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中图分类号:TQ163+.4 文献标识码:A 文章编号:
引言
随着科学技术的发展,宇脱国防,是有勘探等领域对半导体电子器件提出了极为严格的要求,开发研制高温、高频、高功率、高耐压及抗辐射等新型半导体器件成为日益紧迫的问题.目前,半导体行业中常用的Si材料由于本身条件的限制,对上述要求难以胜任;而作为N-N族二元半导体材料的SiC具有较大的热导率、高临界击穿电场、宽禁带、高载流子迁移率等特点,越来越引起人们的重视.国外现已研制出多种SiC器件.特别是在高沮功率器件方面,所制备的SiC MC3SFET等器件的性能远远超出同类Si器件.目前已有SiC蓝色发光器件作为商品出售.随着SiC单晶生长技术和薄膜生长技术的突破,SiC材料在研制高温、高频、大功率、抗辐射半导体器件方面受到极大关注,并加速了该领域的发展步伐.近两年来,国际上已掀起了对SiC材料及器件研究的热潮。
一、半导体材料的特征
半导体材料在自然界及人工合成的材料中是一个大的部类。顾名思义,半导体在其电的传导性方面,其电导率低于导体,而高于绝缘体。它具有如下的主要特征。(1)在室温下,它的电导率在103—10-9S/cm之间,S为西门子,电导单位,S=1/r(W. cm) ;一般金属为107—104S/cm,而绝缘体则
二、晶体生长
SiC具有同质异型体的特点,其每一种晶体结构都有着自己独特的电学及光学性质.表1给出了常见的几种具有不同晶体结构的SiC的电学特性与硅及砷化稼的比较.在许多器件应用中,SiC的高击穿电场(比硅的5倍还大、宽的禁带宽度吸大于硅的2倍、高载流子饱和漂移速度(是硅的2倍)以及大热导率(大于硅的3倍)将充分发挥器件的应用潜力。
尽管许多年以前人们就已经知道了SiC的一些潜在的优良电学特性,但由于材料生长的原因,直到现在还不能将这些特性充分应用到器件或集成电路中去.目前通过改进型Lely升华的方法得到了大面积重复性好的&H-SiC单晶,1989年2. 54 cm的6H-SiC单晶片首先商业化,此后SiC半导体器件技术得到迅猛发展。
在众多的SiC晶休结构中,4H-sic和6H-S〔由于其单晶生长工艺的成熟性以及较好的重复性,使它们在电子器件中应用比较广泛.市场上可得到的4H或8H SiC晶片的直径已经达到4.445 cm,具体价格根据其规格的不同从800 -2 000美元/片不等,这些产品主要来自于美国的Cree公司.如果晶片的价格有所下降,将会更加促进SiC技术的发展.另外,Westinghouse公司在SiG材料方面也取得了一些可喜的成果:他们成功地制备了半绝缘SiC晶片,其室温下的电阻率大于10Ωcm,并首次得到7. 82 cm的SFC晶片。
4H-S iC的载流子迁移率较8H-SiC.的要高,这使其成为大多数SiC器件的首选材料. 8H-SiG本身固有的迁移率各向异性使之在平行于G轴方向导通率有所下降,导致纵向MOSFET功率器件多选用4H-SiC.为减小纵向MOSFET功率器件中衬底寄生电阻,目前4H-SiC电阻率可达到0.0028dΩcm.4H-SIG的高迁移率掩盖了利用8H-SiG为衬底进行同质外延而生成3G-SiG薄膜所带来的优点。
目前影响SiG电子器件实现的首要因素之一就是控制生长高质量的SiC外延薄膜.在SiC电子器件的实现过程中,控制生长高质量的外延层是关键的一步、目前,化学气相淀积技术可满足制备重复性好的外延层及批t生产这两方面的需求.为了减少由于晶格失配、热膨胀系数不同所带来的缺陷等间题,生长时选用SiC基片.首先要抛光SiC基片使其表面偏离(0001)基面3 ^4度,这将使外延层中原子堆垛顺序与SiC衬底内的原子堆垛顺序相同.同时,为得到N 型外延层,可在反应气体中加人氮气(N2);而P型则加入三甲基铝或三乙基铝.如果在今后的工作中能够很好地解决在大面权Si上异质外延生长低块陷的3GSiC薄膜的问题。那么3C-SiC必将在以后的SiG器件和集成电路中发挥越来越重要的作用。
随着从SiC器件向着SiC集成电路的发展,SiC外延层的均匀性和外延层表面形态的好坏也越来越重要.目前,商业上SiC外延层厚度的容差为士25%,而研究人员报道了修杂均匀性为士20%厚度均匀性容差为士7%的大于5. 08 cm的SiC基片.对于所有的SiC同质外延层,目前均为观察到具有十分理想的表面形貌、据预侧,借助于精密的CVD反应装置、日益成熟的反应条件,在不远的将来这些问题都会迎刃而解、
三、分立器件
近几年来,在一些文献中相继报道了许多SiC器件模型,其中的一些已经进人商品市场.蓝色发光二极管是首次进人商业领域的SiC器件,而小信号二极管、结型场效应晶体管(工作温度大于350℃)以及紫外光敏管也正逐步商品化。到目前为止,对于像金属化、离子注人、表面钝化、氧化及刻蚀等这些基本的器件工艺技术只进行了有限的研究工作(因此SiC器件均未采用优化的器件设计和工艺流程).
