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基材
(matrix)在纖維複合材料中的主要功能是傳送應力，保護並固定纖維，使其避免直接的模擦及侵蝕。通常基材的選擇關係到複合材料將使用的溫度、所需的
電氣特性、及使用環境侵蝕作用的大小等因素。常用的高分子基材依其化學特性可分為熱塑性塑膠(thermoplastic)
及熱固性塑膠(thermoset)
兩大類，本文僅就一般常用之高分子基材做介紹。
 
熱固性塑膠
不飽和聚酯樹脂(Unsaturated Polyester)
 
不飽和聚酯樹脂價格低，有良好的機械及電氣性質，能夠抗酸腐蝕。不飽和聚酯樹脂之聚合反應，需加硬化劑，經硬化劑之分解產生自由基而促使樹脂進行連結，而
形成共聚合體。一般硬化劑的種類不同，其硬化程序可在室溫或高溫下進行，而其反應溫度則與硬化劑之分解溫度有關。
室溫硬化：
一般
硬化反應在室溫下進行，可以省去加熱裝置，使大型物件製作上更為容易。但為便於儲存，硬化劑之分解溫度都較室溫為高，在室溫下不易進行分解，因此短時間內
反應不易完成。此時可加入促進劑來加速反應。促進劑需加於樹脂中，經混合後再加入硬化劑，直接與硬化劑混合易造成過速反應，甚至導致爆炸。常用硬化劑有
MEKP。
高溫硬化：
樹脂與硬化劑混合後即進行加工，有些加工程序耗時較久，為防止樹脂在加工完前硬化，可使用高溫硬化之硬化
劑，待加工最後階段再加溫促使反應進行，而完成硬化程序。常用硬化劑有BPO、TBPO。
使用上經常加入一些添加物，以達成不同的特性。

搖變劑(Thixotropy)

 
加入搖變劑後，於靜止狀態下樹脂黏度增加，以防止加工時樹脂流失，經攪拌後樹脂黏度可暫時下降以利纖維含浸樹脂。因此加工時，先攪拌樹脂使黏度下降，然後
使將纖維含浸樹脂，而樹脂含浸於纖維內後，黏度增加，以防止流失。

防火劑

氫氧化鋁可增加防火性，但使樹脂黏度增加。

Low
profile additives(LPA)

 
加入塑性塑膠粉，可以減少收縮，以改善材料表面平整度。常用的有聚乙烯、聚苯乙烯及聚酯類等。

增稠劑(thickening)

 
使用氫氧化物或鈣鎂氧化物以增加樹脂黏度，便利材料的傳遞，常用於模造成形如SMC及BMC。

環
氧樹脂(Epoxy)
環氧樹脂中含有多個環氧乙烷基，環氧乙烷基是由一個氧及兩個碳所形成之環。常見的環氧樹脂有以下幾型：

BPA型的環氧樹脂是在鹼性鈉的環境下，將丙二酚A(BPA)與環氧
-1-2-綠-3-丙烷(EPI)反應所合成。由
BPA/EPI之不同比例，可製出不同分子量和環氧當量的液態或固態的BPA環氧樹脂。此型樹脂廣泛的使用在塗料、土木建築、電氣材料、及接著劑等。

酚
醛型環氧樹脂(novolac)係將phenolic novolac 或 cresol
novolac聚合而形成的樹脂，俱耐熱及耐藥品的特性，常用於IC封裝及積層板之改質劑。

氫化BPA型的環氧樹脂是
將BPA型環氧樹脂，去除苯環之雙鍵後獲得，因此其耐候性良好。

溴化型環氧樹脂係指分子結構中的苯環
含有溴，其他分子結構與BPA型相同，除具有BPA型之優良物性及電氣特性外，本身有耐燃性，因此廣泛的使用在積層板的製作上。

氨
型環氧樹脂(amine
type)具有四個環氧基，因此硬化後之架橋密度高，所以具有優良的機械性質。廣泛的使用在纖維強化複合材料的基材。

環氧樹脂的硬化劑有氨類、酸干類、甲醛類等，由於機械性質優良，廣泛的使用在高分子複合材料的基材中。
酚樹脂
(Phenolic)
酚類和甲醛反應形成酚樹脂或稱酚醛樹脂，反應時以酸或鹼當作催化劑，聚合物的化學組成跟所使用的催化劑
及反應物的比例有關。酚醛樹脂具有良好的耐熱及耐腐蝕的特性，其安定性佳，低可燃性及吸濕性，並有優良的黏著性質。酚醛樹脂可製成預浸布，以製作疊層板。
Bismaleimide(BMI)
 
BMI的工作環境約在177到230°C，較環氧樹脂為高，具有良好的機械強度及勁度，但比環氧樹脂性脆，縮收率也較大。因耐熱性佳，在高性能戰機上應用
逐漸顯著。
熱塑性塑膠
 
熱塑性塑膠在飛機上的使用已有一段時間，主要是在內裝及其他非結構性零組件。一般常用於複合材料基材的熱塑性塑膠以機械強度較佳為主，這類塑膠統稱為工程
塑膠，工程塑膠有較高的熔點，其使用的溫度可從121°C到200°C。熱塑性塑膠為基材的複合材料其耐溼性佳，有良好的耐撞擊性質。而相對於熱固性塑膠
的主要優點為成形速度快，及可回收再利用。一般熱塑性塑膠先以熱熔膠法或溶劑法將塑膠均勻散佈於纖維之間，以形成預浸布，爾後再經其他加工法加工成所需的
形狀。
  熱塑性塑膠分為兩大類，一為部份結晶塑膠，一為非結晶塑膠，其特性差別如下
部份結晶塑膠(semi-
crystalline)

有固定熔點(melting point, Tm)。

溫度高於玻璃轉移溫度
(glass transition point, Tg)時，強度逐漸降低。

依結晶度的不同，材料的密度有少許變動。

機
械性質與結晶度有關，而結晶度則依製造程序而定。

非結晶塑膠(amorphous)

並無固定熔
點。

比結晶塑膠易溶於溶劑中。

製造上無需考慮結晶的問題，程序較為容易。

比結晶塑膠耐腐蝕
性差。

  常用的有如：
耐龍(Nylon)
聚苯乙烯(Polystyrene)
聚碳酸酯(Polycarbonate)
聚乙烯(Polyethylene)
聚丙烯
(Polypropylene)
乙烯類樹脂(Vinyl)
 
