高等光学(实验报告)
实验一 数字干涉测量方法及实验
一、实验目的：
1．了解激光干涉的近代方法??数字干涉技术的原理和方法 2．掌握干涉的实时检测技术
3．了解数字干涉方法的特点及应用场合
二、实验原理
随着电子技术与计算机技术的发展，并与传统的干涉检测方法结合，产生了一种新的位相检测技术——数字干涉技术，这是一种位相的实时检测技术。这种方法不仅能实现干涉条纹的实时提取，而且可以利用波面数据的存储功能消除干涉仪系统误差，消除或降低大气扰动及随机噪声，使干涉技术实现λ/100的精度，这是目前干涉仪精度最高的近代方法。其原理如下图所示：
图中的实验系统仍采用T-G 干涉仪，但参考镜2由压电陶瓷PZT 驱动，产生位移。此位移的频率与移动量由计算机控制。设参考镜的瞬时位移为li ，被测表面的形貌（面形）为w(x,y)，则参考光路和测试光路可分别用下式表示：
)](2exp[li s k i a U R +?=（1） )]},([2exp{y x w s k i b U t +?=（2）
式中a,b 为光振幅常数。参考光与测试光相干产生干涉条纹，其瞬时光强由式1
与式2，可得：
]),([2cos 1),,(li y x w k r li y x I -+=（3）
式中)/(222b a ab r +=是干涉条纹的对比度。
式3说明，干涉场中任意一点的光强都是的余弦函数。由于随时间变化，因此，式3的光强是一个时间周期函数，可用傅里叶级数展开。设r=1，则
kli b kli a a li y x I 2sin 2cos ),,(110++=
式中：220b a a +=,),,(2cos 21y x kw ab a =),(2sin 21y x lw ab b =
由三角函数的正交性，可求出Fourier 级数的各个系数，从而求得被测波面，由下式给出：
∑∑==--=
=
n
i n
i kli
li y x I n
kli li y x I n tg
k
a b tg
k
y x w 1
1
1
1
11
2cos ),,(22sin ),,(2
2121),(
式中...3,2,1,0,2=?=
i i n
li λ
为进一步降低噪声，提高测量精度，可用P 个周期进行驱动扫描，测量数据作累加平均，即
∑∑==-=
p
n i p
n i kli
li y x I n
kli
li y x I n
tg
k
y x w ,1
,1
1
2cos ),,(22sin ),,(2
21),(
式中说明孔径内任意一点的位相可由该点上的n ×p 个光强的采样值计算出来，因此，可获得整个孔径上的位相。除实现自动检测外，还可以测定被测件的三维形貌。
三、实验光路
激光器1发出的激光经衰减器2（用于调节激光强度）后由二个定向小孔3，5引导，经反射镜6，7进入扩束准直物镜8，10（即图1中的L1），由分光镜14（即图1中BS）分成二束光，分别由反射镜16（即图1中的），18（）反射形成干涉条纹并经成像物镜20（即图1中）将条纹成于CMOS 23上（即D），这样在计算机屏上就可看到干涉条纹，实现微位移的测量。
四、实验步骤
1.开机，激光器1迅速起辉，待光强稳定；
a) 打开驱动电源开关；检查CMOS23上电信号灯亮否；
b) 按实验光路图布置好光路，扩束激光；
2.在组合工作台16、18上分别装平面反射镜，调节工作台16、18上的微调旋钮，使二路反射光在成像透镜后焦面上会聚于一点。
3.调节可调光阑22孔径位置和大小，使主光线通过光阑中心小孔，达到滤除光路中产生的寄生杂散光的目的。
4.打开本实验仪配套软件“Csylaser”，然后调节光路使得两光束产生干涉，产生清晰地干涉条纹，并在软件显示屏上显示。
五、实验结果及分析
在软件“Csylaser”中，“定位类别”选择“A-位移定位测试”，点“活动图像”观测实时干涉条纹，在干涉情况好的情况下冻结图像，如下图所示，干涉条
纹清晰。
六、思考题：
1．试分析决定数字干涉仪测量准确性的因素和提高测量准确性的主要方法。
答：如果适当增加条纹计数的数量，如1000条或用光电法计数，只要保证计数准确，那么测量的准确度可随着计数量增加而提高。
实验二 4f 光学系统FT 及IFT 系统实验
一、实验目的：
1．进一步掌握透镜的FT 性质，学习FT 光路的原理
2．应用4f 光学FT 系统观察常见图样的反傅氏变换（IFT ）图像，并与FT 频谱和试件图样比较
3. 观察渐晕效应
二、实验原理
理论基础：波动方程、复振幅、光学传递函数
透镜之所以能够做FT ，根本原因在于透镜的二次位相因子对入射波前起到位相调制作用。若以透镜后焦面为观察平面，物体相对于会聚透镜发生变化时，可以研究透镜的FT 性质。
图1
上图表示物体紧靠透镜放置FT 光路，物体指透射型薄平面试片。采用振幅A 的单色平面波照明，为求出透镜后焦面上的光强分布Uf ，须逐面求出透镜前后平面光场分布、（l 指lens ）设物体的复振幅透过率，则有
)
,(),(y x t A y x U l ?=
不计透镜孔径作用，透镜的复振幅透过率
)]
(2exp[),(2
2
y x f
k j
y x t l +-=
那么),(),(),('y x t y x U y x U l l l ?=光波从透镜传播f 距离后，根据菲涅尔衍射公式
频率取值与后焦面坐标关系为：xf
y f xf x f f y f x =
=,，不计常量相位因子将得
到
上式表明，透镜后焦面上的光场分布正比于物体的FT ，其频率取值与后焦面坐标，其值是
xf
y f xf x f f y f x =
=
,
图2
当然，由于变换式前存在位相因子)](2exp[2
2f f y x f
k j
+，后焦面上的位相分
布与物体频谱的位相分布并不等同。但对光强响应型光电转换显示器件及目视效果来说，这一位相弯曲并无影响，所以),()(),(2
2
y x f f f f f T f
A
y x I λ=的物理意义
在于其后焦面上光强分布，恰恰是物体的功率谱。
图2 表示物体放置在透镜前方d0距离，可推得
可见后焦面上的复振幅分布仍然正比于物体的FT 。而变换式前面的二次位相因子使物体频谱产生一个位相弯曲。
当d0=0时，公式(6)与图1情况完全一致，
当d0=f 时，公式(6)变为：)
,(),(y x f f f f f T f
j A y x U λ=
此时，位相弯曲效应消失，后焦面上光场分布是物体准确的FT 。这正是我们所用的FT 运算光路。
物体放置在透镜后方，后焦面上仍然得到物体的FT （相差一个二次位相因子）。当d=f 时，即物体紧靠透镜后表面时，与紧靠透镜前方放置效果一样。