关键词 半导体制冷 珀尔贴效应 恒温箱 制冷片 驱动电路
中图分类号:TN37 文献标识码:A
0 引言
便携式样品恒温箱是卫生防疫、医学、农林畜牧、生物实验、工业化工等行业和大专院校、科研机构、部门实验室或生产单位的重要的实验设备。由于便携式样品恒温箱具有特定的使用范围和专业性强的特点,因此对该产品有着特别的要求。在各种制冷技术中,半导体制冷由于具有体积小、重量轻、作用速度快、可靠性高等特点,近年来在国内外得到广泛的重视,因此,半导体制冷技术在研发便携式样品恒温箱产品方面具有不可替代的优势。
1 半导体制冷技术原理及其优、缺点
1.1 半导体制冷原理
半导体制冷是建立在温差电效应基础上的,所以半导体制冷也称温差电制冷。如果把两种不同的金属导线的一端连在一起,另一端接上直流电源,则一端将会产生吸热(制冷)效应,另一端产生放热效应(图1),这就是著名的珀尔贴效应。
事实上,组成温差电制冷器的材料不是任意两种不同金属就能达到理想效果的。一般是取N型和P型两种半导体组件组成热电堆。图2为半导体制冷器工作原理图。
直流电流沿回路依次从N型半导体流向P型半导体,然后又从P型半导体流向N型半导体,电流这样连续流过去,半导体的A、B两端便产生吸、放热现象。如果不断地把放热端B的热量移走,那么A端就不断地向周围吸取热量,从而达到制冷之目的。
1.2 半导体制冷的优、缺点
半导体制冷,它的优点十分明显:制冷迅速,操作简单,可靠性强,容易实现高精度的温度控制,无噪音污染和有害物质排放,寿命长,稳定性好等。但同时,也有其缺点:主要表现在制冷系数低,制冷量小而且电流大。半导体制冷效果主要取决于半导体材料的选择和热端散热冷却的程度。由于当今科技,特别是电子技术的飞速发展,世界各国的科技人员从改进半导体材料和开发新工艺两方面,做了大量工作,来不断提高半导体制冷的制冷系数。在一些制冷量要求小,热流量大,传统蒸气压缩制冷不方便或不经济的场合,半导体制冷得到了很多的应用。
2 半导体制冷技术在便携式样品恒温箱的应用
由于半导体制冷便携式样品恒温箱采用箱体底部固定连接半导体控温元件,半导体控温元件与可充电电池固定连接,箱体的正面左上端固定连接电子温度控制及显示装置,箱体上盖和箱体内壁固定连接保温层的结构形式,箱体的背后右下端固定连接电源插孔,插入家庭交流电直接使用,也可插接到汽车点烟器上,另外,在没有交流电的情况下,还可以使用充电电池内的电能来控制温度。
2.3.2 半导体制冷便携式样品恒温箱的驱动电路设计
半导体制冷便携式样品恒温箱的最核心部件是半导体制冷片的控制及驱动电路,因为半导体制冷片根据流过半导体的电流方向和大小来决定其工作状态的(电流的方向决定制冷或者制热,电流的大小决定制冷或者制热的程度和效果)。为了使半导体制冷片能够自动进行恒温控制,就必须设计好其驱动电路和控制电路。PID控制系统是目前精度较高的技术,可以用来对半导体制冷片的电流进行控制,以实现高精度的控温效果。
A、总体框图:见图5。B、基于H桥的驱动电路:见图6
当设置OUT3为高、OUT4为低电平,OUT2为低、OUT1为高电平时,Q3和Q4断开,Q1和Q2导通,电流由TEC(半导体制冷片)左至右;反之OUT3为低、OUT4为高电平,OUT2为高、OUT1为低电平时,Q3和Q4导通,Q1和Q2断开,电流由右至左。通过单片机PID控制设置OUT1或者OUT4的PWM(脉冲宽度调制)波占空比,控制Q1或者Q4的导通时间来控制TEC的工作时间,从而达到控温的效果。
2.3.3 半导体制冷便携式样品恒温箱半导体制冷器的散热装置
热端散热冷却的程度是影响半导体制冷效果的重要因素,所以解决好散热问题对制冷效率的提高起到至关重要的作用。
半导体制冷的几种散热方式:(1)自然散热,采用导热较好的材料,做成各种散热器,利用空气的自然对流来带走热量,优点是使用方便,缺点是体积较大;(2)充液散热,它是用较好的材料做成水箱,用通液体或通水的方法降温,缺点是用水不方便,浪费太大,优点是体积小,散热效果好;(3)强迫风冷散热,散热器采用的材料和自然散热器相同,使用方便,体积比自然散热小,缺点是增加一个风机,出现噪音和耗用功率;(4)“热管”散热器,是最常用的一种形式,它利用蒸发潜热快速传递热量。因此本半导体制冷便携式样品恒温箱的半导体制冷散热采用热管散热。结构设计要点:热管散热热管采用铜铝复合管制成,冷凝段很长,而蒸发段很短,工质为戊烷,自然对流散热。
3 结束语
随着目前半导体制冷片已经规模化生产、大功率可充式锂电池组工艺的成熟、汽车的普及、光伏电池的普及以及高精度半导体制冷式温度控制系统技术的成熟和塑料工业的发展,为生产出轻便、节能、环保、高效的便携式样品恒温箱提供了有利条件。便携式样品恒温箱具有特定的使用环境和条件的要求,而这些要求与半导体制冷技术的特点又相符,因此半导体制冷技术在便携式样品恒温箱及其类似产品的开发必将得到广泛的应用。
参考文献
【关键词】 经尿道前列腺半导体激光切除术 ;舒适护理;围术期
