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    钣金工艺介绍(钣金工艺)钣金工艺是指利用金属薄板(通常厚度在6毫米以下)通过冲压、弯曲、焊接、铆接、组装等工艺,制成各种零件和部件的工艺过程。钣金工艺广泛应用于航空航天、电子、汽车、家电、轻工等行业。钣金工艺流程钣金工艺一般包括以下几个步骤:**材料准备:**根据钣金件的设计图纸,确定材料的种类、规格、数量等,并进行采购和验收。**下料:**将材料按设计要求,裁切成所需的尺寸和形状。通常使用剪切机、激光切割机、数控冲床等设备进行下料。**冲压:**将下好的材料放在冲床上,通过模具的冲压,将材料加工成所需的形状和尺寸。冲压工艺可分为剪切冲压、弯曲冲压、拉深冲压等。**弯曲:**将冲压后的材料弯曲成所需的形状和角度。通常使用弯曲机、数控折弯机等设备进行弯曲。**焊接:**将弯曲后的材料通过焊接连接在一起,形成钣金件的最终形状和结构。焊接工艺可分为电弧焊、气焊、激光焊等。**铆接:**如果钣金件需要拆卸或调整,可以使用铆接工艺将材料连接在一起。铆接工艺通常使用铆钉和铆钉枪进行。**组装:**将焊接或铆接后的零件和部件组装在一起,形成完整的钣金件。组装工艺可分为螺栓连接、卡扣连接、胶合连接等。**表面处理:**对钣金件进行表面处理,以提高其耐腐蚀性、耐磨性、美观性等。表面处理工艺可分为喷涂、电镀、氧化等。钣金工艺的特点钣金工艺具有以下特点:加工精度高:钣金工艺可以通过模具的冲压、弯曲、焊接等工艺,将材料加工成所需的形状和尺寸,加工精度高,产品质量稳定。生产效率高:钣金工艺采用自动化设备进行生产,生产效率高,可以满足大批量生产的需求。成本低:钣金工艺的材料成本和加工成本都比较低,是一种性价比高的加工工艺。应用范围广:钣金工艺广泛应用于航空航天、电子、汽车、家电、轻工等行业,是一种非常重要的加工工艺。钣金工艺的发展趋势钣金工艺的发展趋势主要是朝着以下几个方向:**自动化:**钣金工艺的自动化水平越来越高,自动化设备的应用越来越广泛,这可以大大提高生产效率和产品质量。**智能化:**钣金工艺的智能化水平越来越高,智能设备的应用越来越广泛,这可以使生产过程更加灵活和高效。**绿色化:**钣金工艺的绿色化水平越来越高,绿色材料和工艺的应用越来越广泛,这可以减少对环境的污染和破坏。...

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  • 《高分子材料成型加工及性能表征实验》严伟主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

    图书名称:《高分子材料成型加工及性能表征实验》【作者】严伟主编【页数】114【出版社】贵阳:贵州大学出版社,2020.02【ISBN号】978-7-5691-0314-4【价格】21.00【分类】高分子材料-性能实验-教材-高分子材料-成型加工-实验-教材【参考文献】严伟主编.高分子材料成型加工及性能表征实验.贵阳:贵州大学出版社,2020.02.《高分子材料成型加工及性能表征实验》内容提要:本书共4个模块,23个实验。模块一为高分子材料成型加工实验。模块二为高分子材料性能测试实验。模块三为高分子材料结构表征实验。模块4为高分子复合材料制备及表征实验。本书除可作为高分子材料与工程及相关专业教材外,也可供从事高分子材料成型加工的工程技术人员阅读参考。...

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  • 《高性能陶瓷材料成型与制备》洪长青,董顺,张幸红编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

    图书名称:《高性能陶瓷材料成型与制备》【作者】洪长青,董顺,张幸红编【丛书名】“十三五”国家重点出版物出版规划项目材料科学研究与工程技术系列图书【页数】131【出版社】哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2021.06【ISBN号】978-7-5603-9533-3【价格】32.00【分类】陶瓷复合材料【参考文献】洪长青,董顺,张幸红编.高性能陶瓷材料成型与制备.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2021.06.图书封面:《高性能陶瓷材料成型与制备》内容提要:本书主要介绍陶瓷的性能、组成结构、陶瓷粉体、陶瓷成型、高温烧结及强韧化等方面的基础理论和应用知识,以陶瓷材料成分-工艺-组织-性能的关系为主要脉络,并结合几类典型高性能陶瓷材料的结构特征、制备原理和应用基础来阐述高性能陶瓷成型与制备的基本原理、工艺方法和发展趋势,同时对各类先进陶瓷材料的生产工艺过程做简要介绍。全书共7章,分别为陶瓷材料概述、陶瓷材料的结构与性能、陶瓷粉体的制备工艺、陶瓷材料的成型、陶瓷材料的烧结、单晶陶瓷及陶瓷材料的强韧化。本书可作为高等学校先进陶瓷材料相关专业的本科生和研究生教学用书,...