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
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BW
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又稱碳化纖維，泛指一些以碳纖維編織或多層複合而成的材料。
它
是一種強度比鋼的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、又能像銅那樣導電，具有許多寶貴的電學、熱學和力學性能的新型材料。它是一種強度比鋼的大、密度比
鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導電，具有許多寶貴的電學、熱學和力學性能的新型材料。
每一根碳纖維由數千條更
微小的碳纖維所組成，直徑大約5至8微米。在原子層面的碳纖維跟石墨很相近，是由一層層以六角型排列的碳原子所構成。兩者差別在於層與層之間的連結。石墨
是晶體結構，它的層間連結鬆散，而碳纖維不是晶體結構，層間連結是不規則的。這樣便防止滑移增強物質強度。
碳纖維是將原料纖維在一
定的張力溫度下﹐經過一定時間的預氧化﹑碳化和石墨化處理等過程製成的。以聚丙烯纖維為原料的碳纖維﹐在預氧化過程中﹐聚丙烯原絲中含氧化合物是碳化初期
分子間交鏈反應的主因﹐氧是環化反應的催化劑,加熱形成熱穩定性的梯形結構。碳化和石墨化都是在氮氣中進行的﹐碳化反應是使非碳元素藉分子間交鏈反應揮發
出來。在熱處理過程中﹐大量氣體揮發後形成更多的石墨層狀結構﹐強度增大﹐模量增加﹐導電性也提高。纖維先由白色變為黃色﹐繼而呈棕黃色﹐最後變為黑色。
碳
纖維中碳原子呈層狀結構﹐它的製造過程就是從有機聚合物製成層狀結構聚合物的過程。
a是以纖維素纖維為原料﹐隨著纖維素大分子的分解﹐大分子之
間生成許多橋鍵﹐初步形成環狀結構﹔
b是以聚丙烯纖維為原料﹐首先大分子本身環化﹐經過梯形結構再縮合成層狀結構﹔
c是以瀝青為原料時﹐
利用瀝青的多環芳香結構﹐先結合成高分子物﹐再生成層狀結構聚合物的過程。
碳化加工處理溫度約在
400～1300（1500）℃，主反應在1000℃以下，400～600℃時主要為脫氫、脫水反應，600～1300℃時主要為脫HCN與脫氮反應，其
化學反應，然仍有CO2、CO、CH4或其他化合物產生，故其碳化收取率較理論值59～68％為低。
碳化溫度與碳纖之強度、彈性率之關係，彈性率
隨著溫度之昇高而提高；
但強度隨著碳化溫度上昇而提高至1300℃以上時，其強度隨著溫度上昇而平移，甚至微降。
碳化工程時將分解之氣體
往纖維外部放出，然而部份如氮氣於纖維中發生，在往纖維外側擴散出時，若昇溫過快，則氣泡膨脹於纖維中，形成了微孔之瑕疵。因此，碳化初期昇溫速度僅為每
分鐘1℃以下，至後期才加快昇溫速度。
利用小角散射觀察，微孔多發生在纖維之外側，可能是分解氣體通過率較高之位置。
溫度於
1400～1500℃時仍有少數氮原子在纖維中，一直昇到1750℃左右時氮原子才完全被釋放出。
因為
1300～1500℃時，雖然脫氮似乎縮合反應終了，並形成石墨化結構，但於1500～1750℃之溫度範圍內，仍有paracyan之生成，有4級氮原
子之蹤跡，故需更高的溫度2300～3000℃來處理，結構再配列，使石墨結晶成長完成。
http://ttf.textiles.org.tw/Textile/TTFroot/aa02n.htm
碳
纖維材料製程(第三點腳踏車部分)
1.真空高壓製程
在抽真空下，以20~30公斤的壓力去壓製成型，
不論是在耐高溫，光澤度，平
整度，品質上，都是最好的，密度也最高，比較常運用在F1賽車上。
2.熱壓製程
在高溫鍋爐裡，施加6~15公斤的壓力，同樣也是有，耐高
溫，平整度，光澤度佳的效果，只是沒有第一種方法好。
3.手工製程
最常見的製程方式，模具是用一般的樹酯模具或玻璃纖維披覆而成，
優
點是價格比較便宜，缺點是不能耐高溫，而且鋼性也沒有那麼好，密合度較差，比較容易產生龜裂的情況。
什麼是剛性:
鋼性是說本身的結構,剛
性越高相對的也較耐撞，而鋼性也是互相扶持的！！
車輛鋼性好過彎的穩定度也會提高，鋼性越好的車子通常都會比較重
DIY
材料:
碳
纖維布，目的是在塑膠芯外面一層一層包覆，不過還是得在加熱情況，以及一些纖維或者是黏著劑，才能附著在表面。
支架:
泡沫塑膠芯，用來製
程大致上的車架，就像是骨頭依樣。 在支架與支架之間，用一些黏著劑黏合起來。
最後步驟:
接著就是精加工，打磨整個車身，將一些不必要的
材料去除。
以上是簡單的說明，以下是網址
http://www.bmeres.com/carbonframe1.htm
腳踏車
比較
‧鋁合金或鋁碳混合車架
 
硬沒有彈性，質輕但是堅固,這樣的車架可以讓騎乘者踩踏的功率近百分之一百的輸出(在完美的狀態)，但是地面的衝擊也是近百分之一百的傳達給騎乘者，所以
長時間下的騎乘，會因地面震動所造成的不適而產生疲勞。
 
鋁車架可承受的應力會隨著時間及每次施力後累積疲乏,造成衰退，所以一般鋁合金車經常使用的狀況下,不會建議使用5年以上。
‧鈦合金車架
鋼
性與強度接近鐵，耐腐蝕，重量密度接近鋁合金，製作昂貴，因為製造極不容易，跟鋼車架或鋁合金車架不同的是，鈦合金車架在燒焊的時候就必需燒在最完美的角
度，一但焊接完成，因為本身彈性和晶形結構的問題使它幾乎沒有校正的空間，製做成本就高了非常多，漆料也因為分子附著性低所以不便上漆,
也有不少使用者嫌因為彈性過好而導致踩踏的硬度不夠。
‧鋼車架
使用在單車上時間最久的材質，主要的優點是長時間剛性最強，管材有彈性,
不易累積金屬疲勞，管材接合方式多而且施工較容易，因此廣為低價的車種使用，而鋼管的缺點則是重量過重，保養不當容易生鏽，管材塑形較為困難。
‧
碳纖維腳踏車
利用碳結的纖維絲編織壓模而成，若沒上漆或是只上透明漆的話會看到它編織的紋路，質輕、強硬、堅固、耐用、幾乎不會壞、又可以在同
一台車架上安排不同應力的管材，也給予車架設計者沒有拘束的設計空間，缺點是不能受到過大外力的擠壓或受力不均勻，像一些碳纖座管或碳纖把手、龍頭都會要
求最大的鎖緊力道不能超過一定的限制，
材質是編織而成所以不能被它硬度高的材質磨擦否則會破壞它的編織結構，要斷裂時也是說斷就斷。
而碳
纖維布的種類有很多，強度的產生可以由碳纖維布加工時的層數，交叉的角度以及碳纖維布的等級來設定，例如要減輕重量可能就是把原本12層的加工減少到8
層，但是強度一定會下降，所以可能原本使用3K的碳纖維布12層，就改為1K的碳纖維布8層才能維持強度，可是成本可能會增加好幾倍。
碳纖維之其
它應用
優點:質量輕、機械強度高、耐熱、耐腐蝕、良好的導電與導熱性之碳素材料,更可像纖維般的柔軟
應用:軍事及民生用品、人體之骨骼，
建築物之鋼筋、光電科技、碳纖維布加固鋼筋混凝土構件、高分子及碳/碳複合材料的補強材、防電磁波……等等
碳纖維應用廣泛的原因
碳纖維
與複合材料的結合: 強化纖維
原因
應用:人體之骨骼，建築物之鋼筋
   
複合材料應用之層面既深且廣，足以影響人們之各個生活面，但分析材料組成，複合材料能充分發揮其長處且展現各種特性，追根究底在複合材料之強化物。這些強
化物之種類可謂琳瑯滿目，但以其材質、種類等分類，舉其重要者不外是碳纖維（石墨纖維）、玻璃纖維及克拉纖維等三種，其他纖維因價格高，產量少，多數僅供
研究或特殊用途，碳纖維、玻璃纖維及克拉纖維構成現今複合材料補強物之三大主流，尤其是碳纖維和玻璃纖維幾佔整個強化纖維之全部。
   
強化物顧名思義即在補強材料之強度、勁度，或某特定功能，其作用譬如人體之骨骼，建築物之鋼筋等具支撐人體肌肉或強化房子之功能，且忍受外界所加諸之負
載。它可改變原材之機械性質、物理性質或化學性質等，其改變量之大小與所使用之強化物種類、類型及用量有關，此類型包括纖維是連續性、非連續性、短纖維、
顆粒或鬚晶等，
   
用量少則10~20％，多則60~70％。強化物之加入，在機械強度之提昇大致皆有正面之效果，且其效應隨著纖維加入量之增加而增加。
加入尼龍樹
脂: 增強其導電性及耐磨性
應用: 這些強化物為有機材料、無機材料，或為粉末、顆粒、短纖維、長纖維、
    
纖維蓆或纖維編織物等。
氣相成長系碳維與納米碳管的結構及性質相近:納米碳管束的發現使得新吸附材，觸媒和電發體可以結合在一起
應用:
光電科技
    
碳纖維主要應用於高分子及碳/碳複合材料的補強材：而氣相成長系碳維與納米碳管的結構及性質相近，做為新一代的碳材料，納米碳管束的發現使得新吸附材，觸
媒和電發體可以結合在一起。進而將碳材料延伸應用在光電科技。
樹脂類粘結材料將碳纖維布粘貼於混凝土表面:對結構及構件加固補強的目的
優
點
應用: 碳纖維布加固鋼筋混凝土構件
    碳纖維具有強度高、自重輕、施工方便、快捷、應用廣泛等優良性能，
   
