1.任务掌握自然非金属元素类矿物的主要特征

2.什么不粘锅最好

3.机械铸造行业现状

4.钻石的基本性质有哪些?为什么切工对钻石的品质有很重要的影响?

5.核电行业专题报告:“积极”发展正在兑现,核能应用景气向上

6.如何鉴定和田玉

任务掌握自然非金属元素类矿物的主要特征

400℃耐高温导热油_辽宁高温导热油价格表

金刚石 Diamond C

[化学组成]无色透明的金刚石质纯,带色和不透明的常含N、B、Si、Al、Na、Ba、Fe、Cr、Ti、Ca、Mg、Mn等元素。

[晶体结构]在金刚石的晶体结构中C分布于立方晶胞的8个角顶和6个面中心,在将晶胞平均分为8个小立方体时,其中的4个相间的小立方体中心分布有C(图3-4-1A)。金刚石结构中的C以共价键与周围的另外4个C相连,键角109°28'16″,形成四面体配位(图3-4-1B)。

图3-4-1 金刚石的晶体结构

[结晶形态]自然界中金刚石大多数呈单晶产出 (图3-4-2,图3-4-3),常见圆粒状或碎粒。其单形主要是八面体,菱形十二面体及它们的聚形。少数为八面体、菱形十二面体与立方体、四六面体的聚形。由于熔蚀作用常见晶体呈浑圆状,晶面弯曲,并出现蚀像,不同的单形有不同的蚀像,如八面体晶面出现三角形,立方体晶面出现四边形熔蚀坑。

图3-4-2 金刚石的晶形

图3-4-3 呈八面体晶形的金刚石单晶体

[物理性质]成分较纯的金刚石为无色透明,由于微量元素的混入而呈不同的颜色;常常带深浅不同的**色调,也有呈乳白色、浅绿色、天蓝色、褐色和黑色等;典型的金刚石光泽,断口油脂光泽。解理中等。硬度10。相对密度3.51~3.52。性脆。纯净金刚石导热性良好,室温下其导热率几乎是铜的5倍。具发光性。

[成因产状]金刚石仅形成于高温高压的条件下,为岩浆作用的产物,目前仅见于超基性岩的金伯利岩 (角砾云母橄榄岩)、钾镁煌斑岩及高级变质岩榴辉岩中。

当含金刚石的岩石遭受风化后,可以形成金刚石砂矿。

世界上著名金刚石产地有南非、刚果 (金)、俄罗斯雅库特等。我国山东、辽宁、贵州等地相继发现金刚石的原生矿床。山东发现一颗158.786克拉的金刚石。

[鉴定特征]极高的硬度,标准金刚光泽,晶形轮廓常呈浑圆状。

[主要用途]根据用途不同可分为宝石金刚石和工业金刚石。前者主要利用其光彩诱人的色泽和极高的硬度,金刚石经人工琢磨成各种多面体后就成为“钻石”,钻石至今仍然是最紧俏、最名贵的宝石,质优粒大者价格更为昂贵,如大于1g的优质钻石价格可达5000美元/克拉以上。后者主要利用其各种特性,如利用金刚石的高硬度制作仪表轴承、玻璃刀、表镶钻头、固体微波器及激光器件折散热片;利用其优良的红外线穿透性制造卫星窗口和高功率激光器的红外窗口;利用其半导体性能制作整流器、三极管等。随着科学技术的迅速发展,金刚石的用途越来越广泛。

石墨 Graphite C

[化学组成]成分纯净者极少,往往含10%~20%各种杂质如黏土、沥青及SiO2、Al2O3、FeO等各类氧化物混入物。

[晶体结构]六方晶系;石墨具典型的层状结构 (见图2-2-5):C成层排列,每个C与相邻的3个C之间以等距相连,每一层中的C按六方环状排列,上下相邻层的C六方环通过平行网面方向相互位移后再叠置形成层状结构,位移的方位和距离不同就导致不同的多型结构。上下两层中的C之间的距离比同一层内的C之间的距离要大得多 (层内C—C间距为0.142nm,层间C—C间距为0.340nm)。石墨是一种多键型的晶体,层内主要为共价键,也有部分金属键,而层间则为分子键。这种化学键的差异造成石墨的物性具明显的异向性,并具导电性。

[结晶形态]单晶体呈片状或板状,但完整的却极少见。通常为鳞片状、块状或土状集合体(图3-4-4)。

图3-4-4 石墨土状集合体

[物理性质]颜色和条痕均为钢灰色至铁黑色;半金属至金属光泽;隐晶质的则暗淡。一组解理极完全。硬度1~2。相对密度2.21~2.26。解理片具挠性。有滑感,易污手。具导电性。

