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光纖端面研磨處理工藝流程

本文主要分析了光纖端面處理熔接對光纖激光器功率影響，研究了光纖端面處理工藝流程，分析了光纖端面切割研磨方法，對光纖熔接過程提出了具體要求，為同類激光器研製提供了參考依據。

1、前言

  經過處理光纖端面，理想狀態一個光滑平面。 光纖圓柱形介質波導由纖芯、包層塗敷層3部分組成，一般單模多模光纖纖芯直徑分別為5～15μm40～100μm，包層直徑大約為125~600μm。

 

2、光纖損耗種類

2.1光纖本徵損耗

所
謂模間色散，指光纖不同模式同一頻率下相位常數β不同，因此群速度不同而引起色散。多模光纖歸一化頻率V>2.404，有多個波導模式傳輸，V值越
大，模式越多，除了材料色散波導色散，還有模間色散，一般模間色散占主要地位。單模光纖本徵因素引起連接損耗大約為0.014dB，當模場直徑失配20%
時，將產生0.2dB連接損耗。單模光纖本徵因素，對連接損耗影響最大模場直徑。其單模光纖以基模傳輸，故沒有模間色散。光纖色散按照產生原因可分為三
類，即材料色散、波導色散模間色散。吸收損耗由於纖芯含有金屬過渡雜質OH-吸收光，特別紅外紫外光譜區玻璃存固有吸收。其散射損耗由於材料原子密度漲
落，冷凝過程造成密度不均勻以及密度漲落造成濃度不均勻而產生。
光纖本徵損耗即光纖固有損耗，主要由於光纖機基質材料石英玻璃本身缺陷含有金屬過渡雜質OH-
，使光傳輸過程產生散射、吸收色散，一般可分為散射損耗，吸收損耗色散損耗。

此外，光纖幾何參數如光纖芯徑、包層外徑、芯/包層同心度、不圓度，光學參數如相對折射率、最大理論數值孔徑等，只要一項或多項失配，都將產生不同程度本徵損耗。

2.2光纖附加損耗

其輻射損耗由於光纖拉製工藝、光纖直徑、橢圓度波動、套塑層溫度變化脹縮塗層低溫收縮導致光纖微彎所致;應用損耗由於光纖張力、彎曲、擠壓造成宏彎微彎所引起損耗。 光纖附加損耗一般由輻射損耗應用損耗構成。

3、實驗裝置與結果

因
此如何降低腔內熔接損耗影響激光器輸出功率關鍵因素。熔接質量比較好情況下，總體光光效率可達5.3%，光纖焊接較差情況下，焊點漏光嚴重，用轉換片可以
看到明顯泵浦光洩露，嚴重影響總體光光效率，二者功率相差23%左右。但由於光纖激光器各個部件之間均熔接一起，插入損耗熔接損耗對整個系統具有非常大影
響。其光纖光柵心波長為1546.3nm，摻Er3+光纖長度為3m，摻雜濃度為400ppm，隔離器工作波長范圍為1535~1565nm，各元件插入
損耗均為0.4dB，經上述裝置輸出功率與輸入功率關係曲線，最大輸出功率可達16.9mW。
摻Er3+光纖環形腔激光器實驗裝置，泵浦光由波長980nmLD尾纖輸出，經波分複用器(WDM)耦合進入環形光纖諧振腔，經過耦合器分光後輸出激光。

4、光纖端面處理

端面質量直接影響光纖激光器泵浦光耦合效率激光輸出功率。 光纖端面處理也稱為端面製備，光纖技術關鍵工序，主要包括剝覆、清潔切割三個環節。

4.1光纖塗覆層剝除

左
手捏緊光纖，持纖要平，防止打滑，右手用刀片沿光纖向端頭方向，與光纖成一定傾斜角度，順次剝除表面塗敷層聚合物材料，採用這種方法克服了採用化學溶劑法
長時間浸泡光纖腐蝕嚴重缺點，而且比用剝線鉗或刀片直接刮除更容易、去除更乾淨，不易損傷光纖包層側面部分。當
採用剝線鉗剝除時，左手拇指食指捏緊光纖，所露長度為5cm左右，餘纖無名指小拇指之間自然打彎，以增加力度，防止打滑，剝線鉗應與光纖垂直，上方向內傾
斜一定角度，然後用鉗口輕輕卡住光纖，右手隨之用力，順光纖軸向平推出去，整個過程要自然流暢，爭取一次成功;當採用刀片剝除時，首先用濃硫酸浸泡3
~5cm長光纖端頭1~2分鐘，用酒精棉擦拭乾淨。可以用剝線鉗刀片兩種方法進行剝除。 去除光纖塗覆層光纖端面處理第一步。

4.2包層表面清潔

將
脫脂棉撕成層面平整扇形小塊，沾少許酒精(以兩指相捏無溢出為宜)，折成V形，夾住已剝覆光纖，順光纖軸向擦拭，力爭一次成功，一塊棉花使用2～3次後要
及時更換，每次要使用棉花不同部位層面，這樣既可提高棉花利用率，又防止對光纖包層表面二次污染。
觀察光纖剝除部分包層否全部去除，若有殘留必須去掉，如有極少量不易剝除塗覆層，可用棉球沾適量酒精，邊浸漬，邊擦除。

4.3光纖端面切割

切
割時動作要平穩自然，勿重、勿急，避免斷纖、斜角、毛刺裂痕等不良端面產生。使用筆式切割刀切割光纖時，光纖放置手指上，另一手持刀距離端頭5mm左右位
置處沿垂直光纖軸線方向切割光纖，然後輕輕將切除端頭取下;使用台式光纖切割刀進行操作時，首先要清潔切刀刀片、放置光纖V型槽定位壓板，並調整切刀位置
使其擺放平穩。常用切刀有筆式切割刀台式光纖切割刀。 切割光纖端面製備最關鍵步驟，精密優質切刀基礎，嚴格科學操作規範保證。

移動時要輕拿輕放，防止與其它物件擦碰。 表面清潔切割時間應緊密銜接，不可間隔過長，特別已製備端面切勿放污濁空氣。

5、光纖端面研磨

5.1研磨工藝

直接影響光纖端面研磨效果主要因素有：研磨機運轉穩定，研磨砂紙顆粒均勻、正確使用研磨片、以及研磨參數設置(壓力時間)。其研磨及測試部分對研製優質光纖端面最為關鍵。 影響端面研磨質量主要因素主要有光纖安裝與定位、端面研磨檢查及測試。

採
用齒輪傳動方式，一般馬力較強，穩定性較高;採用皮帶傳動方式，一般馬力較小，其轉速高壓情況下易發生變化，此外皮帶隨時間老化後容易出現問題;採用連竿
式傳動方式，噪音較大，穩定性較低，機身容易抖動並且壓力偏低。 目前使用研磨機按其運轉原理一般可分成齒輪傳動，皮帶傳動及連竿傳動三類。

單點心加壓易受外界影響變化，如每盤件數有限;氣壓較難控制穩定性;而液壓操控較精確，力度相對較大，但價格昂貴。 加壓方面，有單點心加壓，氣壓及液壓等方式。

整個研磨過程，不論研磨機速度，壓力，水或研磨液，都會使研磨片效果不一樣，故選用研磨處理時，必須配合各項因素作全盤考慮，採用一個最合理研磨方案。

5.2研磨工序

其粗磨、磨、細磨所用金剛砂紙顆粒大小不同，分別為6，3，10.5。4道工序時間壓力總共8個參數，配用不同方案，就可以得到端面質量不同結果。 端面研磨過程經過4道工序：粗磨、磨、細磨、拋光。

6、光纖熔接

纖
芯/包層對準與端面製作一樣直接影響熔接損耗，熔接機會X軸Y軸方向上同時進行對準，並且把軸向、軸心偏差參數顯示屏幕上,如果誤差允許範圍之內就開始熔
接。機
器自動熔接機器開始熔接時，首先將左右兩側V型槽光纖相向推進，推進過程會產生一次短暫放電，其作用清潔光纖端面灰塵，接著會把光纖繼續推進，直至光纖間
隙處原先所設置位置上，這時熔接機測量切割角度，並把光纖端面附近放大圖像顯示屏幕上，如果出現圖4所示圖像就要重做。
把光纖放入熔接機V型槽時，要確保V型槽底部無異物且光纖緊貼V型槽底部。

熔接過後，還要進一步觀察光纖熔接形狀，如果出現如圖5所示情況，必須調整機器設置，重新製作光纖端面後進行熔接，其具體實施方式如表1所示。 觀察熔接結果熔接過後機器會自動評估，並顯示當前熔接損耗，由於估計值，鼓顯示0.3dB以上就必須重新制端面。

如
果多次出現虛熔現象，應檢查熔接兩根光纖材料、型號否匹配，切刀熔接機否被灰塵污染，並檢查電極氧化狀況，若均無問題，則應適當提高熔接電流。
熔接過程還應及時清潔熔接機V形槽、電極、物鏡熔接室，隨時觀察熔接有無氣泡、過細、過粗、虛熔、分離等不良現象，可採用OTDR跟踪監測結果，及時分析
產生上述不良現象原因，採取相應改進措施。

