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粉末注射成形在材料和设计方面的发展

责任编辑:粉末冶金  发布时间:2016-09-06
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    粉末注射成型技术工艺与传统工艺相比,具有精度高、组织均匀、性能优异,生产成本低等特点,其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表业、兵器及航空航天等工业领域。因此,国际上普遍认为该技术的发展将会导致零部件成形与加工技术的一场革命,被誉为“当今最热门的零部件成形技术”和“21世纪的成形技术”。那么粉末注射成形在材料和设计方面是如何发展的呢,下面民鑫技术人员为你介绍:


    金属粉末注射成型MIM工艺采用微米级细粉末,既能加速烧结收缩,有助于提高材料的力学性能,延长材料的疲劳寿命,又能改善耐、抗应力腐蚀及磁性能。全球的粉末注射成形工业目前规模仍然不大,但在经济危机中几乎没有受到很大的影响,而是稳步上升。在欧洲,其主要应用领域是汽车,北美则主要集中在医疗领域,亚洲则主要是通信产品。



                  粉末注射成型



    目前,中国在铁粉和铜粉的消耗量方面已经超过了日本,居亚洲首位。未来粉末冶金零件的主要应用领域还是在汽车领域,从技术角度来看,高密度粉末冶金零件,新粉末冶金材料,高效高精度的粉末冶金设备等是未来粉末冶金工业发展的趋势。


    未来粉末注射成形的发展主要是在材料和设计方面努力,利用该工艺的优点,来帮助客户改进产品设计和降低成本,从而扩大粉末注射成形的应用领域。

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    提高溶气气浮絮凝效果的研

      发布时间:2018-03-18 06:26

      提高溶气气浮絮凝效果的研究_能源/化工_工程科技_专业资料。技术研究2015年第7期提高溶气气浮絮凝效果的研究张斐王欣北京航天试验技术研究所北京100074 摘要:通过对气浮工艺原理的理论研究,针对所选絮凝剂调节原水pH值使絮凝效果达到最佳,