[成因产状]石墨是高温变质作用的产物。主要由煤层或炭质沉积岩经区域变质作用而成。此外也可产于岩浆岩中,炭来源于含碳的围岩。

我国石墨产地很多,其中以黑龙江鸡西市柳毛为最大的产地。

[鉴定特征]以铁黑色、亮灰黑色条痕、硬度低,相对密度小,有滑感为特征。如果将硫酸铜溶液润湿的锌粒放在石墨上,则可析出金属铜的斑点,在与石墨相似的辉钼矿上则无此种反应。

[主要用途]石墨由于其熔点高,抗腐蚀,不溶于酸等特性,用于制作冶炼用的高温坩埚;具滑感,作为机械工业的润滑剂;导电性良好,又可制作电极等。成分纯净的所谓高碳石墨可做原子能反应堆中的中子减速剂及供国防工业应用。3R型石墨用于人工合成金刚石的原料,因它容易转化为金刚石。

自然硫 Sulphur S 8

[化学组成]成分一般不纯净。火山喷气作用形成的自然硫往往含有少量Se、As、Te和Tl。而作为生物化学作用沉积的产物则夹杂有泥质、有机质、沥青等混入物。

[晶体结构]晶体结构为分子型:8个S以共价键组成硫分子,原子上下交错排列在两平面上呈环状 (图3-4-5A)。

[结晶形态]晶形常呈双锥状或厚板状 (图3-4-5B)。通常呈块状、粒状、土状、球状、粉末状、钟乳状等集合体产出。

[物理性质]带有各种不同色调 (红、绿、灰、黑)的**;晶面呈金刚光泽,而断面显油脂光泽。透明至半透明。不完全解理;贝壳状断口。硬度1~2。相对密度2.05~2.08。性脆。不导电,摩擦带负电。熔点低,为119℃;燃点也很低,为270℃。

[成因产状]主要形成于生物化学沉积作用和火山喷气作用过程中。

[鉴定特征]以**、油脂光泽、低硬度、性脆、硫臭味和易燃易熔为特征。

[主要用途]主要用于制造硫酸。此外用于化肥、造纸、、橡胶生产。

图3-4-5 自然硫的结构与形态

斜方双锥:p{111},s{113};斜方柱:n{011};平行双面:c{001},b{010}

什么不粘锅最好

8个不粘锅品牌推荐,有涂层的、没涂层的,都帮你选好了。

市面上的不粘锅有很多,简单来说分为两种,有涂层的和没有涂层的,其中没有涂层的可以说是没有易脱落涂层,具体原理往下看。

有涂层不粘锅的原理大家都知道,是利用不粘锅涂层来达到不粘的效果,而涂层材质大体来说一共有两种,分别是聚四氟乙烯和陶瓷,不管是杜邦特氟龙涂层、美国华福涂层还是瑞士易宝龙涂层,他们的基本材质都是聚四氟乙烯,其氟龙涂层市场份额比较大。

聚四氟乙烯材质的不粘锅是目前市面上最常见的,最大的优点是便宜、好用。缺点是空锅干烧超过260度以上影响涂层使用寿命,且有可能释放对人体有害的物质。不过只要注意使用方法,日常使用没有任何问题。

陶瓷不粘锅是使用纳米技术令产品表面紧致无孔隙,达到不粘的效果。陶瓷不粘锅的锅身一般是铝加陶瓷涂层,相对来说更轻便,而且更耐高温,即使温度达到450度,涂层也不会释放对人体有害的物质。缺点是不适合长期刮擦,同样不要使用铁铲炒菜、钢丝球清洗等。

无易脱落涂层不粘锅的主要原理是通过技术将不粘材质(钛、钻石等)渗透到整个锅体或制成较厚涂层,更耐磨、耐造,一般情况下都不会出现涂层脱落现象。缺点是售价相对上面两种来说稍微高一些。

接下来给大家推荐3个聚四氟乙烯涂层不粘锅品牌,2个陶瓷涂层不粘锅品牌和3个无易脱落涂层不粘锅品牌,大家各取所需吧。

3个聚四氟乙烯涂层不粘锅

品牌国产品牌中最常见的苏泊尔、炊大皇、爱仕达等大部分款式都是聚四氟乙烯涂层不粘锅。其中苏泊尔的最为知名。

苏泊尔——适合大众的国产品牌

苏泊尔的不粘锅最知名的是它的专利火红点示温技术,当锅体温度达到180度左右时,火红点图案将变成一个实心红点,此时下菜能有效预防油烟产生。单锅售价在100-400元左右,选择比较多。

巴拉利尼——专业研究不粘锅100年的意大利品牌

巴拉利尼是始于1889年的意大利百年品牌,专注不粘锅研究,2015年成为双立人旗下品牌。巴拉利尼的不粘锅都是在意大利生产的,锅身用98%的高纯度铝制,相对普通合金锅来说更轻。单锅售价在300-500元左右。