DOI:10.14163/ki.11-5547/r.2016.23.174
良性前列腺增生(BPH)是中老年男性常见疾病之一, 随全球人口老年化发病日渐增多。随着激光技术的发展, 激光逐渐应用于BPH的治疗, 且手术效果更好, 并发症更少[1]。但患者围术期很容易出现焦虑不安、失眠、甚至抑郁, 术后常并发血压升高、膀胱痉挛疼痛等情况。近年来, 舒适护理模式作为优质护理举措能给患者生理、心理、社会以及灵性全方面的舒适感受[2], 已被逐渐应用于患者的围手术期的护理, 并且取得了一定的疗效。本院对行经尿道前列腺半导体激光切除术患者给予舒适护理干预, 取得满意的临床效果, 现报告如下。
1 资料与方法
1. 1 一般资料 选择2014年6月~2015年10月连云港市第二人民医院泌尿外科良性前列腺增生择期行经尿道前列腺半导体激光切除术患者150例。患者年龄61~86岁, 平均年龄(69.6±6.20)岁。随机分为观察组和对照组, 各75例。
1. 2 方法 对照组给予围手术期常规护理;观察组在围手术期常规护理基础上增加舒适护理干预。
1. 2. 1 术前舒适护理 术前详细了解患者病情及顾虑, 向患者介绍手术室环境、术式、麻醉方式、优点及安全性、术中可能出现的不适及对策、手术预后等情况。提高患者对于手术的认识, 并且介绍同病种患者手术成功康复范例, 减轻患者恐惧及紧张心理, 身心放松, 以较好的心态积极配合手术。
1. 2. 2 术中舒适护理 ①心理舒适护理:患者准备手术当日, 管床护士执行术前准备时, 与患者进行有效沟通以减轻紧张心理。术前访视护士核对患者的身份后热情接待患者入手术室并全程陪护, 使患者心理上获得满足感和安全感;②环境的舒适护理:保持室内整洁安静, 温、湿度适宜, 术中不断询问患者的冷暖情况, 适当给予患者增减覆盖物及温、湿度调节。由于手术患者老年居多, 术中尽量减少隐私部位的暴露, 增加其舒适度;③生理舒适护理:麻醉前摆时, 向患者解释目的和注意事项, 同时在下肢各支撑点垫好海绵衬垫并询问是否舒适并给予调整。指导患者麻醉时行深呼吸达到放松效果。术中巡回过程中注意密切观察, 记录患者的生命体征变化, 适时安慰鼓励患者, 控制适宜室温, 注意保暖, 注意保护患者隐私, 增加患者舒适度和安全感[3]。术中如患者出现口干不适, 可用棉签蘸水湿润口唇以减轻不适。手术过程中给予下肢定时按摩或者行压力泵, 促进下肢血液循环以防血栓形成。由于手术当中需要大量的膀胱灌洗液, 患者容易出现寒冷不适, 甚至出现寒战, 术中灌洗液体需加温至37~40℃, 增加患者的生理舒适度。
1. 2. 3 术后舒适护理:①心理及环境舒适护理:向患者及家属交代手术情况及冲洗液颜色, 让患者放松心情, 增强治疗疾病的信心, 减少患者对手术效果及出血的担心。保持室内相对安静, 促使患者心情舒畅及充分的休息, 促进患者康复。②膀胱冲洗、尿管护理干预措施:依据患者膀胱冲洗液的颜色变化, 对冲洗速度给予相应调整, 保持冲出液呈粉红色或澄清状态, 滴速保持在80~100滴/min;冲洗液温度控制在20~30℃, 减少膀胱痉挛的发生率。待膀胱冲洗液颜色变清后, 将导尿管充气量保留在10~15 ml, 以减膀胱颈及膀胱三角区由气囊刺激导致的不适。引流管给予定时挤压以保持通畅, 防止血块堵塞诱发引起膀胱痉挛。尿管拔除过程中抽出气囊内盐水后, 即时向气囊内注射1 ml空气或者生理盐水, 保持气囊略为隆起和皱褶消失状态, 减少患者不适感[4]。③疼痛的舒适护理:术后给予患者镇痛泵留置, 可有效减轻术后疼痛, 减少膀胱痉挛的发生。加强巡视观察患者膀胱痉挛情况, 指导患者进行深呼吸, 全身放松, 分散注意力, 减轻疼痛。向患者家属宣教, 增强护士与患者及家属的互动, 从而得到更多的家庭情感支持, 使患者能够感受到家庭、社会温暖, 从而减轻疼痛。根据患者膀胱痉挛的程度和频率, 可酌情给予解痉、镇痛药物以减轻不舒适感。
1. 3 观察指标及疗效评价标准:①术前心理反应评价标准:根据患者的生理及情感方面的反应将其分为二个等级:正常、焦虑。②术后近期疗效指标:包括术后膀胱冲洗时间、留置导尿管时间和术后平均住院时间。③术后并发症:主要包括膀胱痉挛, 采用疼痛视觉模拟评分法(VAS)间接评估膀胱痉挛。评分1分:术后出现尿意急迫感, 便意急迫感, 膀胱区疼痛, 膀胱内压升高导致冲洗不畅。2分:膀胱区疼痛难忍, 导尿管周围有尿液外溢, 冲洗出现反流症状。全部出现为10分, 累计>4分即为膀胱痉挛[5]。④患者满意度调查:自制满意度调查表, 分为:满意、基本满意、不满意。
1. 4 统计学方法 采用SPSS16.0统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差( x-±s)表示, 采用t检验;计数资料以率(%)表示, 采用χ2检验。P
2 结果
2. 1 两组患者术前心理反应的比较 观察组患者术前1 d心理反应正常者46例(61.33%), 焦虑者29例(38.67%);对照组心理反应正常者27例(36.00%), 焦虑者48例(64.00%), 观察组明显优于对照组(P