若需要对所得的物体频谱利用透镜再作一次变换，例如物体频谱位于透镜前焦面，观察平面选在透镜后焦面，即x ’y ’平面。透镜的焦距不变。略去常系数，可以得到：
式中，C 为常数。于是连续两次变换的结果是在空间域还原一个物体，它是原物体的一个倒像。如果采用反射坐标系，即令x ’’=-x,y ’’=-y ，则
),(),('
''
''
''
'y x Ct y x U =，此时，透镜的作用可看作是实现了对物体频谱的傅里叶反
变换（IFT ）。
必须指出的是，当点光源位于有限距离，即采用球面波照明方式，透镜仍然可起FT 作用，频谱面位于光源的像面位置，而不再是后焦面上。另外，透镜孔径对FT 变换有影响。实质原因是对参与变换的频率成分有滤波作用，通低频，阻高频，产生渐晕效应。，孔径越大，越靠近物体，渐晕效应越小。
三、实验光路
激光经定向孔3，5定向，透镜8， 10扩束，经分光棱镜14透射试件夹19中FT 试件。试件夹19位于透镜21前焦面，直角棱镜25移入光路，光路途径IFT 透镜26，将物体频谱面图像恢复成试件夹19中试片中图案。
四、实验步骤：
1. 开机，激光器1迅速起辉，待光强稳定；
2. 打开驱动电源开关；检查CMOS23上电信号灯亮否；
3. 按实验光路图布置好光路，扩束激光；
4. 在试件夹19中装入任一件FT试件
5. 在FT透镜20的焦面附近移动CMOS23，使成像清晰，锁定23，同时锁定20
6. 使直角棱镜25（镀膜）转向虚线所示位置，微调直角棱镜28，60o方向，锁定，在试件夹27上装上图像处理试片（IFT不需装试片），微调FT透镜20，观测计算机上IFT图像和图像处理效果
7. 记录IFT图像
五、实验结果
试件为一小孔，在软件“Csylaser”中选择“E衍射计量测试”实验得到的频谱图为：
将直角棱镜25（镀膜）转向虚线所示位置，4f系统后观察到的小孔图为：
由图可以观察孔图像并不是很清晰，边缘模糊，可以观察到明显的渐晕现象。
六、思考题
1. 试画出4f的光学原理图。
指出4f系统中FT，IFT及滤波的原理。
在4F系统中，物场经过透镜实现第一次傅里叶变换（FT）变换成频谱，然后经过滤波器实现空间滤波，新频谱经过透镜实现反傅里叶变换，形成像场。
2. 说出4f有几种可能的应用场合。
空间滤波器，方向滤波器，相衬显微镜
实验三 位移的纳米测量方法
一、实验目的：
1．建立纳米测量的概念，了解其实现方法。 2．利用笔束激光干涉法进行纳米量级的位移测量。
二、实验原理：
纳米科学是在纳米（m 910-）和原子（约m 8
10-）的尺度上（1nm ～100nm ）
研究物质的特性、物质相互作用以及如何利用这些特性的多学科交叉的前沿科学与技术。纳米测量技术是纳米科学的一个重要分支。
用于纳米测量的笔束激光干涉仪原理如图所示：激光器发出的激光，其直径的1～1.5mm 是甚细的准直激光束（称为笔束光），记其波前为0U 。被分光镜4分为测量光束
m
I ~
和参考光束
r
I ~。这两笔束光分别经各自的直角棱镜反射后，被
平行地反射回来并再一次到达分光镜4，但此时m
I ~与
r
I ~已不再重合，而是存在一
间距2d 。经过分光镜4后，测量光束与参考光束平行入射至傅立叶变换（FT ）透镜8，并在FT 透镜8的后焦面上发生干涉，形成计量条纹。干涉条纹被物镜10放大后成像于CMOS11上，通过USB2.0接口输入计算机进行数据处理。
在CMOS 上干涉条纹的位移量Xf
式中N 为条纹移动数，M 为物镜10的放大倍数，f 为FT 透镜8的焦距，2d 为测量光束与参考光束的空间间距，S 为被测量镜的位移量。
从上式中知道，记录干涉条纹移动数，就可得到位移量，而测量的灵敏度完全取决于物镜放大率，FT 透镜的焦距和2d 。当f 足够大，而2d 足够小（所以用笔束光的理由），就可以得到纳米量级灵敏度。而该装置却很简单。
三、实验光路
激光1经反射镜4，12，13转向，分光棱镜14分光，工作台16，18上试件折成两束近距平行光，经透镜20会聚于焦平面上一点，移动透镜21使该点放大成像于CMOS23上，将看到比普通干涉条纹更灵敏的纳米干涉条纹。
四、实验步骤
1．开机，激光器1迅速起辉，待光强稳定；
2．打开驱动电源开关；检查CMOS23上电信号灯亮否；
3．按实验光路图布置好光路，不扩束激光；
4．在工作台16、18上分别装入小直角棱镜，利用工作台测微螺杆和调平调向螺钉调节直角棱镜，使二反射光束成相距5～8mm的平行光束，经透镜20会聚于焦点；
5．用光阑22滤去杂散光；
6．把光阑换成目镜，目镜21成像，微调，使透镜20焦点处的光点放大成像在CMOS23上；
7．移动CMOS23，使条纹清晰
五、实验结果
在软件“Csylaser”中选择“C-纳米计量测试”，得到的干涉条纹图像为：
石墨烯气敏性能的研究进展 张焕林１，李芳芳２，刘柯钊１ （１ 表面物理与化学重点实验室，绵阳６２１９０７；２ 中国工程物理研究院，绵阳６２１９００ ）摘要 石墨烯因具有高的电子迁移率和超大的比表面积而有望成为新一代的气敏材料，近年来有关石墨烯气体传感器的研究工作逐年增加。概述了石墨烯的结构和特性；介绍了典型石墨烯气体传感器的工作原理；综述了本征和功能化石墨烯的多种气体气敏特性在理论和实验上的研究现状。 关键词 石墨烯 本征石墨烯 改性石墨烯 气敏特性 Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｇａｓ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＧｒａｐｈｅｎｅＺＨＡＮＧ Ｈｕａｎｌｉｎ１，ＬＩ Ｆａｎｇｆａｎｇ２， ＬＩＵ Ｋｅｚｈａｏ１ （１ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｍｉａｎｙａｎｇ ６２１９０７；２ Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ ６２１９００）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｗｉｎｇ ｔｏ ｉｔｓ ｅｘｃｅｐｔｉｏｎａｌｌｙ ｈｉｇｈ ｃａｒｒｉｅｒ ｍｏｂｉｌｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｌａｒｇｅ ｓｕｒｆａｃｅ－ｔｏ－ｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ，ｇｒａ－ｐｈｅｎｅ ｉｓ ｔｈｏｕｇｈｔ ｔｏ ｂｅ ａ ｐｒｏｍｉｓｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ ｇａｓ ｓｅｎｓｉｎｇ．Ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｒｅｐｏｒｔｅｄ ａｒｔｉｃｌｅｓａｂｏｕｔ ｇａｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｇｒａｐｈｅｎｅ．Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｇｒａｐｈｅｎｅ ａｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｐｒｉｎｃｉ－ｐｌｅ ｏｆ ｇａｓ ｓｅｎｓｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｇｒａｐｈｅｎｅ ｉｓ ａｌｓｏ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｗｅ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｒｅｃｅｎｔ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔａｔｕｓ ｏｎ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｐｒｉｓｔｉｎｅ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｇｒａｐｈｅｎｅ ｔｏ ｖａｒｉｏｕｓ ｇａｓｅｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｇｒａｐｈｅｎｅ，ｐｒｉｓｔｉｎｅ ｇｒａｐｈｅｎｅ，ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｇｒａｐｈｅｎｅ，ｇａｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ 张焕林：女，硕士研究生，从事碳材料的功能化研究 Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈａｎｇ ｈｌ０６＠１２６．ｃｏｍ０ 引言 石墨烯是除了石墨、金刚石、富勒烯和碳纳米管之外碳元素的又一种同素异形体。它是由单层碳原子紧密堆积成的二维蜂窝状结构， 是构成其他维数材料的基本结构单元，它可以包裹成零维的富勒烯，卷曲成一维的碳纳米管或者堆 垛成三维的石墨［１］ 。２００４年英国曼彻斯特大学的物理学教授Ｇｅｉｍ的研究组［２］ 用高度定向的热解石墨（ＨＯＰＧ） 首次获得了独立存在的高质量的石墨烯， 并对其电学性能进行了系统表征。研究发现石墨烯存在双极性电场效应，具有极大的载流子浓度、超高的载流子迁移率和亚微米尺度的弹性输运等特性。这些优异的性能引起了物理学、 材料学、化学等科研领域的广泛关注，掀起了继富勒烯和碳纳米管后的又一次碳材料研究热潮。石墨烯的发现者Ｇｅｉｍ教授和Ｎｏｖｏｓｅｌｏｖ 博士也因此被授予２０１０年度诺贝尔物理学奖。 ２００７年Ｓｃｈｅｄｉｎ等［３］ 首先发现， 用石墨烯制备的传感器可以检测到单个分子在石墨烯表面的吸附和解吸附行为，这 引起了科学界的极大关注。研究者们随后研究了微机械剥离、化学剥离和化学气相沉积等方法制备的石墨烯的气敏特性，发现本征石墨烯只对ＮＯ２、ＮＨ３等少数气体有较高的灵敏度。于是理论研究者纷纷开始了本征、掺杂和缺陷石墨烯与气体吸附作用机制的研究，发现具有一定缺陷或掺杂的石墨烯对特定的气体有较强的吸附。在理论研究的指导下，最近研究者对石墨烯进行了有目的地掺杂和功能化研究以提 高石墨烯对特定气体的选择性和灵敏度。本文着重介绍本征石墨烯的气敏特性、对气体分子的吸附作用，以及功能化石墨烯对氢气的响应特性。 １ 石墨烯的结构和特性 石墨烯是由ｓｐ２ 杂化的碳原子紧密排列构成的二维六角 结构的单层石墨，每个碳原子通过σ键与相邻的３个碳原子连接，这些强Ｃ－Ｃ键的网状结构使石墨烯片层具有优异的结构刚性。每个碳原子都有１个未成键的电子， 这些电子在与原子平面垂直的方向上形成的离域π轨道上自由运动，赋予 石墨烯良好的导电性［４］。石墨烯ｓｐ２ 杂化的碳碳键的长度为０．１４２ｎｍ［５］，单原子层的理论厚度为０．３４ｎｍ［６］ 。图１为石墨 烯的能带结构和布里渊区图［７］ ，价带和导带在费米能级的６ 个顶点上相交，由此表明石墨烯是一种零带隙的物质，具有 金属性。石墨烯中电子的典型传导速率为８×１０５ ｍ·ｓ －１，接近光在真空中传播速度的１／４００ ，比一般半导体的电子传导速率大得多［８］ 。除此之外，当石墨烯被裁剪为宽度小于 １０ｎｍ的纳米条带时会产生一定的带隙， 这种半导体石墨烯在晶体管中有较大的潜在应用价值［ ９］ 。目前已证实的石墨烯的优异的物理性质包括：室温下高 的电子迁移率（１５０００ｃｍ２·Ｖ－１·ｓ－１）［２，１０］ ；优异的热导率（约５０００Ｗ·ｍ－１·Ｋ－１）［１１］ ，是Ｃｕ热导率的１０倍多；超高的力学性能，破坏强度为４２Ｎ／ｍ，杨氏模量为１．０ＴＰａ［１ ２］ ；超大的比表面积，理论值为２６３０ｍ ２·ｇ－１［１３］；几乎完全透明，光透· ９３·石墨烯气敏性能的研究进展／张焕林等
第22卷第5期2010年5月化学研究与应用Che m ica l R esearch and Appli ca tion V o.l 22,N o .5 M ay ,2010 文章编号:1004 1656(2010)05 0625 04 碳 离子液体凝胶气敏材料响应性能的研究 李 艳,孙 洁,陈 婷,汪佳俐,冯依玲,邓卫芹,曹晓卫,王 荣 * (上海师范大学化学系,上海 200234) 收稿日期:2009 10 14;修回日期:2009 12 26 基金项目:国家自然科学基金项目(20503016)资助;上海市科委启明星基金项目(07QA14044)资助;湖南大学生物传感与计量学国家重点实验室开放基金资助项目 联系人简介:王荣(1972 ),男,副教授,主要研究方向电化学与化学传感器。