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热度 80 jlrlmylt 2013-1-6 11:54

在一片质疑、发对声中，中国又一项宏大的万人科技强国计划隆重推出。不知为什么，每当我看到这样雄心勃勃、寄托着管理者美好愿望的各级各类人才计划时，总会情不自禁地把人才计划与产品生产工艺、人才计划结局与中国足球命运联系在一起。一、人才计划的目的中国真的缺人才呢？好像不是，看看数千所高校数百万教学科研人员，各部委、科学院系统数十万科研人员，就知道答案。中国人智商不高吗？答案似乎也是否定的。曾经看了一个 NGO 为世界各个国家、各个民族的智商进行排队，中华民族智商虽然比犹太民族、日本大和民族稍逊风骚，但也排在 TOP 5 以内，只要看看在国际奥林匹克数理化大赛屡次夺冠的中学生，民企科技人员超强的家用电器、通讯工具山寨能力，就可略见一斑。是中国科技投入不够吗？好像也不是，中国的科技投入已经跃居世界第二，许多二流高校、三流高校的校长、杰青、长江学者拥有的科研经费早已以千万人民币来衡量了。既然不差人、也不差钱，那么越演越烈的人才计划的真实目的只有一个：绝大多数科研人员已经是不堪重用、扶不上墙的阿斗，只有采用高薪养廉的方式，供养少数精英，让他们衣食无忧地去扮演精神贵族的角色，承担赶英超美的历史重担，以满足管理者追求短期政绩的虚荣心。自然，这种政策在政治、经济上也是最优的不二选择。至于普通草根科技人员，在贡献科研 GDP 的征途中，贡献率本就不足挂齿，让他们自生自灭好了。二、人才计划与生产工艺在一个工厂里，生产工艺的科学性、负责生产线调度的管理者的素质，决定着产品质量的好坏，而不管入口原材料品位的高低。虽然从事林业科学研究，但从小在工厂长大的自己，对这个浅显的道理还是知晓的。人才计划的实质，是通过真金白银的巨大投入，产出高质量的科技产品，从而推动生产力的巨大进步。如果将科技产品比作工厂产品，那么，人才选拔的过程就是生产工艺，而各级领导则是管理者。看看在权力不受制约情况下我们这些管理者的素质吧：每次戴帽子项目科研申报、职称评定、福利房分配、绩效工资级别、进人资格确定，领导者独占鳌头几乎成了公开的秘密。以饱受诟病的职称评定为例，看看我们人才生产的工艺过程吧：评委的组成成了领导者、学霸的盛宴，评定细则处处透漏着为利害关系人量身定做的嫌疑，而投票过程则布满暗箱操作的玄机。这样的一种管理水平，这样一个漏洞百出的生产工艺，即使再多的真金白银投进去，能生产出高质量的科技产品吗？不是我们对科技改革的前景不抱美好愿望，而是在 100 次百姓受苦、领导得利的改革之后，平头百姓早已成了惊弓之鸟，对第 101 次改革也不抱任何幻想了。三、人才计划的结局与中国足球命运生态学有个原理，适度干扰会增大群落生物多样性，而过度的干扰则会破坏系统的结构，导致生态系统的崩溃。生物多样性保护的研究成果证明，景观破碎化和外来物种入侵是导致本土物种灭绝的 2 大因素。客观地评价，经过若干轮人才计划的洗礼，高等院校、科研单位，同样职称、同样资历条件下，穷和尚与富方丈的收入差距已达数十、上百倍，这种非智力因素导致的差距已经使高校人心涣散、凝聚力降低、内斗不止。在这样一种国情背景下，再去人为拉大差距，无异于给衰弱不堪、患上虚胖症的科技界注入一剂强心针，虽会奏效一时，但贻害无穷。众所周知，中国足球水平早在上个世纪 60 年代已经位居亚洲前茅。在向世界杯冲击的过程中，重金引进洋教头、不惜血本购买外援、花巨资送国足队员到外国镀金、引入竞争激烈的俱乐部联赛制度、重奖国足球星，该用的手段都用了，结局却是足协领导整体烂掉、大牌裁判锒铛入狱、足球骨干鸟兽散去、足球比赛让观众唾弃的凄惨结局。一位著名的国足教练曾这样总结国足现状的惨痛教训：指导思想有问题，管理机制不合理，足球基础不牢。其实，我们现在的这种人才大跃进的政策与足球界过去的种种做法难道不存在惊人的相似的一幕吗？在当前情况下，建立一种公平、公正、透明的科研经费分配及人才管理机制，创造一种十年磨一剑的科研评价氛围，是管理者急需解决的要务。相反，不顾自然界的客观规律、不顾国情的种种制约，一味蛮干，这种人才大跃进的结局只能重蹈足球行业崩盘的命运。长此以往，大学校园恐怕只剩下 2 种人：极少数衣食无忧、拼命炮制 CNS 论文的精英，众多的被彻底边缘化、斗志衰败、整天混日子、只等退休的草根啦。日益缩减的高考队伍，越来越多的出国留学大军，比例越来越大的科研苗子改行易辙，日益庞大的在职科技人员身在曹营心在汉的精神状态，这些日益显现的众多不祥的征兆难道不引起管理者的高度重视吗？想起了古人的一句话：欲使其灭亡，必使其疯狂。

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工艺精湛的青铜礼器

热度 5 罗帆 2012-11-21 15:51

1978 年在湖北随县城郊擂鼓墩发掘的曾侯乙墓，是一座 2400 年前的诸侯国君的墓葬，出土多种文物万余件，其数量之大，种类之多，价值之高，保存之好，轰动海内外。湖北省博物馆曾侯乙墓展览陈列了该墓出土的最有代表性的文物，展现了 2400 年以前人们的精神世界和物质生活。其中，各类青铜礼器造型奇妙，工艺精湛，纹饰华美，令人惊叹。展厅中，青铜联襟大壶、尊盘、鉴缶、鹿角立鹤，给人留下深刻的印象。好友与我在大学里都学过铸造，我们仔细地观察，认真地探讨，也没搞清楚尊盘上精美繁复的雕饰是怎么造出来的。据说，这些青铜礼器的部分工艺已经失传，在科技高度发达的今天已经无法复制。在遥远的古代，我们祖先的聪明才智和艺术天赋实在是令人叹服。 1 无比精美的尊盘 2 排列整齐的青铜礼器呈现出当年王公贵族的排场 3国宝——青铜联襟大壶 4 巨大的青铜鉴缶旁，外国友人在拍照乐器展品中的一套青铜编钟，钟架长 748 厘米，高 265 厘米，重 4.5 吨左右。全套编钟共六十五件，分三层，八组悬挂在呈曲尺形的铜木结构钟架上。每件钟均能奏出呈三度音阶的双音，全套钟十二个半音齐奏，可以旋宫转调。音域宽广，音色优美，可以演奏中外各种乐曲，被誉为世界音乐史上的一大奇迹。 5 音乐史上的奇迹——曾侯乙编钟曾侯乙墓的青铜器 http://www.hbww.org/viewshow.jsp?id=276 周代的礼制极为繁复和严格，祭祀活动的重要和频繁主导着青铜礼器的制作，随着生产力的发展和技术水平的提高，青铜器的数量和质量在战国早期达到了一个前所未有的高度。一、冶铸技术曾侯乙墓青铜器主要采用范铸法铸制。使用了浑铸、分范合铸、分铸浑铸相结合的方法，以下四种工艺得到运用：铸接：在器体上加铸附件或预先铸附件，再铸器体。铸焊：用铜或铅锡合金联接铸件。铸镶：将铸好的红铜纹饰片置范内，浇铸成型后再抛光。铆焊：将铸好的部件用铆和焊的方法联接起来。曾侯乙编钟的铸造全面地反映了当时冶铸科学的水平。研究表明，钟体尺寸，钟枚分布、合金成份及热处理工艺等都能对编钟音响产生影响。如仅铸一件有枚甬钟用范就需 136 块之多。经检测，编钟青铜合金的含锡量在 1 2.5-14.6 ％之间，铅在 1-3 ％之间，与文献记载相符。研究发现，含锡偏低（小于 10.7 ％）钟声单调而尖锐，过高（大于 25 ％）钟体轫性下降，易被击破。而适当的含铅量（ 0.6-2.88 ％）则利于声音衰减，改善音色。这种运用合金比例控制音色的技术令人叹为观止。二、加工工艺曾侯乙墓青铜器广泛运用了较先进的印模法制作浮雕、平雕纹饰，并填以各种几何纹饰构成复层花纹（如镬鼎、大尊缶、鉴缶等纹饰）。在器物附件上则多用阴刻、圆雕、镂空等技艺（如尊盘、联禁对壶、鉴缶等）。不少器物采用了错金（如钟体铭文、鹿角立鹤、磬架等）、镶嵌绿松石（盖豆、鼎、簋等）、铸镶红铜（如盥缶、炭盆等）纹饰、具有很强的装饰效果，集中反映了当时青铜加工工艺水平。尊盘是当时铸造加工技术最杰出的成就。三、纹样和造型艺术曾侯乙墓青铜器的纹样和造型艺术继承了中原传统的纹样母题，各类蟠（ p á n ）龙、蟠螭（ ch ī）和几何纹仍是器物装饰的主流。与前期青铜装饰艺术比较，它突出的特点在于追求纹饰的繁复细密和动物造型的奇特夸张。如尊盘所用蟠龙、蟠螭多达 164 条，繁复纠结，极尽华美。这种清新俊逸风格的出现，摆脱了传统青铜礼器敦厚威严的装饰作风。

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双防水型铬鞣绵羊毛皮的制备工艺探讨

health229 2012-9-6 11:41

双防水型铬鞣绵羊毛皮的制备工艺探讨 * 王康建 1** ，但年华 1*** ，王平安 2 ，王祎 2 ，刘传江 2 ，但卫华 1 (1. 四川大学制革清洁生产技术国家工程实验室，四川成都 610065 ； 2. 际华三五一二皮革服装有限公司，甘肃兰州， 730046 ）摘要：结合工艺实例，详细讨论了皮板、毛被双防水型绵羊毛皮的制备方法及注意事项，包括水洗、中和、加脂、喷涂、后整理等工艺。关键词：防水；毛皮；工艺中图分类号 TS 55 文献标识码 B Investigation on Preparation Process for double waterproof sheep fur by Chrome Tanning Wang Kangjian, Dan Nianhua, Wang Ping’an,Wang Yi, Liu Chuanjiang, Dan Weihua (1. National Engineering Laboratory for Clean Technology of Leather Manufacture ， Sichuan University ， Chengdu 610065 ， China ； 2. Jihua 3512 Leather and Garment CO., Ltd ； Lanzhou 730046 ， China) Abstract: Based on the manufacturing process, the methods of preparation of the functional double waterproof sheep fur and precautions during the process including washing, neutralizing, fat-liquoring, spraying, and finishing and so on were discussed in detail. Key words: waterproof ； sheep fur ； process 前言毛皮又称裘皮、毛革，是皮革“大家庭”中的一员，毛皮制品向来是时尚高雅的代名词，素有 “ 软黄金 ” 之称。随着人民生活水平的不断提高和人类回归大自然的心态不断增强，人们对皮革、毛皮及其制品的喜爱程度也与日俱增。为了满足人们不断提升的消费品位以及对绿色消费的追求，皮革及毛皮产品正在向着生态化、个性化、功能化、时尚化和精品化的方向发展。就毛皮及其制品的功能化而言，毛皮的防水性能已成为当今的研究热点之一。防水处理对毛皮产品的要求越来越高。优质的防水毛皮产品除了具有优良的防水性外，还应具备如下性能：（ 1 ）水汽吸收能力，毛皮能可逆地吸收水汽而不感潮湿的性能；（ 2 ）透气性和透水汽性；（ 3 ）热传导性能尽可能低，即具有最大限度的隔热保温作用。毛皮可以经多种途径、多种方法进行防水加工处理以制得相应防水毛皮产品，这就要求我们对众多的防水材料进行筛选。然而具有优良的防水材料并不意味着就可以毫无问题地加工出优质的防水毛皮，还必须有与之相适应的加工工艺，成功的防水皮革 / 毛皮体系，不仅依赖于所选用的材料，更取决于它们的加工工艺，如果加工工艺不恰当，即使再优良的防水材料也发挥不出其应有的防水作用。本文结合工艺实例讨论了双防水型（皮板和毛被均防水）铬鞣绵羊毛皮的研制方法。 1 试验部分 1.1 主要材料和设备细毛绵羊蓝湿毛皮，新疆、内蒙古、甘肃及青海等地的改良三代以上；铬鞣剂 DT-T125 ，亭江新材料有限公司；丙烯酸复鞣剂 Tergotan PR Liquid ，科莱恩公司；防水加脂剂 Dermalix C Paste ，科莱恩公司；防水加脂剂 Dermalix FWM Paste ，科莱恩公司；铝单宁 NOVALTAN AL ，德国司马化学有限公司；防水剂 PM4700 ， 3M 公司；防水剂 PM4800 ， 3M 公司；手感剂 Aquaderm Additive SF ，朗盛公司；滑爽剂 HV-495 ，道康宁公司； HC 型不锈钢控温划槽，无锡市新达轻工业机械有限公司。 1.2 工艺实例选取新疆、内蒙古、甘肃及青海等地的改良三代以上的细毛绵羊蓝湿毛皮，液比 15-25 ，设备为划槽。甩水：在离心甩水机上进行，要求水分含量控制在 55% 以下。称重：准确称重，作为以下各工序之计料依据。水洗：液比 25 ，常温 20-25 ℃ ，时间 10-15min 。复鞣：液比 20 ，温度 32-35 ℃ ，甲酸 0.5-1.0g/L ，时间 30min ， pH3.6-3.8 ； DT-T125 1.0g/L ，时间 90min ； Tergotan PR Liquid 1.0g/L ，时间 60min ；小苏打 0.2-0.5g/L ，时间 60min ， pH4.0 ，过夜。水洗：液比 25 ，常温 20-25 ℃ ，时间 10-15min 。中和：液比 20 ，温度 28-32 ℃ ，甲酸钠 3.0g/L ，小苏打 2.0-3.0g/L ，时间 4h ， pH8.0±0.2 。加脂：液比 15 ，温度 55-60 ℃ ， Dermalix C Paste 2.0g/L ， Dermalix FWM Paste 2.0g/L ，时间 2h ； NOVALTAN AL 4.0 g/L ；时间 2h 。水洗：液比 25 ，常温 20-25 ℃ ，时间 10-15min 。表面处理：液比 15 ，温度 50-55 ℃ ， PM4700 2.0g/L ，时间 2h ；甲酸 0.2~0.5g/L ； pH 3.3~3.5 。水洗：液比 25 ，常温 20~25 ℃ ，时间 30~40min 。搭马：过夜甩水：在离心甩水机上进行，要求水分含量控制在 55% 以下。挂晾干燥：在通风晾棚中挂晾干燥。要求终点坯革水分 14~18% 。钉板：手工钉板，常温干燥。喷水回潮：喷完水后，用塑料薄膜盖严，静置 8h 以上。水分含量应在 25~28% 。刮软：整张刮软，臀背部、颈脊部多刮，腹肷部少刮。伸展：在伸展机上进行。梳毛：在梳毛机上进行，将结毛梳散。剪毛：在剪毛机上进行，长度 3cm 。毛被处理：喷涂 PM4800 （使用前用乙酸乙酯 1:19 稀释），交叉均匀喷涂两次，喷涂量为每平方英尺约 15~20 克，在通风橱中进行。挂晾干燥：时间 1~2h 。毛被处理：在喷浆干燥机上进行。喷涂 Aquaderm Additive SF 或者 DC HV-495 ，交叉均匀喷涂两次，喷涂量为每平方英尺约 10~15 克。挂晾干燥：时间 1~2h 。烫毛：在烫毛机上进行，先用烫水，后烫酸（ 10% 甲酸）。剪毛：在剪毛机上进行，剪去浮毛。烫毛：在烫毛机上进行，干烫。除尘、入库保存。 2 讨论 2.1 水质有些防水剂对水中存在的金属离子如钙、镁等较为敏感，因此，应避免硬水直接稀释，以防止防水剂与金属离子的过早结合，影响防水效果。本工艺所采用的自来水硬度不高，适用于防水毛皮生产工艺。 2.2 蓝湿毛皮坯皮的选择从准备到鞣制过程中，表面活性剂的使用对防水毛皮的防水性能具有负面影响，因为表面活性剂渗透入革中，不能完全被洗出。研究表明，生产防水毛皮的理想条件是整个生产过程中不使用表面活性剂。为评估蓝湿毛皮是否适合生产防水毛皮，可以滴加几滴水于干的蓝湿毛皮肉面的表面上，如果干的蓝湿毛皮肉面层像海绵一样吸收水分，则这种蓝湿毛皮不适合生产防水毛皮；如果水滴在干的蓝湿毛皮表面呈水珠状延续 2 秒以上时间，这种蓝湿毛皮可能适合于生产防水毛皮。如果蓝湿毛皮已经贮存很长时间，那么建议重新进行铬复鞣。这样可以使得皮化材料在整个横截面上均匀分布。另外，生产防水毛皮最好选较紧实的毛皮坯皮。 2.3 水洗在毛皮生产过程中，各种中性盐、表面活性剂、分散剂、未结合的鞣剂以及其他杂质被引入到毛被和皮板上，水洗可以除去这些材料的大部分，中和之前以及防水加脂剂用金属盐固定后彻底地水洗对防水毛皮非常重要。每次水洗之前，废液应尽可能排尽。 2.4 中和中和对铬鞣、铝鞣皮用阴离子型加脂剂加脂的影响，可以概括成一句行话，叫做 “ 中和多深，加油多深 ” 。这句话的意思是说，如果整个皮层全部中和透了，则加脂剂就能在整个皮层渗透，中和到皮层的哪个层次，加脂剂就将渗透到哪个层次。油脂在纤维束、纤维、原纤维中的渗透也遵循这样的规律。加脂浴液的 pH 距皮胶原的等电点越远，皮纤维带电荷越强，中和程度越大，加脂后皮板越柔软。中和深度可以通过 pH 控制和指示剂检查皮板切口来加以准确地控制。制定工艺要求时根据产品身骨的要求，确定需要加脂的深度，通过中和深度来控制加脂深度。由于本工艺通过防水加脂剂来提高毛皮的防水性，因此深度的中和是提高防水毛皮防水性所必须的。若中和不透或不匀，将直接影响防水处理时防水剂在皮革整个横截面和平面上均匀分布，从而影响皮革的防水效果。一般来说，疏水加脂剂在 pH 大于 5.0 时渗透较好，在 pH=4.0~6.5 的范围内，中和程度越高，革的防水性越好。为了使防水材料在革内完全渗透，彻底中和非常重要。另外在中和时严禁使用二价金属盐如钙盐、镁盐等，以防它们对防水剂所产生副作用。因为皮革中的盐分也将影响皮革的防水处理效果，中和后所产生的中性盐应彻底水洗掉。本工艺的中和时间为 4h ， pH 控制在 8.0±0.2 ，就是为了中和深且透。 2.5 加脂湿加工过程中的皮革防水剂一般可分为防水复鞣剂和防水加脂剂，本工艺中选择的是防水加脂剂，因此加脂效果直接影响到防水性。 2.5.1 温度对加脂的影响通常，温度越高，疏水性加脂剂乳液黏度越小，粒子越细，运动扩散速度越快，油脂渗透越快，在毛皮内分布亦越好。另外加脂温度过高，乳液的稳定性会降低。加脂温度低，乳液稳定，渗透较慢，分布均匀，皮面舒展，但加脂需要时间较长，油脂吸净率较差。对于防水毛皮的生产，加脂温度一般在 40~60 ℃ 范围内。本工艺所选择的温度在 50~60 ℃ 范围内。 2.5.2 p H 对加脂的影响对于毛皮来说，乳液的 pH 对加脂有很大的影响。在酸性介质中，毛被吸收的油脂量比皮板多，随着乳液 pH 的提高，毛被含油量逐渐下降，这可能是因为毛被比皮板等电点低。在毛皮成品中，正常允许的毛被油脂含量一般在 2%—3% 范围内，否则毛被粘结影响光泽，所以浸加脂应在碱性条件下进行。刷涂加脂时，乳液的 pH 应该尽可能使其接近中性。尽管如此，毛被上还是会残留少量的油脂，因此本工艺中选用的防水加脂剂 Dermalix C Paste 和 Dermalix FWM Paste 均具有极好的耐光和耐热性，在后期烫毛过程中亦不易引起黄变。 2.5.3 加脂液浓度的影响加脂液浓度提高，扩散作用增强，皮板吸收油脂量随浓度的提高而提高，有利于加脂的进行。采用小液比加脂并赋予适当的机械作用，不仅能加快油脂的吸收，而且可以提高油脂的利用率。大液比加脂，油脂渗透均匀，但利用率低，废水量增加。浸加脂时在不引起结毛的前提下尽量采用小液比，加脂液浓度也不宜过高。刷加脂时乳液浓度要高一些，以利于油脂渗透。 2.5.4 后续操作对加脂的影响加脂时湿加工是湿整饰工段的最后一道工序，后工序的搭马静置、甩水、干燥均能促进加脂的完成和影响加脂剂再分布。搭马静置期间，随着皮内水分被不断排除，促进为破乳的乳液进一步破乳很分散；甩水操作在甩出皮内水分的同时也会将未结合的油脂甩出来。因此本工艺在加脂后的毛皮先经搭马静置过夜，使加脂剂充分与皮纤维结合，再进行甩水等工序。 2.6 防水剂的固定防水加脂剂加脂一般应进行两次固定。第一次固定是在加脂转动完成后用酸固定，分次缓慢加酸以确保油脂在整个革的横切面上均匀固定，油脂吸尽的 pH 在 3.5 左右；值得注意的是浴液吸尽后，再用金属盐固定前经常要水洗，以免金属盐与加脂浴液中剩余的油脂结合而沉积在皮革表面。第二次固定则是用多价金属盐来封闭加脂剂中的一些表面活性剂或乳化剂，因为这些金属盐能将水溶性加脂剂转变成水不溶的皂而赋予革防水性。一般防水剂在渗入皮革后，只有经过用金属盐固定才具有防水效果。而有机硅、含氟类的防水剂，不经过固定也显示一定的防水作用。若以金属盐固定后，防水性会随之提高。因此，在毛皮防水处理以后一般需要进行金属盐的固定处理。由于本工艺在防水加脂以后还需要表面处理，因此只用铝单宁来固定而不用酸固定，以避免 pH 下降过多而导致表面处理时较为困难。毛皮防水处理必须是当防水剂充分吸收之后才能固定，关于浴液中防水剂吸收状况一般可看浴液是否清澈，也可按如下方法进行检查：取待检查的防水处理浴液 10mL ，向其中加入 10% 的氯化铝，当混合液显示出乳白色或产生白色沉淀时，表明防水剂尚未吸收充分，应该继续延长划动时间，以提高毛皮对防水剂的吸收率。 2.7 清洁的条件和设备在防水绵羊毛皮的生产过程中，清洁的条件和设备是非常重要的。复鞣划槽、材料的混合容器及搅拌器等设备中的任何污染，对革的防水性都会产生负面影响。如果可能，应有专门复鞣 / 加脂划槽用于防水毛皮的生产。在清洁机器和设备时，使用清洁剂也可能导致防水毛皮生产的失败。 2.8 喷涂本工艺采用先喷涂 PM4800 ，晾干后，再喷涂 Aquaderm Additive SF 滑爽剂或 DC HV-495 滑爽剂。 PM4800 是含氟化合物，喷涂在毛被表面虽然防水性能良好，甚至有一定的防油防污功能。其不足之处是，毛被的手感有些发涩、发粘。而 Aquaderm Additive SF 、 DC HV-495 是有机硅类化合物，喷涂在毛被上可使其具备重要的疏水性和耐摩擦性能。更为重要是，具有一定的抗黏和滑爽性，毛被手感良好。 2.9 存放防水绵羊毛皮复鞣、加脂后，毛皮必须仔细堆放，并尽可能使其平整，防止干燥。防水毛皮失水很快，水分过度流失后，皮板产生折痕很难伸展开，此外，毛皮太干将降低后续工序机械操作的效果，从而减少面积。经验和实验均表明，经过防水处理的毛皮尽管已具备防水作用，但只有经过一定时间的存放后（即防水过程的继续）才能达到最佳防水效果，将其放置一周后再进行防水性测试，使其结果更为真实、可靠。 3 结束语概括地说，本工艺的防水绵羊毛皮工艺有“三长”：中和时间长、加脂时间长以及固定时间长。为了避免脂肪酸析出物在毛皮上形成，必须注重中和。皮内的任何一部分未被防水加脂剂作用，或者中和不够，加脂时间短，防水效果都会下降，所以在固定之前整个横截面要作用足够，才能达到良好的防水效果。防水毛皮的生产离不开防水材料，但防水毛皮的生产又是一个系统工程，在防水处理等工序甚至整个毛皮加工工艺中都应充分突出 “ 防水 ” 这一主题。然而在这一系统中，每一个独立的步骤都要注意到，只凭优良的防水加脂剂本身不能使毛革具有良好的防水性，生产条件、工序安排、工艺参数、设备、坯皮状态、所用的复鞣剂等都决定着生产防水毛皮的成败。保持毛革性能的稳定性是生产防水毛皮所面临的一个大问题，为了在每一批生产中得到一致的效果，必须建立一个完整的系统，并从准备到喷涂阶段都要准确控制生产过程，否则即使使用再优良的防水剂也得不到防水性能优良的毛皮产品。参考文献：程凤霞，张岱民，王学川 . 毛皮加工原理与技术北京：化学工业出版社， 2005:161-163. 但年华，王康建，但卫华，等 . 皮革防水材料的分子结构特征中国皮革， 2011 ， 40 （ 11 ）： 37-41. 王康建，王祎，但年华，等 . 功能皮革系列之防水皮革（一）北京皮革， 2011 ， 36 （ 21 ）： 95-98. 易秋菊，但卫华，胡绪义，等 . 生态染整技术及其在毛皮染整中的应用前景中国皮革， 2010,39 （ 23 ）： 38-42 朱晔，周富春，姜楠，等 . 毛皮热风继续吹——毛皮行业面面观中国皮革， 2007, 36 （ 10 ）： 65-71 卢行芳 . 猪皮制革技术北京：化学工业出版社， 2005: 120-138. 孙静 . 牛皮制革技术北京：化学工业出版社， 2005: 307-308. 单志华 . 制革工艺学制革的染整北京 : 科学出版社 , 1999: 106-111 单志华，但卫华 . 制革化学与工艺学（下册）北京：科学出版社， 2005: 176-183. 金浩，熊丹柳 . 皮革工艺与应用上海 : 华东理工大学出版社， 2009: 228-230 四川大学皮革工程系，美国 Atlas Refineryery 公司制革技术研讨会成都， 1997 年 11 月 10 日 —14 日： 20-23. 王康建，王祎，但年华，等 . 功能皮革系列之防水皮革（二）北京皮革， 2011 ， 36 （ 24 ）： 84-87. 骆鸣汉 . 毛皮工艺学北京：中国轻工业出版社， 2000 ： 289-296. 马兴元 . 羊皮制革技术北京：化学工业出版社， 2005 ： 270-271. 卢行芳 . 皮革染整新技术北京 : 化学工业出版社， 2002 ： 197-203. 张廷有 . 皮革染整基础北京 : 科学出版社 , 1999 ： 79-82. 魏世林 . 实用制革工艺北京：中国轻工业出版社， 1999 ： 340-341. * 基金资助：成都市科技计划项目，项目编号： 11DXYB210JH ** 第一作者简介：王康建，男， 1981 年生，博士生。四川省成都市一环路南一段 24 号四川大学制革清洁技术国家工程实验室 415 室。电话： 028-85408988 ； E-mail: health221@126.com *** 通讯联系人注：本文发表在《中国皮革》，2012，41（15）：4-7 2012-双防水型铬鞣绵羊毛皮的制备工艺探讨.pdf