Carote——颜值超高的国产品牌

Carote是一家20多年为国外品牌代工的不粘锅具企业,Carote的麦饭石不粘锅用的瑞士易宝龙涂层,最大的特点是颜值高,小清新的风格。

推荐大家看看Carote的28cm早餐锅,简直是早餐神器,三格设计可以把蔬菜、蛋类和肉类同时制作,非常的节省时间,日常售价150元左右。

2个陶瓷涂层不粘锅品牌双立人——德国品牌,买的是信仰

双立人是一个拥有280多年历史的德国厨具品牌。双立人的陶瓷涂层不粘锅虽然有点贵,但确实有很多优点,其中相对好买的plus系列导热能力强,家常炒菜只需要开中小火即可,省时省力还节能,适用于包括电磁炉在内的所有类型的炊具,还适用于烤箱。单锅售价在1000元以上。

网易严选——国产性价比品牌

目前国内有售的陶瓷涂层不粘锅的品牌不是非常多,网易严选也是发现了这一点,他的Carat钻石炒锅就用了陶瓷涂层加铝制锅身,同样轻便好用,关键是单锅售价仅150元左右,可以说性价比非常高了。

3个无易脱落涂层不粘锅品牌

韩库——性价比高的韩国品牌韩库是拥有60多年历史的韩国厨具品牌,韩库最知名的蓝宝石系列的防粘锅原理同样是使用聚四氟乙烯材质,用渗透层技术,将材质完全渗透到整个锅体,不会有涂层脱落的现象,配合好使用保养方法,更长久耐用。日常售价200-300元左右。

钻技——国产中高端品牌

钻技是创立于2006年的国产厨电品牌,推荐购买有不锈钢网的不粘锅,最大的优点是耐磨,可以使用钢铲和钢丝球清洗,日常售价400元左右。

他家的不粘锅技术原理是将钻石粉纳米细化后,在高温高压条件下与锅体渗透融合。钻石拥有的超强硬度和强大表面张力的特性,在锅体内侧形成高强度,高密度的不粘渗透层,使锅具具备无条件不粘、使用寿命超长的特性。弗欧——可以用冷水冲热锅的品牌弗欧是始于14年的德国高级厨具品牌,专业生产不粘锅。弗欧不粘锅最大的特点是受热均匀、保温性能强、热锅冷水直接冲也没事。单锅售价在600-1000元左右。

他的不粘原理是用高科技等离子技术把钛,合成蓝宝石或者合成钻石浇铸在锅体表面,形成硬质基层,从而达到不粘的效果。目前有蓝宝石系列、钻石系列等多种选择。

最后给大家说下关于不粘锅的小科普

1.不粘锅是消耗品,它的不粘效果是有寿命的,短则数月,长则几年,所以都是需要更换的。如果你想要一个不粘炒锅走天下,请认认真真养一口铁锅,陪你半辈子是没问题的。

2.使用不粘锅时一定不要空烧,影响涂层寿命。

3.大部分涂层不粘锅一定要等锅的温度冷却后再进行清洗,或直接用温热水清洗。部分表明可以用冷水冲洗的除外。

机械铸造行业现状

在科学技术迅猛发展的今天,由于铸造成形工艺的特殊优势,有些复杂结构件目前尚无其他制造工艺可替代。铸造工艺仍是最经济且便捷的金属成形工艺。随着全球经济一体化,在国际间的合作日益密切、竞争日趋激烈之时,中国汽车铸造业应更充分地发挥铸造优势,发展自己的铸造工业。

在科学技术迅猛发展的今天,由于铸造成形工艺的特殊优势,有些复杂结构件目前尚无其他制造工艺可替代。铸造工艺仍是最经济且便捷的金属成形工艺。随着全球经济一体化,在国际间的合作日益密切、竞争日趋激烈之时,中国汽车铸造业应更充分地发挥铸造优势,发展自己的铸造工业。

1. 中国铸造业现状

中国是当今世界上最大的铸件生产国家,据资料介绍,我国铸造产品的产值在国民经济中约占1%左右。最近几年,铸件进出口贸易增长较快,铸件的产量已达到9%左右。我国铸造厂点多达2万多个,铸造行业从业人员达120万之多。“长三角”地区的铸件产量占全国的1/3,该地区主要以民营企业为主,汽车和汽车零部件行业的发展有力地拉动了铸造行业的发展。万丰奥特是亚洲最大的铝合金车轮企业,年产值超过10亿元,出口额达6 000美元。昆山富士和机械有限公司生产汽车发动机和制动系统的铸件,年产量达4万t,销售收入5.5亿元。华东泰克西是一个先进的现代化气缸体铸件生产企业,具有年产1 00万件

轿车气缸体铸件能力。山西是铸造大省,有丰富的生铁、煤炭、铝镁、电力、劳力、使山西的铸造产业有得天独厚的优势,具有500个铸造企业,80%为民营企业。山西国际、河津山联、山西华翔年产量分别达4万t、2万t、12万t。“东三省”有一汽集团、哈飞集团等骨干汽车企业带动了汽车铸件产量的增长。一汽集团铸造公司,已经形成40万t铸件的生产能力。辽宁北方曲轴有限公司,到“十一五”末将形成年产15万台发动机、100万件曲轴、产值20亿的曲轴生产基地。“珠江三角洲”压铸行业发达,有700多个压铸企业,年产量达20万t。东风日产、广州本田、广州丰田和零部件企业有力带动了压铸业的发展,轿车气缸体、气缸盖的压铸件产量逐年增长。