Ema i :l w angrong @shnu edu cn 关键词:碳 离子液体凝胶;有机蒸汽;气敏材料;主元分析;气体传感器中图分类号:O657 1 文献标识码:A Carbon black ionic li qui d gel for gas sensi ng LI Yan ,SUN Jie ,C H E NG T i n g ,WANG Jia l,i FENG Y i li n g ,DE NG W e i q i n g ,C AO X iao w e,i WANG Rong * (D epart m ent o f Che m i stry ,Shangha iN or m a lU n i versity ,Shangha i 200234,Ch i na) Ab stract :T he carbon b l ack/i on i c li qui d gels w ere used as the sensing ma teria l s i n the gas senso r and senso r array for o rganic vapor de tecti on R esults suggested t hat t h i s gas sensi ng m ater i a l showed a good li near response to w ards t he concentra ti on o f dich l o rome t hane ,te trahydrofuran ,et hy l cyanide ,e t hano ,l acetone vapors w i th quite different sensiti v ity T hese organ i c vapo rs w ere then successf u lly disti ngu i shed by the sensor array based on t he ca rbon b l ack /Bm i m PF 6、Em i m ET S O 4、Em i m CF 3SO 3ge ls and the pri nc i pal e le m ent data analysis m et hods K ey w ords :carbon black /i onic liqu i ds ge;l org an i c vapo r ;gas sensi ng ma teria;l pri nc i pal e le m ent ana l ysis ;gas sensor 随着我国国民经济的快速发展和国家安全的 需要,及时、准确地对易燃、易爆、有毒、有害气体进行检测、预报和自动控制,是煤炭、石油、化工、电力、国家安全部门等急待解决的重要课题。同时在质量检测,生产监控特别是食品、化妆品、饮料和其他化学品中都要求能够开发出性能优良、 方便耐用、小型多功能的新型气体传感器[1] 。其中气敏材料是传感器的核心,它决定传感器的选择性、灵敏度、线性度、稳定性等。因此,新功能敏感材料的开发及优化一直是传感器研究的热点。 近年来,碳粉/聚合物导电复合材料作为一种气敏响应材料被广泛应用于气体传感器和 电子 鼻中 [2],例如Do le m an 等[3] 使用导电碳粉分别与14种聚合物制备的复合材料所构成的传感器阵列,这一传感器阵列可用来检测19种常见有机溶 剂或蒸气。K i m 等[4] 构建了便携式的微型电子鼻系统,包含有16种碳粉聚合物的传感器单元,可以很好的鉴别常见的有机物以及混合酒类样品。 此外,日本的Tsuboka wa 研究小组[2] 在导电碳粉表面对化学接枝处理进行了大量的研究,以提高气敏材料的响应特性。碳粉/聚合物导电复合材料吸收了气体后,体积膨胀,电阻随之增加,从而 对大多数有机气体都有广泛的响应[5] 。然而由于聚合物没有固定的分子结构,且碳粉在聚合物中是很难均匀分散的,使得碳粉/聚合物材料的气敏特性受材料制作工艺的影响较大。 室温离子液体是指在室温或室温附近温度下呈液态由离子所构成的物质,由于具有可忽略的蒸气压,高的热稳定性等独特的物理化学性质,作为一种新型的气体敏感材料,具有潜在的应用价
第46卷第1期2018年1月 硅酸盐学报Vol. 46，No. 1 January，2018 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.doczj.com/doc/5411229239.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2018.01.10 Ru负载WO3纳米颗粒对NH3的气敏特性 曾艳，花中秋，田学民，李彦，王天赐，奉轲，邱志磊 (河北工业大学电子信息工程学院，天津市电子材料与器件重点实验室，天津 300401) 摘要：采用酸化法制备了片状WO3纳米颗粒，通过动态配气测试系统测试了WO3对低浓度氨气(质量分数为2×10?6~20×10?6)的气敏性能。结果表明：制备的WO3对氨气的气敏性能较弱。为提高WO3纳米颗粒对氨气的气敏响应能力，采用浸渍法在WO3纳米颗粒表面负载了Ru元素。研究显示：Ru修饰改性的WO3对氨气的气敏响应显著提高，Ru-WO3对NH3的气敏响应随Ru的负载量及传感器工作温度的升高表现为先增大后减小，其中1%Ru-WO3在350℃时对NH3的气敏响应最好，且能响应低至1×10?6的NH3，同时，Ru-WO3在氢气还原后对NH3的气敏响应也得到了显著提高。还探究了氨气的气敏响应机理，初步认为表面吸附氧是WO3及Ru-WO3对NH3气敏响应的起源。 关键词：三氧化钨；钌；氨气；气敏性能 中图分类号：TP212.2 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2018)01–0070–08 网络出版时间：2017–10–11 15:08:39 网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/5411229239.