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基于锆-铝-钛配合鞣剂的不浸酸无铬鞣工艺的研究

health229 2012-8-21 12:42

基于锆 - 铝 - 钛配合鞣剂的不浸酸无铬鞣工艺的研究 * 王康建 ** ，易兰萌，刘萌，何青，但年华，但卫华 *** 四川大学制革清洁技术国家工程实验室 , 四川成都， 610065 摘要：采用锆 - 铝 - 钛配合鞣剂在不浸酸条件下对软化黄牛裸皮进行鞣制，最佳工艺条件为：鞣剂用量 12% （碱皮重），补水后转动时间为 5h ，鞣制终点温度为 40 ℃ ，终点 pH 为 4.0 。坯革收缩温度可达 94.6 ℃ 。扫描电镜和组织学观察发现，坯革的纤维束编织紧密，与铬鞣革类似。坯革撕裂强度、抗张强度和断裂伸长率均与铬鞣革相当，表明该工艺有望替代常规铬鞣工艺。关键词：不浸酸；无铬鞣；黄牛鞋面革；工艺中图分类号： TS 54 文献标识码： A Study of Process with No-pickling and Chrome-free Tanning by Zr-Al-Ti Complex Tanning Agent Wang Kangjian ， Yi Lanmeng ， Liu Meng ， He Qing ， Dan Nianhua ， Dan Weihua National Engineering Laboratory for Clean Technology of Leather Manufacture, Sichuan University, Chengdu, 610065, Sichuan, China Abstract ： Zr-Al-Ti complex tanning agent was applied in the cattle hide after bating with no-pickling ， the optimum technological condition: the dosage of tanning agent was 12% of the basification pelt, tanning time was 5h, temperature is 40 ℃ ,the pH of basification was 4.0 in such condition, there is no need to pickling and add salt, shrink temperature was 94.6 ℃ . We observed the leather’s micro morphology by SEM and histological section, and found fiber bundles were tight, the similar with leather tanned by chrome. Its tearing strength, tensile strength, enlongation at break were also similar to the leather tanned by chrome. Key words ： No-pickling ； Chrome-free tanning ； Cattle shoe leather ； Process. 1 前言众所周知，由于铬鞣所造成的铬污染和铬资源浪费，使得无铬鞣成为研究热点。为了彻底解决铬的污染问题，人们把目光转向对无铬鞣剂及鞣法的研究，并进行了大量的研究探索，如醛鞣、油鞣、植物鞣、其它金属鞣（如锆、铝、钛、铁、镁、稀土等）以及无铬结合鞣等。遗憾的是，采用上述无铬鞣剂及其鞣法所制得的革，其质量都无法与铬鞣革媲美。针对无铬鞣剂所存在的问题，四川大学的但年华等制备了锆 - 铝 - 钛配合鞣剂 ( 即 DMT-II 配合鞣剂 ) 。研究表明，以锆 - 铝 - 钛配合鞣剂为代表的无铬多金属配合物鞣剂具有较好的鞣革性能，特别是当采用某些小分子有机配体对其改性后，可提高无铬多金属配合鞣剂的反应性和稳定性，且鞣得的坯革呈白色，粒面细致。在常规铬鞣的工艺中，鞣制前需要进行浸酸操作，其主要目的是降低裸皮的 pH ，使之与铬鞣液 pH 相近，保证鞣制的顺利进行，并进一步分散胶原纤维，增加胶原的反应活性基团，提高鞣剂分子与胶原的结合率。同时，浸酸还可以封闭胶原的羧基，增加胶原的阳电性，减缓鞣剂分子与胶原结合，便于鞣剂分子向皮内渗透，防止表面过鞣。浸酸的终点 pH 一般在 3.2 以下，远低于裸皮的等电点，很容易发生 “ 酸肿 ” ，因此生产中通常加入裸皮质量 6%~10% 的食盐来抑制浸酸及鞣制过程中可能引起的酸膨胀。食盐价格便宜，抑制膨胀效果好，在制革生产中得到广泛应用。但食盐的加入，易造成裸皮脱水，使成革扁薄，丰满性差，同时也造成氯离子的污染。为了解决传统制革工业中浸酸带来的氯离子的污染，制革化学家们提出了无盐浸酸和不浸酸鞣制的方法，大大降低了氯离子污染。本文在本研究室前期研究工作的基础上，应用不浸酸技术，采用 DMT- Ⅱ 配合鞣剂鞣制黄牛鞋面革，以求建立新型的不浸酸无铬鞣技术体系，从根本上解决铬污染和氯离子污染的问题。 2 试验部分 2.1 主要材料和试剂 DMT- Ⅱ 配合鞣剂，实验室自制；脱灰软化黄牛裸皮，实验室自制；铬粉 TLL （含量 22 ± 1% ，碱度 33 ± 2% ，重庆民丰化工有限公司），配制染色液的各试剂为分析纯，甲酸钠，小苏打等均为工业级。 2.2 主要仪器和设备热泵循环不锈钢控温试验转鼓（ GSD ， Φ400mm × 200mm ，无锡市新达轻工业机械有限公司）；数字式皮革收缩温度测定仪（ MSW-YD4 ，陕西科技大学阳光电子研究所）；冷冻切片机（ Leica CM1950 ，德国徕卡公司）；高级光学显微镜（ Nikon E400 ，日本尼康公司）；扫描电子显微镜（ JSM-5900LV ，日本电子公司）；万能拉力机（ AI-7000S ，台湾高铁科技股份有限公司）。 2.3 试验方法 2.3.1 试验工艺表 1 不浸酸无铬鞣、浸酸无铬鞣和铬鞣黄牛鞋面革工艺 a 工序不浸酸无铬鞣浸酸无铬鞣常规铬鞣工艺条件材料 % b 材料 % 材料 % 温度 ( ℃ ) 时间（ min ） pH 浸酸 / / 水 50 水 50 25 / / 食盐 8 食盐 8 25 20 / / 甲酸 0.8 甲酸 0.8 25 20 / / 硫酸 1.0-1.2 硫酸 1.0-1.2 25 120 2.6-3.0 鞣制水 50 / / / / 25 DMT- Ⅱ 12 c DMT- Ⅱ 12 铬鞣剂 8 25 180+ 过夜提碱甲酸钠 1 甲酸钠 1 甲酸钠 1 25 30 小苏打 2.0-2.5 小苏打 2.5-3.5 小苏打 1.0-2.0 25 90 3.8-4.1 d 水 100 水 100 水 100 40 e 240 f + 过夜 25 30 搭马 1-2d 注： a. 脱灰软化后的裸皮 pH=7.0-7.5 ； b. 所有材料用量均按碱皮计重； c. 不浸酸无铬鞣工艺中 DMT- Ⅱ 用量分别为 6% ， 9% ， 12% ， 15% ， 18% ； d. 不浸酸无铬鞣工艺中终点 pH 分别为 3.0 ， 3.5 ， 4.0 ， 4.5 ， 5.0 ； e. 不浸酸无铬鞣工艺中终点温度分别为 35 ℃ ， 40 ℃ ， 45 ℃ ， 50 ℃ ， 55 ℃ ； f. 不浸酸无铬鞣工艺中补水后的鞣制时间分别为 0h ， 1h ， 2h ， 3h ， 4h ， 5h ， 6h 。根据 DMT-II 配合鞣剂和软化黄牛裸皮的特点，制定不浸酸无铬鞣、浸酸铬鞣和常规铬鞣黄牛鞋面革生产工艺如表 1 所示。在不浸酸无铬鞣的工艺条件下，考察了 DMT- Ⅱ配合鞣剂的用量、终点 pH 、终点温度以及补水后的鞣制时间对坯革收缩温度的影响。 2.3.2 不浸酸无铬鞣、浸酸无铬鞣和常规铬鞣工艺的比较图 1 鞣制试验取样图如图 1 所示，取部位 1 、部位 3 进行不浸酸无铬鞣试验，取部位 2 进行浸酸无铬鞣实验，取部位 4 进行铬鞣试验。 2.3.3 收缩温度的测定将样品用特定模具制成条形，在收缩温度测定仪上测定收缩温度（ Ts ），升温速度为 2±0.2 ℃ /min ，每个样品测 4 次取平均值（横向、纵向各取 2 个样）。 2.3.4 坯革纤维形貌观察 2.3.4.1 扫描电镜观察用扫描电镜观察坯革横截面形貌并拍照（截面喷金，加速电压 20kV ）。 2.3.4.2 组织学切片观察取软化黄牛裸皮和经 DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣制和铬鞣剂鞣制的坯革样品，用 10% 中性甲醛液固定 24 小时以上，采用冷冻切片的方式平切，再用苏木素（ hematoxylin ， H ）伊红（ eosin ， E ）染色法（也称 HE 法）对切片进行染色，在高级光学显微镜下进行组织学观察并拍照。 2.3.5 物理 - 机械性能测试根据轻工行业标准 QB/T2710-2005 和 QB/T2711-2005 ，在坯革上取样，横向、纵向各取 2 个样。然后，在温度 23 ℃ 、相对湿度 50% 的标准环境下空气调节 48h ，然后在万能拉力机上测定材料的抗张强度、撕裂强度和断裂伸长率（拉伸速度 100mm /min ），每个样品测 4 次取平均值。 3 结果与讨论 3.1 不同鞣制方法所得坯革收缩温度的比较由表 2 可知， DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣制所鞣得的坯革的收缩温度已经达到多种皮革的标准，这一结果提示我们， DMT- Ⅱ配合鞣剂及其鞣法有望替代常规铬鞣剂及其鞣法。研究发现，不浸酸无铬鞣工艺所得坯革的收缩温度要高于浸酸无铬鞣制坯革的收缩温度。这可能是因为传统浸酸浴液中的中性盐浓度较高，使锆 - 铝 - 钛配合鞣剂的组成发生了改变，随着中性盐浓度的增加，带正电荷的多金属配合物逐渐变成不带电荷的中性多金属配合物或带负电荷的多金属配合物，因而减少了皮胶原与锆 - 铝 - 钛配合鞣剂的结合量。还有一种可能是由于中性盐的脱水作用，这种脱水作用一方面除去了包覆在锆 - 铝 - 钛配合鞣剂分子外的水膜，使鞣剂分子聚集而增大；另一方面因中性盐的脱水作用，使得胶原纤维之间的孔隙变小，以致分子变大后的锆 - 铝 - 钛配合鞣剂难与胶原侧链上的活性基发生结合，因此使得锆 - 铝 - 钛配合鞣剂的结合量降低，从而影响了鞣制效果。由此可见，不浸酸无铬鞣工艺更适合于 DMT- Ⅱ配合鞣剂的鞣革工艺。表 2 不同鞣法所得坯革的收缩温度鞣制工艺收缩温度（℃）不浸酸无铬鞣 94.6 ± 0.3 浸酸无铬鞣 89.8 ± 0.4 常规铬鞣 105.0 ± 0.8 3.2 鞣制工艺参数对皮革收缩温度的影响 3.2.1 鞣剂用量的影响图 2 收缩温度与鞣剂用量的关系在一般条件下，增加鞣液中 DMT- Ⅱ配合鞣剂的浓度，意味着增加胶原羧基离子与 DMT- Ⅱ配合鞣剂的配位机会，所以会增加 DMT- Ⅱ配合鞣剂的结合量，皮革的收缩温度会随鞣剂用量的增加而升高。如图 2 所示。当 DMT- Ⅱ配合鞣剂用量达到 12% 的时可使收缩温度上升至 94.6 ℃ ，甚至更高；再增加 DMT- Ⅱ配合鞣剂用量，收缩温度上升的幅度比较缓慢，而成本会进一步增加。 3.2.3 提碱终点 pH 的影响图 3 收缩温度与提碱终点 pH 的关系总的来说，在鞣制初期，鞣制系统的 pH 较低， DMT- Ⅱ配合鞣剂的分子较小，有利于向裸皮内渗透，但不利于结合。一方面随着 pH 增高， DMT- Ⅱ配合鞣剂分子逐渐变大，这时向裸皮渗透的速率逐渐变慢，而在皮表面的结合速率和结合数量却逐渐增加和增多；另一方面随着 pH 增高， DMT- Ⅱ配合鞣剂分子不仅仅是变大了，有可能结构还发生了其他变化，使 DMT- Ⅱ配合鞣剂分子与皮胶原的多点结合减少，从而影响了鞣制效果。如图 3 所示，适当提高鞣制结束时的 pH （提碱终点 pH ），可提高皮革的收缩温度。但是提碱的终点 pH 过高，就容易出现粒面粗糙或 DMT- Ⅱ配合鞣剂在粒面沉淀的危险性。也可能导致表面过鞣、鞣不透等。如果将提碱终点 pH 控制在 3.9~4.1 ，则一般不会出现危险，这时皮革的收缩温度可达到最高，同时也可以提高 DMT- Ⅱ配合鞣剂的吸收率。 3.2.4 鞣制终点温度的影响图 4 收缩温度与鞣制终点温度的关系在鞣制初期，裸皮不能经受较高温度，同时也不希望 DMT- Ⅱ配合鞣剂因水解和配聚作用变得太大，而影响渗透。所以在鞣制初期，选择在常温下进行，鞣制后期加热水升温。后期处理温度对皮革收缩温度的影响如图 4 所示，在后期处理温度为 40 ℃ 时的收缩温度最高，以后提高温度，收缩温度会逐渐降低。补水以后提高鞣液的温度会促进鞣液中 DMT- Ⅱ配合鞣剂的水解作用和配聚作用，使 DMT- Ⅱ配合鞣剂的分子变大，从而有利于 DMT- Ⅱ配合鞣剂分子与皮胶原的结合。提高鞣制温度，还能使鞣液向皮内的渗透速度加快，从而加快鞣制速度。但是温度过高，有可能会使 DMT- Ⅱ配合鞣剂迅速水解和配聚， DMT- Ⅱ配合鞣剂分子变大，使得 DMT- Ⅱ配合鞣剂在短时间内与皮革表面的皮胶原结合，而不利于鞣剂分子的渗透，可能导致表面过鞣、鞣不透。另外后期处理温度过高，还可能使得 DMT- Ⅱ配合鞣剂分子不仅仅是变大了，有可能结构还发生了其他变化，使 DMT- Ⅱ配合鞣剂分子与皮胶原的多点结合减少，从而影响了鞣制效果。 3.2.3 补水后的转动时间的影响图 5 收缩温度与补水后转动时间的关系 DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣制体系是一个平衡反应体系，延长时间可以使反应更接近平衡的终点，也就是说延长鞣制时间可以有更多的 DMT- Ⅱ配合鞣剂被胶原吸收和结合。在提碱和升温后，随着鞣制的进行，虽然皮革对 DMT- Ⅱ配合鞣剂的吸收和结合速度逐渐降低，但在短时间内很难达到平衡。这时适当延长转动时间，可使反应更接近于平衡，从而提高 DMT- Ⅱ配合鞣剂的吸收率。如图 5 所示，在提碱和升温后至少转动 4 小时，停鼓过夜，才能使反应基本接近平衡。取出搭马静置 24~48h ，使未结合的 DMT- Ⅱ配合鞣剂结合。 3.3 坯革微观形貌分析 3.3.1 扫描电镜分析 DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣得的坯革和常规铬鞣鞣得的坯革的横截面扫描电镜图如图 6 所示，由图 6 可知二者纤维束均已被打开，而且分散均匀、充分，纤维束编织均比较紧密，纤维间隙比较接近， DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣得的坯革比常规铬鞣鞣得的坯革的粒面层要紧实一些，这可能是 DMT- Ⅱ 配合鞣剂与皮胶原纤维发生了更多的交联作用，或者说填充性要好一些。图 6 坯革截面扫描电镜图 a. DMT- Ⅱ 鞣制（ ×50 ）， b. DMT- Ⅱ 鞣制（ ×400 ）， c. 铬鞣（ ×50 ）， d. 铬鞣（ ×400 ） 3.2.2 组织学切片分析图 7 坯革平切染色图 a. DMT- Ⅱ 鞣制（ ×40 ）， b. 铬鞣（ ×40 ）， c. DMT- Ⅱ 鞣制（ ×200 ）， d. 铬鞣（ ×200 ） , e. 脱灰软化裸皮（ ×40 ）， f. 脱灰软化裸皮（ ×200 ） DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣制的坯革和铬鞣坯革的平切染色图如图 7 所示，由图可知， DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣制的坯革和铬鞣坯革的纤维束明显要比脱灰软化裸皮的纤维束要紧密得多。 DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣制的坯革和铬鞣坯革的纤维束均比较紧密，纤维间隙比较接近， DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣制的坯革纤维束比铬鞣坯革的纤维束可能还要紧密一些，这可能是 DMT- Ⅱ 配合鞣剂与皮胶原纤维发生了更多的交联作用。 3.4 物理 - 机械性能分析如表 2 所示， DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣革的坯革的抗张强度大于铬鞣革坯革，但断裂伸长率和撕裂强度却不及铬鞣革。仅就这三项物理 - 机械性能指标而言，两者整体上相差并不大， DMT- Ⅱ配合鞣剂鞣革的坯革已经接近或达到铬鞣革坯革的水平。表 2 物理 - 机械性能鞣革坯革抗张强度 /MPa 断裂伸长率 /% 撕裂强度 /(N/mm) DMT- Ⅱ 鞣革 13.7 75.3 44.8 铬鞣革 12.3 78.9 46.4 4 结论本研究将 DMT- Ⅱ 配合鞣剂用于黄牛鞋面革坯革的鞣制，最佳工艺条件为：鞣剂用量 12% （碱皮重），补水后的转动时间为 5h ，终点鞣制温度为 40 ℃ ，终点 pH 为 4.0 。通过扫描电镜和组织学切片染色对坯革微观形貌进行观察，发现纤维束编织紧密，与铬鞣革类似。坯革撕裂强度、抗张强度和断裂伸长率均与铬鞣革相当。本工艺无需浸酸，有效减少了氯离子对环境的污染。 DMT- Ⅱ 配合鞣剂有望替代传统的铬鞣剂，同时消除生产过程以及皮革制品废弃物中铬盐对人类和环境的污染，坯革性能基本满足鞋面革要求，收缩温度 94.6 ℃ ，符合行业标准，为制革厂生产无铬鞣黄牛鞋面革创造新的途径。参考文献： Di Y, Heath R J, Long A, Hartnung K. Comparison of the tanning abilities of some epoxides and aldehydic compounds .Journal of the society of leather technologists and chemists, 2006, 90(3): 93-101. 陈武勇，李国英 . 鞣制化学 ( 修订版 ) . 北京：中国轻工业出版社， 2004:197-205 Brown EM , Shelly DC . Molecular modeling approach to vegetable tanning: preliminary results for gallotannin interactions with the collagen micro fibril .Journal of the American Leather Chemical Association, 2011, 106(5):145-152 Covington AD, Lampard GS . Studies on semi-metal tanning .Journal of the American Leather Chemical Association , 2004, 99(12):502-505 Karthikeyan R , Ramesh R , Venba R , et al. The renaissance of Fe(III) as self-tanning agent .Journal of the society of leather technologists and chemists, 2011,95(4):171-176 LuoJianxun, ShanZhihua, Shi Bi. Wet-white leather processing: a new complex combination tannage .Journal of the society of leather technologists and chemists, 2011, 95(3):93-97 Li Jing ， Sun Qingyong, Wu Chao, et al. A Novel Oxzaolidine Tanning Agent and its Use in Vegetable Combination Tanning .Journal of the society of leather technologists and chemists, 2011, 95(4):165-170. 但卫华，但年华，林海，等 . 锆 - 铝 - 钛多金属配合物粉剂及其制备方法 . 中国专利， CN200710048440.4 ， 2007-08 周相君，刘兰，曾睿，等 . Zr-Al-Ti 多金属配合鞣剂在山羊皮鞣制中的应用 . 中国皮革 .2010. 增刊： 214-218. 但卫华，王坤余 . 生态制革原理与技术 . 北京，中国环境科学出版社 .2010, 139. 陈哲，但年华，李正军 . 不同有机配体对锆 - 铝 - 钛多金属配合鞣液反应性的影响 . 中国皮革， 2011 ， 40 （ 15 ）： 16-19 陈哲，但年华，李正军 . 不同有机配体对锆 - 铝 - 钛多金属配合鞣液稳定性的影响 . 皮革科学与工程， 2011 ， 21 （ 03 ）： 9-13 但卫华，程凤侠 . 制革化学及工艺学 . 北京 : 中国轻工业出版社， 2006:15 石碧，王学川 . 皮革清洁生产技术与原理 . 北京 : 化学工业出版社， 2010 ： 87 Ning Duo, Liu Yahua, Huang Jianbing, et al. A Method for Measuring Shrinkage Temperature of Leather. J. Soc. Leather. Technol. Chem., 2011, 95 (5), 221-224. 李志强 . 生皮化学与组织学 . 北京：中国轻工业出版社， 2010: 164-165. * 基金资助 : 成都市科技计划项目，项目编号 : 11DXYB210JH ； ** 第一作者简介：王康建（ 1981- ），在读博士生，主要从事生态制革方面的研究。 *** 通讯联系人简介 : 但卫华（ 1956- ），教授，博导， dwh5607@263.net 本文刊登在《第九届全国皮革化学品学术交流会论文集》：264-268 本人参加此次会议，并应邀作大会报告。