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  • 《高分子材料成型加工 第3版》唐颂超主编;唐颂超,潘泳康,董擎之编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

    图书名称:《高分子材料成型加工第3版》【作者】唐颂超主编;唐颂超,潘泳康,董擎之编【丛书名】普通高等教育“十二五”规划教材;高分子材料与工程专业系列教材【页数】343【出版社】北京:中国轻工业出版社,2020.12【ISBN号】978-7-5019-9174-7【价格】50.00【分类】高分子材料-成型-工艺-高等学校-教材【参考文献】唐颂超主编;唐颂超,潘泳康,董擎之编.高分子材料成型加工第3版.北京:中国轻工业出版社,2020.12.图书封面:图书目录:《高分子材料成型加工第3版》内容提要:《普通高等教育“十二五”规划教材·高分子材料与工程专业系列教材:高分子材料成型加工(第3版)》是根据国家教育改革的精神,结合“十一五”期间院校教育教学改革的实践和“十二五”期间院校高分子材料与工程专业建设规划,根据院校课程设置的需求,编写的高分子材料与工程专业系列教材,旨在培养具备材料科学与工程基础知识和高分子材料与工程专业知识,能在高分子材料的合成、改性、加工成型和应用等领域从事科学研究、技术和产品开发、工艺和设备设计、材料选用、生产及经营管理等方面工作的工程技术型人才。《普通高等教育“十二五”规划教材·高分子材料与工程专业系列教材:高分子材料成型加工(第3版)》架构清晰、特色鲜明、开拓创新,能够体现广大工程技术型高校高分子材料工程教育的特点和特色。《高分子材料成型加工第3版》内容试读第1章绪论1.1高分子材料及成型加工材料是人类赖以生存和发展的物质基础,是工业革命的先导。进入21世纪,新材料、生物技术和信息技术被认为是构成现代文明的三大支柱,而新材料又是高新技术发展的重要基础平台。材料是具有一定性能,可用于制作有用物品的使用效能物质。材料的成分/结构、制备/合成/加工、性质和使用效能是材料科学与工程的四个基本要素。这四个要素是相互关联、相互制约的,如图1-1所(工程)性质示。根据材料的组成结构,可分为金属材料、无机合成加工非金属材料、有机高分子材料和复合材料;根据材(化学)(物理)料的性能特征,又可分为以力学性能为其应用基础结构成分的结构材料和以物理及化学性能为其应用基础的功能材料两大类。图1-1材料四要素的关系不管是何种材料,在材料的制备(加工)方法上、在材料的结构与性能关系的研究上、在材料的使用上,都具有通性,是可以相互借鉴、相互渗透、相互补充的。即各种材料,都具备如下特点:①一定的组成;②可加工性:③形状保持性;④使用性能;⑤经济性;⑥再生性。1.1.1高分子材料高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。高分子化合物系指分子量很高的物质,有时简称高分子、大分子或聚合物。高分子(Macromolecule,Polymer)是指以化学键相连接的大量有机小分子的聚集体,.常用高分子的相对分子质量高达10~10°,而一般有机化合物相对分子质量都在500以内,少数高于500,但也在1000以下。因此,相对分子质量高是高分子化合物的基本特征,也正是由于其相对分子质量高,它才具有许多与低分子化合物截然不同的性质和性能。通常所说的高分子材料是从应用的角度对高分子进行归类,如分类为塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂、功能高分子、聚合物基复合材料等。而所谓的三大合成材料则是指合成塑料、合成橡胶、合成纤维。高分子材料学科的内涵是,以材料的共性为基础,研究高分子材料的基本特性,研究高分子材料制备、加工、应用中的科学问题和工程问题,及与其他材料的复合问题。