2. 2 两组患者血压、心率及术后近期疗效比较 两组患者术前平均动脉压(MAP)和心率(HR)水平比较差异无统计学意义(P>0.05);与术前比较, 术中两组患者的MAP和HR水平均明显上升, 但观察组患者上升的幅度明显低于对照组;观察组患者术后留置尿管和膀胱冲洗时间、平均住院时间均明显少于对照组, 差异均具有统计学意义(P
2. 3 两组膀胱痉挛和满意度比较观察组和对照组患者膀胱痉挛发生分别为6例(8.0%)和15例(20.0%), 观察组患者术后膀胱痉挛的发生率明显低于对照组, 差异具有统计学意义(P
3 讨论
良性前列腺增生是老年男性患者中较为常见的一种良性疾病, 并且发病率呈逐年上升的趋势。近年来, 随着激光技术的广泛开展和适用手术发展, 经尿道前列腺激光切除术已经成为现在新的治疗前列腺增生的手术方式, 其具有创伤小、恢复过程短及临床并发症少等特点。尽管微创手术较以前有许多优点, 但对患者的身心都会产生一定影响, 患者术前可能出现一些负面情绪, 比如焦虑、 烦躁、 抑郁等, 患者术后易发生膀胱痉挛等不适症状, 严重影响患者的舒适程度和术后的恢复。
本研究结果显示:观察组患者的心理反应、血压、心率的变化明显低于对照组, 提示舒适护理干预提高患者的手术应激反应能力及稳定患者术中血流动力学状态, 提高患者手术安全性 ;观察组患者术后留置尿管及膀胱冲洗时间、平均住院日、膀胱痉挛的发生率均明显少于对照组, 说明临床优质护理服务中运用舒适护理干预模式, 可显著改善激光手术患者术后疗效, 缩短住院时间减少医疗成本, 减少患者术后并发症的发生率。观察组患者的满意度调查明显高于对照组, 提示舒适护理干预能够明显改善护患的关系, 提高护理质量。
综上所述, 舒适护理是一种“以人为本, 以患者为中心”现代护理模式, 能使患者在生理、心理、社会上达到愉快状态, 真正做到人性化服务, 提高患者的手术安全性及术后患者的恢复及舒适度, 也促进了护理质量的进一步提高。
参考文献
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[关键词]半导体应变计 原油 表面张力
一、引言
原油的表面张力是表征原油性质的一个重要参数,原油表面层内的分子所处的环境与其内部的分子不同,由于与空气接触,表面层分子的平均间距大于内部分子的平均间距,使得处于表面层的分子之间的引力大于斥力,造成原油表面有收缩的趋势,这种由于表面收缩而产生于原油液面切线方向的力即为原油的表面张力。一般采用表面张力系数来描述原油的这一性质,即设想原油液体表面有一分界线,分界线两边的分子相互吸引,计算单位长度分界线上分子间的相互吸引力大小。原油的表面张力系数与原油的粘度、酸值、组成等因素有关,一般在研究提高石油采收率的有效性时用表面张力这一物理性质表征[1]。
本文将半导体应变计(硅压阻式力敏传感器)应用于原油表面张力系数的测量中,计算了两种不同性质原油的表面张力系数,并通过实验现象分析了液膜拉脱过程的受力情况,比较了样品的拉脱液膜状态。本实验操作简单,测量误差小,仪器简便,实验结果符合用其他仪器所测量的结果,并且可以直接观察原油的流动性,能够帮助学生进一步理解原油性质,同时可以从物质结构的角度分析原油的表面张力,引导学生思考表面张力与采油的关系,对石油专业领域的研究有一定意义。
二、材料与方法
(一)实验仪器
本文使用了FD-NST-Ⅰ型液体表面张力系数测定仪,仪器示意图如图1所示,本仪器的优点为:采用了硅压阻力敏传感器(又称半导体应变计),其灵敏度高,线性和稳定性好,以数字式电压表输出显示,误差小,重复性好。
(二)实验原理
半导体应变计由弹性梁和贴在梁上的传感器芯片组成,其中芯片由四个硅扩散电阻集成一个非平衡电桥。当外界压力作用于金属梁时,在压力作用下,电桥失去平衡,此时将有电压信号输出,输出电压大小与所加外力成正比[2]。即
U=KF (1)
式中,F为外力的大小,K为半导体应变计的灵敏度,U为传感器输出电压的大小。
金属圆环吊片沿竖直方向离开油面时,由于液面收缩而产生的沿切线方向的表面张力f,角θ为接触角,金属环脱离液体前各力的平衡条件为:
F=mg+fcosθ (2)
随着金属环的提起,θ0,如图2所示,则有:
F=mg+f (3)
式中F是向上的拉力,mg为环形金属环的重量(粘附在金属环上样品重量远小于金属环的重量,可忽略),f为表面张力。f的值与接触面的周界长成正比,即
f=α·π(D1+D2) (4)
式中,D1、D2分别为圆环的外径和内径,α为液体的表面张力系数,由公式(1)~(4)可计算出液体表面张力系数
α=f/π(D1+D2) (5)
(三)实验样品
实验样品采用了1#原油(密度为935.7kg·m-3(20℃),酸值为1.7064mgKOH·g-1,来源于巴西阿尔巴克拉地区)和2#原油(密度为920kg·m-3(20℃),酸值为2.1327mgKOH·g-1,来源于苏丹达尔地区),并均经过脱水处理。