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不浸酸无铬多金属配合鞣液的改性及其应用工艺的优化

health229 2012-8-21 12:33

不浸酸无铬多金属配合鞣液的改性及其应用工艺的优化李峰 ** ，王康建，但年华，但卫华 *** 四川大学制革清洁技术国家工程实验室，四川成都， 610065 摘要：通过引入多种小分子有机酸配体与引入微量铬配体的方法对一定比例混合的锆 - 铝 - 钛多金属配合鞣液进行改性，当锆、铝、钛摩尔比一定、且按 n （总无铬金属离子） ∶ n( 乳酸 ) ∶ n( 柠檬酸 )=1 ∶ 0.1 ∶ 0.1 进行有机蒙囿改性、按 n （总无铬金属离子） ∶ n( 铬金属 )=1 ∶ 0.05 进行改性时，鞣液具有高的浑浊 pH 与高的稳定性；同时选择浓度为 2mol/L 、 pH 为 2.0 的改性鞣液且其用量不小于 8% 用于不浸酸鞣制时所鞣革收缩温度可达到 88.9 ℃ 。关键词：不浸酸；无铬多金属；改性；优化中图分类号： TS529 . 2; TQ94 文献标识码： A Modificationof Solution of Chromium-free multi-metal for tanning without pickleand optimize its applied condition Li Feng ， Wang kangjian ， Dan Nianhua ， Dan Weihua National Engineering Laboratory for Clean Technology of Leather Manufacture, Sichuan University, Chengdu, 610065, Sichuan, China Abstract : Via introducing a variety of small molecular organic acidity ligands or trace amount of heterocaryosis ligands modified the compounded Zr-Al-Ti multi-metal tanning solution in proportion, when n(metallic ion)∶n(citric acid)∶n(lacticacid)=1∶0.1∶0.1andn(metallic ion) ∶ n(chromiummetal)=1 ∶ 0.05 the stability and reactivity of tanning liquor is best .and the same time when use more than 8% tanning which have 2mol/L of concentration and pH=2.0. The shrinkage temperature of the resultant leathertanned with the above liquor is up to 88.9℃ ． Key words : No-pickle ； Chromium-free multi-metal ； Modified ； Optimization 前言近年来，人们环保意识的加强，对革制品的环保要求也随之增加，众所周知，铬鞣革中的三价铬会因外在条件而氧化成六价铬，而六价铬是严重的致癌物质，铬鞣法面临着严峻挑战。传统的鞣制方法需要通过浸酸来调节 pH ，为了防止酸肿往往在浸酸时加入大量的中性盐，这些中性盐不但不利于鞣制，而且严重的污染环境。因此开发一种能与铬鞣性能相媲美的不浸酸无铬鞣剂是现在制革界的目标之一。研究表明，多种金属鞣剂配合使用时，其鞣革性能不仅仅是单一金属鞣剂性能的叠加，而是由于能形成更加复杂的、具有高稳定性能的配合物而表现出协同效应；不浸酸鞣制不但解决了传统鞣制时渗透与结合的矛盾，而且大大减少了中性盐的使用，降低了制革厂的环保压力。本文研究通过对引入多种小分子有机酸配体、引入微量的异核配体的方法对锆 - 铝 - 钛多金属配合鞣剂进行改性，并优化其应用于不浸酸鞣制的工艺条件。 1 实验部分 1.1 主要仪器与试剂紫外分光光度仪， UV2501PC ，日本岛津； pH 计 ,S3BpH ，上海雷磁仪器厂；电子天平 FA1004 ，上海精科仪器厂；热泵循环不锈钢控温比色实验转鼓 GSD ，无锡市德润轻工机械厂；硫酸钛、硫酸锆，分析纯，中国医药集团上海化学试剂公司；铬粉，银河建化（集团）有限公司；乳酸，分析纯，成都科龙化工厂；硫酸铝，分析纯，成都科龙化工厂；其它试剂为工业级。 1.2 实验方法 1.2.1 多金属混合鞣液的配制与性能检测 1.2.1.1 多金属混合鞣液的配制（ 1 ）配制浓度为 0.56mol/L 的硫酸溶液 400mL ，平均分为 4 份分别加入到 4 个锥形瓶中。（ 2 ）分别按一定的锆、铝、钛摩尔比例称量总金属离子摩尔数为 0.002mol 的各金属质量，混合加入到含有硫酸的锥形瓶中，配制 4 份。（ 3 ）分别配制 2mol/L 、 0.02mol/L 的氢氧化钠溶液。 1.2.1.2 多金属配合鞣液的性能检测用 0.02mol/L 的氢氧化钠将配制的多金属配合溶液碱化到 pH 为 3.0 ，并分别在常温、煮沸、浓硫酸催化煮沸的条件下测其沉淀 pH ，选出最佳条件用于后续实验。 1.2.2 改性多金属混合鞣液的配制与性能检测取在常温条件下混合配制的锆 - 铝 - 钛多金属配合溶液 100mL ，用一定浓度的硫酸稀释成 0.002mol/L ，并按 n （总无铬金属离子） ∶ n( 总有机酸 )=1 ∶ 0.2 的比例进行混合，其中有机酸分为 4 组，即：柠檬酸、甲酸与柠檬酸混合配体、乳酸与柠檬酸混合配体、乳酸与甲酸混合配体，同时按 n （总无铬金属离子） ∶ n( 铬金属 )=1 ∶ 0.05 的量进行改性。室温下存放，分别在 0h 、 24h 、 48h 、 72h 时测各组鞣液的紫外光谱与浑浊 pH ，选出具有高浑浊 pH 、高的稳定性能的改性配比。 1.2.3 鞣液应用条件的优化实验表明按 n （总无铬金属离子） ∶ n( 乳酸 ) ∶ n( 柠檬酸 )=1 ∶ 0.1 ∶ 0.1 进行有机蒙囿改性时，鞣液具有高的浑浊 pH 与高的稳定性能，用这种改性方法配制浓度分别为 1.5mol/L 、 2.0mol/L 、 2.5mol/L 的多金属混合鞣液各 100mL ，并用小苏打分别碱化成 pH 为 1.5 、 2.0 、 2.5 。在烧杯中加入软化后的皮与皮重 50% 的清水，再分别加入不同碱化程度、不同浓度、不同比例的鞣液，按表 1 进行实验，加入鞣液后测浴液 pH ，并在恒温震荡器中震荡 3h 后测皮内 pH 与所鞣革的收缩温度。表 1 鞣液应用条件的优化实验序号浓度（ mol/L ）碱化程度 (pH) 加入比例（鞣液 / 皮重） 1 1.5mol/L 1.5 8% 2 1.5mol/L 2.0 9% 3 1.5mol/L 2.5 10% 4 2.0mol/L 1.5 10% 5 2.0mol/L 2.0 8% 6 2.0mol/L 2.5 9% 7 2.5mol/L 1.5 9% 8 2.5mol/L 2.0 10% 9 2.5mol/L 2.5 8% 2 结果与讨论多金属混合鞣剂在不同条件下的浑浊 pH ，以及引入多种小分子有机酸配体、微量的铬金属异核配体改性方法改性后的多金属混合鞣液在不同陈化时间下的浑浊 pH 、紫外光谱，其结果如表 2 、表 3 、图 1 、图 2 、图 3 、图 4 所示。表 2 多金属混合鞣剂在不同条件下的浑浊 pH 条件常温煮沸浓硫酸催化煮沸浑浊 pH 3.85 3.82 3.62 3.66 3.68 3.69 注：表 2 中多金属鞣液是指锆 - 铝 - 钛多金属配合鞣液表 3 用有机酸改性制备的多金属配合鞣液在不同陈化时间下的浑浊 pH 配体种类陈化时间柠檬酸柠檬酸与甲酸混合配体柠檬酸与乳酸混合配体甲酸与乳酸混合配体 0h 时浑浊 pH 4.12 4.15 4.19 4.16 24h 时浑浊 pH 4.08 4.12 4.15 4.11 48h 时浑浊 pH 4.04 4.06 4,02 4.06 72h 时浑浊 pH 3.97 3.98 3.95 3.95 注：①表 3 中多金属鞣液是指锆 - 铝 - 钛多金属配合鞣液。②表 3 中有机酸改性是按 n （总无铬金属离子） ∶ n( 总有机酸 )=1 ∶ 0.2 。③表 3 中混合有机酸配体是按摩尔比量 1 ∶ 1 配合的。图 1 柠檬酸蒙囿的多金属配合鞣剂在不同陈化时间下的紫外分光光谱图 2 柠檬酸与甲酸配伍蒙囿的多金属配合鞣液在不同陈化时间下的紫外分光光谱图 3 柠檬酸与乳酸配伍蒙囿的多金属配合鞣液在不同陈化时间下的紫外分光光谱图 4 甲酸与乳酸配伍蒙囿的多金属配合鞣液在不同陈化时间下的紫外分光光谱研究表明多金属配合鞣液的性能不仅仅与各金属的种类有关，还与各金属配合条件有关。由表 2 可以看出：常温下混合的多金属混合鞣液的浑浊 pH 比煮沸后的高，同时浓硫酸催化煮沸后的要高，同时用浓硫酸催化煮沸的要比单纯煮沸的鞣液浑浊 pH 略高，这是因为多金属配合物在水中会发生水解与配聚，而水解与配聚反应是吸热反应，故升高温度有利于水解与配聚的进行，同时水解与配聚反应能产生游离的氢离子，故加入酸会抑制水解与配聚反应的进行，又因为多金属配合物过度的水解配聚会使得分子变大、鞣性加强、耐碱能力减弱，故常温下混合时其浑浊 pH 最高。同时由表 2 、图 1 至图 4 可以看出：改性后的鞣液都比没有改性的鞣液浑浊 pH 高。这是因为有机酸蒙囿剂能与多金属配合物产生配位作用，增加了多金属配合物的反位效应，降低了鞣液配合物的反应结合点，提高了其稳定性与耐碱能力；还可以看到：不同改性方法改性的多金属混合鞣液其浑浊 pH 、紫外吸收度也各不相同，吸收度越高稳定性越好，其中用乳酸与柠檬酸混合蒙囿的鞣液比其它有机酸蒙囿的鞣液浑浊 pH 高、稳定性好，这是因为柠檬酸是多羟基羧酸类有机酸、乳酸为单羟基羧酸类有机酸，而甲酸仅仅是一元羧酸类有机酸，羟基类有机酸比一元羧酸类有机酸具有优良的蒙囿作用，因此用乳酸与柠檬酸混合蒙囿的鞣液比其它有机酸改性的鞣液浑浊 pH 高、稳定性好；同时改性的鞣液在一定范围内随陈化时间增加稳定性也随之加强，这是因为各金属单元之间的交联、有机酸蒙囿剂与多金属之间的配位随时间而缓慢进行。对鞣液应用条件进行优化，优化内容包括鞣液浓度、鞣液 pH 、用量，通过对所鞣革收缩温度的检测进行优化选择。其优化结果如表 4 。表 4 鞣液鞣制时应用因素的优化结果序号浴液 pH （震荡 3h 后）皮切口 pH 加液比至 2.0 ，提温到 37 ℃ 时皮 pH 所鞣革的收缩温度 1 2.2 2.5 3.2 74.3 ℃ 2 2.5 3.5 3.4 71.7 ℃ 3 3.0 3.7 3.9 （浑浊） 68.3 ℃ 4 2.2 2.6 3.1 85.6 ℃ 5 2.7 3.5 3.6 88.9 ℃ 6 3.0 3.4 3.5 82.4 ℃ 7 2.4 2.8 3.2 80.6 ℃ 8 2.8 3.2 3.5 83.5 ℃ 9 3.2 3.3 3.5 86.2 ℃ 由表 4 可以看到：鞣液加入，几分钟后浴液的 pH 降到 2.0 至 3.0 ，加皮转动 2 ～ 3h 后， p H 会升高，随着鞣液 pH 、鞣液浓度及用量不同而升高程度不同，加液比及加温后对整个系统的 pH 影响不太大，但第 3 组实验出现沉淀，原因可能浓度太低，加液比及加温后水解加剧。由表 4 数据作者认为：第 5 组实验条件最佳，也就是选择浓度为 2mol/L 、鞣液 pH=2.0 、用量为 8% ，这是因为，初始加入鞣液后浴液 pH 迅速降到 2.7 ，此时鞣液还是以小分子形式存在，稳定性好，有利于初期鞣液的渗透与扩散，当加软化后皮转动 2 ～ 3h 后，由于皮内部的 pH 在短时间内还保持较高，故鞣剂分子在渗透均匀皮内时遇到高的 pH 环境而加速水解与配聚，形成大分子，提高其与胶原的多点结合性， 2- ～ 3h 后皮切口 pH 为 3.5 ，在这 pH 条件下有利于鞣液分子的水解与配聚，有利于其与胶原之间的配合。鞣制 4 ～ 6 小时后皮内外 pH 表现一致，补加液比与升高温度后 , 再转 2 ～ 3h ，鞣制结束时刚好在 3.8 ～ 4.0 左右，而 3.8 ～ 4.0 是最佳的鞣后 pH 值，此时测所鞣革的收缩温度为 88.9 ℃ ，是所有组中收缩温度最高的，这表明选择浓度为 2mol/L 、 pH=2.0 的改性鞣液效果最佳。结论当采用引入多种小分子有机酸配体、微量的异核配体的改性方法对多金属混合鞣液进行改性时，特别是当锆、铝、钛摩尔比一定、按 n （总无铬金属离子） ∶ n( 乳酸 ) ∶ n( 柠檬酸 )=1 ∶ 0.1 ∶ 0.1 进行有机蒙囿改性、按 n （总无铬金属离子） ∶ n( 铬金属 )=1∶0.05 进行改性时，鞣液具有高浑浊 pH 、紫稳定性好，同时选择浓度为 2mol/L 、 pH=2.0 的改性鞣液用于不浸酸鞣制是效果最佳的，所鞣革的收缩温度可达到 88.9℃ 。参考文献兰云军 , 许晓红 , 周建飞 , 等 . 锆盐的鞣性分析及其发展前景 . 皮革科学与工程 . 2009,19(04):22-23. 陈武勇 , 李国英 . 鞣制化学 . 北京 : 中国轻工业出报社 , 2009:162-193. 周相君 . 锆 - 铝 - 钛多金属配合鞣剂在山羊皮鞣制中的应用 . 四川大学 ,2010. 兰云军 , 许晓红 , 周建飞 , 等 . 锆盐的鞣性分析及其发展前景 . 皮革科学与工程 , 2009,19(04):22-23. 侯立杰 , 王全杰 , 杜丹华 , 等 . 不浸酸铬鞣影响因素的研究 . 中国皮革 . 2008, 07(37):8. . 王应红 , 辜海彬 , 陈继平 , 等 . 不浸酸铬鞣的鞣液变化与鞣革性能动态研究 . 皮革科学与工程 .2005,02(12):23. . 尹洪雷 , 陈武勇 . 不浸酸铬鞣工艺平衡研究 . 皮革科学与工程 . 2003, 06(13):43. 林海 , 但卫华 , 王坤余 , 等 . 无铬多金属配合鞣剂的研究进展 . 皮革科学与工程 . 2003, 13(06):31. 陈哲 , 但年华 , 李正军 , 等 . 不同有机配体对锆 - 铝 - 钛多金属鞣液稳定性的影响 . 皮革科学与工程 , 2011, 21(03):10-13. 陈哲 , 但年华 , 李正军 , 等 . 不同有机配体对锆 - 铝 - 钛多金属配合鞣液反应性的影响 . 中国皮革 .2011,40(15):16-19 本文发表在《西部皮革》，2012年第34卷第14期：9-13 2012-不浸酸无铬多金属配合鞣液的改性及其应用工艺的优化.pdf

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随笔之九十：《石》“入园秀美景”

uvard 2012-4-11 23:34

石架桥愿作梁，建厦甘为基；入园秀美景，雕刻成工艺。 --鲍毅

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微电子制造科学与工程_第一章引论

热度 2 WanghuataoHIT 2012-3-12 12:46

微电子制造科学与工程_第一章引论一、课件 PDF 版 1 引论_微电子制造科学与工程 20170226.pdf 2017年2月26日更新二、参考 1. 普通Si晶体管 MOS工艺简介.pdf 2013年2月21日更新 2. Intel High-K 金属栅晶体管工艺简介 Intel High-K 32nm chip 2011.pdf 2013年2月21日更新 3. Intel 22nm 三栅晶体管工艺简介 Intel 22nm Tri-Gate Transistor chip 2012.pdf 2013年2月21日更新 2-3来源： http://newsroom.intel.com/docs/DOC-2476#top 4. CMOS工艺基本流程_中文 PDF 版 2013年2月21日更新现代CMOS工艺基本流程_中文.pdf 5. CMOS工艺基本流程_英文 PDF 版 2012年3月26日更新 1 现在CMOS工艺基本流程_英文_微电子制造科学与工程.pdf 6. 晶体管发明60年.pdf 7. Integrated circuit 三、视频 2013年2月20日更新视频一：集成电路工艺概述（国立交通大学_台湾）片段二（国立交通大学）集成电路制造工艺概述（北京大学）视频二：半导体工艺动画模拟视频三： Intel 3D transistor 22nm, 晶体管视频四：芯片制造工艺介绍 how microchips are made 视频五：封装工艺介绍技嘉主板生产参观 how to make a motherboard in a Gigabyte Factory 视频六：Intel From sand to silicon 芯片制造概述视频七：热电子效应， edison_effect.swf 四、特色视频, Silicon Run系列，专注于微电子制造工艺介绍， 2013年2月23日更新（微电子人必看!）Silicon Run系列全集!!(行业内部经典纪录片), 本系列视频由Intel、斯坦福、苹果公司等硅谷半导体巨头联合摄制。内容丰富：3D、Foundry取景、原理介绍等多方面包含其中！对于微电子人来说，该视频绝对胜读十本书！ 1. Silicon Run I 2nd Edition, 1996, 38'28 （英文）电封1008401翻译（中英文字幕）项目组 I ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ Front-end manufacturing from crystal growth through integrated circuit fabrication. 2. Silicon Run II，1993, 34'33 电封1308401翻译（中英文字幕）★★ ★★ ★ http://v.youku.com/v_show/id_xmtuyntuynduyoa==.html?from=s1.8-1-1.2spm=a2h0k.8191407.0.0 Fabricated wafer through testing, packaging, and computer manufacturing. 3. Deposition，1998， 31'07 电封0908401翻译版 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ In-depth look at thin film deposition. 项目运作：字幕制作总结.pdf 视频文章中的词汇.pdf 中文字幕.pdf 英文字幕.pdf 4. Lithography, 1999, 30'29 （英文）电封1008401翻译（中英文字幕） , 项目组 II ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ In-depth look at photolithography. 5. Implantation，2003, 30'52 电封0908402翻译版 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆ In-depth look at ion implantation. 6. Etch In-depth look at etch and chemical mechanical planarization. 7. Silicon Run Lite Silicon Run I and II overview - for the less technical audience. 8. MEMS: Making Micro Machines 9. Nanotechnology: The World Beyond Micro 五、网站 1. http://www.shmj.or.jp/english/trends.html 2. http://homepages.rpi.edu/~schubert/Educational-resources/Educational-resources.htm 3. http://smithsonianchips.si.edu/augarten/index.htm 六、作业视频翻译： Homework 1 视频翻译.pdf 部分资源来源于网络，仅做教学之用，不得用于商业目的。