      技术研究2015年第7期提高溶气气浮絮凝效果的研究张斐王欣北京航天试验技术研究所北京100074 摘要:通过对气浮工艺原理的理论研究,针对所选絮凝剂调节原水pH值使絮凝效果达到最佳,从而有效地提高了溶气气浮的 絮凝效果。 关键词:溶气气浮絮凝剂pH值投加量Study on improving flocculation of dissolved air flotationZhang Fei,Wang Xin Beijing Institute of Aerospace Testing Technology,Beijing 10074,China Abstract:According to the theoretical study of the flotation process,the flocculation effect of the pH value of the raw water is the best,which can effectively improve the flocculation effect of dissolved air flotation. Keywords:dissolved air flotation;flocculant;pH value;dosage 早在20世纪初就有人提出利用气浮法处理污水。1943年C H Hanson 和A B Goraas 在Sewage Works Journal上首次发表了采 用金刚砂球体布气浮法去除悬浮固体形成的BOD的文章。到了 60 年代,随着微气泡制造技术的发展,气浮法在污水处理工 业中得到愈来愈广泛的应用。 气浮法是一种高效、快速固液分离的方法。 (2)气浮进水pH值是否在絮凝剂最佳反应范围内:经核 实,该污水处理厂并未对溶气气浮进水的pH值进行有效测定 并调节,不能使絮凝剂发挥最有效的絮凝效果。这是影响溶气 气浮悬浮效果差的主要原因之一。 (3)絮凝剂投加量是否合理:经调查,关于絮凝剂的投 加量并没有详实的数据表可遵照执行,工人都是依照以往的工 作经验来控制絮凝剂的投放量。这也是影响溶气气浮悬浮效果 差的主要原因之一。1 溶气气浮工艺的简介[1-2]溶气气浮工艺的基本原理是:在较高压力下溶于水中的过 量空气通过特制的溶气释放器恢复至常压时,在水中形成大量 微气泡,这些微气泡和水中絮体或其他悬浮杂质颗粒(简称为 絮体颗粒)粘附为一体,形成表观比重小于1的泡絮结合体, 并依靠浮力上浮至水面,从而实现固液分离的目的。 气浮成套系统包含溶气系统、释气系统、分离系统和排渣 系统,其中分离系统是核心反应系统,固液分离在溶气气浮中 进行。污水中悬浮物在絮凝剂的作用下相互碰撞,形成较大 絮粒,释气水中的微细气泡群与水中絮粒结合、碰撞、粘附, 在溶气气浮中能否形成上浮性、憎水性与稳定性良好的带气絮 粒,将直接影响气浮净水的效果。所以良好的絮凝效果对气浮 出水水质极其重要。2.4 设备因素经调查,气浮成套设备未出现老化现象,刮渣机电机运行 正常稳定。且经计算核实,该厂气浮设备的释放器个数、释放 气泡的大小(40~100μm)及数量均能满足污水处理的工艺 条件。3 提高溶气气浮絮凝效果的措施针对上述分析所得出的影响溶气气浮絮凝效果的主要原 因,提出以下3方面改进措施。3.1 选择适合进水水质的絮凝剂污水厂原先使用的絮凝剂是硫酸铝,根据絮凝剂的应用特 性,发现该絮凝剂并不适用于此污水水质,该溶气气浮放置于 室外,要求使用受温度影响小的絮凝剂,且该污水属于低浊 水,反应效率高,耗药量小。综上情况,我们选取聚合氯化铝 (PAC)替代硫酸铝。 为了研究不同絮凝剂对絮凝效果的影响,制作了小型气浮 装置,进行小试实验。2 影响溶气气浮絮凝效果的原因分析通过对河北某污水处理厂进行调研,针对溶气气浮絮凝效 果效果差的问题进行详细分析。2.1 人员因素分析絮凝剂投加方法是否恰当。经调查,负责气浮设备的 相关操作人员均进行过岗前培训,熟练掌握气浮投药操作相关 技能。2.2 原材料因素经核实,外购絮凝剂均为正规厂家生产,附有合格证,并 均在保质期内。2.3 工艺因素(1)絮凝剂种类选择是否合理:经核实,该污水处理厂 选择的絮凝剂种类与溶气气浮进水水质并非十分适用,不能使 絮凝效果达到最佳,这是影响溶气气浮悬浮效果差的主要原因 之一。图1 PAC和硫酸铝对气浮出水水质的影响80 2015年第7期 实验条件:水量为1m 3/h;使用1.0mol/L的HCl和1.0mol/L 的NaOH调节原水的pH值;采用人工搅拌,人工刮渣的方法。 (以下实验皆同) 取气浮前段进水水样,测试其浊度和总碳含量(TOC), 分成2组,每组5份。其中一组使用硫酸铝作为其絮凝剂,另一 组使用PAC作为其絮凝剂。将每组的5份原水的pH值分别调节 为3、5、6、7、8、10。