三、结果与讨论
(一)半导体应变计的定标
对半导体应变计定标的数据如表1所示,定标曲线如图3所示,用最小二乘法拟合,得半导体应变计灵敏度为k=3.188V/N(北京地区重力加速度g=9.800m/S2),拟合结果的相关系数为0.9999,可见半导体应变计的输出线性度较高。
(二)原油表面张力系数的测量
在室温(20℃)条件下,分别对样品进行了数据采集,记录了拉脱模变化时数字电压表的最大值读数U1和拉断瞬间数字电压表的读数U2值,吊环的内外径分别为D1=3.496cm、D2=3.310cm,根据公式(5)可计算出两种原油的表面张力系数,如表2所示。
另外,用BZY-1型自动表面张力仪对样品进行了测量,所得结果(室温20℃)分别为: 1#原油=24.3mN/m,2#原油=33.6mN/m,与半导体应变计所测量结果进行了比较,发现两种仪器所测量结果比较吻合,相对误差分别为2.06%(1#原油)和2.68%(2#原油),误差主要来自于吊环的水平调节程度以及拉断瞬间数字电压表读数U2值。
在两种样品中,2#原油的表面张力系数大值于1#原油的值,这与样品的性质有关,表明样品的密度越大,所含官能团及杂质越多,则 值也越小。一般来说,物质的极性越大,表面张力就越大,本文所用样品的酸值不同,随着各馏分酸值的增加,极性物质增多,则使2#原油的表面张力系数大于1#原油的表面张力系数[3]。
在测量过程中还观察了吊环所拉脱的液膜状态,可明显看出液膜的收缩性,在液膜即将破裂的瞬间液膜最长。
三、结论
本文使用高精度的半导体应变计测量了两种原油的表面张力系数,测量值与其他方法所测量值非常接近,且测量过程稳定。 通过对不同液体液膜拉脱过程的分析,可使学生能更好地理解表面张力的意义,对原油性质的分析具有重要的指导与帮助,以此依据可以进一步探讨在自然界条件下微生物降解原油的作用,为提高原油采收率的分析提供理论依据。本实验仪器简单,易操作,测量误差小,现象显著。能够在教学现场实现原油表面张力的测量,对石油专业领域的研究有一定意义,不仅丰富了实验内容,而且加强了学科联系,有助于加深对原油表面张力系数概念的理解和认识,并且有助于提高学生的分析能力和创新能力。
基金资助:北京市自然科学基金(4122064); 中国石油大学(北京)基础科学研究基金(01JB0169)
[参考文献]
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[2]孙为,唐军杰,王爱军,张国林.大学物理实验[M],中国石油大学出版社,2007:68-74
【关键词】城市道路;桥梁工程;施工技艺;安全;管理
城市道路
是组成城市交通运输的基础,是布置城市公用事业地上、地下管线设施,街道绿化,组织沿街建筑和划分街坊的基础,为城市公用设施提供容纳空间,是城市市政设施的重要组成部分。 城市道路的组成分类 城市道路是由车行道、人行道、平侧石及附属设施四个主要部分组成。
(一) 车行道 车行道即道路的行车部分,主要供各种车辆行驶,分快车道(机动车道)、慢车道(非机动车道)。
(二) 人行道 人行道是供行人步行交通所用,人行道的宽度取决于行人交通的数量。人行道每条步行带宽度在0.75~1m左右,由数条步行带组成,一般宽度在4~5m,但在车站、剧场、商业网点等行人集散地段的人行道,应考虑行人的滞留,自行车停放等因素、应适当加宽。为保证行人交通的安全,人行道与车行道应有所分隔,一般高出车行道15~17cm左右。
(三) 平侧石 平侧石位于车行道与人行道的分界位置,是路面排水设施的重要组成部分,起着保护道路面层结构边缘部分的作用。
(四) 附属设施 1 .排水设施2.交通隔离措施3.绿化 行道树、林荫带、绿篱、花坛、街心花园的绿化,为保护绿化设置的隔离设施。 4.地面上杆线和地下管网 雨污水管道等。
一、市政道路施工质量控制难点及存在的问题
质量是工程的生命。在工程项目的施工过程中,任何一个环节出现问题,都有可能给整个工程带来很严重的后果甚至是毁灭性的打击。市政道路施工工程质量控制难点和存在的问题有如下几点:
(1)通常市政道路工程的施工场地很难实现交通封闭,因此供其施工作业面狭窄,使得质量管理工作比其他工程项目更为零散、量大、连续性差。加上诸如电力、电信、有线电视、供热、煤气、给水、排污管道等各种管线相互交织、彼此干扰,使得原本狭窄的场地显得更为拥挤,一旦某些管线的位置不清楚,施工时极有可能把其挖断,造成成收缩裂缝和开放交通后路面基层有下沉致使板块折裂;由于施工操作失误或原材料问题产生裂缝。[2]有荷载型裂缝;温度裂缝;反射裂缝;沉降裂缝。
3市政道路施工质量控制措施
(1)做好施工设计方案 :设计本身要规范,符合标准规范的规定、结构方案要合理、计算准确。设计时要综合考虑与给排水、热力、电力、燃气、通信等管线的平面布置和互相交叉。避免施工过程中发生大幅调整路线、管线布置冲突、道路刚竣工就破路埋管等现象。