因而利用碳纖維布加固鋼筋混凝土構件以提高承載力及延長壽命是目前比較流行的方法，在建築業中有著廣泛的發展前景。
   
本文以一個小型改造工程應用為例介紹了碳纖維複合材料在因功能改變引起荷載變化的結構構件加固中的計算方法和施工工藝，供同行參考。
   
碳纖維布加固修補結構技術是一種新型的結構加固技術，它是利用樹脂類粘結材料將碳纖維布粘貼於混凝土表面，以達到對結構及構件加固補強的目的。近年來發展
十分迅速，在航空、航天、汽車、環境工程、化工、能源、交通、建築、電子、運動器材等眾多領域得到了廣泛的應用。
   
採用碳纖維布加固具有以下幾個優點：
    1、抗拉強度高，是普通鋼材的10倍；
   
2、加固後能大大提高結構的耐腐蝕性及耐久性；
    3、自重輕（約200g/m2）
，密度只有普通鋼材的1/4；基本不增加結構自重及截面尺寸；
       柔性好，易於裁剪，適用範圍廣，適合任何形狀
   
4、施工簡便（不需大型施工機構及周轉材料），沒有濕作業，易於操作，經濟性好；
    5、適用範圍廣，施工工期短。
高分子複合材料:
遮蔽電磁波
原因
應用:防電磁波
     由於上述電磁波對人體的影響，大部分都是不好的，我們又無法完全與電磁波隔離，
    
如何既便利又安全地與電磁波共處，實乃現代人必須重視的問題。由於電磁波干擾是一種電磁波雜訊，
    
嚴重者會造成產品誤動作、失控、失效或對人體產生危害。
    
高分子材料具有設計自由度高、質輕、美觀、可射出成型及價廉等諸多優點，特別是在非結構性材料的應用上，高分子材料具有質輕且價廉的優勢。傳統的高分子材
料具有良好的絕緣性，因此無法有效遮蔽電磁波，然而導電性高分子材料對電磁波則具有良好的遮蔽性。所謂「導電性高分子材料」，是在高分子材料中添加導電性
填充物，或改變高分子材料的性質，以增加電荷轉移的能力，使材料能迅速傳導電荷而達到導電的效果，進而提高對電磁波干擾的遮蔽能力。導電性高分子複合材料
（電磁波遮蔽材料）
參考資料
http://www.cdn.com.tw/live/2003/06/07/text/920607e9.htm
        
http://jaredkreuk.blogspot.com/
        
http://www.lunwentianxia.com/product.free.1553317.1/
 
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作者：韋文誠 臺灣大學材料科學及工程學系
圖說：管狀 WHIPOX^TM 複合材料。
飛機噴射引擎包上一層陶瓷纖
維板內襯，不只引擎的噪音減少，隔熱效果變好，操作效率也會提升 3 ~
5％，燃料費用一年可節省數億美元，環保概念非常先進的德國已經將陶瓷纖維設計在引擎的組件內。
纖維是一種直徑很細，只有十幾微米
（micrometer），長度超過數十公分的線形材料。天然的纖維種類繁多，其中包括可以做為高溫（大於攝氏 400
度）使用的無機纖維，像過去常用於鍋爐隔熱的石綿就是一個例子，可是石綿能夠長時間承受的溫度仍然不夠高，而且有致癌的顧慮，因此高科技材料業就發展出一
系列的高溫陶瓷纖維，可用於飛機、太空梭的隔熱層或隔絕汽車引擎室熱量的散失。
陶瓷纖維材料
陶瓷纖維的原料包括大地蘊藏
豐富的氧化鋁、氧化矽，和其他耐高溫的氧化物材料，像氧化鋯、氧化鎂也都曾使用。近二十年的發展還包括氮化物、碳化物或硼化物等。
常見的纖維產
品如單晶氧化鋁（產品名稱叫做 Saphikon^TM）、3M 公司出品含有高氧化鋁的纖維（例如 Nextel^TM
720）、碳纖維、碳氧化矽長纖（最常見的產品叫 Nicalon^TM）、含鋁酸釔的 YAG 纖維等。
陶瓷纖維可以
經由幾種方法製作，最常見的是把陶瓷在非常高的溫度（大於攝氏 1,800 度）下熔融，藉由紡絲的方法得到長纖，在一九八○年代發展的 YAG
單晶纖維，就是採用類似的熔融抽絲法製作的。另一種值得介紹的方法是採用先導高分子溶液抽出纖維，然後把這高分子纖維熱分解，轉換成陶瓷而
得，Nicalon^TM 纖維就是這樣製作的。
高級的陶瓷纖維緻密度高，強度更超越一般材料，以美國 3M
公司生產的纖維為例，拉伸強度都超過 2 GPa，相當於一條一百微米粗的頭髮絲可以承受 1.5 公斤的拉力，這比不銹鋼線的強度要高出許多。這種
Nextel^TM 纖維相較於其他商用纖維具有高溫穩定性和較好的抗潛變性質，故非常適合於高溫和惡劣的工作環境。
高性
能陶瓷纖維在一九六○年代就已做成石膏板的形狀，以做為爐壁隔熱件。早期，高氧化矽材質的耐火板，隔熱性質就已經很優異，但蓄熱量低，升降溫容易，後來發
展的氧化鋯及氧化鋯質纖維耐火板，能夠承受的溫度更高，隔熱性更佳。
最近幾年在歐洲及日本極力發展超高溫（大於攝氏 1,900
度）玻璃質纖維，像德國 Bayer 發展的纖維，包括矽、硼、碳、氮四種成分，號稱在攝氏 1,900
度長時間使用，仍能保有玻璃質的特性，不會結晶，因此纖維的強度在高溫下不會退化。其他高性能的陶瓷長纖以氧化物為主，日本東京工業大學發展的莫來石
（mullite, 3Al₂O₃ * 2SiO₂）纖維也有很好的前景。
高
韌性纖維複合材料
因為高品質長纖的價格非常貴，有的每公斤高達數千美元，只有美國、歐洲的航太工業才用得上。陶瓷長纖很少單獨使用，大都
與高分子、金屬或其他陶瓷形成複合材料，早在一九四○年代就使用於軍事用途，當時是利用它的隔熱性及電絕緣性，來隔絕高溫操作的引擎。
近二十
年，由於材料的製作技術大幅進步，纖維品質提升很多，利用纖維的超高強度與耐高溫特性，加進高分子材料或金屬材料中，可以明顯提高複合材料的平均強度與韌
性，以及耐用的溫度。以一般陶瓷材料為例，用長纖加強的陶瓷複合材料所能得到的韌化效果達到 2 ~ 3
倍。由於複合材料兼具各方面的優點，用量大且價廉的建築材料，航太引擎及精密機械中均有多項用途。
新型纖維強化複合材料
德
國太空中心最近報導一新型陶瓷基複合材料，稱為 WHIPOX^TM
CMC，主要用在太空惡劣的環境中，即使在高腐蝕性或溫度變化極大的外太空，也可以利用此材料的抗氧化性、耐腐蝕和極佳的穩定性來保護太空元件。
WHIPOX 的陶瓷基材是商用莫來石前驅物，使用的纖維是商用 Nextel 纖維。
WHIPOX
是利用連續可繞式技術製備的連續單一或多方向纖維強化的陶瓷基複合材料，依照纖維排列方向的不同而有 25 ~ 50％
的纖維含量，經電腦操作排列後可以製備出不同形狀、不同直徑大小的模具。目前依照不同需求，製作出幾種不同型式的複材，包括管狀、波浪狀、Ｈ型、機械鑽
孔、網狀等結構。
WHIPOX 以高孔隙率（約 60 ~ 80 體積百分比）莫來石為基材，密度很低（最高 0.2
克／立方公分），而且具有低熱傳導（低於 0.8 瓦／度‧米）性質。研究顯示 WHIPOX 在攝氏 1,200
度下可使用長達一千小時，直到溫度上升到攝氏 1,500 度後，材料強度與韌性才開始劣化。
新型鍵結纖維塊材
另一種纖
維狀複合材料是由美國密西根大學材料系 J.W. Halloran
教授為美國空軍發展的「纖維塊材」，這一系列的材料都採用擠出成形法，得到約一百微米直徑的多晶陶瓷纖維，再將生胚纖維的表面鍍上薄薄的一層氮化硼、鎳金
屬或是石墨，然後將麵條狀的纖維紮成一束，熱壓後形成塊狀複合材。
這種纖維狀塊材具有一致的方向性，強度並不特別高，與一般陶瓷強度 300 ~
500 MPa
相近，可是纖維間具有很明顯的弱介面，對於破壞能的吸收非常有效，它的破壞屬於柔性破壞，與木材的破壞非常相似，因此吸收的破壞能與其他纖維強化金屬材料
相當。
新型自生纖維複材
另一種新型複合材料採用高溫晶相分離方法，製作自生型纖維狀複材。最早將 LaB₆
與 ZrB₂
兩種硼化物材料形成共晶複合材料，是由烏克蘭科學院的科學家利用微波區域熔融法製備得到。硼化物陶瓷一般具有高熔點、高硬度、高強度等陶瓷特性，LaB₆-ZrB₂
尤其具有高導電及導熱性、低揮發率、低電阻、熱穩定性佳等優點。故將其製成奈米級纖維複合材料，除了在強度方面有更大的表現外，也可以提高韌性。
LaB₆
纖維可均勻分布在 ZrB₂ 基材中，纖維直徑約 0.2 ~ 1.2 微米 ，長度超過一百微米，平均纖維密度約為每平方公分
108 根纖維。由於纖維有效分布在基材中，可以改善機械性質，包括強度及韌性都明顯提高，尤其韌性最高可提升到 17.8 MPa‧m^0.5，
這是一般氧化鋁陶瓷的五倍。
國外陶瓷長纖複合材料的研究已經有數十年的歷史，最具代表性的是美國太空總署 NASA 在克利福蘭市郊的
Lewis 實驗室，以及田納西州的 Oak Ridge 國家實驗室，相關的太空計畫或民間飛機製造公司所進行的應用發展，經費及研究人力均非常充沛。
由於高品質、高價格的陶瓷長纖在國內取得非常困難，因此，國內長纖韌化複合材料的應用都只限於碳纖維複合材料的研究。過去台科大化工領域的教授
曾試做陶瓷長纖，但因為產率過低而作罷，清華材料中心也曾進行氣相過濾模擬形成複合材料的研究。未來纖維強化高溫複合材料研發工作如何在國內進行，尚待有
識之士規劃推動。
 