因此,当今高分子科学与工程学科呈现出在化学和材料科学与工程两个学科中并肩发展的新局面,显示出朝气蓬勃的青春活力。高分子材料一般具有以下五个条件:(1)高分子材料是以聚合物为主体,即高分子材料的性质主要由聚合物来决定。(2)高分子材料属多相复合体系,即是由两种或两种以上组分组成,形成宏观均相、高分子材料成型加工(第三版)微观或亚微观分相的形态结构。(3)高分子材料必须具有可加工性。(4)具有良好的使用性能和适当的使用寿命。(5)具有工业化生产规模,自从1869年第一个人工半合成的高分子材料一赛璐珞问世以来,100多年来,高分子材料已发展到成百上千个品种,但最常用的、具有工业化生产规模的品种仅数十种,却占到总产量的95%以上。1.1.2高分子材料成型加工高分子材料及其制品的最初原料来自于天然的石油、煤、天然气等,经过一系列的原料加工、化学合成和聚合反应得到聚合物,再通过成型加工制得高分子材料制品。图1-2为高分子材料学科在化学工业学科中的位置以及高分子材料成型加工在高分子材料科学与工程体系中的位置石油加工C3、C4基本有机合成乙烯、苯乙烯煤C5等碳氢单体丙烯、氯乙烯天然气化合物丁二烯等聚合反应成型加工高聚物高分子材料制品高分子化学加工工艺高分子合成工艺成型模具生产过程及设备反应机理高分子物理成型机械应用开发聚合反应工程共混改性高分子化工高分子材料图l-2高分子材料科学与工程体系(PolymerMaterialScieceamEgieerig)高分子材料成型加工定义为:高分子材料(由高分子化合物和添加剂组成)是通过成型加工工艺得到具有实用性的材料或制品过程的工程技术。研究内容包括:高分子材料如何通过成型加工制成具有一定性能的制品;材料的不同品种与成型加工方法的关系;同样的材料用不同的加工工艺方法或加工工艺条件,所得制品的性能为何不同;制品的性能与材料本身的性质有何关系,等等。传统的、狭义的高分子材料成型加工工艺过程,如挤出成型、注射成型、压缩模塑、吹塑成型,以及混合和分散等过程被当作聚合物加工的“单元操作”。而广义的成型加工工艺组成中,在考虑加工操作的范畴时,熔融、成型、固化以及加工阶段的化学变化、物理变化都是加工工艺的组成要素。因此,高分子材料成型加工进一步定义为,要求通过共混、反应及分子组装等聚合物加工方法获得新的性能及功能,要求利用外场、温度、时间等组合控制材料非平衡态结构以获得特殊性能及功能。因此,高分子材料成型加工并不是简单的工艺操作过程或由各个“单元操作”所组成,而是聚合物材料的外形控制与内部结构演变(结构化)的过程。其与传质、混合、力学、·流变学、高分子化学、高分子物理等工程原理和科学基础密切相关。见图1-3。第1章绪论3聚合物控制外形与内部结构的最终产品固体粒子输送熔融口模成型模塑成型加工单元熔体压力输送混合成型方法二次成型后加工化学反应压延成型涂层脱挥与汽提在加工中聚合物内部结构发生演变(结构化)传质混合固体聚合物高分子高分子原理原理力学流变学物理化学聚合物工程原理聚合物科学图1-3高分子材料成型加工概念1.2高分子材料工程特征1.2.1高分子材料特征表1-1列出了具有代表性的金属材料、无机非金属材料、高分子材料(塑料)的主要物性。与其他材料相比,高分子材料(以塑料为例)具有以下特性:①质轻,密度低;②拉伸强度和拉伸模量较低,韧性较优良,但有些塑料的比强度(强度与密度之比)接近或超过金属材料:③传热系数小;④电气绝缘性优良;⑤成型加工性优良;⑥减震、消音性能良好;⑦具有优良的减磨、耐磨和自润滑性能;⑧耐腐蚀性能优良,有较好的化学稳定性;⑨透光性良好;①着色性良好;①可赋予成品各种特殊的功能;②长期使用性能较差;③热膨胀系数大;④耐热性较差;⑤易燃烧。高分子材料的这些特性主要是由聚合物的结构决定的,同时也与高分子材料成型加工工艺有关。