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基于两种磷系阻燃剂的复鞣加脂工艺设计与优化

health229 2012-1-3 12:03

基于两种磷系阻燃剂的复鞣加脂工艺设计与优化 * 陈达 1** ，王康建 1 ，肖世维 1 ，但卫华 1*** （ 1. 四川大学制革清洁技术国家工程实验室，四川成都 610065 ）摘要：在阻燃性铬鞣黄牛家具革的研发中，选用两种常见的磷系阻燃剂 CU003 与 TX01 ，分别在复鞣、加脂工序中加入 , 研究这两种阻燃剂加入的最佳工序设置最佳工艺条件及最佳用量，并对各工艺方案所得坯革进行物理性能表征。结果表明，加脂工序中加入阻燃剂的坯革的阻燃效果远优于复鞣工序中加入阻燃剂的效果。随着阻燃剂 CU003 用量的增加，皮革的阻燃效果会随之增强，尤其能大大缩短有焰燃烧时间，但用量达到一定量后，其阻燃效果没有明显改善。阻燃剂 TX01 用量的增加对有焰燃烧时间影响不大，但可显著缩短无焰燃烧时间，同样地，当用量达到一定量以后，无焰燃烧时间也不会继续降低。在 6 种复配用量及用量比中，当 CU003 ： TX01=10% ： 20% 时，阻燃效率最高，且对皮革的基本性能影响不大。中图分类号： TQ 64 文献标识码： A 关键词：阻燃剂；复配；加脂；复鞣 Preparation of a novel of flame retardant leather CHEN Da 1* , WANG Kang-jian, XIAO Shi-wei, DAN Wei-hua 1** ( 1. National Engineering Laboratory for Clean Technology of Leather Manufacture, Sichuan University, Chengdu Sichuan 610065, China ) Abstract: In the study of flame retardant chrome tanned cattlehide furniture leather ， two common phosphorous flame retardants: CU003 and TX01 are selected and used in this study, and the retanning and stuffing of blue chrome leather are chosen as primary process. The best adding process and dosage of the two flame retardants, and the optimum dosage and dosage ratio of the combination are studied respectively. In addition, fundamental properties of all products, such as the tensile strength, elongation at break tearing strength, tear load, and Ts(shrinkage temperature) are characterized. The results revealed that retardants added in stuffing process brings about much better flame retarding effect than those added in retanning process. the flame retarding effect within a certain range can be improved with the dosage increase of flame retardant CU003 and the time of flame combustion is significantly shortened. However, the dosage increase of flame retardant CU003 has little influence on the time of flame combustion, but the time of flameless combustion can be greatly shortened, also within a certain range. The results of the 6 combination of dosages indicate that the best retarding efficiency can be obtained when the dosage ratio of CU003 and TX01 is 10% and 20%, and the fundamental properties of leather would not be greatly affected. Keywords: flame retardants; compound; stuffing ； retanning 前言皮革作为一种具有优良使用性能的天然高分子材料，随着社会进步、经济发展，其使用范围已从最初的穿戴发展到了多方位、多层次。如家具革、汽车装饰革、飞机坐椅革等。这些革制品不仅要求具有普通革制品的一般性能，更要求其具有一定的阻燃性能。阻燃皮革已逐渐成为皮革功能化的一个重要方面。这不仅关系到革制品的持续发展与广泛应用，更重要的是关乎人民的生命和财产安全。随着人们对安全防火意识的日益重视，对日常革制品的阻燃性能势必会提出更高的要求。现有的阻燃剂大都用在塑料、橡胶以及纺织品领域，而皮革专用阻燃剂的研发进展甚微，现有的皮革专用阻燃剂产品在市面上寥寥无几。早在 1950 年，美国皮革化学家协会就制定了 ALCA method E50 ，这一方法是通过一定的方式引燃皮革样品，观察记录其引燃所用的时间、燃烧后的有焰燃烧时间及阴燃时间等数据用以衡量皮革的阻燃性能。但这一方法采用的是一次引燃，没有达到充分燃烧的效果，与实际火场中皮革反复受到引燃的情况相去甚远。国内目前对阻燃皮革并没有引起高度的重视，只是要求汽车装饰革的水平燃烧速度不得高于 100mm/min ，笔者认为这一指标门槛较低也过于单一。据文献记载含磷化合物在皮革上具有较好阻燃效果，此外人们还注意到皮革的阴燃时间较长，随之导致烟密度较大，本文选用了一种磷系阻燃剂及一种抗阴燃剂。分别在复鞣、加脂工序中加入 , 研究这两种阻燃剂加入的最适工序及其最佳工艺条件。参考汽车装饰用革行业标准的一些一般性能，采用 UL94 标准阻燃性能测定方法中的垂直燃烧法，将结果对比其最高 V-0 级指标，并且按照 ASTM D 2863-77 测试皮样的极限氧指数等方法，对各工艺方案所得坯革的阻燃性能和物理性能进行表征，最终优化出阻燃性铬鞣黄牛家具革的生产工艺。 1 试验部分 1.1 主要原料与仪器黄牛蓝湿革（厚度约为 1.70mm ，际华三五一四制革制鞋有限公司）。磷系阻燃剂 CU003 ，工业级，泸正纳米公司；抗阴燃剂 TX01 ，工业级，佛山市同新特种整理有限公司； HC-2C 型氧指数测定仪，南京市江宁区方山分析设备厂； CZF-4 型水平垂直燃烧仪，南京上元分析仪器有限公司； MSW-WD4 型收缩温度仪，陕西科技大学； GT-AI-7000S 型电子拉力机，台湾高铁公司。 1.2 实验方法 1.2.1 最佳工艺优化取黄牛蓝湿革 170mm×150mm 若干块，分别称重，作为各工序用料依据。工艺流程：回软 → 闷水洗 → 复鞣、过夜 → 闷水洗 → 中和 → 闷水洗 → 加脂 → 水洗 → 晾干。其中复鞣、加脂工序分别参照表 1 进行。表 1 主要工序方案及阻燃剂加入方法复鞣工序加脂工序阻燃剂加入方法液比 1.2 ，温度 35 ℃ 甲酸 0.3% ，稀释加入 Stefornol DC 1.0% ， 30min 铬粉 2% ， 60min ART-1 1.0% ， 20min ART-2 1.0% ， 40min 小苏打 0.4% ，多次加入加入阻燃剂， 60min 液比 1.2 ，温度 55 ℃ 亚硫酸化鱼油 6.0% ，乳化加入， 60min 甲酸 0.3% ，稀释加入加入阻燃剂， 60min 两种阻燃剂分别设计四组实验，在阻燃剂加入总量为 20% 的前提下，按复鞣加入用量：加脂加入用量 =20 ： 0 、 15:5 、 5:15 、 0:20 这四种加入方法先使用甲酸和小苏打先调节阻燃剂 pH 保证加入时不影响工序本身的 pH ，在复鞣和加脂工序中最后加入阻燃剂，在加入之后转动 40~60min ，保证阻燃剂充分进入皮内。 1.2.2 加脂工序中阻燃剂用量的优化表 2 加脂工序中阻燃剂用量的优化设计阻燃剂种类阻燃剂用量（ % ） CU003 0 5 10 15 20 25 30 TX01 0 10 20 30 40 50 60 CU003 ： TX01 0 ： 0 5 ： 10 5 ： 20 5 ： 40 10 ： 20 10 ： 40 20 ： 40 在确定重点工序后，按照不同的单独用量及复配用量分别加入，对阻燃剂用量和阻燃效果进行研究。 1.2.3 阻燃性能的测定参照 UL-94 垂直燃烧法制样测定。记录第一次引燃后的燃烧时间 t 1 ，第一次熄灭以后立即进行第二次引燃后的有焰燃烧时间 t 2 ，以及第二次引燃后的燃烧总时间 t 3 。这 3 个时间越低表明阻燃性能越好，最后将结果与其最高 V0 标准进行对比。参照 ASTM D 2863-77 进行制样测定。记录其极限氧指数（ LOI ），即提供试样燃烧时间 3min 、燃烧长度 5cm 的最低氧浓度。所以 LOI 越高表明其正常燃烧所需氧的浓度越高，其阻燃性能越好。 1.2.4 皮革基本性能的测定参照相关标准测定各个样的拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、撕裂力、收缩温度等一般性能。将结果与空白样及汽车装饰革的标准进行对比。 2 结果与讨论 2.1 最佳工艺的优化通过表 3 可以看出，加脂工序加入阻燃剂后，皮革阻燃效果远优于复鞣工序加入的效果。从极限氧指数方面考虑，蓝湿革的 LOI 约为 35 属难燃物，铬复鞣后 LOI 变化不大，但是加脂之后 LOI 降为 26.5 。这是因为加脂工序所用的加脂剂属于极易燃烧的物质，是阻燃皮革亟需解决的问题之一。据此可以证明出加脂工序对阻燃性能的影响较大。因此，阻燃剂加入的最适工序应该是加脂工序。表 3 不同工序方案的垂直燃烧测定结果阻燃剂 * 在复鞣与加脂用量比 /% 20 ： 0 15 ： 5 5 ： 15 0 ： 20 20 ： 0 15 ： 5 5 ： 15 0 ： 20 t 1 /s 2.2 0.0 0.0 0.0 8.7 6.7 5.2 5.9 t 2 /s 32.3 14.7 7.4 8.9 44.4 42.2 37.9 40.4 t 3 /s 212.2 100.3 82.2 43.3 398.2 355.5 117.4 92.3 * 前四组实验采用阻燃剂 CU003 ；后四组实验采用阻燃剂 TX01 2.2 阻燃剂用量 2.2.1 不同用量下极限氧指数（ a ）不同 CU003 用量下极限氧指数的变 (b) 不同 TX01 用量下极限氧指数的变化 (c) 不同 CU003/TX01 复配用量下极限氧指数的变化图 1 不同用量下氧指数的变化关系由图 1 可见， CU003 用量的增加能提高皮革的极限氧指数，但当用量达到 15% 之后，氧指数的提高并不明显。 TX01 用量的增加对皮革极限氧指数的提高较少，用量在 50% 以后反而出现下降。一方面因为 TX01 为抗阴燃剂，而极限氧指数的终点判定为有焰燃烧结束，所以 TX01 对皮革极限氧指数的影响不是很大；另一方面可能由于过高的用量影响了加脂工序的液比从而影响到正常的加脂工序，导致出现极限氧指数下降的情况。复配用量在 10% ： 20% 、 10% ： 40% 、 20% ： 40% 等配比时均出现较高的极限氧指数，其中 10% ： 20% 用量的效果最为理想。其原因可能是： CU003 能与水以任意比例混溶， CU003 用量的增加可以提高极限氧指数。但是随着 TX01 用量的增加，液比增大， CU003 的相对浓度降低，反而出现了极限氧指数降低的情况。总之，个别复配样和 CU003 能有效提高 LOI 值，而 TX01 对 LOI 影响不大。 2.2.2 不同用量下垂直燃烧时间 (a) 不同 CU003 用量下有焰燃烧时间的变化 (b) 不同 TX01 用量下有焰燃烧时间的变化 (c) 不同 CU003/TX01 复配用量下有焰燃烧时间的变化图 2 不用用量下有焰燃烧时间的变化关系 (a) 不同 CU003 用量下第二次燃烧总时间的变化 (b) 不同 TX01 用量下第二次燃烧总时间的变化 (c) 不同 CU003/TX01 复配用量下燃烧总时间的变化图 3 不同用量下第二次燃烧总时间的变化关系在图 2 中，参考线为 UL94-V0 所要求达到的 t 2 =10s 。由图可见，无论是复配样还是单独的 CU003 样，少许 CU003 用量可将第一次引燃后的燃烧时间 t 1 将至 0s ；但是 TX01 对 t 1 几乎没有影响。 CU003 的加入也能明显降低第二次引燃后的有焰燃烧时间 t 2 ，但是用量大于 10% 之后不能继续降低 t 2 ；而 TX01 对于 T 2 影响也不大，只有当用量大于 40% 时，才能明显降低 t 2 ，但效果仍不如 CU003 。这是因为 TX01 为抗阴燃剂，对 t 1 ， t 2 此类有焰燃烧时间影响较小。此外，复配样中的 10% ： 20% 、 20% ： 40% 达到参考标准。在图 3 中，参考线为 UL94-V0 所要求达到的 t 3 =30s 。由图可见， CU003 用量的增加可以有效减少地第二次燃烧的总时间，在用量大于 15% 之后影响较小且始终无法达到参考标准，且对第二次燃烧的阴燃时间（ t 3 － t 2 ）影响较小。 TX01 用量的增加也能减少地第二次燃烧的总时间，其效率比 CU003 低，但是在用量大于 45% 左右时，其阻燃效果能达到参考标准。此外，复配样的 5%:20% 、 5%:40% 、 10%:20% 、 10%:40% 、 20%:40% 均能达到参考标准，尤其以 10%:20% 和 20%:40% 效果较佳。这与极限氧指数的结果基本吻合。综合考虑 UL94-V0 对于 t 2 ＜ 10s 且 t 3 ＜ 30s 的标准要求，复配样 10% ： 20% 和 20% ： 40% 能达到要求。可见 CU003 与 TX01 用量比为 1 ： 2 左右时效果较佳。从成本考虑，显然 10% ： 20% 的复配样更为合理。 2.3 阻燃皮革的基本性能 2.3.1 不同用量下拉伸强度分析表 4 不同用量下拉伸强度的变化实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ CU003 用量 /% 0 5 10 15 20 25 30 拉伸强度 /N/mm 2 5.46 7.42 8.33 8.38 7.84 9.77 8.39 TX01 用量 /% 0 10 20 30 40 50 60 拉伸强度 /N/mm 2 5.46 9.29 5.37 6.59 5.45 11.68 8.34 CU003/TX01 用量 /% 0/0 5/10 5/20 5/40 10/20 10/40 20/40 拉伸强度 /N/mm 2 5.46 7.42 8.33 8.38 7.84 9.77 8.39 由表 4 可见加入两种阻燃剂对皮革的拉伸强度大都有不同程度的提高，少数样品略低于空白样的拉伸强度。数据随浓度变化出现不规律性，可能是因为取材部位差异所造成的。实验表明，这两种阻燃剂的加入对皮革的拉伸强度几乎没有影响。 2.3.2 不同用量下断裂伸长率分析表 5 不同用量下断裂伸长率的变化实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ CU003 用量 /% 0 5 10 15 20 25 30 断裂伸长率 /% 62.14 68.81 74.44 64.69 60.39 51.46 49.42 TX01 用量 /% 0 10 20 30 40 50 60 断裂伸长率 /% 62.14 64.60 65.49 55.73 73.64 40.15 61.53 CU003/TX01 用量 /% 0/0 5/10 5/20 5/40 10/20 10/40 20/40 断裂伸长率 /% 62.14 47.77 53.34 60.75 52.37 48.29 58.21 参考汽车装饰革轻工行业标准 QB/T 2703-2005 中关于断裂伸长率的要求是 35%~70% 。由表 5 可见，加入两种阻燃剂后，断裂伸长率仍然保持在标准以内。 2.3.3 不同用量下撕裂强度分析表 6 不同用量下撕裂强度的变化实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ CU003 用量 /% 0 5 10 15 20 25 30 撕裂强度 /N/mm 32.08 31.34 48.58 48.12 34.34 40.56 31.37 TX01 用量 /% 0 10 20 30 40 50 60 撕裂强度 /N/mm 32.08 45.40 96.33 78.21 36.69 59.20 54.37 CU003/TX01 用量 /% 0/0 5/10 5/20 5/40 10/20 10/40 20/40 撕裂强度 /N/mm 32.08 60.53 62.99 47.89 87.69 30.22 37.36 由表 6 可见，这两种阻燃剂的加入，大多提高了皮革的撕裂强度，极少数略微降低了撕裂强度，表明这两种阻燃剂不同用量及复配用量的加入基本不降低其原有的撕裂强度。 2.3.4 不同用量下撕裂力分析表 7 不同用量下撕裂力的变化实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ CU003 用量 /% 0 5 10 15 20 25 30 撕裂力 /N 54.53 43.67 78.79 82.42 52.93 69.84 52.95 TX01 用量 /% 0 10 20 30 40 50 60 撕裂力 /N 54.53 85.69 190.20 136.07 68.85 100.07 98.13 CU003/TX01 用量 /% 0/0 5/10 5/20 5/40 10/20 10/40 20/40 撕裂力 /N 54.53 120.76 128.47 88.98 193.88 48.22 78.75 参考汽车装饰革轻工行业标准 QB/T 2703-2005 中关于撕裂力的四型要求大于或等于 25N ，由表 7 可见，所有结果均满足汽车装饰用革的相关标准。 2.3.5 不同用量下收缩温度分析 (a) 不同 CU003 用量对收缩温度的影响 (b) 不同 TX01 用量对收缩温度的影响 (c) 不同 CU003/TX01 复配用量对收缩温度的影响图 4 不同用量对收缩温度的影响由图 4 可以看出， CU003 用量的增加可以提高收缩温度，最高可增加 12.2 ℃ 达到 118.9 ℃ 。 TX01 用量的增加降低了收缩温度，最高可降低 29.3 ℃ 达到 77.4 ℃ ，严重影响了成革的基本性能。复配样的收缩温度也有所降低，但相较与 TX01 的降低幅度小。 3 结论本研究选用两种常见的阻燃剂，优选出最适工序、最佳用量及用量比，研制出一种新型阻燃皮革，并对其进行了阻燃性能和基本性能的表征，得出以下结论：（ 1 ）皮革在加脂前后阻燃性能变化较大，阻燃剂在加脂工序中的加入能有效地提高皮革阻燃性能。（ 2 ） CU003 阻燃剂能大幅提高皮革的阻燃性能，尤其是提高皮革的极限氧指数和减少皮革的有焰燃烧时间，用量增至约 15% 后，效果变化不大； TX01 阻燃剂也能在一定程度上提高皮革的阻燃性能，主要表现在使革的阴燃时间明显降低，并在用量增至约 25% 以上，效果变化不大。（ 3 ） CU003/TX01 复配用量在 10% ： 20% 时，其阻燃效果最好能完全达到 UL94-V0 级，对皮革一般性能影响最低。今后阻燃性皮革的研制，应重点开展两个方面的研究：一是筛选、复配、合成高效绿色的皮革专用阻燃剂；二是通过对制革工艺的研究，优化出一套皮革阻燃的最佳生产工艺。参考文献 ALCA Method E 50. American Leather Chemists Association Method of Sampling and Analysis ， 1984 QB/T 2703-2005 汽车装饰用皮革胡强，俞从正含磷化学品在皮革中的应用西部皮革， 2009 ， 31 （ 27 ）： 25-28 陆慰萱 UL-94 标准阻燃性能的测定方法分析测试， 1994 ； 41-42 American Society for Testing Materials ASTM D 2863-77 ， ASTM Std 24 ， 1983 ； 262-269 QB/T 3812.5-1999 皮革抗张强度和伸长率的测定 QB/T 3812.6-1999 皮革撕裂力的测定 QBT 3812.8-1999 皮革收缩温度的测定段宝荣，王全杰，朱飞等复鞣剂对皮革阻燃性的影响中国皮革， 2007,36(7):17-20 王全杰，段宝荣，孙根行等加脂剂对皮革阻燃性的影响中国皮革， 2006,35(7):17-19 * 基金项目：国家科技支撑计划项目（项目编号： 2011BAC06B11 ） ** 第一作者简介：陈达，男， 1987 年出生，在读硕士研究生，主要从事功能皮革的研究。 *** 通讯联系人：但卫华，男，博导，教授，主要从事生态皮革和功能皮革的研究。 dwh5607@263.net 注：本文发表在《中国皮革》2011年第40卷第23期：32-36 2011-基于2种磷系阻燃剂的复鞣加脂工艺设计与优化.pdf

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[转载]第一块方型铝壳锂离子电池的制备过程--看看日本人是如何做电池的