將
預先穿置光纖某一端熱縮管移至光纖接頭處，使熔接點位於熱縮管間，輕輕拉直光纖接頭，放入加熱器內加熱，醋酸乙烯內管熔化，聚乙烯管收縮後緊套接續好光纖
上，由於此管內有一根不銹鋼棒，不僅增加了抗拉強度(承受拉力為1000～2300g)，同時也避免了因聚乙烯管收縮而可能引起接續部位微彎。熱縮管應剝
覆前穿入，嚴禁端面製備後穿入。
由於光纖連接時去掉了接頭部位塗覆層其機械強度降低，因此要對接頭部位進行補強保護，可採用光纖熱縮保護管(熱縮管)保護光纖接頭部位。

7、盤纖

根
據實際情況，可採用採用圓、橢圓、“∝”等多種圖形盤纖，按餘纖長度預留盤空間大小，順勢自然盤繞，切勿生拉硬拽，盡可能最大限度利用預留盤空間，有效降
低因盤纖帶來附加損耗。盤
纖方法有很多，可以從一側光纖盤起，固定熱縮管，然後再處理另一側餘纖，該方法可根據一側餘纖長度靈活選擇熱縮管安放位置，方便、快捷，可避免出現急彎、
小圈現象;也可以先將熱縮套管逐個放置於固定槽，然後再處理兩側餘纖，該方法有利於保護光纖接點，避免盤纖可能造成損害，光纖預留盤空間較小，光纖不易盤
繞固定時，常用此種方法;當個別光纖過長或過短時，可將其放最後單獨盤繞;帶有特殊光器件時，可將其單獨盤繞處理，若與普通光纖共盤時，應將其輕置於普通
光纖之上，兩者之間加緩衝襯墊，以防擠壓造成斷纖，且特殊光器件尾纖不可太長。
盤纖一門技術，科學盤纖方法可使光纖佈局合理、附加損耗小、經得住時間惡劣環境考驗，可避免擠壓造成斷纖。

8、光纖熔接點損耗測量

光纖熔接點損耗測量度量光纖接頭質量重要指標，使用光時域反射儀(OTDR)或熔接接頭損耗評估方案等測量方法可以確定光纖接頭光損耗。

整
個接續工作，必須嚴格執行OTDR4道監測程序：熔接過程對每一根光纖進行實時跟踪監測，檢查每個熔接點質量;每次盤纖後，對所盤光纖進行檢驗以確定盤纖
帶來附加損耗;封裝前對所有光纖進行檢測，以查明有無漏測對光纖及接頭有無擠壓;封裝後對所有光纖進行最後檢測，檢查封裝否對光纖有損耗。加強OTDR監
測，對確保光纖熔接質量，減少因盤纖帶來附加損耗封裝可能對光纖造成損耗，具有十分重要意義。如果從兩個方向測量接頭損耗，並求出這兩個結果平均值，便可
消除單向OTDR測量人為因素誤差。 OTDR原理：由於光纖模場直徑影響其後向散射，因此接頭兩邊光纖可能會產生不同後向散射，從而遮蔽接頭真實損耗。

依賴於接頭損耗評估算法求得接續損耗可能與真實值差異很大。 此外某些熔接機使用一種光纖成像測量幾何參數斷面排列系統，通過從兩個垂直方向觀察光纖，計算機處理並分析該圖像來確定包層偏移、纖芯畸變、光纖外徑變化其他關鍵參數，使用這些參數來評價接頭損耗。

9、總結

本文分類介紹了各種光纖損耗產生原因，通過實驗驗證了光纖端面質量對光纖激光器輸出功率影響，研究了光纖端面處理工藝流程，分析了光纖端面切割研磨方法，對光纖熔接過程提出了具體要求，為同類激光器研製提供了參考依據。

引用出處：

http://tw.myblog.yahoo.com/jw!7Mav3uaYFRbzCqsjBqSxj6xk/article?mid=2266

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Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao
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热作模具钢5CrNiMo是在中碳钢的基础上主要加入Cr、Ni、Mo三元素而研制成的。      

       5CrNiMo钢适于制造形状复杂的、冲击载荷重的、大型或特大型的锤锻模具（最小边长≥400mm）。工作时5CrNiMo钢自身的温度以不超过400℃为宜，高于400℃时强度急剧下降，超过500℃时强度为室温时的一半。

