼峰，随着镱的增多，这个驼峰也随之加深加大，向上凹进封闭层内，这样就把形成层上面的气体氮带进封闭层，形成了的气泡便开始向上浮动，气泡在上升的过程中，聚变到镱的元素也在渐渐地向下一个元素镥聚变，这不断上浮的气泡由于镱的不断减少，上升的浮力不断下降，气泡进入半程再也不升浮了。气泡的上升是气体的浮力加上镱或铕的浮力才能使得气泡向上升浮，由于镱的减少到消失，气体本身形成在镧系内的气泡是没有那么大的浮力，气泡进入半程也就停了下来。但是在镧系中还有一种元素铕，它与镱的作用是一样的，随着物质的发展出现在了气泡的上方，对气泡又增加了升力，气泡在铕的拉动下继续上升，由于铕也在聚变，气泡升浮到封闭层的顶部也就破散了。氮气离开封闭层与第五周期层里的氙混在了一起向上升浮，由于氙是短聚时元素，在上升的过程中它就聚变到了铯也就与氮分离了。 第六周期层发展除了镧系也只是形成了封闭层，而物质的发展并没有停下来，在镧系之后还要聚变出熔点很高的硬金属和熔点很低的软金属。这些大比重的硬金属和软金属不管是表壳形成时期还是现在都是为了在形成层下面形成分解层而出现的物质元素,而形成层自然也就不能像开始时那么厚了。这些在镧系之后继续聚变来形成分解层里的各种元素物质。从铪开始一路下来降到形成层的最底部聚变出金来平展在氢的表面之上，形成了第二道封闭层来对氢的封闭，对无节制的聚变加以制约。 从元素的比重上可以看出这里的物质还是依照物质的比重形成了结构。在这里的每一种元素所起的作用了解的太少，或者说根本不了解。物质的发展进入到了第七周期层，不知为什么这里的物质都呈现出放射性，只有一种猜测可能是针对氢而出现的，按照这里的条件氢早就可以进入聚变状态。如果真是这样我们的太阳就不是今天这个样子了，物质元素的结构也就不是这样子了，氢只有在金属铅形成的铅层之下保持着氢的正常状态，也只有跃过铅层的氢才能进入聚变状态，到了形成层聚变出氦来，这才符合逻辑，放射性的作用很可能就体现在这里。 在自然界里元素的最后一个是钚，在地球上是这样，在太阳那里可能也是这样。镅可能是元素出现分解的第一个，之所以这样是因为我们地球上的物质也是通过聚变才有了这么多的元素物质，既然能够聚变出元素物质的全部，说明当时地球的整体温度与今天太阳表壳温度是一样的，而且元素聚变到镅是很容易分解的，更不用说在表壳里的那种环境。目前人类还并不了解每一种元素的真正内部结构，聚变的过程是怎样进行的，在元素阶段从氢开始就像滚雪球一样从凝聚走向分解。到了今天也不知道元素物质分解完了是什么物质，分解的过程又是怎样进行的，只知道物质走进了分解。 分解层的形成与结构 物质发展到了这里，聚变出的元素还是利用自身的比重确定着自己的位子，形成了功能性的结构。在镧系之后聚变出的大比重硬金属和软金属在元素的基本物质上方显现出各自不同的作用和特性来与那即将形成和出现的第七周期层物质相配合来完成元素从基本物质开始走向分解的聚变过程。 在物质世界里氢在物质链中它即是元素物质中的第一个，也是元素物质的基本物质，许多方面与其它元素有所不同，在元素物质中，通过凝聚都可以发生聚变，而氢却不能。在元素周期表里氢的属性是气体元素，而它在高温高压下是呈现着液态或者金属态，并且在高辐射的环境中保持着氢的正常状态而不发生聚变，这些都是其他元素所不具备的特性和功能。 在镧系之后聚变出的硬金属在形成层上方与镧系分离进入形成层，下降的过程是从铪开始的。随着物质的发展，依次聚变出钽、钨，錸、锇、铱、铂，最后在氢的表面上形成了一层金，对氢形成封闭，限制氢的升浮，第一次与形成层隔开而封闭在下方。在金的后面聚变出的物质都是在比重曲线回升段上的元素，按照不同的比重在金的上方形成了汞、铊、铅、铋等各个层次，形成了这样的结构来赢取第七周期层物质的到来。在氡之后聚变出的钫比重也是在形成层里硼元素的比重之下，钫也就是正在形成的分解层最上层元素物质,紧接着就是镭、锕、钍、镤、铀、镎、钚,这些在钫之后聚变出的元素一个比一个重，一路下来最后镎和钚居然在金下方。结构性的物质在这里形成了功能性的结构，物质发展到了这里分解层的组建完成了，形成层的调整完成了，表壳的构筑也就完成了。 分解层又是怎样运行的呢？