2. 国外铸造业现状

近几年来,全球铸造业持续增长,2004年铸件产量比上一年度增长8.4%,中国生产铸件2242万t,全球排名第一,比上一年增长23.6%。全球十大铸件生产国的产量与增长率见表1。从表1可见,2004年中国的铸件产量约占全球铸件产量的1/4。巴西铸件产量增长最快,达到25.8%。增长率超过2位数的国家有巴西、中国、墨西哥、印度,都是发展中国家。而发达国家的铸件增长率普遍较低。美国铸件产量自2000年以来,已经退居到第2位。2004年美国铸件总产量为1231万t,其中灰铁件占35%、球铁件占33%、铸钢件占8.4%、铝合金件占16%。从需求上看,球铁铸件和铝铸件的需求在增长。2003年进口铸件占总需求的1 5%,进口铸件的价格比美国国内低20%~50%。近年来因铸造环保要求高、能源消耗大、劳动力昂贵等原因,美国大型汽车公司生产普通汽车铸件的铸造厂纷纷关闭,逐步将铸件的生产转向中国、印度、墨西哥、巴西等发展中国家。日本的铸造业不景气,其从业人员在减少。2004年日本铸件总产量为639万t,其中灰铁件占42%、球铁件占30%、铸钢件占4%、铝合金件占21%。从需求上看,球铁铸件和铝铸件的需求在增长。日本铸造界在技术创新方面作了大量工作,开发了球型低膨胀铸造砂、高减振铸铁材料、中硅耐热球铁等材料。其真空压铸的铸件能焊接和热处理,半固态铸造生产用于汽车铝轮毂,提高了强度和伸长率。镁合金压铸进一步发展,并取代重力铸造,其性能提高,成本降低。

3. 汽车铸造技术的发展方向

汽车技术正向轻量化、数值化、环保化方面发展。据有关资料报道,汽车自重每减少10%,油耗可减少5.5%,燃料经济性可提高3%-5%,同时降低排放10%左右。铸件轻量化主要有两个途径。一是用铝、镁等非铁合金铸件,美国2003年统计有2/3的铝铸件用于汽车上,每车达到107 kg。二是减小铸件壁厚、设计多零件组合铸件,生产薄壁高强度复合铸件,并减少加工余量,生产近终形铸件。随着汽车技术的快速发展,为缩短铸件生产准备周期和降低新产品开发的风险,要求用快速制模技术、计算机仿真模拟、三维建模、数控技术。而清洁生产、废物再生是铸造业的发展趋势,降低能耗是其持续发展的主题。我国汽车铸造业必须走高效、节能、节材、环保和绿色铸造之路,因为国家和社会要求严厉管控汽车铸造业的能源消耗大户和污染大户,以利改善铸造业热、脏、累的劳动密集型行业员工的劳动环境。

4. 汽车铸造技术发展趋势

国内外汽车铸造技术发展趋势很多,现仅简介一些在汽车行业大量流水线生产中的铸件技术及发展趋势。

4.1 砂型铸造成形技术

潮模造型经过手工紧实一震击+压实紧实→高压+微震紧实→气冲紧实→静压紧实几个发展阶段。静压造型技术的实质是“气中预紧实+压实”,其有以下优点:铸型轮廓清晰,表面硬度高且均匀,拔模斜度小,型板利用率高,工艺装备磨损小,铸型表面粗糙度低,铸型型废率低。因此,是目前最新、最先进的造型工艺,并已成为当今的主流紧实工艺。目前,高压造型和单一气冲造型已逐渐被静压造型所替代,原先高压造型线和气冲造型线的主机已逐渐更新为静压造型主机,新建铸造厂均首选用静压造型技术。当前,国外比较有名的制造静压造型设备的厂家有德国的KW公司、HWS公司和意大利萨威力公司。国内汽车铸造厂家大都选用 HWS公司或KW公司制造的设备,如一汽铸造公司、东风汽车铸造厂、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、山西三联、广西玉柴、无锡柴油机厂等。