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20171011.1508.010.html Gas Sensing Properties of WO3 Nanoflakes Loaded with Ru for NH3 Detection ZENG Yan, HUA Zhongqiu, TIAN Xuemin, LI Yan, WANG Tianci, FENG Ke, QIU Zhilei (Tianjin Key Laboratory of Electronic Materials and Devices, School of Electronic and Information Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin, 300401, China) Abstract: WO3 nanoflakes were prepared via an acidification method, and the gas sensing properties of WO3 to low concentrations of ammonia gas (i.e., 2×10?6?20×10?6 in mass fraction) were investigated in a dynamic gas distribution system. The results indicate that the response properties of the prepared WO3 to NH3 are relatively low. In order to promote the response to NH3, ruthenium (Ru) was loaded on the surface of WO3 nanoflakes by an impregnation method. The response to NH3 is significantly improved due to the Ru modification, the gas sensing response of Ru-WO3 to NH3 firstly increases and then decreases with the increases of Ru loading amount and sensor operating temperature. The 1% Ru-WO3 has the maximum gas response to NH3 at 350oC and can respond to NH3 at a low concentration of 1×10?6. Simultaneously, the gas response of Ru-WO3 to NH3 after hydrogen reduction is also enhanced. In addition, the sensing mechanism of NH3 was also discussed. It is indicated that the origin of NH3 gas sensing response of WO3 and Ru-WO3 is the surface adsorption oxygen. Keywords: tungsten trioxide; ruthenium; ammonia gas; gas sensing properties 近年来，随着现代人体呼气分析技术的不断发展与进步，呼气分析式疾病诊断用氨气传感器受到了国内外研究人员的广泛关注[1?2]。氨气作为人体呼出气体的重要成分，是肝脏功能障碍、肾脏病、幽门螺杆菌感染及口腔等疾病的重要生理标志物，特别是肾脏病，其患者呼出气体中氨气浓度的质量分数可达10?6级别[1?2]。因此对NH3的呼气分析检测可实现对肾脏病的大规模快速筛查、早期预防和患者的日常自我诊断。目前对人体呼出气体NH3的检测分析常借助于气相色谱与质谱等技术，但其设备 收稿日期：2017–01–23。修订日期：2017–05–04。 基金项目：天津市自然科学基金(15JCYBJC52100)；国家自然科学基金(61501167)；河北省自然科学基金(F2016202214)项目。 第一作者：曾 艳(1991—)，女，硕士研究生。 通信作者：田学民(1967—)，男，博士，副教授。Received date:2017–01–23. Revised date: 2017–05–04. First author: ZENG Yan (1991–), female, Master candidate. E-mail: zengyan824803@https://www.doczj.com/doc/5411229239.html, Correspondent author: TIAN Xuemin (1967–), male, Ph. D., Associate Professor. E–mail: txm07@https://www.doczj.com/doc/5411229239.html,
基于Ag-LaFeO_3传感材料的改性及丙酮气敏性能研究 随着科技的进步,在工业生产中使用的化学物质越来越多,丙酮作为一种常用的有机溶剂,用途较为广泛,常用在纤维、塑料、油漆等行业中,人体吸入丙酮后,溶解在血液中,会麻醉中枢神经系统,并会造成肝肾受损,危害人体健康。医学研究表明,丙酮气体作为糖尿病的标识物,正常人呼出的丙酮含量低于0.8ppm, 而糖尿病人呼出的量高于1.8 ppm,采用一定的检测手段,通过对人体呼出气体中丙酮量的测定,可以用于1型糖尿病的无创诊断,所以对丙酮气体检测有重要的应用前景。虽然目前关于丙酮气敏传感材料有一些研究,但是在传感器件的灵敏度、工作温度、选择性等方面依然存在诸多问题。为了能够及时准确的检测丙酮气体的含量是否超标,本论文以Ag-LaFeO3为基体材料,采用分子印迹法改性分别制备了不同体系的分子印迹聚合物(MIPs)粉体,通过X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(FT-IR)对所制备的MIPs的成分、形貌以及结构进行了表征,将制备的MIPs制作成旁热式气敏传感器表征其气敏性能(包括灵敏度、选择性、最佳工作温度、响应恢复特性等),并且研究了不同的制备条件及改性方法对器件气敏特性的影响。 主要内容和结果如下：(1)以Ag-LaFeO3溶胶做交联剂的各元件中,丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰胺(MAC)做功能单体合成的样品的气敏性能较差,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为功能单体,CH3COCH3为溶剂合成的样品,摩尔比为x=5： 100(x=模板分子：功能单体)的器件气敏性能较好,此器件在工作温度为200℃时,对2.5 ppm丙酮气体的灵敏度为14.7,响应恢复时间分别为80s和75 s； (2)SWCNTs改性MIPs的各元件中,以Ag-LaFeO3溶胶做交联剂,SWCNTs含量是1.00%的器件件气敏性能最优,此器件在工作温度120℃时,对2.5 ppm丙酮的灵敏度为18,且对丙酮有良好的选择性；(3)Graphene改性MIPs的各元件中,以 Ag-LaFeO3溶胶做交联剂,Graphene含量为0.4%的元件气敏性能最优,此器件在工作温度为110℃时,对2.5ppm丙酮的灵敏度为71.2,响应恢复时间分别为60s 和65s,且对丙酮有较好的选择性；(4) MIPs的气敏机理是：在印迹过程中,首先功能单体与模板分子通过氢键相互作用,接着交联剂与功能单体之间形成配位作用,最终脱去模板分子后在MIPs中形成了对丙酮具有特异识别性的的识别位点,而这些识别位点可以对丙酮进行选择性吸附,从而使材料的气敏性能得到提高。