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Polymer chemistry or macromolecular
chemistry is a multidisciplinary science that deals with
the chemical
synthesis and chemical
properties of polymers
or macromolecules.
^[1]
According to IUPAC
recommendations,^[2][3]
macromolecules refer to the individual molecular chains and are the
domain of chemistry.
Polymers describe the bulk properties of polymer materials and belong
to the field of polymer
physics as a subfield of physics.
Polymer
chemistry is that branch of one,which deals with the study of synthesis
and properties of macromolecules.

Biopolymers produced
by living organisms:

• structural proteins: collagen, keratin, elastin…


• chemically
  functional proteins: enzymes,
  hormones, transport proteins…
  


• structural polysaccharides: cellulose, chitin…


• storage
  polysaccharides: starch,
  glycogen…


• nucleic acids: DNA, RNA

Synthetic
polymers used for plastics—fibers, paints, building materials,
furniture, mechanical parts, adhesives:

• thermoplastics: polyethylene, Teflon polystyrene, polypropylene, polyester, polyurethane, polymethyl
  methacrylate, polyvinyl
  chloride, nylon, rayon, celluloid, silicone…


• thermosetting
  plastics: vulcanized
  rubber, Bakelite, Kevlar, epoxy…

Polymers are formed by polymerization of
monomers. A polymer
is chemically described by its degree of
polymerisation, molar mass
distribution, tacticity,
copolymer
distribution, the degree of branching,
by its end-groups,
crosslinks, crystallinity and
thermal properties such as its glass
transition temperature and melting temperature. Polymers in solution have special
characteristics with respect to solubility, viscosity and gelation.
The work of
Henri Braconnot
in 1777 and the work of Christian
Schönbein in 1846 led to the discovery of nitrocellulose,
which, when treated with camphor
produced celluloid.
Dissolved in ether or acetone, it is collodion, used as a wound dressing since the U.S. Civil War.
Cellulose
acetate was first prepared in 1865. In 1834, Friedrich
Ludersdorf and Nathaniel
Hayward independently discovered that adding
sulfur to raw natural rubber
(polyisoprene)
helped prevent the material from becoming sticky. In 1844 Charles Goodyear
received a U.S. patent for vulcanizing rubber
with sulfur and heat.
Thomas
Hancock had received a patent for the same process in the UK the
year before.
In 1884 Hilaire de
Chardonnet started the first artificial fiber plant based on
regenerated cellulose,
or viscose rayon, as a substitute for
silk, but it was very
flammable.^[4]
In 1907 Leo
Baekeland invented the first synthetic
polymer, a thermosetting
phenol-formaldehyde resin
called Bakelite. Cellophane was
invented in 1908 by Jocques
Brandenberger who squirted sheets of viscose rayon into an acid bath.^[5]
In 1922 Hermann
Staudinger was the first to propose that polymers consisted of long
chains of atoms held
together by covalent
bonds. He also proposed to name these compounds macromolecules.
Before that, scientists
believed that polymers were clusters of small molecules (called colloids), without
definite molecular
weights, held together by an unknown force. Staudinger received
the Nobel
Prize in Chemistry in 1953. Wallace Carothers
invented the first synthetic rubber called neoprene in 1931, the
first polyester,
and went on to invent nylon,
a true silk replacement, in 1935. Paul Flory was
awarded the Nobel Prize
in Chemistry in 1974 for his work on polymer random coil
configurations in solution in the 1950s. Stephanie Kwolek
developed an aramid,
or aromatic nylon
named Kevlar, patented
in 1966.
There are now a large number of commercial polymers,
including composite
materials such as carbon fiber-epoxy, polystyrene-polybutadiene
(HIPS), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), and other
such materials that combine the best properties of their various
components, including polymers designed to work at high temperatures in automobile engines.
 
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coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space
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聚噻吩（Polythiophene，縮寫PT）是噻吩聚合生成的高
分子化合物。在通過摻
雜向其共軛的π軌道引入或去除電子時，它可轉變為導體。因此聚噻吩及其類似物是近些年的研究熱門課題，2000年諾
貝爾化學獎即是頒給研究這一主題的艾
倫·黑格、艾
倫·麥克德爾米德和白
川英樹。
導電性是這些化合物最重要的性質，是由電子在聚合物主鏈上離域而產生。除了導電性以外，聚噻吩還有奇特的光學性質。在溶
劑、溫度、電位和其他分子等環境因素影響下，聚噻吩主鏈發生扭轉，共軛結構被破壞，致使其迅速發生顏色的轉變。上述特殊的電學和光學性質使聚噻吩和類似的
共軛聚合物有作為傳感器的潛在應用。
電子在導電聚合物的共軛主鏈上，（通常）通過π軌道的重疊而發生離域，產生價帶充滿電子的延伸π系
統。從該π系統去除電子（「p-摻雜」）或添加電子（「n-摻雜」）時，均產生帶電的雙極化子單元（圖1）。產生的雙極化子作為一個整體沿着聚合物鏈移
動，它是聚合物具導電性的微觀原因。
共軛聚合物中的摻雜水平一般較高，在20～40%左右，遠比半導體中的摻雜（＜1%）要高。聚噻吩類
聚合物的電導率一
般低於1000 S/cm。McCullough 等曾報道製得電導率達1000 S/cm的碘摻雜的聚(3-十二烷基噻吩)。
導電聚合
物的氧化和反離子的引入（摻雜）可以通過電化學或化學方法同時實現。電化學合成聚噻吩時，溶劑中的電解質在噻吩在陽極表面發生聚合時與聚合物相結合，在電
極上生成含有反離子的聚噻吩薄膜，該薄膜很容易從電極上剝下來。除此以外，摻雜也可在合成不帶電的導電聚合物後進行。
導電聚合物的還原摻
雜（n-摻雜）較氧化摻雜少見。對聚(聯噻吩)的電化學還原摻雜進行研究時，結果發現還原摻雜不僅程度低於氧化摻雜，循環不如氧化摻雜高效、需要更多循環
才能實現最高摻雜程度，而且還原摻雜似乎是動力學不利的過程，這可能與反離子在聚合物中的擴散有關。
聚噻吩的摻雜可用許多試劑實現。碘和
溴摻雜的聚合物一般導電率較高，但穩定性不高，會逐漸從材料中揮發出去。另一方面有機酸如三
氟乙酸、丙酸和磺酸摻雜的聚噻吩雖
不如碘摻雜聚噻吩的導電率高，但具有較好的環境穩定性。此外三
氯化金和三
氟甲磺酸也是可用的p型摻雜劑。
氯化鐵氧
化聚合製取聚噻吩時還伴隨有氯化鐵對聚合物的摻雜作用，例如，溶解在甲苯中的聚(3-辛基
噻吩)可被氯化鐵六水合物（乙腈溶液）摻雜，並被
製成導電率達1 S/cm的薄膜。而且，基
體輔助激光解吸/電離質譜（MALDI-MS）研究還發現，在通過氯化鐵氧化聚合製取聚(3-己基噻吩)衍生物時，氯化鐵還可以對聚合物發生氯代
作用，生成相應的氯代衍生物。
 