imwgj 2010-12-22 00:34

三洋电机于 1995 年上市的方形锂离子充电电池，电池外壳使用铝合金，因此重量比使用钢制外壳的原产品减轻了 30 ％左右。由于重量轻，这种电池接连不断地被手机等产品采用。受电池畅销的推动，三洋电机在锂离子充电电池市场的份额逐步提高，目前已经开始争夺首位宝座了。　　 1990 年初夏，在位于三洋电机洲本工厂的实验室里，一名男子正为将要开始的新实验作准备。 OK ，基本准备就绪了。　　正在这时，他突然接到了上司打来的电话。小雨，很抱歉，请来一下接待室。会有什么事情呢？他一边想着，一边向上司指定的接待室走去。　　打扰了。推开房间门，他看到几名外国人正在和上司热烈地谈论什么。啊，小雨，不好意思啊。这几位是手机厂商的员工。是我们的镍镉充电电池的用户，不过他们说对锂电池很感兴趣。你简单介绍一下目前的情况吧。　　突然让介绍情况一点都没准备，还真让人挠头。因为还没有什么可以称之为成果的东西。随便介绍一下吧。他心里这样嘀咕着。　　被称呼为小雨的男子，正是后来开发外壳使用铝合金的方形锂离子充电电池的员工，也就是本次开发故事的主人公雨堤彻。当时是雨堤进入公司的第 8 年。正是工作上得心应手的骨干技术人员。　　　雨堤介绍了当时锂电池的全部情况，包括只推出了可作为存储器等的备用电源使用的小型纽扣型电池、这种产品一年前已开始量产，以及下一个开发目标主电源用锂电池才刚刚开始开发等。同时他越来越感到不安。这种没有意义的介绍，能说得过去吗？。出人意料的是，手机厂商的人员非常认真地听取了介绍。似乎并不是处于礼貌而摆出的样子。可以证明这一点的是，雨堤介绍完情况后，他们接二连三地对主电源用锂电池提出了很多问题。估计什么时候能够实现，能量容量是多少，有多重，成本大约是多少。雨堤心里不禁犯嘀咕：都说了刚开始开发。他们到底是干什么的 ? 　　在回答这些问题的过程中，雨堤渐渐明白了其中的缘由。他们好像对手机的轻量化有非同一般的想法。而且，似乎对电池的重量十分不满意。　　的确，当时使用的手机镍镉充电电池组重达 100g 左右。雨堤十分理解对方希望电池厂商减轻电池重量的心情。不过，自己的公司也没有敷衍了事，一直都在考虑轻量化的问题，而且目前正朝着这一目标推进开发。能做的都做了。除了电池以外，不是还有其他部件可以减轻重量吗。就在雨堤刚要张口反驳时，他们说出了一句令人难以置信的话。我们为了尽量减轻电池组的重量，甚至在电池组的塑料外壳上打过孔。啊，什么？竟然想出这种办法来减轻电池重量。真的被逼到这种程度了吗？　　那天对方走的时候留下一句话，总而言之，希望进一步减轻现行镍镉电池的重量。回到实验室后，雨堤的耳畔总是回响着他们说的那句话。为了尽量减轻电池组外壳的重量，还在电池壳上打过孔。　　对轻量化的需求真的如此迫切吗？竟然把电池当作产品过重的罪魁祸首。思考这些问题时，雨堤想起了一则报道。这么说来，那篇文章中提到过不少问题。自己当时还特意把那篇文章保存起来了。　　那是一期《日经电子》的专辑，题目是电池：电子产品的沉重课题。雨堤这回仔细地重读了一遍。要用电池时，才发现电池存在很多讨厌的特性、看不清开发趋势、太重。这篇报道接二连三地出现了很多让电池技术人员感到刺眼的内容。当初看到这些内容时，雨堤的感觉是又把电池当作罪魁祸首。但今天再次看到这些内容时，雨堤才意识到，这种意见其实正是用户不加掩饰的心声。他的眼前似乎浮现出了技术人员小心翼翼地在电池组外壳上打孔的情景。看完文章的复印件后，雨堤心中充满了激昂的斗志。明白了。无论如何也要做出轻量的电池。要让手机厂商的技术人员和《日经电子》的记者们都傻了眼。　随后几天，雨堤都在冥思苦想。　　手机使用的电池是方形而非圆筒形。方形电池可使得电子产品内的空间获得有效利用。但是，方形电池的外壳在电池重量中所占的比例要大于圆筒形电池。其原因是，为了耐压，必须使厚度大于圆筒形。　　由于这种原因，方形电池与相同能量密度的圆筒形电池相比，重量总会大于后者。不先对外壳采取措施的话，就不能减轻电池的重量。雨堤得出了这样的结论。　　那么，怎样才能减轻外壳的重量呢？雨堤想到了钛合金及铝合金等材料。钛合金看起来强度比较高。耐腐蚀性也十分出色。不过，成本较高，加工也比较困难。试制品也许可以实现，但估计不适合量产。那铝合金又如何呢？这是雨堤个人比较熟悉的材料。几年前开发纽扣型锂电池时，作为负极材料的方案，曾经考虑过多种铝合金。　　而且身边也有使用铝合金的物品。比如饮料罐。每天会生产几千罐乃至几万罐。因此，生产性及成本方面应该没有问题。强度和可靠性能否达到要求？汽车车轮及飞机机身等不是也采用了铝合金吗？　　等一下！从电化学常识来看，铝合金绝不是耐腐蚀性较高的材料。恐怕铝合金存在耐腐蚀性问题。　　雨堤查阅了很多有关铝合金的文献和论文。他了解到，尽管用途比较特殊，但仍有电池厂商在电池外壳中使用铝合金材料的。说不定会找到适合自己想开发的电池外壳的铝合金。总之，先考虑铝合金材料。　　作出这个决定后，雨堤遇到了一个难题。如何把铝合金加工成电池外壳的罐状形状呢？　　虽然饮料罐也采用铝合金，但与电池外壳的形状差别较大。不仅直径大，而且厚度较薄。肯定不能用饮料罐的制造技术来制造电池外壳。至于汽车车轮和飞机机身，了解其制造方法之后，雨堤觉得好像也没有参考价值。　　难道没有与电池外壳相似的铝合金产品了吗？寻找的结果令人意外，还真找不到。让人挠头！完全无路可走了！雨堤大失所望，盯着办公桌面发呆。啊，雨堤的目光停留在了桌子上的一点。视线的那头是一个笔筒。答案立即出现在他的眼前。油性笔的笔身就是铝合金的油性笔意外地为研发打开了一个突破口之后，用铝合金材料制作的物品就源源不断地呈现在眼前。印有餐馆名及酒吧店名的打火机外壳也是铝合金的。对了，还有外形与电池非常接近的电容器的外壳也使用了铝合金。　　雨堤脱口而出：咨询一下开发纽扣型锂电池负极材料时认识的铝材料厂商。他们肯定有能使用的样品。于是，雨堤拿起了电话。要造出很轻的电池。为此，能不能想办法减轻电池外壳的重量呢？。正在苦思冥想的雨堤徹看着笔筒里的油性笔，一个灵感油然而生。油性笔的笔身是铝合金。而且，与电池的形状相近。如果采用这种材料，也许能制造出需要的电池外壳，这样的想法浮上雨堤的脑海。雨堤马上开始行动。　　喂，我是三洋电机的雨堤。　　看到笔筒里的油性笔后想到电池外壳也许能采用铝合金的雨堤徹，试着给一家认识的铝合金厂商打去了电话。你们有没有铝合金造的、像油性笔的笔身那样与电池形状相近的样品？。　　第二天，雨堤造访了那家铝合金厂商。虽然没有他想要的样品，但他了解到油性笔的笔身是通过冲击式压力机（ Impact Press ）这种特殊冲压方法加工的。原来是冲击式压力机啊。这个名称还是第一次听到。雨堤决定先委托那家厂商去调来油性笔笔身。　　数日后，崭新的样品送到了雨堤手中。拿在手中，感到非常地轻。这太好啦。他又给铝合金厂商打电话，请他们介绍冲击式压力机厂商。这次雨堤又要冒昧地访问冲击式压力机厂商了。经人介绍的这家冲击式压力机厂商，据说生产打火机的外壳等。一看到加工生产线，雨堤便瞪大了双眼。这是变魔术吧？。在一块差不多像糖球般大小的铝合金上，有一个棒状的冲头从上面压下来。于是，铝合金便宛如竹笋一般不断伸展开来雨堤毫不犹豫，委托对方试制电池用外壳。我想请你们用这种技术制造方形锂离子充电电池的外壳。雨堤用了 1 个小时进行说明。对方终于好像明白了雨堤想做的东西。厂商估算了模具所需的费用，约为 100 万日元。费用并不像雨堤想象的那么高。这个借给我用几天。咱们回头联系。雨堤一把抓起用冲击式压力机制造的打火机外壳以及铝合金材料，急匆匆返回了公司。雨堤一回到公司，就拿着借来的样品以及模具预算书去见业务部长町田丰治。雨堤是要阐述自己的想法，让他下拨开发资金。雨堤提心吊胆地开始介绍情况。但是，出人意料地此次町田的反应很好。他当场表示同意。趁着町田还没改变主意，雨堤赶紧设计出外壳，并以电光火石的速度向冲击式压力机厂商下了试制品订单。对方说，用 1 个月左右就能完成。好的，好的。剩下的只是等样品到来了。雨堤舒了一口气。　　就在这一瞬间，雨堤想起忘记了一件重要事情。电池的盖子（封口体）还没有呢。　　即便制造出了外壳，但如果没有将其封闭的盖子，仍然不能构成电池。既然外壳能加工，那么盖子的加工按说也不在话下。但是，问题是在此之后。盖子应该怎样安装在外壳上呢？　　将外壳与盖子一体化的最有效方法是激光焊接。镍镉（ Ni-Cd ）充电电池的外壳及盖子均为钢材，但是通过激光焊接接合在一起的。然而，铝合金的焊接从来没有做过。　　雨堤首先试着查找文献。文献中介绍，铝合金的反射率较高，是一种难以进行焊接的材料。但无论查阅哪本文献，都没写着铝合金不能焊接。可是，也没有记载焊接的例子。雨堤询问了熟悉激光加工的公司内部技术人员以及激光加工机厂商，他们都表示不了解铝合金焊接的情况。雨堤开始感到不安。　　即使回到家里，雨堤毎晩考虑的也全是铝合金焊接。难道就没有铝合金焊接的例子吗？然而，就是找不到先例。绝望感渐渐在心中蔓延，雨堤逐渐被逼上了绝境。铝合金也许真的不能进行。自己应该想想别的方法了。雨堤自言自语道。　铝合金无法焊接，就在雨堤开始灰心的时候发生了一件事。回到家中的雨堤躺在起居室里打开了电视。有没有什么有意思的节目。在雨堤用遥控器换台的过程中，一辆风驰电掣行驶在道路上的跑车跃入眼帘。那是本田技研工业推出的 NSX 。节目中好像在介绍 NSX 的开发故事。雨堤对于汽车并非没有兴趣。但是，看了一会之后便开始发困。可能是电池外壳及盖子的事情让他精神上产生了疲倦吧。渐渐地意识变得模糊。就在此时，突然有这样一句节目解说词飞入雨堤的耳中。 NSX 的车体为全铝合金制造注 1 ）。是通过激光焊接的方法组装而成。雨堤飞身跃起。什么，刚才是怎么说的？铝合金？激光焊接？。定睛一看电视画面，上面正播放着激光焊机火花四溅地焊接车体的场面。雨堤连忙调高电视机的音量，聚精会神地看了起来。有了，有了。焊接铝合金的例子有了。铝合金是能进行焊接的。　　带着尚未消退的兴奋劲，雨堤钻进了被窝。一闭上眼，焊接 NSX 车体的场面与焊接电池外壳及盖子的场面就重叠在一起。那个晩上，雨堤兴奋得难以入睡。第二天，雨堤一到公司就跑到了实验室里。他要做好实验准备。在此过程中，雨堤逐渐恢复了冷静。铝合金的焊接好像不是一件一蹴而就的事情。　　的确， NSX 是通过激光焊接铝合金车体进行组装的。然而，这与雨堤考虑的电池外壳及盖子的焊接很不相同。在 NSX 车上，焊接部位不是连续地连在一起。而是每个焊点都有间隔地进行焊接的。　　与此不同，电池则必需沿着盖子的整个外圈连续进行无缝焊接。特别是由于焊接部分的散热方式相当复杂，因此必需巧妙调整激光的发射能量等，以找到最佳的焊接条件。如果在不佳条件下进行焊接，则会产生龟裂等瑕疵。雨堤越想越觉得困难。不过，铝合金可以进行焊接这一点在看了昨晩的电视后已确定无疑。这对于雨堤而言是唯一的心灵支柱。　　想也无益，只有做着看。重新鼓足干劲的雨堤设计了用于制作盖子的模具，并委托公司内的模具制作部门制作模具。在模具制成之前的时间里，雨堤首先使用铝合金板进行焊接的预备实验。在多次实验的过程中，雨堤越来越感到也许能用进行焊接。　　很快，模具制作完成，委托冲击式压力机厂商制造的铝合金造外壳样品也已到货。马上开始正式实验。尽管已经预想到了，但正式实验与预备实验不同，怎么也无法顺利地完成焊接。焊接处总会产生龟裂。　　雨堤与部下齐心协力，一点点地改变激光射出能量以及照射时间之类的焊接条件，多次尝试进行焊接。可谓是屡试屡败。实验开始后过了 2 星期，终于找到了焊接条件，总算能焊出看着像是电池的形状了。然后，他们对制成的电池的特性进行测试。充放电循环寿命与以往产品一样，为 100 次左右。这是一个在情理之中的结果。虽然形状改成了方形，但内部的电极与以往的硬币形锂充电电池相同注 4 ）。只要改变了形状就能延长产品寿命，没有这样的道理。不能用啊。雨堤一边摆弄试制的电池，一边嘟囔着。话虽如此，但如此轻的方形锂充电电池世界上还没有。现在拿在自己手中的这个，是世界上唯一的产品。虽说是试制品，但也是辛辛苦苦开发出来的心爱的作品。而且，重量之轻全球领先。雨堤想找个厂商给评估一下。　　曾经有一家开发电子记事本的厂商倒是说过想要小而轻的充电电池。雨堤马上找到那家厂商，预先告知对方（这种电池的）特性并没有多么高，然后大胆地委托他们进行评估）。　　虽然充放电循环寿命较短，但重量轻这一点让人难以舍弃。我们愿意采用。说不定会得到这样的答复。虽然雨堤努力在脑子里否定这种一厢情愿的想象，但期待还是一点点地涌上心头。既兴奋又担心。就像是等待发布考试成绩一样。　　几天后，通知结果的电话来了。名落孙山。对方表示，由于充放电循环寿命短，根本不能实际使用。果然如此。虽说这种结果已经预想到了，但还是一个打击。不过，据说在评估过程中没有出现盖子从外壳上脱落的情况。这给了雨堤以巨大的自信和勇气。再继续做实验试试看。　　就在雨堤如此这般致力于方形锂充电电池开发的当口，传来了一个令电池业界震惊的大新闻。索尼能源设备（ Sony Energy Devices ）宣布，开发出了命名为锂离子充电电池的新型电池，并将开始样品供货。雨堤身边的人顿时一片哗然铝合金也许没法进行焊接？为什么找不到实例？。抱有这种疑问的雨堤彻，通过偶然看到的电视节目了解到铝合金可以焊接。雨堤心里有了这个底，便开始反复试验摸索，终于找到了最佳的焊接条件。最终，雨堤完成了铝合金造方形锂充电电池的试制品。就在此时，一个震撼了公司上下的大新闻从天而降。　　究竟是什么样的电池？大家马上去搜集信息。索尼能源设备开发出了名为锂离子充电电池的新型电池的新闻，让雨堤的部门像捅了马蜂窝一样喧嚷起来。　　从搞到的厂商发布资料来看，锂离子充电电池大幅度提高了此前一直是锂充电电池软肋的充放电循环寿命。雨堤着手开发的锂充电电池的充放电循环寿命为 100 次左右。而锂离子充电电池则可达到 1000 次以上。而且，看来锂离子充电电池的体型更小，重量更轻。　　索尼的锂离子充电电池的关键之处似乎是电极材料未采用锂充电电池上使用的锂金属及锂铝合金，而是采用了碳材料。其工作原理是，负极采用碳材料，正极采用 LiCoO 2 ，因而每次充放电时锂离子便在两极间移动。在此过程中，碳材料时而吸收锂离子，时而释放锂离子。然而，这个时候，索尼的锂离子充电电池的性能还不那么高。相反，倒是镍氢充电电池的性能更胜一筹。真是个需要多加提防的竞争对手啊。雨堤心里这样想着，站起身来要到实验室里去。　　就在此时，雨堤的上司生川训一边哗啦哗啦地在桌子上堆积的资料中翻找，一边嘟嘟囔囔说道。我觉得这种电池的负极使用的碳材料，和我很久以前做过实验的材料很相似啊。记得已经取得了专利。生川从资料堆里取出几张钉在一起的纸，递给了雨堤。这个，你看一下。那是一份专利公报。　　生川等人取得专利发明的名称是可充电锂电池。专利公布日是在雨堤进入三洋电机的 1982 年，所以已经是接近 8 年前的事情了。从内容来看，电池的负极材料确实是碳。不过，与索尼能源设备使用的碳材料种类不同。索尼能源设备采用的是焦炭类碳，而生川取得专利的则是石墨类碳。　　据生川介绍，当时这种石墨类碳材料是作为能量容量较高的电极材料开发出来的。然而，实验进展得不顺利，这种水平，很难投产，这项技术就因这个的结论而被搁置了起来。　　但是，索尼能源设备的锂离子充电电池发布之后，状况发生了变化。 1990 年 12 月，三洋电机也表示将开发锂离子充电电池， 1992 年 2 月，面向锂离子充电电池的实用化，相关项目正式启动。开发目标为圆筒形锂离子充电电池。这是要再次挑战石墨类碳材料。　　历经迂回曲折，石墨类碳材料的开发期限确定下来了，圆筒形锂离子充电电池的开发即将步入正轨。　　从此，雨堤推进的方形锂充电电池开发受到了干扰。应该停止开发锂充电电池，而应该开发方形锂离子充电电池，这样的看法日益增多。　　然而，雨堤对这种论调充耳不闻。他一如既往地继续专心开发采用锂铝合金的方形锂充电电池。这是因为他有这样的想法：把处于开发阶段的锂离子充电电池电极和尚未完成的铝外壳组合在一起来形成方形锂离子充电电池的话，也就是说将未完成的两种东西组装在一起，那么，开发失败时就搞不清原因究竟出在哪里了。　　