SnO2材料气敏性能研究进展 1.气体传感器的定义与研究意义 气体传感器是传感器领域的一个重要分支，是一种将气体的成分、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等使用的信息的装置。它主要用来检测气体的种类和浓度，对接触气体产生响应并转化成电信号从而达到对气体进行定量或半定量检测报警的目的。气体传感器现已在人类的生产生活中得到了广泛的应用，在民用方面，主要是检测天然气、煤气的泄露，二氧化碳气体含量、烟雾杂质和某些难闻的气味及火灾发生等；在工业方面，主要是检测硫化物、氮氧化物、CH4、CO、CO2及Cl2等有毒或有害的气体，检测有机溶剂和磷烷、砷烷等剧毒气体，检测电力变压器油变质而产生的氢气，检测食品的新鲜度，检测空燃比或废气中的氧气的含量以及检测驾驶员呼气中酒精含量等；在农业生产上，主要是检测温度和湿度、CO2，土壤干燥度、土壤养分和光照度。因此，气敏传感器的研究具有非常重要的意义。 2.气体传感器的分类 按基体材料的不同，气敏传感器还可分为固体电解质气体传感器、有机高分子半导体传感器，金属氧化物半导体气体传感器；按被检测的气体不同，气敏传感器可分为酒敏器件、氢敏器件、氧敏器件等。固体电解质气体传感器使用固体电解质做气敏材料，主要是通过测量气敏材料通过气体时形成的电动势而测量气体浓度。这种传感器电导率高，灵敏度和选择性好，得到了广泛的应用。高分子气敏传感器通过测量气敏材料吸收气体后的电阻、电动势、声波在材料表面传播速度或频率以及重量的变化来测量气体浓度。高分子气体传感器具有许多的优点，如对特定气体分子灵敏度高，选择性好，且结构简单，能在常温下使用，可以补充其它气体传感器的不足。金属氧化物半导体气体传感器是一类研究时间较长、应用前景较好的传感器，它主要根据材料表面接触气体后电阻发生变化的原理来检测气体。因为金属氧化物半导体中多数载流子的不同而分为P型和N型。N 型半导体材料中，主要是晶格内部存在氧离子的缺位或阳离子的填隙，此类材料主要包括SnO、ZnO、In2O3、a-Fe2O3、WO3、ZnFe2O4、CdO和TiO2等。在P
氧化钨纳米片与石墨烯基多级复合纳米材料的构筑与气敏性能 研究 本论文以设计零维/二维多级纳米结构、发展高效的构筑方法为重点,针对二维纳米片材料易堆叠、功能单一等问题,以金属氧化物和金属纳米晶为第二相代表,采用微波、光化学还原等化学方法构筑结构可控、组分可调的二维氧化钨、石墨烯纳米片基多级复合纳米结构材料,系统研究了气敏性能,实现了对有毒有害气体低温、低浓度检测的有效调控。首先,以插层化学法合成的二维WO3纳米片为基体,采用微波法、光化学还原法等湿化学过程在WO3纳米片表面均匀锚固贵金属、金属氧化物纳米晶等第二相,构筑“零维/二维”多级复合纳米结构,系统研究了不同类型第二相纳米晶的含量、颗粒大小、分布等参数对气敏性能的影响规律,分析讨论了相关作用机理。 主要内容如下：(1) 贵金属修饰WO3纳米片多级纳米复合材料及其低温NO 气敏性能。采用一般湿化学还原和光化学还原法分别制备了Au@WO3和Ag@WO3多级复合纳米材料,贵金属Au、Ag纳米晶的修饰显著提高了对NO气体的响应灵敏度,降低了响应温度。 锚固在WO3纳米片表面的Au和Ag纳米晶降低了WO3基材料的电阻,实现了对氧化性气体NO的低温甚至室温下的高效检测。Au纳米晶的含量、粒径和数密度对Au@WO3传感器的NO敏感性能影响较大：低含量时产生的活性位点较少,高含量时Au纳米晶数密度上升产生的连续趋势降低电阻变化程度；1wt.%Au@WO3的复合纳米晶在～170℃对0.5-10 ppm的NO表现出最佳的气敏性能。 Ag修饰WO3纳米片材料表现出类似的NO响应规律：0.5wt%Ag@WO3复合纳米晶在25-200℃对低浓度NO气体具有较高的灵敏度和选择性。基体WO3纳米晶的
对我国产品缺陷问题的探讨 摘要：产品责任是由产品缺陷导致消费者人身、财产损害所产生的民事责任，因此产品存在缺陷是构成产品责任的一个必备要件。产品缺陷的相关问题，不仅是诉讼中当事人争执的焦点，也是法官关注的焦点，更是实现责任控制、防止过度归责的一道“安全闸”。从产品缺陷的概念、分类以及认定的法理依据着手，我们可以逐步分析产品缺陷问题，这对解决我国产品责任法存在的问题大有帮助。 关键词：产品缺陷；产品瑕疵；不合理危险 一、产品缺陷的含义 （一）产品缺陷的定义 1.国外相关立法中的“产品缺陷” 有关产品责任诉讼的第一个案例发生在英国。从此以后，西方社会的产品责任法律制度不断完善。特别是第二次世界大战以后，西方国家纷纷制定有关产品责任的完整法律。如1979年美国《产品责任示范法》，美国的产品责任法发展比较早，也比较典型，其他西方国家也有这方面的法律或判例。 2.我国关于“产品缺陷”的立法 《中华人民共和国产品质量法》第46条规定，产品存在缺陷是指产品存在危及人身、他人财产安全的不合理的危险；产品有保障人体健康、人身、他人财产安全的国家标准、行业标准的，是指不符合该标准。 我国在立法上采用了双重标准。第一，考虑产品是否具有不合理危险；第二，生产标准。但在实践中，极有可能出现产品符合国家标准、行业标准，但却具有不合理危险的情形，因此认定产品不合理危险的标准存在着冲突。关于产品符合国家标准、行业标准，但仍因不合理的危险造成消费者人身或财产损害时，生产者或销售者应当负担的损害赔偿责任，《产品质量法》规定得并不明确。 二、缺陷产品的认定 （一）产品责任认定的一般构成要件： 产品责任依其构成，须具备以下要件：（1）须有缺陷产品；（2）须有人身、财产的损害事实；（3）须有因果关系，即产品的缺陷与受害人的损害事实之间存在着引起与被引起的关系，产品缺陷是原因，损害事实是结果。现代社会大多数国家对产品责任适用严格责任，产品缺陷是承担产品责任的基础，也理所当然成为产品责任法的核心。 （二）我国关于“产品缺陷”的认定 我国《产品质量法》把“不合理危险”作为认定缺陷的判断标准。考虑产品是否具有“不合理危险”，应考虑以下几个因素：（1）生产者制造产品的预期用途。即考虑一个合理谨慎的生产者知道（或应当知道）其产品的危险时，会不会将其投入市场；（2）一个具有社会一般认识的普通消费者，对其购买使用产品安全性的合理期望。如果某一种危险是一般消费者意识到，但仍愿意承担者，这不属于“不合理危险”；（3）如果由于认识和技术水准所限，不能在产品效用不变的前提之下，将其制作的更安全或其他之替代品，应该认为这些产品不具有不合理危险。（4）若产品的各项性能与标准都符合强制性标准时，不能就此认定不具有不合理之危险。 我国《产品质量法》还规定了认定缺陷的另一个标准——生产标准，如果产品不符合保