 
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BW
Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com
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No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com /
FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan
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1.定义
&Nbsp;
英文名： PEtroleum
asphalt
石油沥青是原油加
工过程的一种产品，在常温下是黑色或黑褐色的粘稠的液体、半固体或固体，主要含有可溶于三氯乙烯的
烃类及非烃类衍生物，
其性质和组成随原油来源和生产方法的不同而变化。
 
2.产品性能
石油沥青是
原油蒸馏后的残渣。根据提炼程度的不同，在常温下成液体、半固体或固体。石油沥青色黑而有光泽，具有较高的感温性。
 
对石油沥青可以按以下体系加以分类：
  按生产方法分为：直馏沥青、溶剂脱油沥青、氧化沥
青、调合沥青、乳化沥青、改性沥青等；
  按外观形态分为：液体沥青、固体沥青、稀释液、乳化液、改性体等；
  按用途分为：道路沥青、建筑沥青、
防水防
潮沥青、以用途或功能命名的各种专用沥青等。
 
3.生产方法
（1）蒸馏法：是将原油经常压蒸馏分出汽油、煤油、柴油等
轻质馏分，再经减压蒸馏（残压10~100mmHg）分出减压馏分油，余下的残渣符合道路沥青规格时就可以直接生产出沥青产品，所得沥青也称直馏沥青，是
生产道路沥青的主要方法。
（2）溶剂沉淀法：非极性的低分子烷烃溶
剂对减压渣油中
的各组分具有不同的溶解度，利用溶解度的差异可以实现组分分离，因而可以从减压渣油中除去对沥青性质不利的组分，生产出符合规格要求的沥青产品，这就是溶
剂沉淀法。
（3）氧化法：是在一定范围的高温下向减压渣油或脱油沥青吹入空气，
使其组成和性能发生变化，所得的产品称为氧化沥青。减压渣油在高温和吹空气的作用下会产生汽化蒸发，同时会发生脱氢、
氧化、聚合缩合等一系列反应。这是一个多组分相互影响的十分复杂的综合反应过程，而不仅仅是发生氧化反应，但习惯上称为氧化法和氧化沥青，也有称为空气吹
制法和空气吹制沥青。
（4）调合法：调合法生产沥青最初指由同一原油构成沥青的4组分按质量要求所需的比例重新调合，所得的产品称为合成沥青或重构沥青。随着工艺技术的发展，
调合组分的来源得到扩大。例如可以从同一原油或不同原油的一、二次加工的残渣或组分以及各种工业废
油等作为调合组分，这就降低了沥青生产中对油源选择的依赖性。随着适宜制造沥青的原油日益短缺，调合法显示出的灵活性和经济性正在日益受到重视和普遍应
用。
（5）乳化法：沥青和水的表面
张力差别很大，在常温或高温下都不会互相混溶。但是当沥青经高速离心、剪切、从击等机械作
用，使其成为粒径0.1~5μm的微粒，并分散到含有表面活性剂（乳化剂——稳定剂）的水介质中，由于乳化剂能定向吸附在沥青微粒表面，因而降低了水与沥
青的界面张力，使沥青微粒能在水中形成稳定的分散体系，这就是水包油的乳状液。这种分散体系呈茶褐
色，沥青为分散相，水为连续相，常温下具有良好流动性。从某种意义上说乳化沥青是用水来“稀释”沥青，因而改善了沥青的流动性。
（6）改性沥青：现代公路和道路发生许多变化：交通流
量和行驶频度急剧增长，货运车的轴重不断增加，普遍实行分车道单向行驶，要求进一步提高路面抗流动性，即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性，即低温下抗
开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命。现代建筑物普遍采用大跨度预应力屋面板，要求屋面防水材料适应大位移，更耐受严酷的高低温气候条件，耐久性更
好，有自粘性，方便施工，减少维修工作量。使用环境发生的这些变化对石油沥青的性能提出了严峻的挑战。对石油沥青改性，使其适应上述苛刻使用要求，引起了
人们的重视。经过数十年研究开
发，已出现品种繁多的改性道路沥青、防水卷材和涂料，
表现出一定的工程实用效果。但鉴于改性后的材料价格通常比普通石油沥青高2~7倍，用户对材料工程性能尚未能充分把握，改性沥青产量增长缓慢。目前改性道
路沥青主要用于机场跑
道、防水桥面、停车场、运动场、重交通路面、交叉路口和路面转弯处等特殊场合的铺装应用。近来欧洲将改性沥青应用到公路网的养护和补强，较大地推动了改性
道路沥青的普遍应用。改性沥青防水卷材和涂料主要用于高档建筑物的防水工程。随着科学技术进步和经济建设事业的发展，将进一步推动改性沥青的品种开发和生
产技术的发展。改性沥青的品种和制备技术取决于改性剂的类型、加入量和基质沥青（即原料沥青）的组成和性质。由于改性剂品种繁多，形态各异，为了使其与石
油沥青形成均匀的可供工程实用的材料，多年来评价了各种类型改性剂，并开发出相应的配方和制备方法，但多数已工程实用的改性沥青属于专利技术和专利产品。

4.主要用途
  主要用途是作为基础建设材料、原料和燃料，应用范围如交通运输（道路、铁路、航空等）、
建筑业、农业、
水利工程、工业（采掘业、制造业）、民用等各部门。

5.包装与
贮存
 
沥青在生产和使用过程中可能需要在贮罐内保温贮存，如果处理适当，沥青可以重复加热即可在较高温度保持相当长的时间而不会使其性能受到严重损害。但是如果
接触氧、光和过热就会引起沥青的硬化，最显著的标志是沥青的软化点上升，针入度下降，延度变差，使沥青的使用性能受到损失。
 