过了元旦，时间到了 1993 年 1 月。锂离子充电电池电极的性能指标要最终敲定了。好了。可以将这种电极应用到方形电池上了。雨堤心里这样想，心满意足地把开发的目标从锂充电电池转向了锂离子充电电池上。　　然而，此时使用的电极并不是圆筒形锂离子充电电池上采用的最新式电极，而是上一代电极。这是出于这种电极较为稳定的考虑。这样做，虽然开发速度慢一些，但却扎实。　　到了 1994 年 3 月，一家海外手机厂商发来了试探性咨询：方形锂离子充电电池完成后，我们想采用试试看。该厂商表示，我们想开发一种前所未有的既薄又轻的手机。很希望采用你们正在开发的铝合金造方形锂离子充电电池。双方一拍即合，定于 1 年零 5 个月后的 1995 年 8 月，方形锂离子充电电池的产品化正式开始。雨堤比以前更加精力充沛地投入到了工作中。投产的具体目标已经确定。首先要从采购铝合金造方形外壳开始动手。雨堤马上给以前试制锂充电电池方形外壳的冲击式压力机厂商打电话。此次我们要开发名为锂离子充电电池的新型电池。所以，我们想用铝合金再制作一些外壳。　　但是，这次对方却怎么都不答应给他们制作。以前该厂商为他们制作过方形锂充电电池的试制品，但这次到底是怎么了？　　你们真的要用铝合金制作方形电池吗？不会仅仅是试制吧？你们真的有意制造这种产品吗？。看样子对方对这种电池能否投产心存疑虑。可能是方形锂充电电池的开发半途而废的事情对他们造成了影响吧。这次是真心想干。是真的。然而，无论雨堤怎样解释，双方就是不点头。　　之后，雨堤又碰了几家厂商，但均未能找到愿意为他们制作外壳的厂商。甚至有的厂商嘴上答应啊，可以啊。等制造出来，就给你们送过去，但任凭雨堤盼星星盼月亮，样品却迟迟送不来。　　雨堤开始东奔西走。终于，找到了一家愿意为他们试制外壳的厂商。雨堤长舒了一口气。但是，这也让他有了一种不祥的预感。这种担心很快变成了现实。即使有了外壳，并不是说凭此就能制造出方形电池。还必须有外壳的盖子（封口体）。而且，还有一个棘手的问题。锂离子充电电池的盖子上，必需安装用于释放异常情况下产生的气体的阀门。因此，盖子上必需事先打孔。　　厂商采用厚度一致的铝合金板，试制出一种中央开孔的盖子。然后，在孔穴里插入铆钉及垫圈，为了使其与盖子成为一体，他们尝试通过加压铆接。这样一来，施加在孔穴四周的压力使得盖子中央部分的边缘向外侧膨胀，造成此处突起。这样的话便不能与外壳紧密贴合。此时雨堤想到了一种名为压印（ Coining ）加工的方法。可在不同的部分改变 1 枚合金板的厚度。雨堤记得在以前参观的工厂中见过这种加工方法。　　对于电池盖子，如果只将孔穴的四周局部压薄，而将其他部分加厚不就行了吗？这样一来，即使在孔穴四周施加压力，盖子的外缘也不会膨胀。这办法应该可行。雨堤立刻给加工厂商打去了电话。　　然而，回答却是否定的。如果是铜（ Cu ）板的话我们能加工，但铝合金板很难加工。所以，我们不想做，对方这样表示。雨堤又找到他想得到的几家厂商咨询，都没能得到满意的答复。虽然这情有可原，但如果没有盖子就造不出电池。　　事已至此，得使出最后一招了。尽管是个节假日，雨堤还是没打招呼就登门拜访了最初打电话的那家加工厂商。而且，时间还是选在上午。雨堤伸手敲门。想想办法吧。拜托了。雨堤的做法与其说是请求，不如说是说服。对方出来见面的共 4 个人。雨堤一开口，对方便一个劲地说不行。没有丝毫让步的意思。岂止如此，相反倒是雨堤快要被对方说服了。哇，太危险。如果就此被对方说服，那可是太没体面了。不，不是没有体面，而是（电池）有体无面（盖子）了。拜托了。我知道很难。但是，能不能想点办法，我知道你们肯定能造这种盖子。不好意思，实在不行。想想办法吧。绝对不可能。知道你们也很为难，哪怕试着做做看也行。　　好几个小时过去了。不知是因为对方实在说得累了，还是因为感受到了雨堤的诚意，对方的态度逐渐软化。雨堤暗自高兴：再加把劲就成了。最后雨堤拉着满不情愿的对方走进了模具设计室。咱们一起来想办法。双方坐在一起开始考虑模具设计。就是靠这种执拗的说服，对方终于点头了。情况我们了解了。我们试着想想办法吧。雨堤看看窗外，已到了日薄西山时分了。获得了铝合金外壳锂充电电池的开发灵感的雨堤彻，开始着手电池的试制，并完成了试制品。　 2 月上旬，一个电话打到了雨堤那里。是日本国内某小灵通（ Personal Handy Phone System ， PHS ）厂商打来的。无论如何希望来一趟，电话里这样要求。　　对方是在广岛。雨堤在去美国之前的 1994 年年底刚刚拜访过那家厂商，并给他们看了刚生产出来的铝合金外壳的锂离子充电电池。当时，对方虽然对电池的性能给予了好评，但却以要在 PHS 上使用的话，尺寸过长为由排除了采用的可能性。这次为什么又要叫雨堤去呢？而且还是在这种时候。雨堤被领到了会议室。对方已等在那里。累死了。最好赶快结束，打道回府。雨堤心里正这样想着，对方上来便道：是这样，此前您给我们看的铝合金电池，我们非常希望在本公司目前开发中的 PHS 电话机上采用。　　稍、稍微等一下。雨堤有点反应不过来。对方说非常希望采用此前看过的电池？怎么现在才说啊？真是的。上次来的时候不是一口回绝了吗？　　不过，这次的见面气氛与上次雨堤来介绍产品时大不相同。统管 PHS 业务的副本部长、项目负责人等悉数亮相，坐了一大溜。究竟是怎么回事？　　到底是怎么回事。能否从头介绍一下？。　　其实啊。对方的介绍如同打开了闸门的流水滔滔不绝。原来，他们正在开发的 PHS 电话机的最初计划是要将终端的重量控制在 100g 以下的。所以首先确定要采用的电池及部件的指标，然后确定具体的设计。但是尝试了许多方案都无法将重量降到 100g 以下。问题出在电池上，这是他们得出的结论。　　于是，他们看中了雨堤开发的铝合金造锂离子充电电池。如果使用这种电池，应该有可能将重量降到 100g 以下。然而， PHS 电话的设计方案已经敲定，留给电池的空间也已定死。当然，更没有时间来重新进行设计。　　这些不都和上次来时一样吗。早知如此，在电话里问清情况，当场回绝就好了。综合以上原因，就像上次我说明的那样，需要变更 PHS 的设计以使我们的电池能放进去。雨堤把上次说的话又完全重复了一遍。对方毫不犹豫地回答道：我们这次请您来想想办法。能不能改变一下电池啊？。　　嗯，雨堤没有马上回答。电池的宽度与对方的设计相吻合。只要将长度缩短，应该能够有办法放进电话机里。　　虽然表面的道理是这样，但是这样就必须在电池上进行相当大的改动。是应该更改设计以便让对方采用，还是应该回绝呢？现在的情况跟上次不一样，已经有海外厂商的手机确定要采用这款电池。　　而且，对方的业务据介绍要于 5 月份推出产品。剩下的时间只有 3 个月。无论怎么考虑，即使从现在开始赶工也来不及了。说实话，很难啊。雨堤刚开口说出这句话，对方就恳求道，请务必、务必帮我们想想办法。　　哎？这句话怎么听着耳熟呢？啊，这不是自己曾经对外壳部件厂商说过的话嘛。在那以前几乎没向人低过头的自己，不也是这样三番五次地恳请过那家部件厂商的吗。求人可不是一件滋味好受的事情啊。　　对方看样子也是下定了决心，没有一点退却的意思。那眼神放射出逼人的目光，似乎是在告诉雨堤你要是不点头就别想走出房间的大门。太难办了。想当初自己说服部件厂商时，估计对方的心情也和自己现在一样吧。　　再想想办法吧。我们一定要制造出轻于 100g 的 PHS 电话机。为此我们需要雨堤先生制作的电池。是绝对需要。所以千万拜托了。真难办啊。拜托了，雨堤先生。嗯，开始动心了。　　终于，为对方的热情所打动，雨堤的决心逐渐开始动摇。他们是那么需要我开发的电池吗？自己亲手开发出来的产品能得到他们如此高的评价。虽然想拒绝，爱莫能助的心情没有变，但是有些许的喜悦开始慢慢地涌上心头。这种幸福感正是技术人员的软弱之处。　　请您务必、务必助我们一臂之力！　　好吧，明白了。　　啊，自己竟然答应了。以后肯定会后悔的。没办法。对方把话说到这个份儿上，只有奋力一搏了。权当粉身碎骨了。会谈刚一结束，雨堤就跳上了出租车。对方也表示，对于改变 PHS 电机话的设计，也将尽可能做最大的改动。　　既然答应了，就要全力以赴。总之，必需抓紧时间。雨堤开始在脑子里反推时间。 5 月份生产出产品，意味着 4 月份必须开始电池的量产。那么 3 月底之前就必须从研发部门交给生产车间。这样现在不马上着手变更设计的话，无论如何都来不及。　　雨堤从上衣口袋里取出手机，给在淡路岛的部下山内打了电话。说明了所有情况，指示他变更设计。马上动手。还有要求部件厂商也进行设计变更。时间只有 3 个月！雨堤开始了最后一搏。　　广岛的 PHS 厂商再次联系雨堤，告知 PHS 手机的设计更改完成了。这是雨堤受邀前往广岛后第三天的一个星期一。接到这一消息后，雨堤马上着手更改电池的设计，到星期三基本就完成了更改。　　接下来才是重头戏。必须要比当初计划面向海外手机厂商供货的时间还要提前半年开始量产。距离交货期限已经不到 3 个月了。而另一方面，部件厂商已经开始面向提供给海外厂商的量产电池进行准备。必须让他们更改设计。首先，这是第一道难关。　　雨堤像以前一样，不请自来地去拜访了部件厂商。反正没时间了。连试制模具的时间也没有。只好直接制作量产模具了。虽然成本高些，也只能一次制作多种类型的模具，然后从中选择最合适的作为量产模具了。无论如何拜托了。雨堤向来是不达目的誓不罢休。这一点对方也十分清楚。本以为会大费周折，没想到对方痛快地答应了雨堤的要求。几周后，部件厂商打来电话。模具制作好了。　　好，我马上过去。雨堤的心立刻就飞到了部件厂商那里。雨堤想要最大限度缩短评测时间，哪怕是一分一秒。为此，首先必须去现场。要检查冲压加工部件的外形尺寸，如果与设计有差错当场就让对方修改模具。　　雨堤到达工厂后，对方立即开始进行冲压加工。每完成一件利用不同类型的模具加工出来的样品，雨堤就立刻拿起来，用一只手拿着游标卡尺和微测计迅速检查外形尺寸。通过这种方法选出看起来最好的模具，然后再次进行冲压加工，再检查样品尺寸。通过不断重复这些作业，不断修改模具。　　最终，终于制成了可以按照设计加工出部件的模具。请立即开始量产。之后雨堤带着刚刚制作出来的部件，马不停蹄地返回了洲本。　　一回到洲本，雨堤就马上将电极等接入带回来的外壳里，安上盖子进行激光加工。然后进行简单的特性试验。结果还算不错。雨堤立即将电池送往 PHS 手机厂商那里。用这个应该能制作 PHS 手机的试制品吧。如果能的话就好了。雨堤就这样带着半分期待半分不安等待广岛方面的消息。几周后，终于迎来了与 PHS 手机见面的机会。这是刚刚完成的试制品。对方从包里取出 PHS 手机放到了桌子上。　　啊，好小啊。比之前看过的任何一部 PHS 手机都小巧轻薄。我能拿起来看一下吗。雨堤一边说着一边小心翼翼地将手伸向了眼前的 PHS 手机。只是轻轻地将 PHS 手机拿离了桌子一点。哎？。一瞬间，雨堤感到疑惑。这玩意儿真的能通话吗？简直就像玩具一样。电池真的放进去了吗？　　重量轻的令人不敢相信！太轻了！太让人高兴了！终于等到了这一天。我开发的电池　　但是，事情总是让人没法一直高兴。这还只是试制品。还有 2 个月的时间。 2 个月后要以月产数万块的规模量产电池。必须抓紧时间。　　之后又过了几个星期，三洋电机总算建立了生产线，能够生产试制品了。但这时发生了意想不到的事情。成品率太低！生产的产品中出现了很多因电池拐角部分的熔接位置出现空隙而产生的次品。只有一半左右的产品合格率。这是在试制阶段未被发现、开始量产后才首次发现的问题。成品率太低的原因是，外壳的整体厚度不均匀。外壳的四个拐角部分比其他位置都厚。这样才能提高强度，以防止发生异常时电池膨胀。　　不过，在外壳上进行激光熔接盖子时，拐角厚的地方就难以散热，熔化部分的凝固时间要比周围部分长。拐角部分在凝固时，熔接物会流向已经凝固的周围部分，导致熔接部分减少，从而产生空隙。　　解决该问题最简单的对策就是削减拐角部分的厚度，使之与其他部分的厚度接近。当时手头已经有数万个外壳被送了过来，如果切削工序实现自动化的话，或许能够马上解决该问题。雨堤立即去找部件厂商协助解决。　　但这次遭到了拒绝。对方表示没有时间做。更不用说什么自动化了，都到这时候了根本不可能。雨堤虽然想说无论如何拜托了，但就连说服对方的时间都让人感觉浪费不起。知道了。雨堤这次没有再坚持。这样的话就只能采取人海战术了手工削减所有外壳的拐角厚度。雨堤马上委托合作企业，请他们筹集可以干小时工的人手。几天后一个 10 人规模的大妈军团集结到了雨堤手下。　　雨堤立刻开始给她们介绍作业方法。各位，请用这种砂纸将外壳的 4 个边角部位全部略微打磨掉一点。拜托各位尽量抓紧时间干得快一点。　　说完这些，雨堤就想离开。但是，大妈们却没有领会。这个外壳是在什么上面用的外壳，为什么必需打磨边角部位呢？希望说明一下，她们提出了要求。　　哎，你们说什么？为什么必须做这些说明呢？我正忙得不可开交呢。已经没有时间了。总之，争分夺秒把边角部位打磨好就行了。即便做了说明，作业速度也不会加快，对吧。　　归根结底，各位只要按照要求的做就行了。这句话几乎脱口而出。但是，如果在此时得罪了大妈们，也许真的就赶不上时间了。冷静，再冷静。雨堤这样对自己说，压制着焦躁的情绪。　　好吧。既然你们这样要求，雨堤便开始连珠炮似地介绍起来。他一口气滔滔不绝地介绍道，这种外壳是 PHS 手机的新式电池的外壳；如果打磨掉边角部位，那么激光加工时的成品率就会提高；另外，时间非常紧迫，等等。　　这样的说明怎么样？没有可抱怨的了吧？。雨堤一边在心中这样咆哮，一边环视了一下主妇们的脸。不像是听懂了的样子。不过时间很紧，这种紧迫感她们似乎已经体会到了。大家马上开始了作业。拜托了。雨堤怀着老天保佑别出乱子的心情转身离去。　　几周后，打磨外壳边角部位的作业结束，采用这种外壳后，激光加工的成品率果然显著提高。总算是看到了胜利的曙光。只需再加一把劲。剩下只有 2 周时间。黄金周已近在眼前。　　此时，又出现了问题。在完成了各种试验、等待发货的电池中，出现了会引发漏液的问题。外壳与盖子的激光加工部位有小孔。已没有进行再加工的时间。所以只能对所有的电池进行反复检查，排除漏液的电池。不过，现在不漏液的电池不知何时会漏液，雨堤开始担心起来。怎么办。　　看看 1 年前制造的电池是否漏液，怎么样？雨堤。这是雨堤的上司生川训的建议。对啊，检查一下那些电池就可以判断是否有漏液的可能性。 1 年前制造试制品时，也曾有过漏液的电池。那些电池应该被废弃了。如果剩下的电池至今安然无恙，那么现在制造的电池也不会有问题。雨堤忐忑不安地取出放在实验室角落里的旧电池，检查是否出现了漏液。　　结果是合格。雨堤检查了所有的数百个电池，没有一个漏液电池注 6 ）。啊，太好了，这样就没问题了。只要将目前漏液的电池去除，剩下的就能出货。雨堤心中渐渐膨胀的不安情绪顿时烟消云散。就在雨堤忙于这些事情的过程中，连休假期结束了，终于迎来了首次发货的日子。整个研发过程就像是走钢丝。有的人甚至形容说犹如神助。不管怎么说， 5 月供货 1 万个～ 2 万个电池组的事情有了眉目。赶上了交货期，太好了。雨堤将一副重担卸下了肩头。 1 个半月后的 1995 年 7 月，数家厂商开发的 PHS 手机一齐摆上了店面。与大部分机型的重量为 115 ～ 160g 、体积为 110 ～ 170cm 3 左右形成对照的是，配备雨堤开发的电池的机型重量为 95g ，体积为 98cm 3 。轻得多，也小得多。不言而喻，该机型成了最大的热销商品。外壳采用铝合金没有错。雨堤变得更加自信。　　之后，三洋电机开始扩大采用铝合金造外壳的锂离子充电电池的生产量。到了 8 月份，开始面向手机厂商供货，到第二年 1996 年 1 月，开始面向海外手机厂商供货。　　到 1997 年夏季以后，其他电池厂商也开始相继在方形锂离子充电电池上采用铝合金造外壳，从而掀起了一场铝外壳热潮。在此期间，作为先驱者的三洋电机一点一点地提高了在锂离子充电电池市场上的份额，发展到了目前争夺市场霸主的地步。