每份水样快速搅拌1分钟,慢速搅拌15 分钟,气浮停留时间15min。取每份实验后水样分别测试其浊 度和总碳含量(TOC)。进水浊度-出水浊度 。 具体由图1所示。其中, 浊度去除率= 进水浊度技术研究絮体比较密实并且数量较多。pH值在6.7~8.9之间,絮体进一 步长大,但是比较松散。 絮凝体的分形维数在水体为酸性时较之水体为中性时要 大,即水体为酸性时,形成的絮凝体比较密实。这也与混凝机 理相关,水体为弱酸性时,吸附电中和为主要机理;水体为中 性时,悬浮物的去除主要靠水中形成的具有多孔疏松状结构的 氢氧化铝絮凝体对其的吸附网捕,这种条件下形成的絮凝体构 造也就比较疏松。而气浮工艺主要靠微气泡与絮凝体粘附, 相对疏松的絮凝体能够提供更多与微气泡粘附的位置,而絮 凝体又不能太疏松,以避免絮凝体被微气泡冲碎。pH值较大 时,形成的絮体形态比较适合气浮工艺要求,所以初始pH值 为7.5~8时,出水中TOC、浊度的值最低。 综上所述,当原水pH较低时,可通过加碱来调节pH值, 使其达到7.5~8之间,PAC发挥了最佳絮凝效果。由图1可以看出,使用原絮凝剂硫酸铝去浊率最高达到 62%,改用PAC后最大的去浊率为76%。 综上所述,对于此污水处理厂气浮进水水质情况,适合使 用混凝剂PAC。3.3 投加最佳量的絮凝剂。当混凝剂投加量不足,则混凝搅拌过程中杂质不能形成絮 体,水中的杂质还是以原来的形态存在。当混凝剂的投药量过 多时,会造成水中电荷改变,同杂质不容易吸附结合,这样不 仅造成了水厂费用上的增加,同时造成污泥量过大。因此,选 用适合不同水源的最佳投药量非常重要。 为了研究絮凝剂(PAC)投加量对絮凝效果的影响,做以 下实验: 取气浮前端进水水样,使用NaOH溶液调节pH为7.8, 测试其浊度和总碳含量(TOC),分成5份,在各水样中添 加PAC,添加量分别为10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、 50mg/L,快速搅拌1分钟,慢速搅拌15分钟,气浮停留时间 15min。分别测定不同投加量下气浮出水的浊度,TOC。 综上所述,对于该污水处理厂气浮进水水质,PAC最合 适、最经济投加量为35-40mg/L。3.2 调节来水pH值各种混凝剂在水中都有其最佳的pH操作范围,在此范围 内混凝效果最佳。一般情况下,铝盐或阳离子混凝剂适用于弱 酸性和中性环境,铁盐或阴离子混凝剂适用于中性和偏碱性 环境,高分子混凝剂比低分子的pH适用范围大,如硫酸铝的 pH适用范围为6.0~7.8,而聚合氯化铝(PAC)为5.0~9.0。当 加入铝盐、铁盐等混凝剂时,会消耗水中的碱度,如果碱度 不足,水中pH可能降至最佳pH范围之外,影响正常的混凝效 果。 为了研究pH对絮凝效果的影响,做以下实验: 取气浮前端进水水样,测试其浊度和总碳含量(TOC), 分成5份,分别向其中投加不同体积的HCl溶液和NaOH溶液调 节原水的pH值。 对于指定的混凝剂和搅拌条件,pH值是最重要的影响因 素。实验中絮凝剂投加量(以Al 3+计)为0.4mmol/L,快速搅 拌1分钟,慢速搅拌15分钟,气浮停留时间15min。调节原水 pH值为3、5、6、7、8、10,出水pH值为3,4.3,4.6,5.7, 6.7,8.9,考察pH值对其浊度,总碳含量(TOC)去除率的影 响。4 总结和展望对于该污水处理厂气浮进水水质情况,适合使用混凝剂 PAC,并调节pH为7.5~8,PAC的最佳投加量为35~40mg/L。 在采取了本文所述的措施之后,溶气气浮絮凝效果有了显著提 高。 随着经济的飞速发展、社会的不断进步以及人民生活水平 的不断提高,环境污染也日益加剧,其中水污染备受各界关 注,做好污水处理工作是实现经济、社会的可持续发展的重要 课题。本文通过应用科学的理论和方案,对影响污水处理中溶 气气浮的絮凝效果现象进行分析,找到了影响溶气气浮絮凝效 果的主要因素,并提出了相应的对策,有效地改善了溶气气浮 的絮凝效果。 在以后的工程设计中,我们也将会根据具体工程情况不断 改进,不断提高溶气气浮的絮凝效果。图2pH值对污水中悬浮物去除率的影响参考文献[1] 唐受印, 王大晖 . 水处理过程 [M]. 北京 : 化学工业出版 社, 1980. [2] 陈翼孙, 胡斌 . 气浮净水技术的研究与应用 [M]. 上海 : 上海科学出版社, 1989.由图2可知,pH为7.5~8时,TOC和浊度去除率分别为68% 和为76%。pH值为3时,TOC和浊度去除率仅为17%和35%。并 且实验中可以观察到,pH值小于5时,混凝阶段结束时,形成 的絮体非常细小而且数量不多。pH值在5.7~6.7之间,形成的81

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