在分解层里最底部镎和钚，在镎和钚的上面是金，金的上面是铀，在正常情况下浮力与重量形成一种对峙状态，保持着平衡，而在这个结构中镎和钚在比重上相差不大，但他们并没有停止聚变，按照聚变的顺序，铀聚变到镎要下沉到最底层，镎还要聚变到钚，钚要聚变到镅，而镅的比重要比钚轻得多，在底部通过镎聚变到的钚再聚变到镅是要上浮的，在这里逐渐增多的镅也会渐渐地形成一个驼峰，与下面产生一个负压把氢吸入，渐渐增加的浮力使之聚变出的镅包裹着氢慢慢的升浮形成一个氢泡，在氢泡缓缓上升的同时底部的镎随即填补因上升而留下的空间，缓缓上升的氢泡跃过金层，进入铀层、镤层来到汞层之下，由于比重的接近，上浮的速度也就慢了下来。随着镅的分解，氢泡破散，氢继续向上升浮，跃过铅层向氦聚变进入形成层。 太阳系内的行星 在太阳系内八大行星虽然都是太阳的次生天体但因形成时的条件和物质上的差异，各个行星有着各自不同的发展和变化，各个星球内又有着独立的自我系统和演化过程。 在气态行星里虽然基本物质都是氢和氦，但在形成时条件不可能是一致的，略微的差异在外观上就表现出极大的差别。在表面之下厚厚的气体物质遮盖着炽热的中心，使人类至今也无法了解其内部也在进行着聚变的过程。只能看着表面各具特色的彩云。 而每颗固态行星在形成过程中都是经过整体聚变,从形成时的基本物质向元素的后期物质聚变和发展。而在表面物质发展到硅化物之后，因温度而无法继续聚变下去，使每颗固态行星首先形成岩化的表面，充当着保温的物质来保证下面的物质继续聚变下去。由于物质的聚变所形成的温度环境也像金字塔式,而硅就像是一个台阶，物质发展到了这里温度高于它的聚变温度它就继续向下一个物质聚变，如果温度不够它就停止聚变而岩化，元素物质的发展是随着温度的提高而发展的，提高温度是要在一定的物质条件基础之上，随着物质的发展一个台阶一个台阶去完成。一颗行星（固态行星）到了岩化阶段，岩化的进程就可以看出这颗星球的后续温度和聚变进程。岩化的发展说明它的聚变进程没有继续向后发展。如果表面岩化的很薄，说明其内部温度很高，聚变正在向后发展，或者说在维持当中。 火星和水星经过整体聚变后完成了一个阶段后形成了岩化的表面，原本不大的行星形成了岩化的表层也是为了进一步维持高温中心区，如果中心区所产生的热量能够在一定的范围内保持下去，表层的岩化也就不再发展了。如果这个温度保持不住岩化会继续向内发展，这个金字塔温度也就维持不下去了，这个行星也就进入了冷却过程。 金星与我们地球的星体差不多，虽然在形成时的某些物质不同，但在这个问题上是一样的。由于星体较大，至少在岩化表层以后有充足的热量来保证物质继续向后发展。在很长一段时间内来维持着这个温度的金字塔，一点一点地向顶峰发展。 一个固态行星的物质发展总是有限的，中心区温度的提高与物质的发展也是呈金字塔比例，能够聚变到最后的物质只能是越来越少，最后还是要停下来。 与众多卫星不同的月球 有证据表明，月球是在四亿多年以前来到地球身边的，对地球的影响和作用可想而知，今天地球上的山山水水应该说与月球都有着密切的关系。今天的人类对月球也有所了解，它与太阳系内的其他卫星是不同的。如果你要是了解了太阳的结构和物质的聚变过程，在对照我们所得到的月球上的资料就可以看出，月球上的任何特征都可以说明它的过去曾是一颗发光发热的恒星，就像我们的太阳一样，因基本物质的耗尽而留下来的表壳冷却后的现在。 从表面的环形山就可以看出，在冷却过程中受到的撞击而留下来的痕迹，也可以说明它没有任何地质活动，原始表面是在那高温下形成的玻璃状的岩石表面，以及很多难熔的元素在高温下与岩石的结合,在表面之下那高强度的核辐射，在冷却过程中所形成的中空结构和由众多重金属组成的内核。就这些特征就可以看出它的过去，也可以想象它与我们的太阳是一样的，正是一颗恒星从凝聚走向分解的结果。 太阳黑子是什么 如果你了解了太阳的结构，表壳的构造，就可以知道出现黑子现象不可能是太阳自身的事，而是外来物体对太阳表面的撞击所致，只是我们没有观察到这一过程的发生，它与苏梅克彗星撞击木星的过程是一样的。 为什么会有太阳黑子每隔十一、二年就有一次高峰。这与我们地球每年十一月份有个流星雨季节的道理是一样的。只是规模不同，我们的银河系不是一个年轻的星系，在太阳之前有很多很多消失了的恒星和因这些恒星不断的分解，质量一天天地下降，导致它们的行星一个接一个地出游，这些物质是无法自身分解的，从而进入其他恒星，这就造成了黑子的出现,这也只是小规模的分解方式，我们看一看棒旋星系NGC——1300那才是一个星系终结的过程。