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中国，你何时才能懂得工艺？

热度 1 zoumouyan 2010-11-8 17:00

中国，你何时才能懂得工艺？邹谋炎不错，中国有许多不仅懂得而且精深的工艺专家，但这不表示国家懂工艺。国家懂工艺，是指我们的政府懂得工艺影响科技和产业发展的全局；懂得科技创新必须靠工艺进步，而科技创新才是创造新产业，解决就业、产业转型等一系列难题的最有效途径；懂得国与国之间的竞争归结于工艺竞争，高技术受制于人的本质是工艺受制于人；懂得发展工艺需要举国体制。遗憾的是，至今从国家中长期科技发展纲要、十二五规划建议、或发改委和科技部关于重大专项的报道中，我们还看不到国家重视工艺进步的鲜明特征。诚然，不能苛求政府领导人同时又是科学家或技术专家。问题是科技高层，特别是代表科技界向政府表达建议的高层，是不是对工艺发展的重要性和紧迫性有高度的共识，并传达给政府。落后文化观念和社会制度上的诸多缺陷，限制了我国近代到现代的科学技术发展，包括工艺发展。在教育和科技领域，工艺得不到重视。表现在高等教育中缺乏工艺基础教育和训练；研究所中工艺人员待遇普遍低于系统设计人员；工艺研究项目难以得到经费支持和维持；科技界缺乏为工艺发展向政府建言的人。引进技术盲目，缺乏消化吸收，缺乏理论的深入探索、多学科的共同参与和系统性综合研究，使我国难以发展出自己的成套工艺系统，特别是高端工艺系统。这个现实反过来成为工艺烧钱的口实。笔者相信我国科技高层有许多人懂得工艺的重要性和紧迫性，我们仍然期待着有所建言。每个研究者当然会非常看重自己研究方向的延续和发展，但在专注部门规划和自身发展的同时，也该想一想国家的全局和长远需要。以芯片技术为例，芯片设计只是芯片技术中的一个题目，而芯片生产、生产系统的创造、设计软件的创造、专用芯片单元技术是更困难、更需要的技术。笔者希望不要将现在已掌握的芯片设计夸大为芯片技术的主体或核心，以免造成对政府高层的误导。中国的科技和产业界当前需要进行现代工艺补课，才谈得上如何面对将来的技术。笔者听说有上千亿的议案要建渤海大桥。如果真有的话，建议政府高层考虑，先将这个钱用来发展工艺。 80 年代的日本，提出并实施了建设工艺国家的方针。如果有上千亿的钱，如果用得恰当，我们可以期望在十年内中国至少出现几个工艺大省，出现一批高端工艺企业，民富国强的目标才有实现的根基。科普名词解释：工艺（ technology ）通指加工制作方法和过程，包括手工艺（ craft ）。现代科技和产业中的所有加工制作都需要严格、规范的工艺支持。例子如：精密机械和光学加工、装配、标定；光学、微电子、传感器元件制造技术（含材料纯化、合成和加工技术，超净技术等）；化工、医药产品制造技术（含催化剂、试剂制备技术）；以及在工业、科学、医学等各个领域中需要的加工制作方法和过程。（本文作者系中科院电子所研究员（退休）、中科院研究生院教授）

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科研人员应该重视并参预绿色化学工艺研究

lin602 2010-8-21 11:42

化学、化工给人们生活带来了改善，也给环境带来了危害。发达国家将许多药物、精细化学品中的中间体的生产移到了中国、印度等发展中国家，从而将污染也转移到了中国。中国许多中间体的生产是用来出口的，尽管赚了点钱，但对环境及子孙后代带来了难以弥补的负面影响。为了经济，不可能全部杜绝，所以国内现在许多化工厂全部移到化工园区，沿海开车走走，仅江苏就有南通、滨海、大丰、阜宁，灌南、灌云等化工园区一个接一个，如果走在其中，那个气味非常大，排放的水尽管有处理，但还是对环境非常大的影响。所以我们的科研人员，一边做高端的科研，申请国家及省、部项目，进行科学与新技术研究，但同时，也应该花点精力与时间来进行对现有化学工艺（轻工、食品等其他行业）的绿色化研究，改变工艺路线，减少污染，提高效率，降低成本。国家及人民培养了这么多读书人，在自己的基本生活及科研条件达到后，应该从自己的研究方向上，尽可能结合实际，为中国的环境问题做点工作。一是为了这个地球，二是为了自己的生活环境，也是为了子孙后代的幸福。如果确实做了工作，也可以有技术转让费，一方面解决研究经费，也可以自己出差开会买仪器有点底气。而且如果贡献很大，也会得到奖项，甚至在这个世上留下点影响（或大或小）。

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工艺发展的缺失是影响科技和产业的全局性问题

zoumouyan 2010-7-25 00:25

工艺发展的缺失是影响科技和产业的全局性问题邹谋炎缺乏高端工艺方法、设备和人才使我国多领域科技先天地处于弱势。除信息技术芯片外，受工艺制约的还有各种传感器技术和现代制造技术中的若干高精环节。各种传感器，包括各种物理量传感器、生物医学传感器、物理现象及过程感知器等等在现代科技和产业中占据极重要的地位。常常，一个专用传感器可以是一个产品甚至产业的技术核心。现代许多传感器常常是微小型化的，其制造技术与芯片制造技术有许多相似之处。典型地，需要特别的表面沉积（蒸发、溅射或化学沉积）、刻蚀、绑定、封装等等工艺。有的还需要高精密、微细加工和其他全新的加工工艺。特种传感器常常依赖于特种材料。于是，高纯度材料和特殊材料的制备常常是技术关键。中科院有多个研究所致力于传感器研究，并在生物传感器方面取得了若干重要的研究成果。遗憾的是，传感器的研制基本上依赖于引进的工艺设备，缺乏自主研发工艺方法和设备的能力，这自然是对自主创新能力的严重限制。在现代制造业中几乎都要遇到几项关键工艺，并由此决定产品的质量等级和市场，甚至企业的生命。科技人员搞科技创新，最受限制的就是实验条件和工艺条件。眼看着国外相当多的获诺贝尔奖研究项目是在工艺实验室中完成的，我们的研究人员只有叹息，甚至自卑。工艺发展的缺失是影响科技和产业的全局性问题。有人担心，发展工艺烧钱。这种担心是很有道理的。搞几个分钱工程肯定就是烧钱。如果按教育、培养、引进、发展的路子，让懂行的研究人员有发言权，一定能够找到少烧钱甚至不烧钱的路子。工艺研发人才是物理、化学、电子、机械皆通的全科人才，可能还需要扩充更多知识。尽快筹划引进、培养机制，是当务之急。