引用出處：

http://www.njzhoulian.com/show_news.asp?id=170

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1、铬(Cr)
铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。
还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。降低伸长率和断面收缩率。当铬含量超过15%时，强度和硬度将下
降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。
铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。
含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。有良好的回火稳定性。在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。
(1) 对钢的显做组织及热处理的作用
A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)
B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少 C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向
(2)对钢的力学性能的作用 A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著 B、显著提高钢的脆性转变温度
C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用
A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度 B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数 C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢
D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降
E、提高钢的抗氧化性能 F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性 G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷
(4)在钢中的应用 A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性
B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能 C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点
D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性
E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等
F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用 2、钼(Mo)
钼在钢中能提高淬透性和热强性。防止回火脆性，增加剩磁和矫顽力以及在某些介质中的抗蚀性。
在调质钢中，钼能使较大断面的零件淬深、淬透，提高钢的抗回火性或回火稳定性，使零件可以在较高温度下回火，从而更有效地消除（或降低）残余应力，提高塑
性。
在渗碳钢中钼除具有上述作用外，还能在渗碳层中降低碳化物在晶界上形成连续网状的倾向，减少渗碳层中残留奥氏体，相对地增加了表面层的耐磨性。
在锻模钢中，钼还能保持钢有比较稳定的硬度，增加对变形、开裂和磨损等的抗力。
在不锈耐酸钢中，钼能进一步提高对有抗酸（如蚁酸、醋酸、草酸等）以及过氧化氢、硫酸，亚硫酸、硫酸盐、酸性染料、漂白粉液等的抗蚀性。特别是由于钼的加
入，防止了氯离子存在所产生的点腐蚀倾向。 含1%左右钼的W12Cr4V4Mo高速钢具有高的耐磨性、回火硬度和红硬性等。
(1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、钼在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中，它是缩小奥氏体相区的元素
B、当钢含量较低时，与铁、碳形成复合的渗碳体；含量较高时可形成钢的特殊碳化物 C、钼提高钢的淬透性，其作用较铬强．而稍逊于锰
D、钼提高钢的回火稳定性，作为单一合金元素存在时，增加钢的回火脆性；与铬、锰等并存时，钼又降低或抑止因其他元素所导致的回火脆性
(2)对钢的力学性能的作用 A、钼对铁素体有固溶强化作用．同时也提高碳化物的稳定性．从而提高钢的强度
B、钼对改善钢的延展性和韧性以及耐磨性起到有利作用
C、由于钼使形变强化后的软化和恢复温度以及再结晶温度提高，并强烈提高铁素体的蠕变抗力，有效抑制渗碳体在450-600℃下的聚集．促进特殊碳化物的
析出，因而成为提高钢的热强性的最有效的合金元素 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用
A、在含碳1.5％的磁钢中，2％-3％的钢提高剩余磁感和矫顽力
B、在还原性酸及强氧化性盐溶液中都能使钢表面钝化．因此钼可以普遍提高钢的抗蚀性能，防止钢在氯化物溶液中的点蚀
C、钼含量较高(>3%)时使钢的抗氧化性恶化 D、含钼不超过8％的钢仍可以锻、轧，但含量较高时，钢对热加工的变形抗力增高
(4)在钢中的应用 A、在调质和渗碳结构钢、弹簧钢、轴承钢、工具钢、不锈耐酸钢、耐热钢、磁钢中都得到了广泛应用
B、铬钼钢在许多情况下可代替铬镍钢来制造重要的部件
C、我国富产钼，但在世界范围内的储量并不丰富。含钼钢在我国应适当发展，但钼是重要战略物资，应注意合理和节约使用 3、硅(Si)
硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，其作用仅次于磷，较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。但含硅超过3%时,将显著降低钢的塑性和韧性。硅能提
高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb),以及疲劳强度和疲劳比(σ-1/σb)等,这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢种的缘故。
硅能降低钢的密度、热导率和电导率。能促使铁素体晶粒粗化。降低矫顽力。有减小晶体的各向异性倾向，使磁化容易，磁阻减小，可用来生产电工用钢，所以硅钢
片的磁滞损耗较低，硅能提高铁素体的磁导率，使硅钢片在较弱磁场下有较高的磁感强度。但在强磁场下，硅降低钢的磁感强度。硅因有强的脱氧力，从而减小了铁
的磁时效作用。 含硅的钢在氧化气氛中加热时，表面将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
硅能促使铸钢中的柱状晶成长，降低塑性。硅钢若加热或冷却较快，由于热导率低，钢的内部和外部温差较大，因而易裂。
硅能降低钢的焊接性能。因为与氧的亲合力硅比铁强，在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐，增加熔渣和熔化金属的流动性，引起喷溅现象，影响焊缝质量。硅是良好
的脱氧剂。用铝脱氧时酌加一定量的硅，能显著提高铝的脱氧能力。硅在钢中本来就有一定的残存，这是由于炼铁炼钢作为原料带入的。在沸腾钢中，硅限制在
＜0.07% ，有意加入时，则在炼钢时加入硅铁合金。 (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、作为钢中的合金元素，其含量一般不低于0.4
％。以固溶体形态存在于铁素体或奥氏体中，缩小奥氏体相区 B、提高退火、正火和淬火温度，在亚共析钢中提高淬透性
C、硅不形成碳化物，有强烈的促进碳的石墨化的作用，在硅含量较高的中碳和高碳钢中，如不含有强碳化物形成元素，易在一定温度条件下发生石墨化
D、在渗碳钢中，硅减小渗碳层厚度和碳的浓度 E、硅对钢水有良好脱氧作用 (2)对钢的力学性能的作用
A、提高铁素体和奥氏体的硬度和强度，其作用较Mn 、Ni 、Cr . W 、Mo、V
等更强；显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比(σs/σb)．并提高应劳强度和疲劳比(σ-1/σb) B、硅含量超过3
％时显著降低钢的塑性和韧性；硅提高塑／脆转变温度 C、硅易使钢中形成带状组织，使横向性能低于纵向性能 D、改善钢的耐磨性能
(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、降低钢的密度、热导率、电导率和电阻温度系数
B、硅钢片的涡流损耗量显著低于纯铁，矫顽力、磁阻和磁滞损耗较低．磁导率和磁感强度较高。但在强磁场中，硅降低磁感强度
C、提高高温时钢的抗氧化性能，但硅含量高时，表面脱碳加剧 D、硅含量超过2.5 ％的钢，其变形加工较为困难 E、硅降低钢的可焊性
(4)在钢中的应用 A、在普通低合金钢中提高强度，改善局部腐蚀抗力，在调质钢中提高淬透性和抗回火性，是多元合金结构钢中的主要合金组元之一
B、硅含量为0.5 %-2.8 ％的SiMn 或SiMnB 钢(碳含量0.5 ％-0.7 %)广泛用于高载荷弹黄材料，同时加人W 、V
、Mo、Nb 、Cr等强碳化物形成元素 C、硅钢片为含硅1.O ％-4.5 ％的低碳和超低碳钢，用于电机和变压器 D、在不锈钢和耐蚀钢中，与Mo
、W 、Cr 、Al、Ti、N 等配合，提高抗蚀和抗高温氧化能力 E、硅含量较高的石墨钢用于冷作模具材料 4、锰(Mn)
锰是良好的脱氧剂和脱硫剂 。钢中一般都含有一定量的锰，它能消除或减弱由于硫所引起的钢的热脆性，从而改善钢的热加工性能。
锰和铁形成固溶体，提高钢中铁素体和奥氏体的硬度和强度；同时又是碳化物形成元素，进入渗碳体中取代一部分铁原子。锰在钢中由于降低临界转变温度。起到细
化珠光体的作用。也间接地起到提高珠光体钢强度的作用；锰稳定奥氏体组织的能力仅次于镍，也强烈增加钢的淬透性。已用含量不超过2%的锰与其他元素配合制
成多种合金钢。 锰具有资源丰富、效能多样的特点，获得了广泛的应用，如含锰较高的碳素结构钢、弹簧钢。
在高碳高锰耐磨钢中。锰含量可达10%一14% ，经固溶处理后有良好的韧性，当受到冲击而变形时，表面层将因变形而强化，具有高的耐磨性。
锰与硫形成熔点较高的MnS
。可防止因FeS而导致的热脆现象。锰有增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性。若冶炼浇铸和锻轧后冷却不当，容易使钢产生白点。
(1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，工业用钢中一般均含有一定量的锰
B、锰固溶于铁素体和奥氏体中．扩大奥氏体区，使临界温度A4点升高，A3点降低，(α+γ)区下移．当锰含量超过12％时，上临界点降至室温以下，使钢
在室温时形成单一奥氏体组织。在降低共析温度同时，使共析体中的碳含量减少
C、锰强烈降低钢的Ar1和马氏体转变温度(其作用仅次于碳）和钢中相变的速度，提高钢的淬透性，增加残余奥氏体含量
D、使钢的调质组织均匀、细化，避免了渗碳层中碳化物的聚集成块，但增大了钢的过热敏感性和回火脆性倾向 E、锰是弱碳化物形成元素
(2)对钢的力学性能的作用 A、锰强化铁素体或奥氏体的作用不及碳，磷、硅，在增加强度的同时，对延展性无影响
B、由于细化了珠光体，显著提高低碳和中碳珠光体钢的强度，使延展性有所降低 C、通过提高淬透性而提高了调质处理索氏体钢的力学性能
D、在严格控制热处理工艺、避免过热时的晶粒长大以及回火脆性的前提下，锰不会降低钢的韧性 (3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用
A、随锰含量的增加，钢的热导率急剧下降，线胀系数上升，使快速加热或冷却时形成较大内应力，工件开裂倾向增大
B、使钢的电导率急剧降低，电阻率相应增大，电阻温度系数下降
C、使矫顽力增大，饱和磁感、剩余磁感和磁导率均下降，因而锰对永磁合金有利，对软磁合金有害 D、锰含量很高时，钢的抗氧化性能下降
E、使钢中的硫形成较高熔点的MnS ，避免了晶界上的FeS 薄膜，消除钢的热脆性，改善热加工性能
F、高锰奥氏体钢的变形阻力较大，且钢锭中柱状结晶明显，锻轧时较易开裂
G、由于提高了淬透性和降低了马氏体转变温度，对焊接性能有不利影响。在适当范围内应降低碳含量 (4)在钢中的应用
A、易切削钢中常有适量的锰和磷，MnS夹杂使切屑易于碎断 B、普通低合金钢中利用锰来强化铁素体和珠光体，提高钢的强度，锰含量一般为1％-2%
C、渗碳和调质合金结构钢的许多系列中含有不超过2％的锰
D、弹簧钢、轴承钢和工具钢中利用锰强烈提高淬透性的作用，可采用油淬和空冷的淬火工艺，减少开裂、扭曲和变形
E、耐磨钢、无磁钢、不锈钢、耐热钢，包括高碳高锰耐磨铸钢(C:1.0 ％-1.4%，Mn:10％-14%)，中碳高锰无磁钢(C:0.3
％-0.6% , Mn:18％-19%)，低碳高锰不锈钢(有Cr ，无Ni或少Ni)，高锰耐热钢（以Mn代Ni
的耐热不起皮钢，或含有Al、Mo、V等） 5、硫(S)
提高硫和锰的含量，可改善钢的被切削性能，在易切削钢中硫作为有益元素加入。硫在钢中偏析严重，恶化钢的质量。在高温下，降低钢的塑性，是一种有害元素，
它以熔点较低的FeS的形式存在；单独存在的FeS的熔点只有1190℃ ，而在钢中与铁形成共晶体的共晶温度更低，只有988℃
，当钢凝固时，硫化铁析集在原生晶界处。钢在1100-1200℃进行轧制时，晶界上的FeS就将熔化，大大地削弱了晶粒之间的结合力，导致钢的热脆现
象。因此对硫应严加控制，一般控制在0.020%-0.050%。为了防止因硫导致的脆性，应加入足够的锰，使其形成熔点较高的MnS。若钢中含硫量偏
高，焊接时由于SO2的产生，将在焊接金属内形成气孔和疏松， (1)对钢的显做组织及热处理的作用 A、氮和碳一样可固溶于铁，形成间隙式的固溶体
B、氮扩大钢的奥氏体相区，是一种很强的形成和稳定奥氏体的元素，具效力约20 倍于镍，在-定限度内可代替一部分镍用于钢中
C、渗入钢表面的氮与铬、铝、钒、钛等元素可化合成极稳定的氮化物，成为表而硬化和强化元素 D、氮使高铬和高铬镍钢的组织致密坚实
E、钢中残留氮量过高会导致宏观组织疏松或气孔 (2)对钢的力学性能的作用 A、氮有固溶强化作用
B、含氮铁素体钢中，在快冷后的回火或在室温长时间停留时，由于析出超显微氮化物，可发生沉淀硬化过程?
氮也使低碳钢发生应变时效现象。在强度和硬度提高的同时，钢的韧性下降，缺口敏感性增加，氮导致钢的脆性的特件近似磷，其作用远大于磷、氮也是导致钢产生
蓝脆的主要原因 C、提高高铬和高铬镍钢的强度，而塑性并不降低，冲击韧性还有显著提高 D、氮还能提高钢的蠕变和高温持久强度
(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用 A、氮对不锈钢的抗蚀性能无显著影响
B、对钢的高温抗氧化性也无显著影响，氮含量过高（如＞0.16%）可使抗氧化性恶化 C、含氮钢冷作变形硬化率较高，采用冷变形工艺时．应予注意
D、氮可降低高铬铁素体钢的晶粒长大倾向，从而改善其焊接性能 (4)在钢中的应用 A、氮作为合金元家，在钢的含量一般小于0.3%
，特殊情况下可高达0.6% B、主要应用于渗氮调质结构钢、普通低合金钢、不锈耐酸钢及耐热不起皮钢。氮在钢中作为合金元素的应用还在扩大
6、磷(P)
磷在钢中固溶强化和冷作硬化作用强，作为合金元素加入低合金结构钢中，能提高其强度和钢的耐大气腐蚀性能，但降低其冷冲压性能。磷与硫和锰联合使用，能增
加钢的被切削性能，增加加工件的表面质量，用于易切钢，所以易切钢含磷也较高。磷溶于铁素体，虽然能提高钢的强度和硬度，最大的害处是偏析严重，增加回火
脆性，显著降低钢的塑性和韧性，致使钢在冷加工时容易脆裂，也即所谓”冷脆”现象。磷对焊接性也有不良影响。磷是有害元素，应严加控制，一般含量不大于
0.030%-0.040%。 7、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能