4.2 近净形技术

(1)消失模铸造成形工艺

消失模铸造也称气化模铸造、实型铸造、无型腔铸造。该工艺尺寸精度高达0.2 mm以内,表面粗糙度可达Ra5μm~Ra6μm,被铸造界誉之为“21世纪的铸造新技术”、“铸造的绿色工程”。该工艺方法是用无粘结剂干砂加抽真空技术。据2003年统计,我国有150家企业用该工艺生产箱体类、管件阀体类、耐热耐磨合金钢类等三大类铸件,总产量超过10万t。国内汽车铸造厂,有的用国产铸造生产线:有的用简易生产线或单机生产;有的用国外引进铸造生产线生产。一汽集团公司1993年从美国福康公司引进造型用振动台,生产 EPS模的预发泡机和成型机等设备,生产汽车进气管。长沙发动机总厂从意大利引进自动化铸造线生产铝合金气缸体、气缸盖铸件。合肥叉车集团用4段泡沫模片粘结成整体的工艺生产复杂箱体铸件,尺寸精度可达到 CT7-CT8级,产品出口美国。成都成工集团,用8块泡沫模片粘结成整体的工艺生产装载机变速器,铸件质量达320 kg,与砂型铸造比较,毛坯减重15%,成品率达95%以上。消失模工艺近几年在美国有较大的发展,通用汽车公司投资建造了6条消失模铸造生产线,大批量生产铝合金气缸体、气缸盖铸件。今后,该工艺将大量用快速制模技术和模拟仿真技术,以缩短生产准备周期,实现铸件的快捷生产。未来的发展方向必定是质量好、复杂、精密、寿命长的高档模具。提高该技术的模具材料、成形工艺、涂料技术、工装设备的技术水平,使EPS铸件获得更广阔的发展前景。

(2)熔模精密铸造成形工艺

我国汽车熔模精密铸造技术有了长足的发展,用近净形技术可以生产出无余量的铸造产品。熔模精密铸造工艺有水玻璃制壳工艺、复合制壳工艺、硅溶胶制壳工艺。汽车产品材料有碳素钢、合金钢、有色合金与球墨铸铁。国外有高合金钢、超合金材料。熔炼设备国内用普通、快速中频炉;国外用真空炉、翻转炉、高频炉技术。用硅溶胶制壳工艺的零件表面粗糙度可达Ra1.6μm、尺寸精度可达CT4级,最小壁厚可达0.5~1.5mm。欧、美、日等国家开始关注精铸件在汽车业的应用与拓展。我国汽车用精铸件的市场需求量也在不断快速增长和发展,2003年精铸件的产量为60万t,产值达到110亿元。东风汽车精密铸造有限公司用硅溶胶+水玻璃复合型制壳工艺,生产高技术含量、高附加值产品,将原来铸件、锻件、机加工及多件组装结构设计制造成一个整体精密铸件,显著降低了制造成本。

熔模精密铸造成形工艺将来的发展趋势是铸件产品越来越接近零部件产品,传统的精铸件只作为毛坯,已经不适应市场的快速应变。零部件产品的复杂程度和质量档次越来越高,研发手段越来越强,专业化协作开始显现,CAD、CAM、 CAE的应用成为零部件产品开发的主要技术。东风汽车公司、一汽集团公司的精铸企业作为中国精铸行业的领军者,一定能凭强大的研发实力和先进的技术快速发展。

4.3 制芯技术

目前,国内外汽车铸造制芯有3种制芯工艺,在现代汽车铸造中常并行用的主要工艺有热芯盒制芯、壳芯制芯、冷芯盒制芯等,传统的合脂或油砂制芯已被淘汰。冷芯盒技术工艺有两个特点:一是硬化速度快,初始强度高,生产率高;二是砂芯尺寸精度高,可满足生产薄壁高强度铸件的砂芯。因此,制芯工艺技术有以冷芯盒技术为主的发展趋势。一汽铸造公司、东风汽车铸造厂、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、山西国际铸造公司等均用冷芯盒制芯技术。当代先进的110L冷芯盒制芯机见图1。

最先进的制芯工艺是结合锁芯(Key Core)和冷芯盒等技术的制芯中心,整个射芯、取芯、修整毛刺、多个芯子定位组合成一体、上涂料、烘干等工序,全部用一台或多台制芯机与机械手自动化完成。国外比较有名的制芯中心生产厂有西班牙LORMENDl公司、德国 Laempe公司和Hottinger公司、意大利的FA公司等。东风汽车铸造厂、一汽铸造公司、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、上海柴油机、洛拖二铁、潍柴、江西五十铃等均用冷芯盒制芯中心技术。

4.4 铸铁熔炼技术

目前,国内外铸铁熔炼技术有两种主要方式:一是用大型热风除尘冲天炉与工频保温炉双联熔炼工艺;二是用中频感应电炉熔炼工艺技术。美国因达公司和彼乐公司生产的中频炉技术开始越来越受到重视,该技术日益成熟,其清洁、环保、节能、高效、安全的优势突出,是今后发展的方向。

因此,铸铁则由过去用工频炉熔炼逐步过渡到用高效省电的中频电炉熔化。一、汽铸造公司、东风汽车公司用因达公司和彼乐公司生产的中频炉和保温炉技术,已经开发应用球化剂、孕育剂、蠕化剂和其他各种添加剂产品,形成商品化、标准化、规格化、系列化。铸铁孕育多用带光电控制的随流孕育机。新开发出的喂丝球化方法及其与