(2)提高人员素质 :应健全岗位责任制,改善劳动条件,公平合理地激励劳动热情。提高人的质量意识,形成人人重视质量的良好氛围,培养其良好的职业道德和心理状态。加强专业培训与考核,进行必要的人员资格、技术水平认证。
(3)建立健全的质量管理体系 :建立相应的规章制度,使市政道路工程施工工作制度化、规范化、科学化,有效地搞好质量管理工作,确保工程质量。首先依据国家颁布的相关法律、法规、规范、标准、文件和本合同内容,制定严密的质量管理工作细则,从而使施工质量管理工作有章可循,使市政道路施工质量管理工作逐步走向制度化、规范化、科学化的轨道。其次严格按照施工程序办事,对每道工序,每个结构层次,每一关键部位进行全方位监控。坚持科学仪器检测,严格以数据说话,不凭经验办事。在质量管理工作中,在工地必须设立试验室,进行独立试验、检测,对施工单位的检测数据按核定频率进行抽检、复检,为提高效率,节省费用,有时也可派施工管理人员对施工单位的试验和检测过程进行全过程旁站监督。
桥梁施工
桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程,以及研究这一过程的科学和工程技术在施工当中我们可以看到或参与一些混凝土浇筑作业,如隐蔽工程(钻孔灌注桩)、桩间系梁(承台)、墩柱、盖梁以及梁体混凝土作业,其通常选用现浇法施工,在施工当中,无论是采用哪一种浇筑工艺,都必须保证新拌混凝土的工作性。然而我们经常发现一些问题,如新拌混凝土浇筑时,混凝土出现流动性较大或较小的问题。当流动性较大时,施工人员采取在返场或在监督人员不注意的情况下直接进行浇筑;然而流动性较小时,施工人员采取在混凝土运输车搅拌罐里面加水的措施,然后以搅拌罐转动的方式完成搅拌作业,他们增大混凝土流动性的目的在于便于振捣或浇筑。对于这种情况我们应及时制止,因为他们的做法严重影响了混凝土的工作行,往往会造成混凝土分层、泌水,甚至发生离析现象。从而造成工程经济损失或出现工程质量问题。尤其要注意一些隐蔽工程的混凝土浇筑工作,更应严格控制其新拌混凝土工作性。
二、新拌混凝土工作性的主要影响因素
1.水泥浆的数量。混凝土拌合物中的水泥浆,除了填充集料间的空隙外,包裹在集料表面并略有富余,使拌合物有一定的流动性。在水灰比一定的条件下,水泥浆越多,流动性越大,但如水泥浆过多,集料则相对减少,将出现流浆现象,拌合物的稳定性较差,不仅浪费水泥,而且会使拌合物的强度和耐久性降低;若水泥浆用量过少,则无法很好的包裹集料表面及填充其空隙,拌合物宜产生崩塌现象,失去稳定性,因此,拌合物中的水泥浆数量应满足流动性为宜。
2.水灰比的影响。在固定的用水量的条件下,水灰比小(水泥用量多)时,会使水泥浆变稠,拌合物流动性较小;若加大水灰比(减小水泥用量),可使水泥浆变稀,流动性增大,但会使拌合物流浆、离析,影响混凝土的强度。因此,应合理的选择水灰比。
3.单位用水量。实践证明,对塌落度影响最大的因素还是单位用水量。增加用水量,流动性增大,但硬化后混凝土会产生较大的孔隙,从而降低了混凝土的强度和耐久性。另外用水量过多,会使新拌混凝土产生分层、泌水现象,反而降低工作性。因此,在保证混凝土强度和耐久性的条件下,应根据混凝土流动性来确定单位用水量。
4.砂率。砂率反应了粗细集料的相对比例,它允许混凝土骨料的空隙和总面积。当水泥浆用量一定时,砂率过大,则集料的总表面积增大,包裹砂子的水泥浆层变薄,砂粒间的摩擦阻力加大,拌合物的流动性减小;砂率过小,虽然表面积减小,但由于砂浆量不足,水泥浆除填充石子空隙外,包裹在石子表面的水泥砂浆层变薄,拌合物的流动性变小,同时由于砂量不足,也宜导致离析、泌水等现象,影响工作性。因此,砂率有一个合理值。在水泥浆用量一定时,能使新拌混凝土获得最大的流动性,又不离析、不泌水时的砂率,即合理砂率。
5.水泥的品种和集料的性质。水泥品种不同,达到标准时的用水量不同,在其他条件相同的情况下,标准稠度用水量最小的水泥,其混凝土拌合物的流动性较大。通常普通水泥的混凝土拌合物比矿渣水泥和火山灰水泥的工作性好。矿渣水泥拌合物的流动性虽大,但黏聚性差,宜泌水、离析。火山灰水泥流动性小,但黏聚性最好。在相同用水量的条件下,集料表面光滑、形状较圆、少棱角的卵石,所拌制的混合料流动性大,但强度较表面粗糙、有棱角的碎石低。
总之为了杜绝道路和桥梁施工中的重大事故和人身伤亡事故的发生,把一般事故减少到最低限度,确保施工的顺利进展,特制订安全措施如下:
1、建立安全保证体系,项目部和各施工队设专职安全员,专职安全员属质检科,在项目经理和总工的领导下,履行保证安全的一切工作。
2、利用各种宣传工具,采用多种教育形式,使职工树立安全第一的思想,不断强化安全意识,建立安全保证体系,使安全管理制度化,教育经常化。
3、认真执行定期安全教育,安全检查制度,设立安全监督岗,充分发挥群众安全人员的作用,对发现事故隐患和危及到工程人身安全的事项,要及时处理,作出记录,及时改正,落实到人。
参考文献:
[1]张美珍.公路工程检测技术:第2版[M].北京:人民交通出版社,2005:7.