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纳米碳管非金属催化规模应用获进展
四面山 2012-8-21 22:25
本报讯（记者周峰） 近日，沈阳材料科学国家（联合）实验室研究员苏党生、张建等与浙江大学化学系肖丰收小组合作，首次通过离子交换及固相生长方式得到纳米碳管宏观聚集体，解决了纳米碳管作为非金属催化规模应用中催化材料成型的关键性难题。相关成果发表在《应用化学国际版》2012年第30期上。 此前，苏党生团队的有关研究成果表明，纳米碳管可以在氧化脱氢、直接脱氢反应中部分或完全替代传统的金属或金属氧化物催化剂。但是，目前在催化领域中使用的商业纳米碳管多为粉体结构，存在诸多技术问题和安全隐患。如何获得高质量的纳米碳管宏观聚集体是制约其替代金属或金属氧化物催化剂商业化应用的关键难题之一。 批量制备多壁纳米碳管大多采用化学气相沉积（CVD）工艺，在700℃～1100℃的高温下使用金属催化剂裂解烃类气源并形成碳原子核，继而在金属表面有序组装成空心管状结构。 CVD工艺所得纳米碳管一般为密度轻、结构松散的粉末，洗涤、提纯、干燥、成型等后续操作难度较大。此外，纳米碳管粉体作为催化剂或催化载体使用时，粉末易在反应器内堆积，继而堵塞床层空隙，阻碍物料流动及热量扩散，给整个工艺流程带来严重的安全隐患。使用活性炭、碳纤维、碳化硅等多孔材料负载纳米碳管，可以适度提高堆密度，改善床层压力分布，但负载的纳米碳管与载体结合力较弱，容易脱落。 苏党生等开发了一种离子交换树脂小球固相生长碳纳米管球体的方法，并将该方法制备的球体作为催化剂应用于乙苯氧化脱氢反应中。结果显示，纳米碳管小球比碳纳米管粉体具有更高的催化活性和苯乙烯选择性。该方法采用惰性的氮气作为保护气，避免使用易燃易爆的烷烃气体，在400℃～800℃的温度下即可得到石墨化程度良好、毫米尺度、堆密度质量高的纳米碳管小球，具有安全性高、能耗低的突出优点。 研究人员还详细研究了纳米碳管生长过程中铁、碳元素的存在形式及变化规律，阐明了固相生长机理与气相沉积生长机理的相似及不同之处，有助于加深对碳纳米管生长过程中铁与碳两种元素之间作用本质的理解。 《中国科学报》 (2012-08-20 A4 综合)http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2012/8/262122.shtm
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[转载]电池为什么会老化？
jazzforever 2011-1-16 19:41
在这个iPad、iPhone风靡全球的时代，一两件新潮的电子东东是每个时尚达人的标配。但你可知道，在这些小玩意儿的内部可都隐藏着一枚“定时炸弹”，分分秒秒计算着两年到四年不等的预置时间，时间一到它就会启动自毁程序，那时你心爱的东东可就要永远地离开你了。它究竟是何方神圣呢，竟有这般的本领？其实它仅仅是一块电池而已。 不管你是否知道，从买到电子东东的那一天起，它身体内部的电池就踏上了衰亡之旅，逐渐变得不再活力无限。这是时光的无情流逝带给它的伤痕，就正如同那该死的电脑软件一样，总是无端的越来越慢；或是像手机，被万般呵护却永远也避免不了划痕的增多。电池的衰老历程该归咎于谁呢？当然电池制造商逃脱不了干系。但是你知道这是为什么吗？就让我们一起来揭开这个谜底吧！ 充电电池是如何工作的？ 我们说的充电电池，一般是指锂电池或者其他类似的电池。 简单来讲，锂电池的工作原理是这样的：阳极（负极）由非金属性质的锂化合物构成，并和由碳构成的阴极（正极）相连。充电时，锂离子（或带电原子）在外界电压作用下被迫从负极运动到正极，然后在正极储存下来。放电时，这些储存的锂离子又回流到负极形成电流，为本本或手机提供了能量。（阳极就是负极？看似有些矛盾的说，其实是酱紫的：电池内部的阳极即为外部的负极，内部的阴极即为外部的正极。） 充电、放电其实都是电池内部的化学反应，是离子从负极到正极或从正极到负极的运动过程，构成正负极的化合物随着反应的进行来回变换。 