表1-1各种材料的主要物性金属塑料无机非金属材料性质钢铁铝PP玻纤增强PA-6陶瓷玻璃熔点/℃15356601752152050相对密度7.82.70.91.44.02.6拉伸强度/MPa46080-2803515012090拉伸模量/×10-4MPa2170.131397热变形温度/℃--60210线膨胀系数/×105(1/K)1.32.48-102-30.850.9传热系数/×10[W/(m2·K)]4019.320096.611.724.3175.883.7韧性☆女0☆+×体积电阻率/D·cm10-53×10-6gt10165×1047×104102燃烧性不燃不燃燃烧难燃不燃不燃耐药品性△△000注:☆-优,O-良,△-可,X-差。高分子材料成型加工(第三版)1.2.2高分子材料的工程特征由于高分子材料结构上的特殊性,使得其性能是可变的,因此高分子材料成型加工方法具有多样性。即同样的高分子材料,通过不同的成型加工过程(包括加工工艺条件),制得高分子材料制品的性能是不一样的。例如:塑料薄膜可以由吹塑、压延、挤出拉幅、流延四种成型加工方法生产,不同成型工艺生产的薄膜具有不同的特性,因此应用于不同的场合。也正是由于四种工艺生产的塑料薄膜具有不同的性能,才使薄膜四种成型加工方法的同时存在具有可能。高分子材料的性能决定于材料本身及成型加工过程中产生的附加性质,而成型加工过程中产生的附加性质有些是有目的产生的(如橡胶交联等),有些是自发产生的,自发产生的附加性质有些对制品是有利的(如结晶、取向、交联等),有些是不利的(如降解等)。对有利的附加性质要加以利用,不利的要限制、减缓。高分子材料不同,应选用不同的加工方法、工艺条件,而同样的高分子材料,若对其制品性能要求不同,也应选用不同的加工方法、工艺条件。由此可见,高分子材料成型加工不仅仅是简单的工艺操作,高分子材料-成型加工工艺-材料和制品性能是相互关联的,高分子材料及制品的性能很大程度上随加工工艺过程和条件而变。高分子材料成型加工课程将依“高分子材料-成型加工-材料制品性能”这条主线展开教学内容,重点介绍高分子材料、成型加工工艺、材料及制品性能三者的关系,强调成型加工对制品性能的重要性,即高分子材料制品的性能既与材料本身的性质有关,又很大程度上受成型加工过程所产生的附加性质的影响,这就是本课程的主题思想-高分子材料的工程特征。1.2.3高分子材料及制品性能高分子材料制品性质包括外观性质、使用性质和耐久性质,其决定于材料的内在性质和成型加工中产生的附加性质。材料的内在性质与选择的材料有关,而成型加工往往使材料发生实质性变化,对制品性能的影响极为重要。高分子材料成型加工是一个复杂的物理-化学变化过程,成型加工中产生的附加性质引起形状、结构和性质等多方面的变化。形状的变化主要是指粒状、粉状或溶液状的物料经成型加工过程而制成各种型材和制品,这是使用上的要求;结构的变化包括分子结构上的变化(如交联、硫化)和聚集态结构上的变化(如微观结晶、取向等);性质的变化反映出制品宏观性能的改变,涉及物理机械性能、热性能、电性能、耐腐蚀性能、耐候性,等等,如:结晶使材料刚性提高,取向使材料各向异性,交联使材料弹性、强度提高。影响高分子材料及制品性能的因素包括高分子化合物的性质(化学结构、物理结构)》和成型加工过程(添加剂的作用、混合过程、成型工艺工艺条件),相关内容将在后面各章节介绍。1.3高分子材料制造及成型加工程序1.3.1高分子材料的制造高分子材料的主要原材料来自石油、煤、天然气、矿物和农副产品等。高分子材料的生第1章绪论5产由高分子化合物的制造和高分子化合物与配合剂的混合配制两大部分组成,图1-4所示为高分子材料的制造框图。聚合原料(单体或高分子反应高分子化合物(粉、粒料)混合·高分子材料高分子化合物)复合化添加剂高分子化合物的制造高分子材料混合图1-4高分子材料的制造框图1.3.1.1高分子化合物的制造获取高分子化合物的方法大致可分为三种:聚合反应、高分子反应和复合化。(1)聚合反应聚合反应是制造高分子化合物的主要手段。