[2]王晓谋主编.基础工程.北京:人民交通出版社,2010
[3]廖正环.《公路施工与管理》.人民交通出版社. 1999
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产业规模扩大 园区信心增强
《规划》明确提出,到2015年,国内半导体照明产业规模达到5000亿元,形成20-30家龙头企业,形成国家级产业化基地20个,试点示范城市50个。
根据国家半导体照明工程研发及产业联盟提供的数据,2011年我国半导体照明产业规模仅有1560亿元。2015年半导体照明产业规模要达到5000亿元,意味着“十二五”期间半导体照明产业规模将增长数倍。
对于《规划》中提出的这一系列目标,近年来在半导体照明领域表现抢眼的潍坊高新区如何应对颇受关注。据潍坊高新区管委会相关负责人介绍,潍坊高新区近年来制定出台一系列政策,培育壮大产业,成为国内大发芯片封装和路灯、景观、普通照明产品制造基地和全国第一个实现白光照明全覆盖的高科技园区。潍坊高新区目前正在建设国家级半导体照明特色产业基地,加快打造“中国光都”。前不久,科技部刚刚批复潍坊高新区建设国家半导体照明工程产业基地,如今《规划》出台,无疑将对潍坊高新区半导体照明产业的发展起到促进作用。今后3年,潍坊高新区将在提高产业链各环节关键技术的同时,培育3家以上规模化生产企业,生产规模达到国内前列。
半导体照明产业同样是西安高新区重点发展的战略性新兴产业之一。西安高新区发展改革和商务局局长贾强介绍,陕西省此前已出台《太阳能光伏和半导体照明产业振兴规划》,明确提出将西安高新区建设成两个半导体照明产业聚集区之一。如今,西安高新区拥有半导体照明企业数量近70家,初步形成了较为完整的产业链,未来将在《规划》的指导下加速产业发展。
鼓励技术创新 企业应对挑战
《规划》在对半导体照明产业发展规模提出增长目标的同时,也对半导体产业的技术提出要求。《规划》提出,“十二五”期间,白光LED产业化光效达到150-2001m/W,成本降低至2011年的1/5,芯片国产化率达80%,申请发明专利300项,标准20项。
业内人士认为,目前国际知名半导体照明企业在专利、标准、人才等方面的竞争异常激烈,产业增长迅速,已经到了抢占产业制高点的关键时期。《规划》从技术层面对我国半导体照明产业提出要求,显然是为了增强企业的竞争力。
潍坊高新区企业浪潮华光光电子股份有限公司是国内最早引进生产型MOCVD设备,专业从事化合物半导体外延片及光电子器件研发与生产的高新技术企业,同时具有全色域半导体照明、民用LD外延材料制备、管芯生产、器件封装及应用产品一条龙生产技术,在国内光电子行业处于领先地位。由于多年来在半导体照明技术领域的积累和探索,该公司凭借“反极性红光LED技术”项目获得“2011中国LED技术创新奖”。对于《规划》中提出的技术要求,浪潮光电总经理助理王伟表示,为适应竞争需要,未来该公司将进一步加大技术投入,力争在专利申请和标准制定方面有所作为。
英文名称:Chinese Journal of Semiconductors
主管单位:中国科学院
主办单位:中国科学院半导体研究所;中国电子学会
出版周期:月刊
出版地址:北京市
语
种:双语
开
本:大16开
国际刊号:0253-4177
国内刊号:11-1870/TN
邮发代号:2-184
发行范围:
创刊时间:2010
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
SA 科学文摘(英)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊荣誉:
中科双效期刊
联系方式
关键词:自动化测试仪表 可靠性 人机对话
中图分类号:TP21 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(c)-0000-01
科学技术的飞速发展促使社会意识形态发生转变,使得人们对生活的追求更加富有人文主义特色,社会各领域对环境的要求更加严格,对产品的现代化程度要求更高,其中节能减排战略促使新型能源产业风靡全球,带动了全球半导体技术的进一步发展,比如太阳能行业逐渐成为新时期的朝阳产业,该行业中对仪器仪表提出了新的要求。作为现代化仪器仪表的制造商,间接地为现代化科技的发展创造了基础科研平台,通过提供先进的仪表,可以提高用户的生产效率,提升产品质量,监控排放,为低碳经济做出更大的贡献。
1 半导体行业对自动化仪器仪表需求分析
1.1 自动化仪器仪表现状
全球科技创新的日新月异带动了我国制造业的飞速发展,进入新世纪以来,我国半导体行业对自动化仪表的需求明显加强,无论从技术特点还是市场数量上都呈现递增趋势,从技术含量上分析,我国科研、量产中所使用的自动化仪表已经处于世界领先水平。
上世纪初,国内仪器仪表稳步发展,主要源于工业半导体行业的需求增加,从技术层面上拉动了整个行业技术水平的提升,尤其在新产品开发上取得了显著成效,比如说拥有自主知识产权的电磁流量计、智能化电动机执行系统等。