现代化检测技术相结合的SINTER CASTZ艺是铸铁球化及蠕化处理的一种很有优势的工艺,应用者日益增多。国外金属炉料经过破碎、净化、称量,大大提高熔化效率和铁水质量。国内的天津丰田、天津勤美达、苏州勤美达等铸造厂已对炉料用破碎处理工艺。

4.5 铝合金气缸体、气缸盖压铸成形技术

铝合金是汽车上应用最快和最广的轻金属,因为铝合金本身的性能已经达到质量轻、强度高、耐腐蚀的要求。最初,铝合金仅用于一些不受冲击的部件。后来,通过强化合金元素,铝合金的强度大大提高,由于质轻、散热性好等特性,可以满足发动机活塞、气缸体、气缸盖在恶劣环境下工作的要求。铝合金气缸体、气缸盖压铸成形核心技术可以提高净化、精炼、细化、变质等材质质量控制,使得铝铸件质量达到一致性和稳定性。随着我国汽车业的发展,特别是家用轿车的快速增加和汽车零部件出口量的增大,汽车铝铸件将有很大的增长。我国2003年铸件总产量为1 987万t,其中铝镁合金为117万t,占总产量的5.8%。丰田汽车希望在近两年将铝制气缸体由现在的35%提高到50%。日产汽车在2010年以前,70%的汽油机轿车的气缸体用铝制材料,近100%的气缸盖及变速器壳体用铝制材料。本田汽车公司早在1994年,将汽油发动机气缸体全部换成铝制气缸体。铝合金气缸体、气缸盖等有色金属则多用压铸(包括真空压铸)、低压压铸、高压压铸、金属型重力铸造以及很有发展前途的半固态压铸成形技术。东风本田发动机公司、东风日产发动机分公司铝压铸车间用2500t压铸机生产铝气缸体,并实现了国产化。铝气缸盖成形工艺主要有两种,一是以欧美为代表的重力铸造成形工艺,上海皮尔博格、南京泰克西等公司选用意大利法塔公司重力铸造机生产铝气缸盖;二是以日韩为代表的低压铸造成形工艺,东风日产发动机分公司铝压铸车间、广东肇庆铸造公司、天津丰田铸造公司都选用日本新东等公司的低压铸造机生产铝气缸盖。

4.6 镁合金成形技术

镁合金的比强度和比刚度高i优于钢和铝合金,远大于工程塑料。镁合金还具有耐高温、抗腐蚀和抗蠕变性能。镁是目前汽车工业中应用的最轻的金属,它比铝轻1/3,比钢铁轻3/4,比非金属的塑料还轻1/5。因此,镁合金是汽车减轻质量的理想材料,镁合金压铸件可以代替一些复杂的结构件,如仪表板骨架几十个钢部件经冲压、焊接而成,一质量约10 kg,若改为镁合金压铸件,一次压铸成形,质量仅为4 kg,生产成本大大降低。随着、镁合金新材料的不断开发和加工技术的完善,镁合金在汽车市场中将不断拓宽和持续稳定增长。镁合金生产以压铸为主的成形技术,一直是汽车工业关注的焦点,镁合金压铸件需求量占到汽车工业对镁合金需求量的80%,汽车用镁合金压铸材料,除满足耐高温和抗蠕变性能外,还必须充分考虑设计、加工、表面处理及相关压铸成形工艺。由于压铸镁合金有可铸造性的突出优势.铸造壁厚可以达到1~1.5 mm,拔模斜度1°-2°尽管镁合金铸造的重点仍放在压力压铸方面,但仍面临压铸镁合金的性能与成本问题。因此,一种新型工艺——镁合金的半固态加工技术出现。该技术工艺已经主要用于生产一体化的镁、铝合金铸件。国外镁合金在汽车上应用前景广阔,欧、美国家镁合金压铸件产量以每年25%的速度增长。 Audi A6轿车变速器壳体为镁合金压铸件,质量仅为14.2 kg,奥迪公司最早将镁铸件用于仪表板骨架。福特汽车公司用镁合金生产座椅骨架,取代钢制骨架,使座椅质量从4 kg减为1 kg。福特公司正在研究用镁合金生产气缸体。日本三菱公司与澳大利亚科技部合作开发一种质量仅为7.5 kg的超轻质量的镁合金发动机。宝马公司直列六缸镁合金气缸体已经批量投产。美国通用生产镁压铸件进气岐管。雷诺公司已生产出镁合金车轮铸件。东风汽车铸造厂已经批量生产镁合金压铸件,目前东风汽车公司和一汽铸造公司正在开发承担国家科技部的重点科技攻关项目、,如变速器壳、齿轮室罩盖、气门室罩盖、转向盘骨架等镁合金压铸件。上海乾通汽车附件有限公司率先生产出轿车镁合金变速器外壳压铸件。近几年,国内还相继建立了一些大型的外资镁压铸企业,如上海镁镁、苏州GF等公司。