而其他电池的工作原理也如出一辙。锂电池是很好的一款适用于电子东东的电池。它重量轻、结构简单、非常适合做充电电池。更重要的是，它在进行过数百次的充放电之后才会发生老化，还是比较耐用的。但它终究也有坏掉的时候，也不能长生不老。 为什么电池会老化？ 电池的老化从它被生产出来的那一刻就不可避免地开始了，而且此过程不可逆。 假设电池容量下降1/3以上就算报废，那么对于锂离子电池而言，你即便是买来不用，它也会在某一天报废。在正常使用条件下，它也只有区区几年的寿命；如果你是数码狂人，让它超负荷工作，那么它的寿命可能连两年都到不了。因为电池的工作是个化学反应过程，消耗是在所难免的。毕竟任何化学反应都不可能存在理想状态，都会产生能量的损失和一些额外物质的生成，电池中进行的反应也同样如此。 加拿大电池测试分析公司Cadex的董事长Isidor Buchman说： 随着电池使用时间的增加，锂离子流动的通路被逐渐增加的障碍物阻塞，直到最后电池彻底报销。在电池电极上聚集起来的这种物质，直接导致了电池稳定性的下降。Isidor Buchman描述的这个过程，就是指电池的负极在成千上万次的化学变化中逐渐变质的过程。构成负极的锂化合物在化学反应中不断地吸收和释放锂离子，同时自身的结构也发生着改变，导致离子的交换变得困难。打个通俗的比方，这就像是一块厨房的抹布，在经历了无数次的洗涤、拧干之后，变得破烂不堪，最后彻底失去作为抹布的功能。（下图是工作温度和电池剩余容量的图表） 对电池更大的威胁，是其内部无数次化学反应产生的一些金属游离物质，这种金属物质会在负极上大量聚集，同时在正极上也会有少部分聚集。最终导致两极上都形成一种金属镀层，这对于电池工作是极其不利的。 另外电池中的电解质也能够破坏电极。他们逐渐氧化负极，并且在上面留下锈迹，阻塞锂离子流动。电极被电解质逐渐地侵蚀会引发很严重的后果，比如电池老化、电极的吸纳离子能力降低、电解质成分变化、电池表面被腐蚀。这些电解质真正可以称得上是电池杀手了！ 董事长Isidor Buchman认为： 当今市面上的电池都无法有效抑制这个老化过程。但是这并不代表没有解决方案，只是因为消费者不想在购买电池上花太多的银子，因此电池的制造商就只能本着低成本的原则了。市场需求决定了产品性能，消费者不想电池的价格太贵，但又要求它体积尽量小、待机尽量长。无奈之下，这就只能牺牲电池的寿命了。因此，现在市面上充斥着廉价、小巧、超长待机、但寿命短的可怕的电池。此外还有部分人为的因素，促成了这些昂贵电子产品的短命。你会注意到，人们通常每两年就要会换一次手机，并非手机坏了而是因为他们所签订的购机合同只有两年的期限，这促使他们在两年之后重新更换手机。同样本本更替的时间也长不了多少。 看你是不是也会经常有这样的想法：两年前买的iPod用的还很好，但是不知道为什么，你现在又想换一个新的了。一代苹果gen unibody本本还没有过时，但是你已经又被13英寸的新一代Air吸引住了，是不是这样呢？所以我们也不能总是把电子产品更换的原因归结到电池老化上，尽管这的确是个重要诱因。 怎样改善现状？ 时间促使变革，电池技术也同样如此。Buchman说： 目前锂离子电池的容量已经基本上达到了极限，但是好在新的技术已经初露端倪。目前的研究大都集中在如何改进电池的负极上。传统的负极是由碳构成的，但是有些研究已经试图通过混入少量硅来提高电池容量。在英国电池制造商正在试图通过合成一种新的化合物来研制更好的电池。得益于电池技术的不断革新，电动汽车发展势头迅猛。不同于Apple或Dell这样的公司，汽车产业不能接受仅仅只能使用几年的产品，所以汽车制造商投入了大量的资金和时间，期望能尽快研发出能效高，容量大、寿命长的电池。 至于Buchman提出的消费者的原因，相信也会很快解决。如果将来的购机入网协议可以更长，甚至是取消时限，同时消费者也不再热衷于频繁更换电子产品，那时电池寿命的重要性就会凸显出来。那样的话消费电子商们也会不遗余力的去革新电池技术了，就像今天的汽车制造商那样。 本文版权属于果壳网（guokr.com），转载请注明出处。商业使用请联系果壳网。
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