1.2 半导体行业对自动化仪器仪表的需求分析
目前,我国半导体行业使用较多的仪器仪表主要是小型检测单元,比如在集成电路、液晶显示、半导体薄膜、太阳能电池制备等领域的使用较为频繁。自动化仪器仪表的使用往往依赖于半导体设备的发展程度,现阶段该行业中使用较多的是各种薄膜沉积系统、成分检测系统等,涵盖面较广的是PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)、HWCVD(Hot wire chemical vapor deposition)、MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)系统以及相关检测设备等。半导体设备中对压力计、传感器、流量计、温度计等元器件的使用较多,尤其在半导体行业制备薄膜材料的工艺中对以上元器件的要求相对较高。
(1)压力表
由于半导体技术具有相对较高的精密性,在半导体薄膜的制备工艺中,要求对工艺参数精确控制,反应腔室内部工艺气体的压力大小,成为该行业工艺技术中的核心参数。对工艺气体压力的检测通常采用压力计以及相关的各种真空检测设备。半导体设备的正常运行必须以厂务设施作为保证,包括水、电、气等条件,其中“水”主要用于设备冷却或者恒温加热,因此需要采用压力表对水压、CDA(condensed air)等进行严格控制方可保证工艺正常运行。
(2)流量计
流量计一般应用在化学沉积系统中,对气体流量起到监测、控制作用。对于半导体工艺来说,产品制备工艺参数是决定器件性能的关键因素,其中化学气相沉积系统中反应气体的流量对最终产品质量起到直接的决定性作用,对气体流量的控制不仅要体现动态时效性,更重要的是要在量的控制上具备较高的精确度,目前国内制备MFC的技术已相对成熟,为我国半导体行业的发展奠定了基础。
(3)传感器
传感器在现代工业时代的使用极为广泛,半导体设备中对传感器的使用大多体现在设备机械传动部分。在半导体产品制造中,要实现设备的流水线运行,离不开高可靠型的传感器元件,通过传感器协调不同工序、设备不同部位的联动,进而保证整个工艺的流水线运行。
(4)温度计
随着科学技术的发展和现代工业技术的进步,测温技术也不断地改进和提高,其中金属温度计是利用两种不同金属在温度改变时膨胀程度不同的原理工作的,在半导体紧密制造中通常用来检测液体、气体的温度,测试温度偏中低水平,适合工艺流程中在线、动态、实时监测。
半导体工艺中对金属温度及的使用大多是用来检测特殊反应气体的温度,由于普通加热器很难通过热电偶检测衬底温度,通常在反应腔室特殊部门安装金属温度计监测生长基元的温度,从测量精度和实际可操作性上提高了半导体工艺的可行性。
2 自动化仪器仪表在半导体行业的发展趋势
自动化测试仪表技术未来发展趋势主要体现在高智能化、高可靠性、高精密度、优良的响应性能等方面,半导体行业仪器仪表技术主要针对具体应用特性而体现出以下几个发展方向:
2.1 人机对话智能化发展
人机对话技术是自动化仪器仪表发展的核心方向,也是未来信息化社会的主流技术,半导体行业对仪器仪表的使用目的是为了便于更好的控制工艺流程,提高对设备的可控性,如果自动化测试仪表具有强大的人机对话特性,能够快速、准确的体现设备运行状态,在半导体制造工业中无疑起到了举足轻重的作用。自动化仪表的人机对话性能是通过设备控制端和仪器之间的对话界面实现,通过人类可以识别的界面端口,读取仪表对设备状态的检测数据,从而对工艺过程起到指导作用。
2.2 集成技术的标准化发展
自动化仪表的应用直接依赖于其能否与其他设备形成对话流畅的有机整体,随着人类科学技术的不断进步,半导体行业对自动化仪表的使用需求逐渐增多,不同设备具有不同的逻辑控制系统,如何将自动化测试仪表的接口、通信、软件控制单元和半导体设备逻辑控制语言相融合成为该行业技术发展的瓶颈,如果实现测试仪表在不同半导体设备上的集成标准化,将大幅度提升自动化测试技术的进步。
2.3 可靠性技术的提高
自动化仪表在工业生产中起到“中枢神经”的作用,对其可靠性不容忽视,尤其对于大型复杂的工业系统中,自动化仪器的可靠性关系到整个企业、乃至行业的发展命脉。对于半导体企业检测与过程控制仪表,大部分安装在工艺管道、工序过渡段,甚至多数环境存在有毒、易燃、易爆等特种气体,这些特殊环境对自动化仪表的维护增加了很多困难。因此,在使用特种气体的半导体行业中对自动化检测仪表的可靠性具有较高的要求,尽可能降低其维修频率,为工业安全生产提供必要保证。
3 结语
当今世界已经进入信息时代,自动化技术成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键因素,其中自动化测试仪表作为科研、工业化生产的基础硬件设施而不断发展成熟,在半导体行业中的应用逐渐广泛深入。随着行业科研水平的提高,对自动化仪器仪表有了更好的要求,可靠性、集成技术、智能对话特性成为自动化测试技术发展的首要任务,对自动化测试技术以及测试仪表的使用起到举足轻重的作用。
参考文献