迄今为止,聚合技术已进入成熟期,催化剂的改进(如茂金属催化剂等)和更节约成本的聚合方法(如本体聚合、气相聚合等)是发展方向。表1-2所示为主要的聚合反应方法及其应用实例。(2)高分子反应利用高分子化合物的化学反应性使之改性也是一种获取预期性能高分子化合物的方法,见表1-3。其中羟基化、氯化、酯化、硝化等可引入功能性官能基,加氢可制得耐候性和耐热性优良的热塑性弹性体。这种方法也已进入成熟期。今后的工作重点是功能性高分子的开发。表1-2聚合反应的方法及其应用实例表1-3高分子反应及其实例分类实例分类实例加成聚合交联橡胶、热固性树脂、离聚物(1)自由基聚合LDPE、PS、PVC、SBR皂化EVOH(2)阳离子聚合IIR氯化PE-C、PVC-C(3)阴离子聚合POM、SBS氯磺化CSM(4)络合配位聚合HDPE、PP、PER酯化CAPA-66、PET、PLA、PC、硝化CN缩聚UP、PF、UF加氢加氢NBR、SEBS逐步加成聚合PU醚化甲基纤维素开环聚合PA-6、POM共聚、PLA聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩其他氧化耦合PPO丁醛、羧甲基纤维素(3)复合化复合化是制造高分子化合物的又一种方法。近年来有了显著的发展。采用接枝反应、反应性增容等技术制备的高分子合金,可以获得均聚物无法具备的性能,并具有功能性;高分子化合物/无机物填充中偶联剂和浸润剂的使用改善了两组分间界面的亲和能力,提高了材料的力学性能。如何使超细填充剂聚集体分散成初级粒子,并均匀分散在聚合物中是一个重要的课题,采用原位混合聚合技术是解决分散问题的有效方法,超细颗粒的填充将有可能带来材料性能突破性的发现,引发材料革命。外增塑技术亦已基本成熟。表1-4是复合化及其应用实例。6高分子材料成型加工(第三版)1.3.1.2高分子化合物与配合剂的混合配制高分子材料是由高分子化合物与配合剂所组表1-4复合化及其应用实例成的,生产高分子材料制品时,先要按配方把高分类实例分子化合物和配合剂混合均匀。不同成型工艺对高分子合金ABS、PPO/PS高分子材料形态(状态)有不同的要求,成型加高分子化合物/无PA-6/玻璃纤维、工前,要将高分子材料制成粉料、粒料、溶液、机物填充PP/滑石粉分散体或胶料。这就是高分子材料的配制工艺过超细颗粒填充PA-6/蒙脱土混合物程,其关键是靠混合来形成均匀的混合物,把高外增塑软质PVC、赛璐珞分子材料各组分相互混在一起成为均匀的体系,生产出各种形态的高分子材料。相关内容将在第6章介绍。1.3.2成型加工通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子材料熔融或变形,获得流动性,通过模具形成所需的形状,并以相应的方法保持其已经取得的形状,最终得到制品的工艺过程。其制造过程见图1-5。单体高分子化合物[聚合][配料、混合炼]预聚物[配料、高分子材料(混合料)D混合(炼)B[成型【一次成型][一次成型]二次成型到制品图1-5高分子材料的成型加工过程高分子材料成型加工是一个复杂的物理-化学变化过程,其中,流动性是必要条件。成型加工技术从高分子化合物(高聚物)形变性质出发包括以下几种:(1)高聚物熔体成型是利用高聚物的塑性形变,成型加工温度为高聚物的T)~T,多数属于一次成型,如图1-5中流程A(2)高聚物类橡胶态成型是利用高聚物的弹性形变(残余形变),成型加工温度为高聚物的T。~T,多用于在一次成型基础上进行的二次成型,如图1-5中流程B(3)高聚物溶液态成型将高聚物溶解于溶剂获得流动性,主要有浸渍、湿法或干法纺丝等,属于图1-5中流程A(4)高聚物分散体(悬浮体、溶胶、胶乳)成型固体高聚物稳定地悬浮在液体介质中形成分散体而获得流动性,如糊状PVC的搪塑成型等,也属于图1-5中流程A(5)高聚物单体或预聚体直接成型利用单体或预聚体的相对分子质量低而获得流动···试读结束···...