引用出處：

http://lilwxy.blog.163.com/blog/static/46244073201112051143157/

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海绵铁采用优质矿石，利用氧化还原反应原理，通过滤
式除淀方式进行排除，对管道、锅炉和循环水溶解氧腐蚀经水处理后水溶解氧含量可将到0.05mg/L以下。在回转窑、竖炉或其他反应器内，用煤、焦炭，天
然气或氢气，使铁矿石或铁精矿球团在低于物料熔化温度的条件下进行低温还原，变成多孔状的产物。其中被还原出来的铁呈细小铁核，形如海锦，故称。海绵铁经
冷却、破碎、磁选，可除去脉石或其他杂质(金属铁占全铁90％以上者，可直接用于炼钢；90％以下的，用于高炉或电炉炼铁)。
　　在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失
氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于
代替废钢作为电炉炼钢的原料。海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。含铁量超过97％以上也属于海绵铁，但应用于粉末冶金
领域，其形状分块状和粉状（一次还原铁粉），如深加工还可做二次还原铁粉，其含铁量将达到99％以上。

编辑本段海绵铁滤料制成方法：

1.
铁磷还原法：轧钢氧化铁磷是钢材在加热炉中加热后在轧制过程中，其表面氧化层自行脱落而产生的。还原海绵铁除氧剂可采用热轧沸腾钢氧化铁磷作原料，因为沸
腾钢氧化铁磷中的TFe、C、S、P化学成分含量，能满足还原海绵铁生产的技术要求，在还原海绵铁中最好不要以高碳钢或合金钢氧化铁磷为原料。
　　2.铁精矿粉还原法：磁铁矿的主要成分是Fe3O4经采用湿式球磨、湿式磁选、联合选矿工艺后产出的普通精矿粉，是生产还原海绵铁的优选原料
　　3.直接还原铁：通过精铁粉或氧化铁在炉内经低温还原形式的低碳多孔状物质，其化学成分稳定，杂质含量少，主要用作电炉炼钢的原料，也可作为转炉炼钢
的冷却剂，如果经二次还原还可供粉末冶金用。

引海绵铁滤料优点：

反洗频率低，抗压强度
高，不粉化、不板结，比表面积大。活性高，再生效果好，完全符合国家锅炉水质标准。经活化处理后的海绵铁除氧剂，给海绵状多空隙的铁粒，为水中的溶解氧提
供了与活性铁进行反应的机遇，加速氧化还原反应。 　　海绵铁滤料适用范围： 　　1、适用于热水锅炉的补水; 　　2、适用于低压蒸汽锅炉的给水;
　　3、适用于工业循环冷却水补水; 　　4、适用于油田注水

海绵铁除氧原理：

海绵铁滤
料，常温过滤式除氧化学除氧，采用优质矿粉(活性海绵铁)，海绵铁主要成分是铁，其疏松多孔的内部结构，提供的比表面积是普通铁屑的5-10
倍，可使水中的氧与铁发生迅速彻底的氧化反应，通过滤式除淀方式进行排除，对管道、锅炉很循环水溶解氧腐蚀经处理后水溶解氧含量可达到0.05
mg/L以下。 　　海绵铁工作条件： 　　1.可在常温下除氧无需加热 　　2.可随时供水无需除氧水箱无需准备时间
　　3.除氧效果稳定可靠出水符合低压锅水质标准 　　4.安装方便无需高位安装

编辑本段海绵铁理化指标：

名称 指标 名称 指标 活性铁 ≥98％ 容重 2.2g/cm3 抗压强度 1500N／T 比表面积 85g／cm3 抗腐指数 ≤3.4 SiO2＋AL2O3 ≤5.5 S ≤0.03％ Cu ≤0.002％ Sn ≤0.002％ Bi ≤0.002％

引用出處：

http://baike.baidu.com/view/864054.htm

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（２）Carbide Cutting tools設計

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для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано
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（一）直接还原法生产生铁

     直接还原法是指在低于熔化温度之下将铁矿石还原成海绵铁的炼铁生产过程，其产品为直接还原铁（即DRI），也称海绵铁。

     该产品未经熔化，仍保持矿石外形，由于还原失氧形成大量气孔，在显微镜下观察团形似海绵而得名。海绵铁的特点是含碳低（＜1％），并保存了矿石中的脉石。这些特性使其不宜大规模用于转炉炼钢，只适于代替废钢作为电炉炼钢的原料。

    
直接还原法分气基法和煤基法两大类。前者是用天然气经裂化产出H2和CO气体，作为还原剂，在竖炉、罐式炉或流化床内将铁矿石中的氧化铁还原成海绵铁。主
要有Midrex法、HYL Ⅲ法、FIOR法等。后者是用煤作还原剂，在回转窑、隧道窑等设备内将铁矿石中的氧化铁还原。主要有FASMET法等。

 

    直接还原法的优点有：

    （1）流程短，直接还原铁加电炉炼钢；

    （2）不用焦炭，不受炼焦煤短缺的影响；

    （3）污染少，取消了焦炉、烧结等工序；

    （4）海绵铁中硫、磷等有害杂质与有色金属含量低，有利于电炉冶炼优质钢种。直接还原法的缺点有：

    （1）对原料要求较高：气基要有天然气；煤基要用灰熔点高、反应性好的煤；

    （2）海绵铁的价格一般比废钢要高。

 

    直接还原法已有上百年的发展历史，但直到20世纪60年代才获得较大突破。进入20世纪90年代，其生产工艺日臻成熟并获得长足发展。其主要原因是：

    （1）天然气的大量开发利用，特别是高效率天然气转化法的采用，提供了适用的还原煤气，使直接还原法获得了来源丰富、价格相对便宜的新能源。

    （2）电炉炼钢迅速发展以及冶炼多种优质钢的需要，大大扩展了对海绵铁的需求。

    （3）选矿技术提高，可提供大量高品位精矿，矿石中的脉石量降低到还原冶炼过程中不需加以脱除的程度，从而简化了直接还原技术。

 

    当前世界上直接还原铁量的90％以上是采用气基法生产的。

我国天然气主要供应化工和民用，不可能大量用于钢铁工业。由于我国煤炭储量相对丰富，20世纪90年代以来煤基直接还原法已在天津、辽宁、吉林、山东等地形成了一定的生产规模。

     直接还原铁是指用直接还原法在低温固态下还原的金属铁。按生产方法可分为煤基直接还原铁和气基直接还原铁；按用途可分为炼钢用直接还原铁和其它用直接还原铁；按产品形式可分为海绵铁（DRI）和热压块铁（HBI）。

 

     目前国内直接还原铁没有国家统一标准生产规格，只有行业内的不成文的标准，最终元素含量仍是根据客户需求。

规格如下：

一类化学成分为：TFe≥95%，SO2≤0.65%，S≤0.03%，P≤0.03%。

二类化学成分为：TFe≥92%，SO2≤5.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。

三类化学成分为：TFe≥90%，SO2≤7.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。

四类化学成分为：TFe≥88%，SO2≤10.0%，S≤0.03%，P≤0.03%。

 

     另外，含铁量超过97％以上也属于海绵铁，但应用于粉末冶金领域，其形状分块状和粉状（一次还原铁粉），如深加工还可做二次还原铁粉，其含铁量将达到99％以上，价格也相应较高。

 

 

（二）熔融还原法生产生铁

      熔融还原法是指不用高炉而在高温熔融状态下还原铁矿石的方法，其产品是成分与高炉铁水相近的液态铁水。开发熔融还原法的目的是取代或补充高炉法炼铁。与高炉法炼铁流程相比，熔融法炼铁有以下特点：

    目前世界上熔融还原法很多，其中只有Corex法技术比较成熟并已形成工业生产规模，其它诸法仍在发展和工业化过程中。熔融还原法在我国尚未得到很大发展，目前处于实验室试验和半工业试验阶段。

引用出處： 

http://knology.chinaccm.com/phrase-2006031016454100126.html

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在低于矿石熔化温度下，通过固态还原，把铁矿石炼制
成铁的工艺过程。这种铁保留了失氧时形成的大量微气孔，在显微镜下观察形似海绵，所以也称为海绵铁；用球团矿制成的海绵铁也称为金属化球团。直接还原铁的
特点是碳、硅含量低，成分类似钢，实际上也代替废钢使用于炼钢。习惯上把铁矿石在高炉中先还原冶炼成含碳高的生铁。而后在炼钢炉内氧化，降低含碳量并精炼
成钢，这项传统工艺，称作间接炼钢方法；而把炼制海绵铁的工艺称作直接还原法，或称直接炼铁（钢）法。

直接还原原理与早期的炼铁法（见块炼
铁）
基本相同。高炉法取代原始炼铁法后,生产效率大幅度提高,是钢铁冶金技术的重大进步。但随着钢铁工业大规模发展，适合高炉使用的冶金焦的供应日趋紧张。为
了摆脱冶金焦的羁绊，18世纪末提出了直接还原法的设想。20世纪60年代，直接还原法得到发展，其原因是：①50～70年代，石油及天然气大量开发，为
发展直接还原法提供了方便的能源。②电炉炼钢迅速发展，海绵铁能代替供应紧缺的优质废钢,用作电炉原料,开辟了海绵铁的广阔市场。③选矿技术提高,能提供
高品位精矿,使脉石含量可以降得很低，简化了直接还原工艺。1980年全世界直接还原炼铁生产量为713万吨，占全世界生铁产量的1.4％。最大的直接还
原工厂规模达到年产百万吨，在钢铁工业中已占有一定的位置。