软件产品缺陷管理之缺陷分析篇 测试报告和质量报告是测试人员的主要工作成果之一，那么这两份报告是怎么得出结论的呢？主要是通过对软件缺陷的分析。缺陷作为测试准出的重要元素，在整个软件周期中占据着很大的比重，一个测试团队乃至每个测试人员都应该重视缺陷的管理及分析，通过对现有缺陷的分析不仅能够判断当前软件的质量，而且经过大量的数据积累，还能够预测未来项目的质量影响因素，便于团队提前制定改进方向，对产品的质量不断地改进和完善。 那么如何进行缺陷分析，需要进行哪些维度的分析，不同维度的缺陷数据能够反馈什么样的信息呢？下面让我们一起来了解一下。 1、缺陷趋势分析： 缺陷趋势分析是我们接触最多的缺陷分析模型，通过对项目每日打开缺陷，每日修复缺陷以及当前遗留缺陷的数量进行汇总，通过折线图进行缺陷数量增加和减少的趋势进行分析，以此来了解测试效率及研发修复缺陷效率，测试风险，确认当前软件质量，确定是否达到准出条件等。 如缺陷趋势分析图中所示，红色线条为每日打开的缺陷数量，绿色为每日修复缺陷数量，紫色为当前遗留缺陷数量。那么通过这个分析图我们能看出什么内容呢？下面我们来看一下： 1、每日新增缺陷趋势主要反映测试效率，从上图中折线图可以看出，在测试阶段的前两天缺陷发现数量增速较慢，了解后发现部分内容由于配置原因测试暂未开始，所以缺陷增速较慢。在全面开始测试后缺陷数量增速加快并维持在一个高峰值，此时的测试效率非常高，大部分缺陷都是在此阶段被发现的。在完成
一轮测试后，缺陷增速开始收敛，曲线开始下降，并趋近于0，如上图中09-27的节点，结合遗留问题的优先级，可以判定测试开始进入回归测试阶段，此后缺陷增速出现一个小幅回弹，最终归0。 从整体趋势看测试效率和质量还是很高的，80%的缺陷都是在测试的中前期发现的，在后期及回归中缺陷增速小而平稳，也体现了研发的修复质量很高，引入新的缺陷较少。 另外通过新增缺陷趋势也可以预测项目风险，如果测试周期消耗了2/3缺陷增速仍然很高，不见收敛趋势，则需要调查是否测试效率较低，测试进度较慢导致测试用例未执行一轮，另外可能是软件质量较差或研发修复缺陷质量较差，导致问题较多，影响了测试效率，此时测试人员应该及时的报出项目风险，积极协调资源来推动项目进度。 2、缺陷修复曲线反映研发对缺陷的响应速度和修复效率，如图我们可以发现在第三天的时候研发的响应速度变慢，导致遗留缺陷增多，我们可以与研发沟通了解相应的原因，可能是资源不足或是遇到阻碍性问题导致的研发效率降低，及时给出风险提示，提出合理的建议来帮助研发提升效率，后面研发效率提升明显，修复曲线紧追新增曲线趋势。 随着新增缺陷速度降低，研发的修复速度会超过新增速度，遗留缺陷逐渐减少，最终全部关闭，如果在新增缺陷曲线不断下降时，研发修复缺陷数量仍然低于新增缺陷数量，则说明研发资源存在瓶颈，应及时与项目经理沟通，协调研发资源，提升研发修复缺陷的效率，确保项目进度正常进行。
表面起膜 树脂的添加剂流经产品表面时，形成的白色、灰色的蔓延现象被称为表面起膜。 产生的主要原因： 1、树脂内部的添加剂是主要原因 1、造成过度应力的注塑条件等也是引发原因 飞边 产生的主要原因 1、注塑机加工不良 2、注塑机容量不足 3、加工条件不良 4、锁模力不足 5、模具贴得不紧 6、模具的变形 7、树脂流动太好 8、Gas Vent过大 9、注塑压力较大 10、模具面上存在异物 透明性低下 PPS、SAN等透明产品出现的透明性低下的现象 产生的主要原因 1、脱模剂使用过多 2、混入其它树脂 3、混入其它型号 4、模具的加工状态，模具温度等加工条件不合适。 异色、褪色 产品的颜色与标准颜色不同的现象。树脂颜色不同为异色；注塑后颜色发生改变的现象为变色。 产生的主要原因 1、着色错误 2、树脂污染 3、过多使用粉碎品 4、注塑机污染 5、树脂的热化等 表面突起 产生的主要原因 １、原料内混入异物 ２、颜料未分散 ３、模具加工状态 ４、使用再利用原料 未填满 树脂没有填满Cavity的全部，冷却凝固后成型品的一部分出现不足的现象。 1.进料调节不当A缺料B多料 2.注射压力不妥
3.料量过低 4.模具温度低或温度分布不合理 5.塑料流动性高 6.喷嘴配合不良 7.塑料熔块堵塞加料通道 8.喷嘴冷料入模 9.模具设计不合理 10.模具浇注系统有缺陷 流痕 树脂的流动痕迹在产品表面表现出来的现象。 产生的主要原因 １、绝大部分是由于树脂填充到模具内时树脂温度降低。 ２、混入其它树脂。 ３、树脂的分解。 ４、模具的排气不良。 黑线 产品表面形成黑色线条的现象 挥发物润滑剂或脱膜剂 树脂的热化 黑色颜料 注塑要清洁不良 模具表面受到污染（油、油脂等异物） 排气不良 成型机的老化及损伤 过多使用再利用原料 成型收缩 对成型品的尺寸产生影响的因素多种多样，其主要变数有模具、产品形状、成型条件及后工程、树脂的种类等。 （a）随模具的设计及成型品的形状而产生的差异。 随Gate的位置、形状、面积、尺寸会有所不同 通常Gate附近所承受的注塑压较高，因此收缩较小。 当Gate及Runner面积较大、Runner的长度较短时收缩较小。 随模具温度及偏差，各部位的尺寸会有所不同。 模具随加工的尺寸公差而变形，因此收缩尺寸也会有不同。 按取出产品的方法而产生变形，因此尺寸也会改变。 （b）按产品的形状引起的收缩差异。 按产品厚度不同成型收缩也不，通常较厚的部分收缩较大。 （c）成型品尺寸随成型条件的变化 按成型温度与模具温度，成型收缩不同。同一Cavity压力下，通常温度越高收缩越大。 保压与注塑压力越大收缩越小。同一Cavity压力下，填充、保压时间越增加，收缩越小。 与成型品不相适应的成型机大小（锁膜压、容量）也会对成型品的尺寸产生影响。 螺杆的防止回流Ring发生磨损时，适宜的注塑压不能传到成型品上，而且因计量不均匀，可发生较大的成