4.7 半固态压铸成形技术

半固态技术发源于美国,在美国这一技术已经基本成熟并处于全球领先地位。此技术被称之为21世纪最有前途的材料成形技术。Alumax公司率先将该技术转化为生产力,生产的铝合金汽车制动总泵体毛坯尺寸接近零件尺寸,加工量占铸件质量的13%,同样的金属型铸件的加工余量则占铸件质量的40%。20世纪80年代以来,欧洲等国在半固态应用方面作了大量研究和应用工作。意大利是半固态加工技术应用最早的国家之一,Stampal-saa公司用该技术为 Ford汽车公司生产齿轮箱盖和摇臂零件。目前,日本的Speed Star Wheel公司已经利用该技术生产重约5 kg的铝合金轮毂铸件。我国半固态金属加工技术起步较晚,始于20世纪70年代后期。与国外相比,我国在半固态金属成形技术领域的研究还很落后。就目前我国的研究现状来看,该技术发展动向是金属触变成形技术已经基本成熟,而流变成形技术的发展缓慢。因此,今后将有更多的研究人员转向流变成形理论和应用方面的研究。目前,半固态金属成形技术主要应用于铝、镁、铅等低熔点金属的成形,对高熔点黑色金属的应用较少,这是今后研究的方向。目前,国内外学者已经开发出了半固态成形过程数值模拟软件,但是还有不足,需要加强应用计算机技术。

4.8 铸铁材质

(1)薄壁高强度灰铸铁件技术

我国2003年铸件总产量为1987万t,其中灰铸铁件为1049万t,占总产量的53%。灰铸铁件在汽车上的大量应用是由于该材料具有较低的成本和良好的铸造性能优势。随着汽车技术轻量化要求,灰铸铁的增长和发展将受到一定的影响,因此其发展趋势是加强薄壁高强度气缸体、气缸盖铸件技术的开发与应用。薄壁高强度气缸体、气缸盖铸件技术的难点是使最薄壁厚仅为3-5 mm的本体断面硬度差<40HBS,组织细密均匀。轿车气缸体和大功率柴油机气缸体、气缸盖铸件的硬度、珠光体量、碳化物含量、石墨形态等金相组织的技术要求高。如大功率柴油机气缸体、气缸盖要求本体硬度分别为1 70~228 HBS、179~235HBS,强度和尺寸要求高,表面粗糙度Ra<50 pm。灰铸铁的材质牌号在不断提高,HT300已用于气缸体、气缸盖的生产,有的产品可能要达到HT350。国内汽车铸造厂在材料工艺、熔炼工艺、造型工艺、制芯工艺、模具制造工艺、检测技术等方面作了大量工作,并将这些技术应用在轿车气缸体和大功率柴油机气缸体、气缸盖等铸件上。

(2)蠕墨铸铁技术

蠕墨铸铁具有球墨铸铁的强度,与灰铸铁相比又有类似的防振、导热能力及铸造性能.有好的塑性和耐热疲劳性能,可以解决大功率气缸盖的热疲劳裂纹问题。铁素体机体蠕铁的工作温度可达到700℃;高硅钼蠕铁的工作温度可达870℃。蠕墨铸铁不会取代球墨铸铁,也不会取代灰铸铁。蠕墨铸铁广泛应用的巨大潜在市场是汽车业,其主要产品则是发动机气缸体和大功率柴油机气缸盖。随着汽车轻量化和比功率(功率/排量)的提高,气缸体和气缸盖的工作温度越来越高,许多部位的工作温度超过200℃,在此温度下,铝合金的强度大幅度下降,而蠕铁则具有很大的优势。它将成为唯一能满足技术、环保和性能要求的先进的汽车发动机材料。因为蠕墨铸铁具有强度高、壁薄的特点,可以减轻质量。公司的研究表明,同样功率的发动机气缸体如果用蠕铁,壁厚可以由原来的7 mm减为3 mm,铸件质量可减轻25%。

蠕墨铸铁的蠕化处理范围很窄,核心技术是用合适的生产技术与相应的蠕化剂。国外宝马汽车公司、戴姆勒一克莱斯勒汽车公司、达夫公司的发动机气缸体用蠕墨铸铁生产。福特(Ford)公司与辛特(Sinter)合作,于1999年在巴西每年生产10万件气缸体。德国Halberg铸造厂,从1 991年开始为奥迪生产V8蠕铁气缸体,壁厚3.5 mm,147 kW的气缸体质量仅74 kg。东风汽车公司铸造厂,于1 984年5月正式在流水线上批量生产蠕墨铸铁排气管,成为我国第一家在流水线上批量生产蠕墨铸铁件的工厂。在20世纪90年代初,又先后成功开发了蠕铁变速器壳体和上海大众桑塔纳轿车排气管。一汽铸造公司无锡柴油机分公司于20世纪80年{BANNED}始大批量生产蠕铁气缸盖。上海圣德曼铸造有限公司为上海大众生产中硅钼蠕铁排气管。