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  • 《高分子合成工艺设计》耿飞,王玉丰主编;孔俊俊,巴淼,颜小香副主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

    图书名称:《高分子合成工艺设计》【作者】耿飞,王玉丰主编;孔俊俊,巴淼,颜小香副主编【页数】159【出版社】长春:东北师范大学出版社,2020【ISBN号】978-7-5681-7587-6【分类】高分子化学-合成化学【参考文献】耿飞,王玉丰主编;孔俊俊,巴淼,颜小香副主编.高分子合成工艺设计.长春:东北师范大学出版社,2020.图书目录:《高分子合成工艺设计》内容提要:《高分子合成工艺设计》内容试读第1章绪论1.1现代材料工程师的能力要求工程科学技术的高速发展,为满足人类物质需求提供了强有力的支撑,同时对工程师提出了更加苛刻的要求。高等工程教育肩负着培养未来工程师的重任,受到世界各国的高度重视。我国工程教育的体量已居世界第一位。近年来,国家采取了一系列强有力的措施提高工程人才的培养质量。例如,我国于2016年6月成为《华盛顿协议》的第18个正式成员。《华盛顿协议》(WahigtoAccord)是本科工程教育学位互认协议,于1989年由美国、英国、加拿大等6个国家的民间工程专业团体共同发起和签署。工程教育专业认证的目标是构建中国工程教育的质量监控体系,推进中国工程教育的改革,进一步提高工程教育质量;建立与工程师制度相衔接的工程教育认证体系,促进工程教育与企业界的联系,增强工程教育人才培养对产业发展的适应性;促进中国工程教育的国际互认,提升国际竞争力。工程教育专业认证标准涵盖了12条毕业生能力要求,这12条毕业生能力要求如下:(1)工程知识:能够运用数学、自然科学的知识和理论以及工程基础和材料科学与工程专业知识,解决高分子材料或树脂基复合材料领域中相关产品技术研发、工艺设计及产品生产过程中面临的复杂工程问题。(2)问题分析:能够运用数学、自然科学、工程科学的基本原理,结合文献研究,识别、分析和表达高分子材料或树脂基复合材料领域中相关产品技术研发、工艺设计及产品生产过程中的复杂工程问题的关键环节,并通过影响因素分析,获得有效结论(3)设计/开发解决方案:针对高分子材料或树脂基复合材料领域中相关产品技术研发、工艺设计及产品生产过程中的复杂工程问题,能够设计解决方案,包括相关材料制备和加工所需的技术路线或工艺方法,并能满足要求。解·1·高分子合成工艺设计决方案中能够体现创新意识,同时考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。(4)研究:能够基于科学原理并采用科学方法对高分子材料或树脂基复合材料领域中相关产品技术研发、工艺设计及产品生产过程中的复杂工程问题进行研究,包括实验设计、数据分析与解释,并通过信息综合等得到最后合理、有效的结论。(5)使用现代工具:能够针对高分子材料或树脂基复合材料领域中相关产品技术研发、工艺设计及产品生产过程中的复杂工程问题,选择与使用恰当的先进技术、资源、现代工程工具和信息技术工具,包括对复杂工程问题的预测和模拟,并能够理解其局限性。(6)工程与社会:能够基于工程相关专业背景知识,合理分析和评价高分子材料或树脂基复合材料的产品开发、生产实践或复杂工程问题的解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响,并理解工程师应当承担的责任和义务。(7)环境和可持续发展:能够基于材料科学与工程、人文社会科学以及生态环境等领域的相关背景知识,理解和评价针对高分子材料或树脂基复合材料中复杂工程问题的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。(8)职业规范:理解当代社会环境下人文社会科学素养、社会责任感的内涵,并在高分子材料或树脂基复合材料产品的设计、生产、管理、服务等工程实践中,理解并遵守工程师的职业道德和规范,履行相应的法定或伦理责任。(9)个人和团队:能够在多学科背景下的项目开发团队以及工程实践团队中理解个体、团队成员及负责人的角色内涵,并能够承担个体、团队成员及负责人的角色。