注塑缺陷分析的概述 注塑成型产品原则上都是依据规格、标准和客户的要求来制造的、但在实际注塑生产过程中它的变化仍是相当广泛而复杂的；有时当注塑进行的很顺利时、会突然产生缩水、变形、裂痕、银纹或其它不良缺陷等。在注塑时我们需从胶件所产生的缺陷、来准确分析/判断问题点的所在，找出有效解决问题的方法，这是一种专业性的技术及经验的累积。有时只要变更注塑工艺条件、对模具/机器方面稍做调整与改善、更新所使用的原料或色粉，就可以解决问题。FlowforwardFlowforwardFlowforwardFlowforwardFlow forward 如何对注塑缺陷进行调查与了解A、产生何种缺陷？它发生于何时（开始注塑时还是生产过程中。）何处？程度怎样？B、缺陷发生的频率是多少？（是第一次，还是偶然发生）？不良是多少？C、模腔数是多少？注塑缺陷是否总是发生于相同的模穴？D、该缺陷在成型时是否总是发生于相同的位置？E、该缺陷在模具设计/制作是是否已经被预估到会发生？（一般的会进行模流Moidflow分析F、该缺陷在浇口处是否已经明显发生？还是远离浇口部位？G、更换新的原料或色粉时。缺陷是否还会发生？H 、换一台注塑机试试看、缺陷是否只在固定的一台注塑机发生，还是也发生与其它注塑机上。正确处理注塑缺陷的方法（DAMIC法）定义分析测量改善控制Define Analysis Measurement Improve Control 定义：出现何种缺陷、它发生于什么时候、什么位置、频次如何、不良数/不良率是多少？分析：产生该缺陷的相关因素有哪些？主要因素是什么？根本原因是什么？测量：MAS （measurement system analysis分析，外观质量目测、内在质量短射分析，尺寸大小进行测量、颜色目视或色差仪。改善：制定改善注塑缺陷的有效方案/计划（该用什么方法），并组织实施与跟进；控制：巩固改善成果（记录完整的注塑工艺条件），对这一类结构所产生的该缺陷进行总结/规范，将此种改善方法应用到其它类似的产品上，做到举一反三，触类旁通。影响注塑缺陷的诸因素注塑成型中影响注塑缺陷的因素从以下四个方面来考虑：A、原料B、注塑机C、注塑模具D 、成型条件原料模具刚性洁净度模腔结构模具材质耐冲击性浇口位置流动性（MI）流道结构韧性浇口大小收缩率耐热变形性冷却系统热稳定性浇口形式耐药品性排气效果成型品物性塑化容量注塑压力料管温度塑化能力锁模力注塑位置熔料温度冷却时间功能模具温度稳定性螺杆转速精密性背压注塑速度注塑机成型条件注塑过程中出现的异常问题很多，主要有“注塑产品质量缺陷”和“注塑生产中特有的异常现象”两大类。注塑产品常见的质量缺陷有；缺胶、缩水、银纹（料花）、披锋（毛边）、烧焦、气泡、（缩孔）水波纹、喷射纹（蛇纹）、流纹（流痕）、夹水纹、裂纹、（龟纹）、顶白、表面无光泽、翘曲变形、黑条、混色、拖花、透明度不足、尺寸偏差、剥离（起皮）、冷料斑、黑点、气纹、色差、盲孔、断柱等…… 注塑生产中特有的异常现象有；喷嘴流綖（流涕）、漏胶、胶件粘模、水口粘模、水口拉丝、镶件不良、多胶、断针、堵嘴、顶针位穿孔、模印、压模、塑化噪音、下料不畅、螺杆打滑、开模困难等等。注塑缺陷原因分析及改善方法充填不足是熔融的塑料未完全注满模具成型空间的各个角落之现象。充填不足的原因是a、成型条件设定不适当；b、模具的设计与制作不合理、c、成型品的肉厚太薄等所致。成型条件的对策是提高熔料温度（熔胶筒温度）、提高模具温度、增大注射压力/注射速度及提高熔料的流动性模具方面可增大主流道或分流道尺寸或者检讨浇口位置.大小.数目等设计使熔融材料容易流动到腔的各个角落.为了使成型空间内的气体顺利疏散可在适当位置开设排气槽/或排气
轴承产品缺陷分析报告 滚动轴承和滑动轴承是应用在转动设备中应用最为广泛的机械零件，是轴及其它旋转构件的重要支承。在日常的使用与维修中发现，轴承同时也是最容易产生故障的零件，对轴承零件的缺陷预测与分析具有很高的经济价值，所以轴承工作状态实时监控和诊断的研究受到广泛重视。由于滚动轴承与滑动轴承在缺陷方面有许多共同点，缺陷分析方法可以通用，所以本文以讨论滚动轴承作为重点。 1.滚动轴承常见缺陷故障 由于滚动轴承在实际生产中应用广泛，其产生的故障现象也多种多样，常见的有疲劳剥落、过量的永久变形和磨损。 1.疲劳剥落 轴承在正常的条件下使用，内圈、外圈和滚动体上的接触应力是变化的，工作一段时间后，接触表面就可能发生疲劳点蚀，以致造成疲劳剥落。所以疲劳剥落是轴承的正常失效形式，它决定了轴承的工作寿命。 2.过量的永久变形 轴承在转速很低或者间歇往复摆动的工作状态时，在过大的静载荷或冲击载荷作用下，会使套圈滚道和滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服强度，以致在表面发生过大的塑性变形，使轴承不能正常工作 3.磨损 在润滑不良和密封不严的情况下，轴承工作接触面容易发生磨损，转速越高，磨损越严重。磨损会使轴承的游隙增加，振动和噪声增大，各项技术性能急剧下降，导致轴承失效。 此外，轴承还有胶合、烧伤、轴圈断裂、滚动体压碎、保持架磨损和断裂、锈蚀等失效形式。在正常的使用条件下，这些失效是可以避免的，因此称为非正常失效。 2.轴承缺陷诊断方法 轴承缺陷常用诊断分析方法可概括为以下几种： （1）检测润滑油温度、轴承温度及主油道润滑油压力波等物理参数 （2）油样分析包括理化分析、污染度测试、发射光谱分析、红外线分析和铁谱分析（3）振动分析 （4）声发射（AE）分析 以上各种方法各有其特点，能够在一定程度上反应轴承缺陷。第一种方法安装传感器简单、成本低但不实用，主要原因是测量温度有其滞后性，不能实时预测轴承缺陷。油样分析只能测量油润滑轴承，但不能测量脂润滑轴承。现阶段应用最广泛的是振动分析和声发射（AE）分析 2.1 振动分析技术 振动产生的原因可分为两类：一类是由于弹性变形引起的固有振动，与球轴承本身的材料、形状、尺寸和质量有关，与球轴承的旋转速度无关；另一类是旋转工程中由于球轴承接触表面(外滚道、内滚道、滚动体表面及保持架内表面等)的工况引起的振动。综上所述振动是轴承在运转过程中是由轴承结构、加工质量、润滑状况以及安装精度等多种因素的综合反应，所以是轴承制造过程中的必测参数。 基于振动的轴承缺陷检测方法有许多，根据对信号参数处理方式的不同概括起来可分为三大类，时域分析、频域分析、时频分析。 （1）时域分析