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瀝青，是高黏度有
機液體的一種，表面呈黑色，可溶於二
硫化碳（一種金黃色惡臭的液體）之中。它們多會以柏油或焦油的形態存在。
瀝
青主要可以分為煤
焦瀝青、石
油瀝青和天
然瀝青三種：其中，煤焦瀝青是煉
焦的副產品。石油瀝青是原油蒸餾後的殘渣。天然瀝
青則是儲藏在地下，有的形成礦
層或在地殼表面堆積。
柏油形態的瀝青是把原油以分
餾法提煉得的，它們在原油中擁有最高的沸點，以及原油中最重的物質，因此會在分餾塔中的最底部找到。
而焦油形態的瀝青，則是把有
機物質（多為煤炭），
經過乾
餾法處理而取得的物質。
瀝青多會用在建築上，例如鋪馬路。瀝青和碎石所鋪的馬路稱為柏油路。
瀝青是一種天然的或人工生產的工程材料。它主要由瀝青結合劑和級配骨料構成。主要應用於道路工程的路面鋪設和加固、高層建
築中的地板鋪面、水利工程中的密封材料。某些情況下也用於垃圾處理工程中的密封。出於工程技術和經濟方面的原因，瀝青構件具有不同的分層結構，主要包括瀝
青承載層、瀝青聯結層以及瀝青面層。各層按照不同的厚度和所處位置，為緊密的結構主體提供不同的承載力。在化學上，瀝青混凝土是一種具有熱後可塑性的惰性
材料。
瀝青普遍被錯誤的與柏油混淆。瀝青是從石油中提取的，而柏油來源於煤或煤焦油。出於柏油對健康的危害，德國從1984年起禁止在道
路工程中使用柏油，並將其在稱為《危險材料 551》的技術規範（《der Technische Regel für Gefahrstoffe
551》）中確定下來。在此之前，柏油被廣泛的使用與建築工程當中。
瀝青的強度由溫度條件決定。在低溫時（例如冬季施工）瀝青處於彈
性狀態，在高溫時（例如夏
季施工）則處於粘性狀態。瀝青的這一溫度變化特性直接影響到它的彈
性模量和抗
剪模量。彈性模量描述的是由外部荷載形變引起的瀝青內部應力。通常瀝青的彈性模量處於1000 N/mm² （夏季）到9000 N/mm²
（冬季）之間。抗剪模量則描述了剪力在瀝青內部引起的應力。
瀝青混凝土的材料特性還與瀝青粘結劑與骨料的配合比以及其各自的材料特性有關。配合比大約為95%的骨料配5%的瀝青，然而這個比例可以做一些微調。粘結
劑的含量和強度都會大大改變材料行為特性。
骨料的顆粒組成情況為瀝青混凝土提
供支撐作用。它必須採用合適的顆粒直徑大小的配合比例，成為「級配」。級配情況要與承載力相協調。為了達到好的承載能力，混合不同粒徑的骨料時，應使混合
後的骨料儘可能地緊密。施工時還要達到恰當的壓縮比，使瀝青混凝土的骨料間空隙儘可能少。除此以外，瀝青混凝土的骨料的組成還應保證其防凍性以及瀝青混凝
土路面層的光滑度。
瀝青是一種很基本的建築材料。例如在德國，有95%的道路裝配有瀝青混凝
土路面。更精確地統計發現，75%的城市道路和鄉鎮道路像聯邦公路一樣，由瀝青混凝土加固。其餘25%的道路是鋪石路面和水泥混凝土路面。
1712 年，希臘醫生Eirini
d'Eyriny在瑞士的Val de Travers發
現了儲量巨大的瀝青礦。一開始他只
是對瀝青的醫藥用
途感興趣。但是由於瀝青作為工程材料的優良特點，他最終於1721年寫成了他的論文《關於瀝青的博士論
文》(Dissertation über den Naturasphalt)並開始為現代瀝青工藝的研究奠定基礎。之後的三百年間 (1712年-1986 年)，不知有多少瀝青
通過位於Val de
Travers的總長度超過100公里的如迷宮般錯綜複雜的礦井隧道, 被開採出來並銷往世界各地。
在接下來的時間裡，瀝青的豐
富多彩的運用被擴大到屋頂防水層的密封。當時，用瀝青加固路面還很昂貴，以至於只有富人專用的道路才能使用瀝青加固面層。 瀝青第一次被使用在橋樑上是在Sunderland的
一座木橋上用作瀝青路面安裝。
1810年，在里昂，瀝青瑪
緹質鋪層被首次運用。十年以後在意大利熱那亞發
展出了現代瀝
青油毛氈的前身並且獲得成功的運用。基於廣泛的嘗試，在1837年，瀝青工藝被證明可以運用在公路工程上。1839年在奧地利首都維也納發
現通過重新加熱可以使瀝青再利用的方法。
1838年在德國的漢堡出現第一條被鋪上
瀝青的道路。1851年，從 Travers
到巴黎的公路上有78米長的
部分鋪上了瀝青面層。僅僅20年後，巴黎幾乎被完全鋪上瀝青，不久之後這種情況發展到差不多歐洲所有的大城市。
隨後，堅韌的瀝
青瑪緹脂發明；1842年在奧地利的因
斯布魯克，澆注瀝青被發明並於不久之後成功應用於道路工程施工中。基於瀝青具有類似混凝土的特性，1853年由Léon
Malo提出了瀝青混凝土的
概念。為了得到足夠的壓縮比，1876
年人們開始用碾壓的方法壓縮瀝青混凝土。
在20世紀初，伴隨
着工程給材料價格的持續下降，瀝青展示出更多的意義。1907年，第一個瀝青混合料構
件在美國投入使
用。1914年，為了獲得更好的折射率，
人們在柏林第一次看到了瀝青路面的賽車車道，
緊接着瀝青在道路工程中的應用，1923年，瀝青應用於水壩的密
封。為了加速施工進度和改良構件，1924年在美國加
利福尼亞州進行了第一次的道路完工驗收檢測。為了確定建築材料的質量，接下來的幾年中很多測試程序得到發展。這些程序直到今天依然有效的運用於交
通工程的研究、設計和具體施工當中。1936
年發展發明了 Ring und Kugel-Versuch,一年後發明了Brechpunkt nach Fraaß,1941年發明了馬
歇爾測試 (Marshall-Test)。
通過專門的添加劑，1950年起，在低溫狀態下進行瀝青施工成為可能 (被稱為冷
瀝青)。為了確定合適的瀝青結構厚度，1959 年，在奧地利發
展了通過同位素進
行無干擾研究的方法並得到成功驗證。
為了使機場的飛
機跑道儘快投入使用，1963
年在英國出
現了乾式瀝青施工工藝。不久後的1968
年第一次出現了瑪
緹質瀝青施工。二
十世紀七
十年代在美國開始實踐瀝青回收再利用。為了更好的密封效果，1979年開始在垃圾堆場工程中使用瀝青。
 
 
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Bewise Inc. www.tool-tool.com Reference
source from the internet.
Bitumen is a mixture of organic liquids that are highly viscous, black, sticky,
entirely soluble in carbon disulfide,
and composed primarily of highly condensed polycyclic
aromatic hydrocarbons.
Naturally occurring or crude
bitumen is a sticky, tar-like
form of petroleum
that is so thick and heavy that it must be heated or diluted before it
will flow. At room temperature, it has a consistency much like cold molasses. Refined
bitumen is the residual (bottom) fraction obtained by fractional
distillation of crude
oil. It is the heaviest fraction and the one with the highest
boiling point, boiling at 525 °C (977 °F).
The use of bitumen for
waterproofing and as an adhesive dates at least to the seventh millennium BCE in the early Indus
community of Mehrgarh
where it was used to line the baskets in which they gathered crops. The Sumerians also used it as
early as the fourth millenium BCE in statuary, mortaring brick walls,
waterproofing baths and drains, in stair treads, and for shipbuilding.
Other cultures such as Babylon, India, Persia, Egypt, and ancient Greece
and Rome continued these uses, and in several cases the bitumen has
continued to hold components securely together to this day. In the Book of Genesis,
bitumen was used to waterproof Noah's Ark and to
bind the bricks of the Tower of Babel.
Although its existence has not been confirmed, a one-kilometer tunnel
beneath the river Euphrates
at Babylon in the
time of Queen Semiramis
(ca. 700 B.C.) was reportedly constructed of burnt bricks covered with
bitumen as a waterproofing agent.
The term bitumen comes
from Latin. The Greek name for the substance was άσφαλτος (asphaltos).
Approximately 40 A.D. Dioscorides
described production of asphaltos (as distinguished from pissasphalt
and naphtha): (1655 Goodyer translation). The terms asphalt and bitumen are
often used interchangeably to mean both natural and manufactured forms
of the substance.

"The Judaicum Bitumen is
better than others; that is reckoned the best, which doth shine like
purple, being of a strong scent & weightie, but the black and fowle
is naught for it is adulterated with Pitch mixed with it. It growes in Phoenice also, and in Sidon, & in Babylon, & in Zacynthum. It is found
also moyst swimming upon wells in the countrie of the Agrigentines of Sicilie, which they use
for lamps instead of oyle, and which they call falsely Sicilian oyle,
for it is a kinde of moyst Bitumen."