(10)沟通:能够就高分子材料或树脂基复合材料工程技术领域中相关复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流,包括撰写相关报告、设计方案书、陈述发言、清晰表达或回应指令,并具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下进行沟通和交流。(11)项目管理:理解并掌握工程管理原理与经济决策方法,并能在多学科环境背景条件下的高分子材料或树脂基复合材料复杂工程问题解决过程中进行运用。(12)终身学习:具有自主学习和终身学习的意识,有不断学习和适应发展的能力。化学工业是国民经济的支柱产业,为解决人类的衣、食、住、行,提高人·2·第1章绪论类的生存质量做出了杰出贡献,产生了巨大的经济和社会效益。高分子材料制备是化学工业中的重要部分。高分子材料制备与生产过程一般需要在非常态下操作,因此其在安全、环境等方面具有潜在的风险。现代化学工业是各种高新技术集合的复杂大系统,对数学模型、自动控制、合理经济的运行等都有很高的要求。工程师在设计过程中,对合成工艺、化工设备、土建、自动控制、电气、安全、环保、采购、销售、经济等因素应综合考虑。因此,对材料科学与工程专业毕业的工程师而言,上述12条要求仅仅是本科的“毕业要求”。一位合格的工程师应具有远高于此的素质与能力,甚至应具备多学科融合解决各类复杂工程问题的能力。1.2高分子合成工艺设计课程的必要性设计能力是材料工程师综合能力的重要体现。《工程教育认证标准(2015版)》及“卓越工程师”培养要求等各种文件中,均对工程类专业本科毕业生的设计能力提出了很高的要求。高分子产品繁多,即使是同样的产品,由于采用不同的原料和工艺,也可派生出很多可能的技术方案。规模上的差异是材料生产建设项目一个突出的特点。大型企业拥有数十套装置,自成体系,可以形成一个相对封闭的原料综合利用循环系统,但其占地面积较大,固体资产投资较高。而小型材料加工企业,一套装置可由几台小型设备组成,投资可以万元为单位。材料技术与其他科学技术一样在飞速发展,新材料、新工艺、新设备不断出现。随着资源、环境、安全问题的日益突出,在可持续发展、低碳经济的大背景下,材料制备生产建设项目的约束条件不断增多。随着全球一体化趋势的不断加强,我国材料加工企业和技术大量走出国门,但在国外的建设项目面临着所在国家政治、经济、文化、宗教等条件的限制,技术标准、材料、零部件甚至工具都与我国有着很大的区别。因此,这些都是对材料设计工程师的极大挑战,他们必须调用所有的知识储备,并通过不断学习,才能胜任工作。设计课程是材料科学与工程专业学生学习的核心和精髓,而高分子合成工艺设计需要用到材料专业本科阶段四年所学过的几乎所有课程的知识。因此,高校在培养方案和教学计划中,通常将“高分子合成工艺设计”课程作为压轴的必修专业实践课程。该课程实际上起着将本科四年各门课程零散的、各成体系的知识点串联起来,帮助学生进行“总复习”的纽带作用。除了理论知识,高分子合成工艺设计还需要积累大量的工程经验,这是在校学生最为缺乏的。可以说,高分子合成工艺设计是理论联系实际的重要通道,是课堂通往工程实际的·3·高分子合成工艺设计桥梁,也是即将走出校门的本科生向材料工程师转变的彩排室。在工程教育认证的思想下,综合素质和创新能力是衡量一个人是否被社会需要的决定性因素。高校应以培养应用型本科人才为目标,依托专业与区域产业协同发展,深度发展产教融合,坚持走“产一学一研”一体化的道路。高校实施“产一学一研”的教学模式,结合工程案例,能针对时下热点问题、企业难题,构建在高分子合成产品工程真实情境下与生产实际紧密结合的工程训练模式,从而提高学生工程设计和团队协作创新的能力。1.3高分子合成工艺设计的特点高分子合成工艺设计属于化工设计的范畴,但相比之下,其又具有许多特殊之处。(1)高分子合成工艺生产路线具有多样性。高分子合成工艺从使用原料、反应机理到实施方法和操作方法等方面都存在多样性,因此设计时必须全面分析、实地考察、综合比较,选定适宜的工艺方案和工艺流程。(2)高分子合成生产过程通常包括原料处理及配制过程、反应过程、反应物后处理过程、“三废”处理过程、辅助生产过程等,而每一过程又是由一个或多个化工单元操作过程组成的。因此,高分子合成生产过程流程长、操作复杂、技术含量高,相应地,要有高水平的工艺设计。(3)与低分子合成生产相比,影响高分子合成反应过程及最终产品质量的因素较多,它们有时互相制约。