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从“龙芯”的尴尬看我国科研布局的严重缺失

热度 1 zoumouyan 2010-7-21 16:50

从龙芯的尴尬看我国科研布局的严重缺失邹谋炎龙芯在电视报道后，声名远扬。它是中科院计算所的研究成果，确实代表了国内在 CPU 芯片设计方面的最高水平。然而，即使是在国内应用市场上，它的处境却十分尴尬。人们需要了解的是：从国家信息技术的角度，芯片设计只是芯片技术这个大题目中的一项。我们缺的技术还太多： (1) 芯片制造技术及相关的材料、超净、工艺控制等； (2) 芯片制造工艺设备研发，特别是新工艺支撑技术、系统和设备； (3) 设计和验证工具的自主开发； (4) 基本单元的物理层设计和新基本单元的自行开发能力； (5) 专用电路单元或片上系统（ SOC ）设计、验证和工业化生产技术，例如超高速和高精度数字芯片；微波、大功率模拟芯片；以及具有抗高热、抗辐射要求的设计技术。其中（ 2 ）和（ 5 ）是核心中的核心，是最卡脖子的技术。大致从 80 年代后期起，国际上芯片设计就已属于可开放技术，有计算机科学或数字系统经验的工作者可以进入工作。而要开展所列出的 5 项工作，主要是 (1)(2)(4)(5), 则需要宽得多的技术基础积累，涉及工艺的则难于介入。国内数字多媒体芯片发展商中星微电子拥有与龙芯不同的系统级和电路级设计技术。而从芯片技术这一角度来看，则属于类似的技术等级。由于设计结果要靠芯片代工厂流片，国内芯片设计企业受限制于可以得到的工艺条件。严峻的实事是，龙芯是通用器件，可得到的工艺水平上晚国外一步，就丧失了产品的主流市场。现在，人们将国与国之间的经济和国力竞争归结为创新性竞争，并且浓缩为芯片制造技术和系统的竞争或工艺竞争。而这才是芯片技术的核心。高端工艺包括相关的基础理论和基础技术（方法、技术、设备、和条件）两个不可分割的部分。受工艺影响的绝不只是芯片技术，而是国家科技和产业的各个领域中最关键和最核心的部分。它直接限制或提升国家的科技创新能力和各领域高新技术产品的自主开发能力。欧美的大学、研究所有开展基础技术研究的长远历史，而在我国却极稀缺。遗憾的是，这种影响全局的问题始终没有得到我国科技高层和政府高层的强烈关注。可以说，国家科技发展规划纲要的制定过程决定了，它的若干内容只反映目前正在实施的研究发展项目的延续性要求，受制于利益而缺乏真正意义上的科学性和前瞻性。欧美日各国政府长期以来一直极为看重以芯片技术为中心带动工艺的全面进步。从 80 年代起，美国政府支持半导体加工工艺财团（ SEMATECH ），日本政府提出建立 Technology Nation 的目标，以及欧盟通过尤里卡发展计划的努力，都卓有成效，并在以后从不间断地持续。我国缺失太多，要弥补起来是一件需要全面规划的问题。靠几个分钱工程的举国体制一定不会有好结果。我们需要一个教育、培养、引进、发展过程。花点钱，买几十套国外工业淘汰下来的成套工艺线，放到各地学校中，让教授们、教师们、学生们能够从实践学起，多少认识一点工艺是怎么回事，自然会生长出一批有志者。让脱离实际的教授、专家们懂点工艺，让大学生和研究人员知道潜心研究工艺有前途、不受穷，这需要国家用举国体制来长期支撑。如果能这样做，中国科技和产业被卡脖子的日子，应该在十年以内结束。

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国内炼厂气中氢气的回收工艺选择

wumingdl 2010-6-4 23:01

国内炼厂气中氢气的回收工艺选择，石油与天然气化工，2003，32（4），193

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北京中药所向云南学习新的青蒿素提取工艺

twsliu 2010-2-27 23:08

从中医药传统文献中发现青蒿作用，到获得稳定有效的青蒿提取物，再从这一提取物中分离出发挥药效作用的化学组分，这是研发天然药物的常规思路和做法。不可否认，五二三项目为中药所发掘青蒿提供了一个平台，也为青蒿素造福人类奠定了基础，因为中药所在青蒿素上的所有工作是从1969年参加五二三项目之后开始的。 1970 年中药所和军事医学科学院合作整理文献和选择性筛选，取得青蒿乙醚提取物 60 ～ 80% 抑制率效果，但不稳定（也可以认为使用的时北方青蒿的缘故），是后来工作的启发和基础； 1971 年新组成的屠呦呦课题组获得青蒿乙醚提取物 100% 稳定效果； 1972 年中药所的青蒿提取物 30 例临床试验成功和从提取物中分离出晶体，以及山东用本地黄花蒿取得与中药所的同样效果，对后来的工作有所启发； 1973 年云南用短短三个月的时间从当地大头黄花蒿中分离出青蒿素晶体，山东也独立地获得青蒿素晶体，而中药所使用自己的青蒿素 II 做临床试验出现问题； 1974 年山东使用黄花蒿素结晶片治疗间日疟效果良好；云南药物所发明汽油溶剂法，并和广州中医药大学使用自己的青蒿素用药临床试验结果良好；中药所学习云南提取工艺和采购重庆青蒿提取青蒿素，准备青蒿素结构的鉴定。总之，不断受到前人的启发和发展研究正是五二三项目组织形式的特点和优势，实际上北京、山东和云南三家分别独立地利用本地青蒿从中发现和分离出青蒿素，而山东和云南在青蒿素的临床试验中取得的结果要好于中药所。在 19745 年 11 月五二三会议文集中，中药所报告《中药青蒿的抗疟研究》中第五页提取方法的研究里列出的分离方法如下： 1. 青蒿乙醚提取物浓缩，用 2% NaOH 除去酸性部分，将中性部分经聚酰胺拌匀，用 47% 乙醇渗滤（或浸泡），渗滤液减压浓缩，用乙醚提取，得醚浸膏供硅胶柱层析用。 2. 青蒿 47% 乙醇提取液冷浸或渗滤，低于 700 减压浓缩至三分之一体积时，用乙醚提取，乙醚提取物用 2% NaOH 除去酸性部分，得中性部分供硅胶层析用。硅胶柱层析，将 1 或 2 浸膏经硅胶柱层析，用乙酸乙酯 - 石油醚冲洗，先后除去蜡状物、油状物及青蒿素 I 结晶后，即地青蒿素 II 结晶。而以后学习云南药物所的经验，进一步探索改为第三种工艺，操作较方便，可以不用柱层析，而利用渗滤装置进行，生产周期短，成本也较低。 3. 青蒿溶剂汽油提取液（冷浸或渗滤），减压浓缩浸膏，加 95% 乙醇除去不溶物。溶解部分减压浓缩成浸膏，加等量硅胶拌匀，装入预先加有二倍量硅胶的渗滤桶中，先用石油醚冲洗，再用 5% 乙酸乙酯 - 石油醚冲洗即可得青蒿素 II 结晶。由此，不同的提取工艺，是否对中药所的青蒿素II临床试验产生不良影响？也正是在五二三项目整体管理和协调下，中药所学习了云南经验并从重庆采购青蒿，重新制备青蒿素，由此再从1975年开展青蒿素II的新的临床试验和与其他单位合作鉴定青蒿素的结构。

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是“先做起来”？还是要求“完美的开始”？

ztrilibin 2009-12-17 10:43

最近这两月，由于自己项目的科研计划安排的过于紧张，连续推迟了三次烟草工艺研究生月末的课题交流，总觉得欠了学生很多东西，但还好，有些工作和学生在一起多，工作中对他们所做的课题相互有个简单的交流，但多数还是在和企业在合作做实验。博客也是好久没有更新了。是该写点东西了。上周到北京出差，和协作公司开发一种检测仪器，公司的工作间在北京大兴，开始，我在市内的一个宾馆落脚。众所周知，北京的交通状况是不容乐观的，由于每天早上都要驱车到大兴，由于每天晚上干的太晚，考虑能够效率高一些，我就和公司一起做事的小伙子决定，晚上在大兴住，有个睡的地方就行了，由于是凑合，住的地方也没有早餐，我们就在大兴沿街找去，还好，露天的街头小吃还是很多的，我们就选择了一家地方风味的摊，有油条和豆腐脑，（这对于我这个从小就吃这些的人来讲，应该算是可口的，我也爱吃），吃饭的地方当然不会像星级酒店那么卫生。因为我是客人的缘故，同行的小伙子总觉得对我有些照顾不周（但我决不这样想），我就在一个一片狼藉（都是刚吃完的剩碗筷）的桌子边坐下，等待他去买油条，早上上班时间，人还是比较多的，我坐了一会儿，我自行要了碗豆腐脑，又要了一个不需要等的包子，就吃了起来，太饿了，顾不了那么多了，饭已吃完，小伙子这才拿了两根油条过来，我的桌子上仍然是一片狼藉，小伙子又跑去找服务员，要求收拾餐桌，等了好久，服务员终于有时间打扫战场了（小摊的服务员可能是老板，不是纯粹的服务员，收钱、做饭、盛饭、收拾、刷碗样样精通，是全才！）。座子已经干净了，位置也有了，他就坐下来，准备问我吃什么时，我的回答是我已经 OK 了，我说我不讲究，你就不用招呼我了，自己吃吧，我又说了些感谢的话。这是生活中的一件小事，由于不会讲故事，啰嗦了这么多，对这样事情来讲，填饱肚子是关键。在等小伙子用餐时，我也在思考着，从这样小事中，也使我在试着回答这样一个问题，对待我们的科研工作：是先做起来？还是要求完美的开始？我博士期间的导师曾对我讲过我们这些做工程研究者，不是做科学家，而是做工程师。当然这也不是排除在应用研究中有一定的科学探索。在这些年的工作中，很多时候没有成熟的科研仪器与设备，而是针对实际问题，来搭建实验装置，然后开展实验工作。但这样的话，对于博士生来讲，有的事搭建装置的时间，起码比较充足吧！就是文章晚发些而已。但转行做烟草工艺，研究院里只有培养硕士生的资格，对学生来讲时间就很紧张。就在前些天，学生的实验装置终于做好了，给我讲了一下，我们讨论了一下下一步的实验计划，然后我就有别的项目出差了，一个月后回来想看一下实验结果，但发现实验还没有开始，主要原因是虽然主体设备以及完成，但缺乏一个稳定的框架，这样一来，协作加工并不把这项工作放在心上，就像我们要吃饭，桌子没有收拾一样。大家都忙，忙得顾不上，宝贵的一个月的时间就流失了。所以我就在想，我们是不是应该先做起来而不去要求完美的开始呢？可能把环境搞的漂亮了，但时间就悄悄的溜走了。很可惜，也很无奈！搞工艺研究的人，有的时候环境要求你也像在小摊买饭的食客一样，自行收拾，创造出自己需要的环境，而不是绝对美观的环境，这就需要具备多种能力，比如对所需设备的了解（包括加工制造，图纸设计，简单的控制设计以及力所能及的安装等等），停止等靠要，这样我们的研究才能先做起来，早日确定实验方案，出数据，写论文，完成项目的研究工作呢。当然这样在实验模型的推广应用时就能做的更全面，做出企业需要的东东来呢？在有幸从生活过和参观过的中科院的相关工艺研究实验室中也可以看到类似的观念，先做起来，而不要求完美的开始。下图是我们工艺实验室忙碌的景象，呵呵，照片上没有我

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谈为什么古代士兵的主战兵器不是大刀

boxcar 2009-9-30 08:34

原文最早发表在两全其美BBS，转载回自己的博客。发信人: boxcar (该出手时就出手), 信区: history 标题: 也谈为什么古代士兵的主战兵器不是大刀发信站: 两全其美网 (Tue Feb 5 15:08:21 2008), 本站(lqqm.net) 前面我已经分析了戈的力学问题，下面谈谈我对古代士兵多半不耍大刀的看法。我们所说的刀有两种，一种是单手握持的佩刀（即腰刀），一种是需要双手使用的类似关公的青龙偃月刀的长柄大刀或者《水浒》中极其常见的朴刀。作为常备的主战兵器，必须要服从当时的技术战术要求，才能有可能被大量使用，所以所谓的十八般兵刃中只有极少数是常见并普遍装备的，那些异型兵器（象板斧、擂鼓瓮金锤、护手钩、拐子、流星锤、判官笔、三截棍之类）非常少见，大抵出现在一些练家子之手，不会被大量采用。其原因可以从工艺技术和战术角度进行探讨： 1、从工艺技术面看，常规兵器必须适合大量生产和装备，常见步兵用的冷兵器中，矛、戈等的头部都是使用较少的金属材料打造的，工艺技术难度也不算大，寻常的铁匠炉都能打造，体积比较小，因此热处理也容易，适合战时大量生产，必要时可以把常用的农具（犁铧、锄头、镰刀等）和铁锅之类的日用器皿回炉打造，比较容易，得到矛头或戈头以后，安装在白蜡杆上就成了长矛或戈（随着车战消亡了）。反观大刀则需要更多的金属材料，打造工时也较多，而且热处理的要求也比较高，由于刀身比较长，如果打造得不好会达不到预计的强度，在实战中容易在磕碰中发生断裂或卷忍，所谓切金断玉，削铁如泥的宝刀的工艺要求非常高，是寻常铁匠很难做到的，当然难以大量生产。所以刀类只宜少量生产装备军官或官吏。 2、从战术运用角度看，矛比较适合步兵方阵使用，步兵方阵的外缘由手持数米长的长矛组成，整体推进时矛头所向会有一种无坚不摧的气势，此时人只需用力握持住矛，把握住方向即可对敌进击。反观如果方阵中的步兵各个手持大刀，刀锋所向虽然更有威严之气，但刀是用来砍的，不舞动起来没法直接形成第一次打击，似乎可以在发起攻击前一直举着大刀，但这样体力消耗会比持矛大得多；当然也可以用刀尖前刺，但这样比较薄脆的刀身有一定被折弯（刚度不够）或折断（韧性不足）的危险，不宜如此使用，长刀的横向挥舞需要很大的空间，也不是步兵方阵容易满足的。 3、从战术训练的角度看，源自普通农民的普通士兵的体力在持矛和用矛时困难不大，而舞动数十斤重的大刀就有困难了，虽然耍大刀从来都是武举考试的必考科目，但那只是针对有钱人家出身的武举人，不是对普通一兵。单兵的战术需要尽量简练易学，从这个层面看矛可能更容易掌握。今天先说这么多。

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对工艺的感悟

boxcar 2009-9-21 21:05

记得14年前（1995年9月）刚转方向来做固体氧化物燃料电池的时候，由于工作需要，我曾经看过一本书《电子陶瓷工艺》，里面看到的一些成型工艺，有的印象很深刻，后来陆续在用，也在不断加深对工艺的感悟。例如干压法，就是一种蛮简单的方法，几乎所有的从事陶瓷材料、凝聚态物理或者固体化学的实验室都用的简单陶瓷工艺，但有的时候大家总是没法压出来合格的样品，有的时候会把模具弄坏，有的时候甚至会陷于困惑之中。今天上午，我的一个学生就陷于困惑了，她因为两个师兄告诉她的样品处理程序不同而开始无所适从。于是，我向他们说出了我对干压工艺的一些感悟，现在再细化一下，写在下面，算是做个系统化的表述，也好供以后的学生们参考。利用干压法，有时可以很容易地直接用粉体压制成陶瓷坯体片，有时却不能，为什么？其原因就在于干压成型的坯体，实际是靠着固体颗粒之间微弱的范德瓦尔斯力结合在一起的，这个力和具体的样品以及界面情况下有关，在多数情况下很小，所以刚压制成的坯体片就很脆弱，极容易破坏。要想让颗粒之间结合得更紧密，除了想办法让其表面的活性更高、直接增大范德瓦尔斯力外，就是加入一些粘结剂、靠粘结剂把颗粒粘在一起了。粘结剂通常都是用比较纯的有机物聚合物类的试剂，在后续的烧结过程中可以很容易地被烧掉，所以只要粘结剂里面没有太多无机元素成分（灰分），最终就不会影响样品的主要成分。但粘结剂的使用需要注意，一个是要适量，在一个就是要尽量和样品的粉末混合均匀。粘结剂太多自然会把干粉变成湿粉，在压制时甚至沿着模具缝隙流出来，粘结剂太多烧掉后还可能会在原来的位置留下孔洞，降低样品的致密度，太少了强度不好很容易理解。此外，用粘结剂的粉体需要先充分研磨，尽量通过研磨混合均匀，此外还得进行一个叫做造粒的过程，即把混合了粘结剂的粉体压制成块，然后再磨碎，如此反复几次，获得有比较好的流动性的粉体（由初级粉粒粘接在一起的接近球形的颗粒）。然后再用这种经过造粒的粉体去干压成型，可以获得最佳性能的坯体。这个造粒的过程其实很重要，因为它可以让粘结剂在粉体中分布得更均匀，而且尽量布展在颗粒的表面上发挥粘接作用而不是聚在颗粒之间成为造孔剂。这个过程看似重复繁琐，其实非常重要，因为它直接决定了你压制出的坯体的均匀性和强度。在造粒的压制过程中，随着压力的增大，具有一定流动性的有机粘结剂会在外界载荷的作用下发生变形和流动，而这种流动就是沿着固相颗粒之间的间隙进行的，这样粘结剂会和更多的颗粒接触，粘附有粘结剂的颗粒表面也会增大，但是，这种流动不是无限制地进行的，流动会遇到阻力，阻力随着颗粒间隙的缩小而迅速增大，当阻力大到驱动压力水平时，流动就停止了。所以，仅仅一次造粒还不足以让粘结剂和颗粒充分接触，可能还需要反复数次（2~3次）,尽管在很多时候，一次造粒的效果已经好到我们能够接受的水平了。这就是造粒的目的和基本原理，说清楚了大家有中学的物理基础就不难理解，但是，如果不说？你自己能感悟多少呢？再有就是干压的时候用的载荷问题，也是个用中学物理知识就能理解的。我曾经2次看到过被压坏的模具，都是因为载荷加得过大所致，原因也相同，都是用惯了比较大的模具（截面积大），用小模具的时候不知道把压力适当减小。原理也很简单，就是压强的定义式：P=F/A，截面积小了，要得到差不多的压强，载荷必须相应地减小。顺便说一下，很多人的文章和论文里面对干压成型压强的描述有问题，说8MPa压成是不大可能的，8MPa只是油压表的表压，是油缸里的压强而不是模具内样品处的压强，那么样品处的压强是多大呢？如果忽略掉各种中间的损耗和阻力，可能出现的样品压强估算用Ps=（A1/A2）*P1,A1是油缸的截面积，A2是模具内的样品处的截面积，P1是油缸的油压，当然由于实际样品是颗粒物质，并非理想的流体，所以样品处的平均压强要比这个估算的Ps低得多，而且样品中各个位置的压强还不相等。最重要的感悟：其实我们平时所用的知识和经验中，都有许多值得我们去思考和领悟的东西，这些东西虽然可以通过学习的渠道获得（其实往往是灌输的方式加以传授），但这种知其然不知其所以然的学习效果远不如自己悟出道理好。所以，我个人认为，无论何时何地，悟性都很重要，只会认真读书、虚心求教而没有自主的思考是不够的。（这一段是最新的感悟）（最近没腾出空来写新的博文，这篇博文最早是发在自己的QQ空间里，随后转至我在sina的博客，遗憾的是均没有多大的点击率，稍加改写，发到科学网。）

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