The Judaicum Bitumen
is a famous deposit of native asphalt seeping through diapirs at the bottom of
the Dead Sea, which comes occasionally to the surface through seismic
activity in blocks of up to 100 tons in weight which are more than
99.99% pure. It was the object of the first known battle for a
hydrocarbon deposit, between the Seleucids and the Nabateans in 312 B.C
Bitumen
is still the preferred geological term for naturally occurring deposits
of the solid or semi-solid form of petroleum. Bituminous rock is a form
of sandstone impregnated with bitumen. Bitumen is sometimes incorrectly
called "tar".
Technically, tar is a black viscous material obtained from the
destructive distillation of coal
and is chemically distinct from bitumen. In Australian
English, bitumen is sometimes used as the generic term for road
surfaces. In Canadian
English, the word bitumen is used to refer to the vast Canadian
deposits of extremely heavy crude oil, while
asphalt is used for the oil refinery
product used to pave roads and manufacture roof shingles.
Diluted bitumen (diluted with naphtha to make it flow
in pipelines) is known as dilbit
in the Canadian petroleum industry, while bitumen "upgraded" to synthetic crude
oil is known as syncrude
and syncrude blended with bitumen as "synbit".
Bitumen is
primarily used in the production of asphalt, which is mixed with mineral
aggregates to form paving materials. Its other uses are for bituminous
waterproofing products, including the use of bitumen in the
production of roofing
felt and for sealing flat roofs.
Most natural bitumens
contain sulfur and
several heavy metals such as nickel, vanadium, lead, chromium, mercury
and also arsenic, selenium, and other
toxic elements. Bitumens can provide good preservation of plants and
animal fossils.
Naturally occurring crude bitumen impregnated in
sedimentary rock is the prime feed stock for petroleum production from "oil sands", currently
under development in Alberta, Canada. Canada has most of the world's
supply of natural bitumen, covering 140,000 square kilometres (an area
larger than England), giving it the second largest proven oil reserves in the
world. The Athabasca
oil sands is the largest bitumen deposit in Canada and the only one
accessible to surface
mining, although recent technological breakthroughs have resulted
in deeper deposits becoming producible by in-situ
methods. Because of oil
price increases since 2003, upgrading bitumen to synthetic crude oil has become
highly profitable. As of 2006 Canadian crude bitumen production averaged
about 1.1 million barrels (170,000 m³) per day and was
projected to rise to 4.4 million barrels (700,000 m³) per day
by 2020. The total amount of crude bitumen in Alberta which could be
extracted is estimated to be about 310 billion barrels (50×10^⁹
m³),which at a rate of 4.4 million barrels per day would
last about 200 years.

Bitumen canisters for roadwork in Chakdaha.
In
the past, bitumen was used to waterproof boats, and even as a
coating for buildings with some additives. The Greek historian Herodotus said hot
bitumen was used as mortar in the walls of Babylon. It is also
possible that the city of Carthage was easily
burnt due to extensive use of bitumen in construction.
Vessels
for the heating of bitumen or bituminous compounds are usually subject
to specific conditions in public liability insurance policies, similar
to those required for blow torches, welders, and flame-cutting
equipment.
Bitumen was also used in early photographic
technology. It was most notably used by French scientist Joseph
Nicéphore Niépce in the first
picture ever taken. The bitumen used in his experiments were
smeared on pewter
plates and then exposed to light, thus making a black and white image.
It was similarly used to print millions of photochrom postcards.
Thin
bitumen plates are sometimes used by computer enthusiasts for silencing
computer cases or noisy computer parts such as the hard drive. Bitumen
layers are baked onto the outside of high end dishwashers to provide
sound insulation.
Bitumen also is used in paint and marker inks
by some graffiti supply companies (primarily Molotow) to increase the
weather resistance and permanence of the paint and/or ink, and to make
the color much darker.
Bitumen was the nemesis of many artists
during the 19th century. Although widely used for a time, it ultimately
proved unstable for use in oil painting, especially when mixed with the
most common dilutents, such as linseed oil, varnish and turpentine.
Unless thoroughly diluted, bitumen never fully solidifies and will in
time corrupt the other pigments with which it comes into contact. The
use of bitumen as a glaze to set in shadow or mixed with other colors to
render a darker tone resulted in the eventual deterioration of a good
many paintings, those of Delacroix being just one notable example.
Bitumen
can now be made from non-petroleum based renewable resources such as
sugar, molasses and
rice, corn and potato starches.
Bitumen can also be made from waste material by fractional
distillation of used motor oils, which is sometimes
disposed by burning or dumping into land fills. Non-petroleum based
bitumen binders can be made light-colored. Roads made with
lighter-colored pitch absorb less heat from solar radiation, and become
less hot than darker surfaces, reducing their contribution to the urban heat island
effect.
Naturally occurring deposits of bitumen are formed from
the remains of ancient, microscopic algae and other
once-living things. When these organisms died, their remains were
deposited in the mud on the bottom of the ocean or lake where they
lived. Under the heat
and pressure of
burial deep in the earth, the remains were transformed into materials
such as bitumen, kerogen,
or petroleum.
Deposits at the La
Brea Tar Pits are an example.
As bitumens are also found in meteorites^{[citation
needed]} and Archean
rocks it is possible that some bitumens are primordial
material formed during accretion
of the Earth and reworked by bacteria that consume hydrocarbons.
The
Paving Grades of bitumen are 30/40, 60/70 and 80/100. The grade 80/100
is commonly used in India and Bangladesh but for lower temperatures
other grades are preferable
 
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粉煤灰
工业固体废物的一种。煤燃烧所产生的烟气中的细灰，一般是指燃煤电厂从烟道气体中收集
的细灰，又称飞灰、烟灰。
　　粉煤灰是煤粉进入1300～1500℃的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却而形成的。由于表面张力的作
用，粉煤灰大部分呈球状，表面光滑，微孔较小。一部分因在熔融状态下互相碰撞而粘连，成为表面粗糙、棱角较多的蜂窝状组合粒子（见图）。 　　成分 
粉煤灰的化学成分和矿物组成同燃煤成分、煤粉粒度、 锅炉型式、 燃烧情况以及收集方式等有关。一般粉煤灰的化学成分见表1，物理性质见表2。
　
　粉煤灰中主要物相是玻璃体，占50～80％；所含晶体矿物主要有：莫来石、α-石英、方解石、钙长石、硅酸钙、赤铁矿和磁铁矿等,此外,还有少量的未燃
碳。
　　危害  粉煤灰排放量与燃煤中的灰分有直接关系，灰分愈高，排放量就愈大。据中国燃用煤的情况，燃用1吨煤约产生
250～300公斤粉煤灰。中国目前每年约排放粉煤灰3000多万吨。大量的粉煤灰如不加处理，会成为扬尘污染大气，排入水系会使河流淤塞，而其中某些化
学物质还会对人体和生物造成危害。
　　处理和利用 
粉煤灰的处理和利用问题从20世纪20年代开始研究，半个世纪以来取得许多成果。不少国家将它作为一种新的资源来利用。美国已将粉煤灰列为12种重要的固
体原料之一。中国在近30多年以来,对粉煤灰的研究和利用也取得较大的进展。粉煤灰数量很大，由于技术和经济条件的限制,一般还不能全部利用起来,要堆存
一部分。
粉煤灰的堆存 　根据电厂所处的地理位置，可选择附近的山沟、 洼地、废河湾、
煤矿塌陷区修建贮灰场。贮灰场底部要有防水防渗设施。贮灰场要妥善管理，在已堆满的灰场上覆土造田，植树种草或进行表面药物处理，防止粉煤灰飞扬。
粉
煤灰的利用 　可以用于工农业等许多方面。
　　①用于农业。粉煤灰施于土壤，可改善土壤的物理结构，提高地温和保水能力。粉煤灰含有
磷、 钾、
镁、硼、钼、锰、钙、铁、硅等植物所需的元素。适量施用粉煤灰能促进作物的生长，增加产量。粉煤灰还能明显提高农作物对麦锈病、稻瘟病、大白菜烂心病和果
树黄叶病等的抗病能力，也能增加豆科作物的固氮能力。
　　粉煤灰主要用于改良轻重粘土、生土、酸性土、盐碱土，还用于覆盖小麦、水稻育秧，以及
用于城
市垃圾堆肥或生产复合肥料。
　　②用于工业。粉煤灰中含有较多的氧化硅和氧化铝，它们在常温下能与氢氧化钙起化学反应，生成较稳定的水
化硅酸钙和水化铝酸钙,这使粉煤灰具有水硬活性。粉煤灰中大部分颗粒为表面光滑的玻璃体，能增进水泥拌合物的易和性，使拌合物易于输送和操作。因此可在建
筑材料工业、土木建筑工程中广泛利用。也可作为生产粉煤灰蒸养砖、粉煤灰粘土烧结砖、粉煤灰煤矸石烧结砖、粉煤灰硅酸盐砌块、墙板、粉煤灰石膏板、粉煤灰
陶粒、粉煤灰加气混凝土等的原料。粉煤灰还是生产硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰特种水泥等的主要原料。粉煤灰还广泛用作水泥砂浆和混凝土的掺合
料，也可作为道路路基工程材料和稳定地基材料。
　　粉煤灰中的空心玻璃体称为空心微珠，可用作炸药、塑料、橡胶、沥青、喷料、 涂料、
绝缘材料、防火材料以及玻璃钢中的填料。粉煤灰中还含有一定数量的铁、铝、钛、钒、锗等金属，可用不同方法提取回收。
粉
煤灰的物理性质（1）细度；（2）密度；（3）堆积密度；（4）烧矢量；（5）含水量。
    ①
细度：粉煤灰的细度对强度的形成有一定影响，粉煤灰颗粒愈细，强度愈高。因经磨细的粉煤灰增大了表面积，使活性增大。
    ②
密度：粉煤灰的密度与它的颗粒形状、铁质含量有关，玻璃球含量多，粉煤灰密度大；氧化铁成分高，其密度亦大；含碳多的密度小；密度愈大粉煤灰质量愈好。粉
煤灰密度为1．07～2．4 g／cm3。
    ③ 堆积密度：一般为555～700 kg／ m3
    ④
烧失量：烧失量即粉煤灰中未烧尽的碳粉含量。未烧尽的碳粉量在粉煤灰中是有害物质。如果粉煤灰中含碳量大，活性的Si02、Al2O3、CaO
含量少，都会降低粉煤灰的活性，增加粉煤灰的需水量，降低强度，故烧失量愈少愈好。
    ⑤ 含水量：湿粉煤灰的含水量不宜超过35% 。
 