海绵铁中能氧化发热的元素如硅、碳、锰的含量很少，不能用于转炉炼钢，但适用
于电弧炉炼钢。
这样就形成一个直接还原炉－电炉的钢铁生产新流程。经过电炉内的简单熔化过程，从海绵铁中分离出少量脉石，就炼成了钢，免除了氧化、精炼及脱氧操作，使新
流程具有作业程序少和能耗低的优点。其缺点是：①成熟的直接还原法需用天然气作能源，而用煤炭作能源的直接还原法尚不完善，70年代后期，石油供应不足，
天然气短缺，都限制了直接还原法的发展。②直接还原炉－电炉炼钢流程，生产一吨钢的电耗不少于600千瓦·时,不适于电力短缺地区使用。③海绵铁的活性
大、易氧化，长途运输和长期保存困难。目前，只有一些中小型钢铁厂采用此法。

现在达到工业生产水平或仍在继续试验的直接还原方法约有二十余种，主要分为两类：

使用气体还原剂的直接还原法 
按工艺设备来分，有三种类型，包括竖炉法、反应罐法和流态化法。作为还原剂的煤气先加热到一定温度（约900℃）,并同时作为热载体，供还原反应所需的热
量。要求煤气中H2、CO含量高,CO2、H2O含量低；CH4在还原过程中分解离析的碳要影响操作,含量不得超过3％。用天然气转化制造这样的煤气最方
便；也可用石油（原油或重油）制造，但价格较高。用煤炭气化制造还原气，是正在研究的课题。

竖炉法 
在竖炉中炉料与煤气逆向运动，下降的炉料逐步被煤气加热和还原，传热、传质效率较高。竖炉法以Midrex法为代表，是当前发展最快、应用最广的直接还原
炼铁法，其改进的生产流程示意见图1。作为原料的氧化球团矿自炉顶加入竖炉后，依次经过预热、还原及冷却三个阶段。还原所得的海绵铁，冷却到50℃后排出
炉外，以防再氧化。还原煤气用天然气及竖炉本身的一部分煤气制造，先加热到760～900℃，在竖炉还原段下部通入。炉顶煤气回收后分别用于煤气再生、转
化炉加热和竖炉冷却。此法的生产率很高，每吨产品能耗可低达2.56×106千卡,产品质量好，金属化率达92％。1980年全世界建有800万吨/年设
备能力，总年产量约396万吨 (占直接还原铁的50％)。

直接还原炼铁

其他竖炉法有
Purofer法，为联邦德国提出。特点是用蓄热式天然气转化炉制造还原气，可以获得较高的煤气温度。另外，竖炉不设冷却段，海绵铁在隔绝空气条件下热排
料，然后进行钝化处理或送电炉热装。此法缺点是设备及操作较复杂。现在只在伊朗建有一个生产工厂。Wiberg法是30年代瑞典开创的一种竖炉法，使用电
弧供热的煤炭气化炉制造还原煤气。世界各地曾建立若干小型工厂，目前都已停产。但瑞典又在研究用等离子体加热的煤粉气化炉代替电弧供热的煤炭气化炉，对
Wiberg法进行改造，1981年已投产。

中国广东省曾进行水煤气竖炉的试验，并取得了成功，但未投入生产。

反应罐法 
墨西哥的HyL法
(指其第一代和第二代)是唯一的工业化反应罐法,在反应罐中炉料固定不动,通入热还原煤气依次进行预热、还原和冷却，最后定期停气，把炉料排出罐外。工艺
流程见图2。为了克服固定床还原煤气利用不良的缺点,HyL法采用了4个反应罐串联操作，还原煤气用天然气制造,先在换热式转化炉中不充分转化。经过每一
个罐反应后都进行脱水、二次转化和提温，煤气在1100℃的高温下进行还原。

直接还原炼铁

HyL
法使用排料杆,在停止通气下,强迫排料,因此不怕炉料粘结，操作温度较高，虽系间断作业，生产率并不低。缺点是煤气利用差,热耗大(达3.4×106千卡
/吨)，产品质量不均。HyL海绵铁含碳高
(1.2～2.0％)，不易再氧化。墨西哥建有用此法正式生产的工厂。其产量仅次于Midrex法，1980年产量为236万吨。第三代的HyL法已放弃
四个反应罐，改用一个，接近Midrex法，于1980年投产。

流态化法  在流化床中用煤气还原铁矿粉的方法。在流态化法还原中，煤气除用作还原剂及热载体外，还用作散料层的流化介质。图3示出流态化还原的一般原理。细粒矿石料层被穿过的气流流态化并依次被加热、还原和冷却。还原产品冷却后压块保存。

直接还原炼铁

流
态化还原有直接使用矿粉省去造块的优点，并且由于矿石粒度小而能加速还原。缺点是：因细粒矿粉甚易粘结，一般在600～700℃不高的温度下操作，不
仅还原速度不大，而且极易促成CO的析碳反应。碳素沉析过多，则妨碍正常操作。为了克服这一困难，流态化还原多采用价格高的高氢煤气。此外，流态化海绵铁
活性很大,极易氧化自燃,需加处理，才便于保存和运输。1981年中国在山东枣庄进行半工业试验，后投产。

使用固体还原剂的直接还原法  回转窑是最重要的使用固体还原剂（煤炭）进行直接还原的设备。图4示出回转窑炼铁的工作原理。

直接还原炼铁

由
还原剂（0～3毫米粒度的煤炭）、小块矿石和细粒石灰石（白云石）等组成的炉料由窑尾投入，窑体稍有倾斜，在转动时炉料逐渐向窑头运动。窑头设有烧
嘴，使用能产生火焰的燃料（煤气、燃油或烟煤粉）。产生的高温窑气抽向窑尾，气流与固体炉料逆向运动，逐步把固体料加热，料温达到
800℃左右，开始固体碳还原

 

析出的CO在料层上部空间燃烧；放出热量补充加热。为了保持料层中还原气氛，炉料配加的煤炭量必须超过还原反应的需要量。

按
照出料温度，回转窑可以生产海绵铁、粒铁或液铁。但以回转窑海绵铁法最重要。回转窑炼铁的主要优点是可以直接使用资源丰富的煤炭。其缺点是生产率低。
最有代表性的回转窑海绵铁法是SL/RN和Krupp法，二者工艺流程基本相同。为了提高产量，减轻窑内预热段工作负担，在窑前配置链篦机，能把入窑料加
热到
800℃。在窑内配置随窑体转动的二次风机，以强化还原析出CO供燃烧(70年代以来改用氧化球团或块矿入炉,取消了链篦机)。还原出的海绵铁经过回转冷
却筒冷却到150℃排料。把混合的剩余碳和吸硫的石灰清除后,得到产品(图5）。回转窑海绵铁产量在1980年占直接还原铁的15％。中国曾于40年代初
在四川綦江进行了日产10吨规模的海绵铁生产试验，金属化率可达90％以上，但因铁矿脉石无法分离，未能正常生产。

直接还原炼铁

把
回转窑的出料温度提高到1250℃左右，固体料呈半熔化状态,已还原的铁滴在滚动中聚合成小的铁粒,出窑后水淬冷却可与脉石杂质磁选分离，得到粒铁。
此法称为回转窑粒铁法(Krupp-Renn法)，它能处理选矿困难的贫铁矿，20世纪30年代曾在一些地区广泛发展，但该法生产率很低，事故频繁，60
年代后已全部停产。

北京钢铁学院炼铁教研室：《炼铁学》，下册，冶金工业出版社，北京，1960。

引用出處：

http://www.hudong.com/wiki/%E7%9B%B4%E6%8E%A5%E8%BF%98%E5%8E%9F%E7%82%BC%E9%93%81

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BW
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國內外鐵氧體的生產廠家很多，在此僅以美國的Magnetics公司生產的Mn-Zn鐵氧體為例介紹其應用狀況。分為三類基本材料：電信用基本材料、寬帶及EMI材料、功率型材料。
軟
磁鐵氧體是以Fe2O3為主成分的亞鐵磁性氧化物，采用粉末冶金方法生產。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等幾類，其中Mn-Zn鐵氧體的產量和用
量最大，Mn-Zn鐵氧體的電阻率低，為1～10 歐姆-米，一般在100kHZ
以下的頻率使用。Cu-Zn、Ni-Zn鐵氧體的電阻率為102～104 歐姆-米，在100kHz～10
兆赫的無線電頻段的損耗小，多用在無線電用天線線圈、無線電中頻變壓器。磁芯形狀種類豐富，有E、I、U、EC、ETD形、方形（RM、EP、PQ）、罐
形（PC、RS、DS）及圓形等。在應用上很方便。由於軟磁鐵氧體不使用鎳等稀缺材料也能得到高磁導率，粉末冶金方法又適宜於大批量生產，因此成本低，又
因為是燒結物硬度大、對應力不敏感，在應用上很方便。而且磁導率隨頻率的變化特性穩定，在150kHz以下基本保持不變。隨著軟磁鐵氧體的出現，磁粉芯的
生產大大減少了，很多原來使用磁粉芯的地方均被軟磁鐵氧體所代替。

软磁材料及磁芯选用规范[艾默生网络能源内部资料]
    1.目的
    规范公司电磁元件中软磁材料和磁芯的选用，保证我司在电磁元件设计合理地选用软磁材料和磁芯。

磁粉芯是由
铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料.由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5
微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特
性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定.主要用于高频电感.磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的
大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等.

常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种.

磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为: μe = DL/4N2S × 109

其中:D 为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N 为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2).

常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成.在粉芯中价格最低.饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100;初始磁导率μi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高.

 

铁粉芯是磁性材料四氧化三铁的通俗说法,主要应用于电器回路中解决电磁兼容性(EMC)问题.实际应用时,根据不同波段下对滤波要求不同会添加各种不同的其他物质(一般为企业机密).