影响高分子最终产品质量指标的因素有单体转化率、产物的相对分子质量及其多分散性、化学结构及其多分散性等,而这些指标又受到原料配比、加料方式、反应温度、反应压力、反应时间等因素的影响,因此高分子生产过程对控制水平要求较高。(4)与高分子合成反应过程有关的化工基础数据少、可靠性不好、通用性差,特别是在大多数高分子合成反应过程中,随着转化率的提高,反应体系黏度不断增加,这给物料的流动、搅拌、混合、传热、传质等过程带来极大的困难,反应器中的物料很难达到“理想混合”状态,因此实验室测定的数据与实际生产差别较大。目前,关于高分子反应过程的基础理论研究还远不成熟,这给工艺设计过程增加了难度。由以上叙述可以看出,作为高分子工艺设计人员,必须具有扎实的理论基础、丰富的生产经验和设计经验以及熟练的专业技能,并且掌握利用计算机进行计算、绘图、编制设计文件、设计模型等先进的设计手段。。4第2章设计基础知识化工设计是根据化工建设工程和法律规范的要求,对建设工程所需的技术、经济、资源、环境等条件进行综合分析、论证,并编制建设工程设计文件,提供相关服务的活动。设计文件是指从开发、立项、设计、施工、安装、试车、验收到正式生产的各个阶段所形成的图样和技术资料的总称,而本书要介绍的“化工设计”的内容主要是化工项目在基本建设时期形成的设计文件」化工设计是一项综合性很强的技术性活动,涉及如下众多方面:①政治、经济、技术、资源、市场、用户;②国策、国情、法律、法规、标准;③工艺、建筑、结构、给排水、暖通、电气、动力、仪表、自控;等等。本书将概述一个化工项目的整体设计过程,并重点讲述高分子合成工艺设计涉及的单元操作和设备选型等相关知识。2.1设计的分类2.1.1按建设项目性质分类(1)新建项目设计新建项目设计包括新产品设计和采用新工艺或新技术的产品设计。这类设计往往由开发研究单位、专利商提供工艺包,由工程设计单位根据建厂地区的实际情况进行工程设计。(2)重复建设项目设计由于市场需要或者设备老化等,有些产品需要重建新的生产装置。由于建新厂的具体条件与原厂不同,即使产品的规模、规格及工艺完全相同,也需要由工程设计人员重新进行设计。(3)已有装置的改、扩建设计由于化工厂旧生产装置的产品质量或产量不能满足客户要求,或者因技术·5高分子合成工艺设计问题,原材料和能量消耗过高而使产品缺乏市场竞争能力,或者因环保要求提高,要实现清洁生产,都必须对已有装置进行改造。已有装置的改造包括去掉影响产品产量和质量的“瓶颈”、优化生产过程操作控制、提高能量的综合利用率和局部工艺或设备的改造更新等。这类设计通常由生产企业的技改部门负责。有时,对于生产工艺过程复杂的大装置,同样委托工程设计单位进行设计。2.1.2按建设项目开发过程分类从一个新产品或新工艺的实验研究开始到进行工厂建设为止,需要进行两大类设计:第一类是新技术开发过程中的几个重要环节,即概念设计、中试设计、基础设计和工艺包设计。第二类是工程设计,包括初步设计和详细设计。这两种设计是建设项目实施的依据,由设计单位负责。(1)概念设计概念设计为工程研究的一个重要环节。它是在应用研究进行到一定阶段后,根据开发性基础研究的成果、文献数据、现有类似的操作数据和工作经验,从工程角度出发,按照未来的工业生产装置规模进行的一种假想设计。它的工作内容主要是根据研究提供的概念和数据,确定流程、工艺条件、主要设备的形式和材质以及“三废”处理措施等,最终得出基建投资和产品成本等技术经济指标。一般情况下,概念设计在中试之前进行。概念设计可以判断研究的工艺条件是否合理,数据是否充分,并在此基础上对开发项目进行初步的经济评价,以确定路线的先进性和可靠性,确定开发项目需要改进的地方和小试需要补充的实验内容和课题,确定有无必要建立中试装置,以及中试规模、范围和必须通过中试解决的问题和取得的数据。若概念设计在中试以后进行,则其主要内容还是确定流程和工艺条件。但其目的则是对中试结果进行进一步的技术经济评价,确定该项目工业化的可能性和需要补充研究的内容。若结论是肯定的,则概念设计确定的流程和工艺条件可作为下一阶段设计工作的基础。因此,概念设计是实现工程设计与实验研究早期结合的一种好方式。概念设计可以及早暴露研究工作中存在的问题与不足,从而可以及时解决问题,缩短开发周期。。6···试读结束···...

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