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
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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！！
BW
Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com bw@tool-tool.com www.tool-tool.com
skype:willy_chen_bw mobile:0937-618-190 Head &Administration Office
No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com /
FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan
S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan
Welcome to BW
tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting
tools. We focus on what you need and endeavor to research the best
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wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic,
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Diamond )’PCBN
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cutter、Tool manufacturer.
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よ
うこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の
世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな
情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。
弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、
豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。
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できる内容は：
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ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ
（２）Carbide Cutting tools設計
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ンド・ミル設計
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弊社の製品の供給調達機能は：
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弊社
の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。
Bewise
Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z)
talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır.
Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini
Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik
Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel
Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.
BW специализируется в
научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым
высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих /
фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и
электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид /
быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC
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для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано
инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для
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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,
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source from the internet.

电火花线
切割加工模具已在模具制造中得到广泛应用。然而，线切割加工时也会对模具表面造成某些负面影响，在线切割的瞬时高温和工作液的快速冷却作用下，模具表面经
线切割后会形成变质层，使表面硬度下降，并产生显微裂纹等弊病，严重影响模具的制造质量和使用寿命，应引起足够重视。
　　一
变质层的形成
　　电火花线切割是利用瞬间放电能量的热效应，使工件材料熔化、蒸发达到尺寸要求的加工方法。由于线切割的工作液多采用具有
介电作用的液体，因此在加工过程中还伴有一定的电解作用。切割时的热效应和电解作用，通常使加工表面产生一定厚度的变质层，如表层硬度降低，出现显微裂纹
等，致使线切割加工的模具易发生早期磨损，直接影响模具冲裁间隙的保持以及模具刃口容易崩刃，缩短了模具的使用寿命。
　　对于碳钢来说，
工件表面的熔化层(变质层由熔化凝固层与热影响层组成)在金相照片上呈现白色，有成为白层。它与基体金属完全不同，是一种树枝状的淬火铸造组织，与内层的
结合也不甚牢固。它主要由马氏体、大量晶粒极细的残余奥氏体和某些碳化物组成。
　　二 变质层的影响因素
　　1、工件材
料的金相组织及元素成份由于电火花的放电作用，使工件材料表面层的金相组织发生了明显的变化，形成不连续的。厚度不均匀的变质层。它与工件材料、电极丝材
料、脉冲电源和工作液等到参数有关。经金相组织分析，变质层中残留了大奥氏体。在使用钼丝电极丝和含碳工作液时，经光谱分析和电子探针检测，在变质层内，
钼和碳元素的含量大幅度增加；而使用铜丝电极丝和去离子水的工作液时，发现变质层内铜元素含量增加，而无渗碳现象。
　　2、变质层的厚度
通常，变质层的厚度随脉冲能量的增大而变厚。因电火花放电过程的随机性，在相同的加工条件下，变质层的厚度往往是不均匀的，从有关试件所测得的变质层厚度
的数据表明，线切割电规准对变质层厚度有明显的影响。例如：电极丝为黄铜丝，低速走丝(0.6m/s)加工电压60V，电流
5.5A，变质层厚度最大值为20.0μm,平均增为13.8μm。
　　3、显微硬度明显下降，并出现显微裂纹由于变质层金相组织和元素
含量的变化，使工件表面的显微硬度明显下降。例如在去离子水中进行电火花线切割加工后，工件表面硬度值由线切割前的970HV下降到线切割加工后的
670HV，通常在距表面十几微米的深度内出现了线切割的软化层。同时，表面变质层一般存在拉应力，会出现显微裂纹。尤其是切割硬质合金时，在常规的电规
准参数条件下，更容易出现裂纹，并存在空洞。危害极大。
　　三 显微裂纹的形成机理与预防措施
　　线切割是利用放电热效
应进行加工的，模具材料表面因放电产生高温而熔化，然后急冷产生变质层，变质层上常出现较多的显微裂纹，这种显微裂纹大多是由于金属从熔化状态突然急冷凝
固，材料收缩产生拉伸热应力所造成的。
　　不同的工件材料对裂纹的第三性也不同，硬脆材料容易产生裂纹。工件预先热处理状态对裂纹的产生
也有较大影响，加工淬火材料比加工淬火后为或退火材料材料容易产生裂纹，因为淬火材料硬脆，原始应力也较大。
　　为防止模具表面产生显微
裂纹，应对钢材热加工(铸、锻)、热处理直到制成模具的各个环节都要充分关注和重视，并采取相应的措施。①在线切割加工前的热处理，应不免材料过热、渗
碳、脱碳等现象；②线切割时应优化电规准：1)采用高峰值窄脉冲电参数，使工件材料以气相抛出，气化热大大高于融化热，以带走大部分热量，避免工件表面过
热；2)有效地进行逐个脉冲检测，控制好集中放电脉冲串的长度，也可解决局部过热问题，消除显微裂纹的产生；3)脉冲能量对显微裂纹的影响极其明显，能量
越大，显微裂纹则越宽越深；脉冲能量很小时，例如采用精加工电规准，表面粗糙度值小于Ra1.25μm,一般不易出现显微裂纹；③工作液中的电蚀产物(如
液渣等)常会导致集中放电，形成显微裂纹。
　　此外，在线切割加工中心，为了预防裂纹和变形，加工条件也应慎重选择，尤其是对于那些大
型、厚壁、形状复杂、厚度不均匀的模具零件，宜采用多次切割法，这是减少和去除表面缺陷的一种非常有效的方法。以及应选择叫平坦，易精加工或对工件性能影
响不大的部位设置线切割的起始点，这也很重要。对于有些要求高的模具，可采用多种有效措施，在线切割加工后把表面变质层抛除、研磨掉，提高零件的表面质
量。
　　四 结束语
　　优化线切割加工的工艺方案，选择合理的工艺参数，以防止模具表面发生过热的现象，减少和避免变质
层的形成，消除表面显微裂纹，对于提高模具制造质量和延长模具使用寿命均是十分有效的.
 
歡
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