电磁兼容是指电器回路中由于各种不同原因产生的杂波,这些杂波不仅对电器回路的正常运转有妨害,而且其辐射对人体有一定害处.所以各国(尤其是欧盟)对此有各种规定,即电磁兼容性(EMC).

电线上面的杂波主要通过磁环来解决其电磁兼容性问题.当一定波段的杂波通过磁环时,磁环的电磁特性导致这一波段的电流被转化为磁力以及部分热量从而被消耗掉.来达到降低杂波的目的.

磁环的材料目前比较多的是铁粉芯(价格低廉,应用广泛),高级的还有稀土材料等.

实验表明,任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同．根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可粗略地分为三类:顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质．

根据分子电流假说,物质在磁场中应该表现出大体相似的特性,但在此告诉我们物质在外磁场中的特性差别很大．这反映了分子电流假说的局限性．实际上,各种物质的微观结构是有差异的,这种物质结构的差异性是物质磁性差异的原因．

我
们把顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质部铁磁性物质称为强磁性物质．通常所说的磁性材
料是指强磁性物质．磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料．磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁性材料,不容易去碰的物质叫硬磁性材料．一
般来讲软磁性材料剩磁较小．硬磁性材料剩磁较大．

磁性材料按化学成份分,常见的有两大类:金属磁性材料和铁氧体．铁氧体是以氧化铁为主要
成分
的磁性氧化物．软磁性材料的剩磁弱,而且容易去磁．适用于需要反复磁化的场合．可以用来制造半导体收音机的天线磁棒、录音机的磁头、电子计算机中的记忆元
件,以及变压器、交流发电机、电磁铁和各种高频元件的铁芯等．常见的金属软磁性材料有软铁、硅钢、镍铁合金等,常见的软磁铁氧体有锰锌铁氧体、镍锌铁氧体
等．硬磁性材料的剩磁强,而且不易退磁,适合制成永磁铁,应用在磁电式仪表、扬声器、话筒、永磁电机等电器设备中．常见的金属硬磁性材料有碳钢、钨钢、铝
镍钴合金等,常见的硬磁铁氧体为钡铁氧体和锯铁氧体．

Saturation (CoEv) 饱和

当磁化力(H)增加时,如果磁性材料中的磁通密度(B)没有相应地随之增加,这时称作饱和.饱和与磁芯的磁性有关.每种材料都只能储存一定数量的磁通密度.超出这个磁通密度,磁芯的导磁率将急遽下降,结果导致电感量下降.

Saturation (Raychem) 饱和

在磁性材料能够存在的最大磁通量.

 

Saturation Flux Density饱和磁通密度

磁性材料饱和时的磁通磁度.

Saturation Current (CoEv) 饱和电流

在电感器中流过的直流偏置电流,和没有直流偏置电流时的电感量相比较,它会引起电感量下降一个规定的数值.在用於储能的情况下,对於铁氧体磁芯规定这个数值是下降10%,对於铁粉磁芯则规定这个数值是下降20%.

Saturation Current (Raychem) 饱和电流

在
电感器中流过、引起电感量下降一个规定数量的直流偏置电流.电感量下降的数量是从直流电流
为零时的电感量开始计算.通常电感量下降的数量规定為1%和20%.铁氧体磁心的电感量下降规定为10%,用于储存能量的粉末磁心的电感量下降规定为
20%.直流偏置电流之所以会引起电感下降是与磁心的磁性有关.磁心和磁心周围的空间只能存储一定量的磁能.超出磁通密度最大点以后,磁心的导磁率降低.
因此,电感随之下降.空心电感并不存在磁心饱和的问题.

 

电感值跟导磁率成正比,

导磁率=B/H

B是磁通密度              

H是磁场强度

B跟H不懂没关系,再简单一点说,B场就是简单的我们实实在在感觉到的磁场,只要B不等于零,我们就会实实在在的感受到磁场,H是由电流产生的磁场,有时候,看简单一点,H跟外加电流成正比就是了.

你就简单当是你加的电流也可以啦.

饱和磁通密度嘛就是我们的磁性材料不好嘛,这没办法呀,是磁性材料的特性呀.(如果不满意,找飞利浦算帐,ferrite是他们发明的.)

一定会饱和啦,

我们对磁性材料慢慢外加电流,磁流密度会跟著增加,

当加电流至某一程度时,我们会发现,磁通密求会增加得很慢,

而且会趋近一渐近线.当趋近这一渐近线时,这时的磁通密度,我们就称為饱和磁通密度,饱和磁通密度干什麼的?有什麼重要?

电感值跟导磁率成正比,

导磁率=B/H

B是磁通密度,H是磁场强度(电流增加,H会增加.)

H会增加,但B不会增加,

那会有什么很果,那很简单嘛,导磁率会趋近零啦!

电感值跟导磁率成正比,

导磁率趋近零,那电感值会是多少?

当然是会没感值啦!

没感值的电感还是电感吗?

没感值的变压器会感应磁场吗?

都不会啦!

加电流到了饱和磁通密度,那已经是没有感值的东西,

不是电感或者是变压器了!

简单吧!

如果要了解磁性材料的磁滞曲线长成什么样子,我有空会贴给出来.

导磁率跟磁滞曲线是一致的.产品应用时,磁滞曲线是怎麼跑的;

而且导磁率是复数,不单是复数,而且是张量.(反正是很恐怖的数学就是了,真的很恐怖喔,不然我也不会忘记!)

不过,做电感或变压器,了解到复数就够应用了.

Bs
高:相同的磁通需要较小磁心截面积,磁性元件体积小.低频时Bs限制了最大工作磁通密
度,高频时,主要是损耗限制了磁通密度的选取,Bs显得并不重要.事实上Bs基本上跟饱和电流关系不大,Bs-Br才决定了饱和的电流,因为这个会使得
B-H曲线更加倾斜,单纯的Bs不会有此决定意义.

 

同一条磁化曲线,不同变压器工作点不同.电流互感器工作于曲线直线部
分.工频电源变压器工作
于磁化曲线靠近饱和部分.直流变换器和开关电源变压器磁化曲线的饱和点是一个重要参数,不可自由选择.输出变压器和阻流圈又要求磁性材料的导磁率、小脉冲
变压器则要求脉冲导磁率.大脉冲变压器则要求、Bs-Br,诸此等等.

一 软磁材料的发展

    软磁材料在工业中的应用
始于19世纪末.随着电力工及电讯技术的兴起,开始使用低碳
钢制造电机和变压器,在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等.到20世纪初,研制出了硅钢片代替低碳钢,提高了变压器的效
率,降低了损耗.直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位.到20年代,无线电技术的兴起,促进了高导磁材料的发展,出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉
芯等.从40年代到60年代,是科学技术飞速发展的时期,雷达、电视广播、集成电路的发明等,对软磁材料的要求也更高,生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体
材料.进入70年代,随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展,研制出了磁头用软磁合金,除了传统的晶态软磁合金外,又兴起了另一类材料—非晶态软磁合
金.

 

二 常用软磁磁芯的种类

    铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元.
按(主要成分、磁性特点、结构特点)制品形态分类: (1) 粉芯类: 磁粉芯,包括:铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯(High
Flux)、坡莫合金粉芯(MPP)、铁氧体磁芯 (2) 带绕铁芯:硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金

 

三 常用软磁磁芯的特点及应用

(一) 粉芯类

1.
磁粉芯 磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料.由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5
微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特
性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定.主要用于高频电感.磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的
大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等. 常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种.
磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为: μe = DL/4N2S ×109 其中:D 为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N
为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2).

(1) 铁粉芯 常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成.在粉芯中价格最低.饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100;初始磁导率μi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高.

(2)
坡莫合金粉芯 坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux). MPP
是由81%Ni、2%Mo及Fe粉构成.主要特点是:饱和磁感应强度值在7500Gs左右;磁导率范围大,从14~550;在粉末磁芯中具有最低的损耗;
温度稳定性极佳,广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生.主要应用于300kHz以下的高品质因素Q滤波
器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC电路中常用, 粉芯中价格最贵.
高磁通粉芯HF是由50%Ni、50%Fe粉构成.主要特点是:饱和磁感应强度值在15000Gs
左右;磁导率范围从14~160;在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度,最高的直流偏压能力;磁芯体积小.主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率
因素校正电路等, 在DC 电路中常用,高DC 偏压、高直流电和低交流电上用得多.价格低于MPP.

(3) 铁硅铝粉芯(Kool
Mμ Cores) 铁硅铝粉芯由9%Al、5%Si,
85%Fe粉构成.主要是替代铁粉芯,损耗比铁粉芯低80%,可在8kHz以上频率下使用;饱和磁感在1.05T
左右;导磁率从26~125;磁致伸缩系数接近0,在不同的频率下工作时无噪声产生;比MPP有更高的DC偏压能力;具有最佳的性能价格比.主要应用于交
流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等.有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用.

2. 软磁铁氧体(Ferrites)
软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物,采用粉末冶金方法生产.有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等几类,其中Mn-Zn铁氧体的产量和
用量最大,Mn-Zn铁氧体的电阻率低,为1~10
欧姆/米,一般在100kHZ以下的频率使用.Cu-Zn、Ni-Zn铁氧体的电阻率为102~104欧姆/米,在100kHz~10
兆赫的无线电频段的损耗小,多用在无线电用天线线圈、无线电中频变压器.磁芯形状种类丰富,有E、I、U、EC、ETD形、方形(RM、EP、PQ)、罐
形(PC、RS、DS)及圆形等.在应用上很方便.由于软磁铁氧体不使用镍等稀缺材料也能得到高磁导率,粉末冶金方法又适宜于大批量生产,因此成本低,又
因为是烧结物硬度大、对应力不敏感,在应用上很方便.而且磁导率随频率的变化特性稳定,在150kHz以下基本保持不变.随着软磁铁氧体的出现,磁粉芯的
生产大大减少了,很多原来使用磁粉芯的地方均被软磁铁氧体所代替.
国内外铁氧体的生产厂家很多,在此仅以美国的Magnetics公司生产的Mn-Zn铁氧体为例介绍其应用状况.分为三类基本材料:电信用基本材料、宽带
及EMI材料、功率型材料. 电信用铁氧体的磁导率从750~2300, 具有低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关系,
是磁导率在工作中下降最慢的一种,约每10年下降3%~4%.广泛应用于高Q滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接近传感器.宽带铁氧体也就
是常说的高导磁率铁氧体,磁导率分别有5000、10000、15000.其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性.广泛应用于共模滤波器、
饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器,在宽带变压器和EMI上多用.功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度,为
4000~5000Gs.另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系.也就是说,随频率增大、损耗上升不大;随温度提高、损耗变化不大.广泛应用于功率
扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路.

 

(二) 带绕铁芯

1.
硅钢片铁芯
硅钢片是一种合金,在纯铁中加入少量的硅(一般在4.5%以下)形成的铁硅系合金称为硅钢.该类铁芯具有最高的饱和磁感应强度值为20000Gs;由于它
们具有较好的磁电性能,又易于大批生产,价格便宜,机械应力影响小等优点,在电力电子行业中获得极为广泛的应用,如电力变压器、配电变压器、电流互感器等
铁芯.是软磁材料中产量和使用量最大的材料.也是电源变压器用磁性材料中用量最大的材料.特别是在低频、大功率下最为适用.常用的有冷轧硅钢薄板DG3、
冷轧无取向电工钢带DW、冷轧取向电工钢带DQ,适用于各类电子系统、家用电器中的中、小功率低频变压器和扼流圈、电抗器、电感器铁芯,这类合金韧性好,
可以冲片、切割等加工,铁芯有叠片式及卷绕式.但高频下损耗急剧增加,一般使用频率不超过400Hz.从应用角度看,对硅钢的选择要考虑两方面的因素:磁
性和成本.对小型电机、电抗器和继电器,可选纯铁或低硅钢片;对于大型电机,可选高硅热轧硅钢片、单取向或无取向冷轧硅钢片;对变压器常选用单取向冷轧硅
钢片.在工频下使用时,常用带材的厚度为0.2~0.35毫米;在400Hz下使用时,常选0.1毫米厚度为宜.厚度越薄,价格越高.

2.
坡莫合金
坡莫合金常指铁镍系合金,镍含量在30~90%范围内.是应用非常广泛的软磁合金.通过适当的工艺,可以有效地控制磁性能,比如超过105的初始磁导率、
超过106的最大磁导率、低到2‰奥斯特的矫顽力、接近1或接近0的矩形系数,具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性,可以加工成1μm的超薄带
及各种使用形态.常用的合金有1J50、1J79、1J85等.1J50
的饱和磁感应强度比硅钢稍低一些,但磁导率比硅钢高几十倍,铁损也比硅钢低2~3倍.做成较高频率(400~8000Hz)的变压器,空载电流小,适合制
作100W以下小型较高频率变压器.1J79 具有好的综合性能,适用于高频低电压变压器,漏电保护开关铁芯、共模电感铁芯及电流互感器铁芯.1J85
的初始磁导率可达十万以上,适合于作弱信号的低频或高频输入输出变压器、共模电感及高精度电流互感器等.

3.
非晶及纳米晶软磁合金(Amorphous and Nanocrystalline alloys)
硅钢和坡莫合金软磁材料都是晶态材料,原子在三维空间做规则排列,形成周期性的点阵结构,存在着晶粒、晶界、位错、间隙原子、磁晶各向异性等缺陷,对软磁
性能不利.从磁性物理学上来说,原子不规则排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶态结构对获得优异软磁性能是十分理想的.非晶态金属与合金是70年代问世的
一个新型材料领域.它的制备技术完全不同于传统的方法,而是采用了冷却速度大约为每秒一百万度的超急冷凝固技术,从钢液到薄带成品一次成型,比一般冷轧金
属薄带制造工艺减少了许多中间工序,这种新工艺被人们称之为对传统冶金工艺的一项革命.由于超急冷凝固,合金凝固时原子来不及有序排列结晶,得到的固态合
金是长程无序结构,没有晶态合金的晶粒、晶界存在,称之为非晶合金,被称为是冶金材料学的一项革命.这种非晶合金具有许多独特的性能,如优异的磁性、耐蚀
性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性,高的电阻率和机电耦合性能等.由于它的性能优异、工艺简单,从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点.目前
美、日、德国已具有完善的生产规模,并且大量的非晶合金产品逐渐取代硅钢和坡莫合金及铁氧体涌向市场.

引用出處：

http://bbs.dianyuan.com/topic/139114

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Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik
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быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC
картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы,
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is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide
material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for
mould & die, aero space and electronic industry. Our main products
include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card
cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread
reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and
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如果要用一個關鍵字來概括最近幾年觸控面板的發展動
向，毫無疑
問地，這個關鍵字便是「多點觸控」。多點觸控技術不但賦予手機的小尺寸觸控面板更靈活、多樣的操作功能，而且在對角線10吋以上的操作區域中，多點觸控更
能充分發揮其特色，因此也開啟了這類中大型觸控面板的新紀元。所以，如果要選出觸控面板的第二個關鍵字，那便是「大型化」。本文將分上、下二期針對「多點
觸控」與「大型化」這兩個主題，介紹觸控面板的最新技術與產品，以及未來的展望。

 

一、多點觸控面板產品

2007
年，具有多點觸控功能的Apple
iPhone智慧型手機問世，引發了多點觸控面板的風潮。iPhone採用的多點觸控技術是投射電容式，時至今日，具有多點觸控功能的技術已經不只一種。
表1列出各種類型的觸控面板，其中特別用星號標示的，是已經實用化的兩點或多點觸控技術。

 

以下針對表一中所列出的多點觸控技術，做一簡單的介紹。

 

(一) 電阻式觸控面板

可
做多點觸控的電阻式觸控面板，可分為數位型與數位/類比型兩種：
這類產品以法國Stantum公司為代表。上下部電極的組成，如同傳統的塑膠膜/玻璃(F/G)或玻璃/玻璃(G/G)電阻式觸控面板，上
下部電極同樣以dot
spacer隔開。但是，兩個方向(X與Y)的ITO電極蝕刻成互相垂直的長條狀，形成矩陣的形態；XY矩陣的電極相當緻密，排列週期(pitch)為
1~2
mm。觸摸位置的偵測是藉由兩個掃描動作：每次對一條下部(X軸)電極施加電流(掃描1)，同時偵測與這條下部電極交叉的每一條上部(Y軸)電極的電壓
(掃描2)，當手指觸摸使上下電極接觸時，會產生電壓的變化，藉此可測出觸摸的位置。因為這樣的工作原理，觸摸的反應速度很快，大約為2
ms。而且，只要有壓力能使上下電極接觸，便能偵測，所以不論手指直接觸摸、帶著手套觸摸或是筆寫，都可以輸入。當觸摸區域內的電極數量非常多(例如手指
接觸)時，可以利用軟體算出觸摸區域的重心，以研判觸摸位置。另外，內建的軟體可以辨別手掌靠在面板上的情況而加以忽視(所謂的palm
rejection)，所以可以將手掌邊緣靠在面板上書寫，如同一般的紙張。

Stantum已發表10.1吋、16:9寬螢幕、可支援10
點以上多點觸控的電阻式觸控面板，其中電極pitch 為2 mm，而定位準確度為1
mm。10吋的觸控面板使用一個控制IC，如果是10~20吋的產品，則使用兩個控制IC。這種產品的材料與製作方法基本上和傳統的電阻式觸控面板相同，
因為不使用特殊材料，不需要特定的供應商，這樣在製造上有成本的優勢。

 

2. 數位/類比型

和上述的數位型
一樣，數位/類比型的XY長條電極也是直角交叉排列成矩陣，但是長條的寬度為20~25
mm，所以定位的精密度遠不如數位型，比較適用於較大尺寸(如12吋)，而且不要求準確定位的觸控面板。數位/類比型的工作原理和傳統的四線電阻式觸控面
板相同，但是因為電極分割成長條狀，因此可以偵測多點(2~3點)觸摸。然而，當觸摸點位於同一個X(或Y)長條電極時，如同傳統的電阻式觸控面板，這時
並無法分辨多點觸摸。這類產品以Fujitsu component
HP為代表，該公司已發表5.6~12.1吋的產品，其中XY電極組成一個84的矩陣。

(二) 投射電容式觸控面板

 

圖四、(A)表面聲波型觸控面板的基本原理

 

(二) 大型觸控面板產品

1. Wire Sensing投射電容式觸控面板

這
個產品是由英國的Zytronic公司所開發的，其剖面結
構為：窗玻璃/塑膠膜/細金屬線圖案/塑膠膜/顯示器，其中細金屬線便是觸摸感測器，金屬線的直徑約為數十μm，感測器含塑膠膜的總厚度約為100μm。
細金屬線也可以夾在玻璃板和玻璃板之間。因為細金屬線深埋在玻璃中，保護性極佳，而且即使窗玻璃厚達20
mm，也能偵撤到觸摸，所以這種產品非常適用於戶外。目前Zytronic已推出50吋的產品，可用於自動販賣機或不動產介紹用的面板。

2. Gunze的大畫面觸控面板

Gunze
推出利用DPT(direct print
technology)膜製成的多點輸入電容式觸控面板，可以支援到50吋的畫面，也可以用在曲面上。所謂DPT膜，是將銀線印在塑膠基材上，銀線寬度是
20μm，pitch為300μm，銀線交叉成方格網狀。將網狀銀線蝕刻圖案化，便成為電容感測器。

3. Sharp的60吋多點觸控面板

Sharp在2010年8月發表可做多點觸控的60吋IR觸控面板。雖然和傳統的產品一樣，採用IR遮斷偵測的原理，但Sharp採用自行開發的遮斷偵測方法，即使不同觸摸點的X或Y座標相同，仍然可以分辨，藉此達到多點觸控的功能。

4. Tyco的大型聲波式觸控面板

Tyco的SAW與APR兩種觸控面板，都可以製成60吋的大型觸控面板。SAW已如前所述，至於APR的工作原理，簡單敘述如下。

在
玻璃背面(相對於觸摸面而言)的邊緣安裝四個由壓電材料製成的振動感測器，當物體或手指 接觸玻璃上的一點時，接觸點會產生一個板波(plate
wave)脈衝，以玻璃板為介質向四周傳遞，由感測器接收。板波的運動方式是屬於彎曲波(bending
wave)，薄板(玻璃)的整體產生對稱或反對稱的位移，與表面波中只有介質表面產生位移的情況不同。

黏在玻璃上的感測器有如麥克
風，會將板波脈衝轉換為電訊號，不同的觸摸點(波動起點)會造成特定波形的電訊號。因此只要事先將各觸摸點對應的電訊號波形儲存在資料庫中，實際工作時採
用數位化波形的比對，可以很快找到觸摸位置，再加上位置計算的演算法，可以得到1
mm的高解析定位結果。另外，與資料庫數據不合的波形會被刪除不計，所以如果有其他接觸玻璃的誤動作或者聲音來源，系統也可以辨別而加以忽略。因為必須事
先儲存各觸摸點的電訊號波形，以便整合為系統的一部分，但是各觸摸點的電訊號波形會隨面板的設計而不同，所以APR比較難做少量多樣的生產。另一方面
---本文節錄自「材料最前線」專欄，完整資料請見下方附檔。

表六、多點觸控技術的優劣比較

作者：

引用出處： 

http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=9351

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCBN刀具、PCD刀具、單晶刀具、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、航空機械鉸刀、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！  

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Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao
City,Chiayi Hsien,Taiwan

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奈米金屬粉體發展至今已有五、六十年的歷史，但直到
1990
年代，隨著電子產品微小化的發展及高功能性材料的需求，國內外不管是系統或材料廠商，無不積極開發奈米金屬粉體材料。全球資通訊(Information
& Communications
Technology;ICT)產品除輕、薄、短、小等需求外，具有「可撓曲及節能省碳」特性則為本世紀非常重要的訴求議題，因為不論是材料或製程都須符
合環保法規、製作簡易、設計自由度高及製程整合佳等特點，才能融入個人化、移動載具與居住空間等資訊電子產品設計規範。

 

奈米金屬導體油墨技術

導
電材料於軟性電子的應用相當
廣泛，依用途可分為電極及連接電路；依型態可分為透光及非透光；依製程不同可分為乾式沉積及濕式塗佈或印刷技術；依電阻性可從數千Ω/ 到數個Ω/
；依材料可分為金屬、氧化物及導電高分子。而軟性電子產業需求之導電材料有以下兩大類：1採用傳統乾式沉積法製作之導電薄膜，再輔以圖案化技術（如
Photo Lithography）製作需要電極或線路圖案，而此部分以透明無機導電氧化物為主（例如ITO 、IZO 、AZO
、ZnO），將其製作於塑膠基材上（例如PET 、PEN
或PC），依此法製作之導電層具有較高的導電度，但缺點為生產成本高、導電度調控能力低及後續應用成本高，未來應用將以大量生產之顯示器、顯示看板及照明
元件等產業為主。

 

 

奈米金屬材料合成技術

奈米金屬材料合成技術大致可分 為Bottom
Up 及Top Down 。Bottom Up
是利用化學的方法，由原子級金屬前驅物以化學反應的操控而得到奈米級金屬粉體，並且可由保護劑的結構設計，得到自組裝排列結構或奈米線/ 棒；而Top
Down
是以物理的方法將固體粒子細微化。此兩種技術各有其優缺點，需視其適用的材質和品質，或粒子大小形狀來決定使用何種技術。茲就各公司或學術機構的發展現
況，簡介如下。

 

1. 瑞士聯邦理工學院ETHZ

ETHZ 發表以Reducing Flame
合成技術製備Core/Shell 結構奈米銅金屬粒子，奈米銅周圍以Graphene 保護，導致奈米銅金屬可於室溫下空氣中使用。 材
化所利用同步(In-situ)化學還原技術合成奈米金屬粉體，包含合成奈米金、銀和銅等技術（圖三為奈米金屬銅粉體大小之TEM
圖），可控制其大小範圍分別為3~10 nm 和8~50 nm
，以確保該金屬粉體可於低溫製程下加工形成連續導體材料。此奈米金屬合成技術的主要特色為設計合成不同結構之保護劑（具有孤對電子元素或低溫自裂解性），
以同步化學還原法合成具有粒徑均勻、儲存穩定、抗氧化及低溫化等特性之奈米金屬粉體材料，經過燒結製程後，可獲得良好之導電特性（電阻率<10
µΩ-cm）。此具低溫自裂解性保護劑與傳統製程所使用的高分子Polyvinyl
Pyrrolidone(PVP)相比，合成系統不需經過繁瑣的清洗過程，即可獲得較佳之導電特性。

圖三、奈米金屬粒子之TEM 圖

 

 

奈米金屬粉體材料用於旋轉塗佈和Roll-to-Roll 等製程技術

奈
米金屬粉體材料的應用面很廣泛，以下將針對其於電子產品的應用加以說明。隨著電子產品微小化的發展，基板高密度化、層板數的提升，以及通孔數的增加成為必
然的結果。 芬蘭的VTT
公司將奈米銀墨水以旋轉塗佈的方式在基板上成膜，再利用電子束掃描技術燒結奈米銀粒子，可圖案畫出導電線路。當掃描速度由µs 增加至ms
，導電性可由4 個數量級提升至5 個數量級，最佳導電性為3.7 × 107 S/cm ，相較於以120°C 加熱20
分鐘燒結方式，提高了約100 倍的導電性。

 

 

圖六、利用電子束燒結金屬粉體製作線路設備示意圖

 

奈米金屬粉體材料應用

有
機印刷式電子於2005 年開始萌芽，2010 年後，其應用將呈現大幅成長，而印刷式電子(Printed
Electronics)技術主要應用領域分別為有機太陽電池、有機記憶體(Organic Memory)、可印式RFID
標籤、可撓式顯示器、可撓式電池、感測元件 (Sensors)及整合上述元組件開發不同智慧型模組(Smart
Module)應用……以上內容為重點摘錄，如欲詳全文請見原文

 

作者：邱國展、黃思博 / 工研院材化所

★本文節錄自「工業材料雜誌293期」，更多資料請見：

引用出處： 

http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=9340

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фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм
для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано
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BW
is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide
material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for
mould & die, aero space and electronic industry. Our main products
include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card
cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread
reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and
worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline
shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please
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複合材料是組合兩種或兩種以上的
材料，各取其優點補其不足，製成兼具兩者特性的新型材料。在高分子複合材料領域中，往往是在有機相中添加入一些如玻璃纖維、氧化鋁纖維、黏土、碳黑或陶瓷
材料等無機物來當作填充物或補強劑而形成複合材料。聚醯亞胺和黏土(Clay)具有獨特性能，亦是目前用於製備高分子奈米複合材料最受矚目之材料，本文所
探討之高分子奈米複合材料即是聚醯亞胺和黏土所製備而成，並期望將其應用於阻氣材料。高分子材料之阻氣性取決於材料之自由體積，自由體積越小之高分子，其
阻氣性越好，奈米尺度之黏土片層加入高分子中，可有效改善高分子材料之阻氣性，導致高分子材料阻氣性提升之可能原因包括：(1)奈米黏土片層抑制高分子鏈
之運動，使高分子內自由體積尺寸及數量減少；(2)奈米黏土片層擁有高的尺寸比及氣體不透性，因此相對地增加氣體分子通過薄膜內的路徑，因為氣體通過的阻
礙增加擴散不易，使得阻氣性提升。聚醯亞胺/黏土奈米複材之阻氣性受到黏土組成及烘烤條件之影響，黏土組成決定黏土片層對高分子鏈運動之抑制程度、黏土片
層之分散狀態，以及黏土與高分子界面是否有孔隙生成，烘烤條件則決定高分子鏈之堆疊密度及黏土片層之分散狀態，因此本文將利用正電子湮滅壽命光譜儀
(Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy; PALS)與電子顯微鏡(Electron
Microscopy;
EM)等檢測技術，探討無機添加物組成及烘烤條件對阻氣性奈米複材微結構、自由體積分布之影響，解析微結構、自由體積變化與奈米複材阻氣性之相互關係，以
期望製備具高阻氣性能之高分子奈米複合材料。