(3)球墨铸铁技术

球墨铸铁由于具有高强度、高韧性和低价格.所以在汽车市场上仍有很展。我国球铁产量也在持续增长,2003年产量占总产量的24%,同时制定许多球铁标准,研究开发了适应球铁在流水线上大量生产的先进工艺,如摇包、气动脱硫,型内、盖包球化,多种瞬时孕育,音频、超声、热分析检测技术。当前,在工业发达国家中,球墨铸铁件的产量在铸件总产量中占25%以上,美国2003年球铁产量占铸件总产量的33%。汽车铸造业球铁产品技术工艺的发展趋势有以下4个方面。

一是铸态珠光体、高强度(QT700-2、QT740-3)的载货车和轿车曲轴,铸态铁素体、高伸长率(QT400—18、QT440-10)的汽车排气管和桥壳底盘类铸件。更高牌号QT800-2、QT900-2也在开发应用之中。

二是保安类铸件,铸态生产轿车转向节的材质技术条件十分严格,要求铸件零缺陷,100%的无损检测,目前已有3项自动检测技术用于生产。

三是耐热球铁件,即高硅钼、中硅钼、高镍球铁,该材质生产的排气管件,有很好的抗高温性能:目前国内汽车公司铸造厂已经生产出铸态中硅钼铁素体球铁排气管件。

四是奥贝球铁,该材料特有的材质性能成为铸造业的焦点,这是一种很有开发应用潜力的材料,主要用于生产曲轴等产品。

除上述外,汽车铸造厂已经生产出铸态球铁冷激凸轮轴。

4.9 铸造过程计算机应用技术

随着汽车铸造技术的快速发展,为缩短铸件生产准备周期和降低新产品开发的风险,用快速原型技术、计算机仿真模拟、三维建模、数控技术的应用越来越广。快速原型技术在铸造生产中的应用有了很大的发展。它除了应用开发新产品试制用的模具及熔模铸造的蜡模外,还可以制做酚醛树脂壳型、壳芯,可以直接用来装配成砂型。国外公司在接到客户提供三维CAD数据后,根据不同的产品结构,最快可在3周时间内为客户提供铸件。模拟造型过程正在成为国际汽车铸造关注的前沿领域之一,清华大学、日本新东工业等对湿型砂紧实过程进行模拟。值得注意的是,德国亚琛工业大学、清华大学正在对射芯过程进行数据模拟。国内汽车铸造业CAD-CAM-CAE一体化设计开发得到充分应用,特别是CAE凝固模拟虚拟技术,应用Magma、华铸软件对新产品的铸件充型、凝固的温度场和流动场模拟分析处理,预测和分析铸件的缺陷。铸造专家系统得到进一步应用,如型砂质量管理、铸造缺陷分析、压铸工艺参数设计及缺陷诊断。

4.10 铸造检测技术

铸造检测技术是保证铸件质量的关键手段。铸件尺寸检查,有常用的检查卡具、卡板,有专用的检测夹具。对于气缸体、气缸盖等复杂件,用三坐标仪自动测量铸件尺寸和超声波仪检测铸件的壁厚。无损检测技术的应用越来越广,对重要件时常用荧光磁粉检测表面裂纹;用超声波或音频检测球铁的球化率;用涡流检测铸件的基体组织(珠光体含量)。为满足重要件的检测要求,可将上述3项检测仪器组合成一条自动检测线。用X射线检测铸件内部的缩孔与缩松缺陷,日本本田对球铁转向节铸件100%用X射线探伤:用工业内窥镜检测铸件内腔质量,气密性渗漏检测。化学成分检测,真空直读光谱仪和碳硫测定仪在炉前、炉后铁水质量上得到普遍应用.微量元素和气体元素N、O、H的分析得到重视:炉前快速热分析得到推广应用,快速预报铸铁的碳硅当量、孕育效果、基体组织和力学性能。

4.11 绿色铸造技术

“绿色铸造”是使铸造产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理整个产品的生命周期中,对环境的负面影响最小,效率最高。铸造行业历来被认为是高能耗、高污染的行业,要不断开发新的节能、清洁、低排放、低污染的铸造材料以投入生产使用。对于树脂,要想办法降低游离甲醛和游离酚等有害物质的含量;逐步加大冷芯盒技术应用,以减少树脂砂对环境的影响,实现达标排放:降低热芯盒、壳芯砂的固化温度,制芯工艺由热芯盒法向温芯盒法转变,以节约能源。我国汽车铸造厂每年消耗新砂近千万吨,旧砂排放的污染,以及新砂大量的耗费,不堪重负,因此旧砂的再生利用技术势在必行。先进工业国家废砂排放量降到10%以下,在欧洲、日本等地区旧砂的再生利用技术得到广泛应用。哈尔滨东安汽车发动机公司引进意大利的热法再生设备,已在生产中应用。一汽铸造公司引进日本技术,热法再生和机械再生结合,处理芯砂和型、芯砂混合砂已在生产中得到应用。目前,东风汽车公司也正在加速旧砂再生技术开发应用工作。加大废钢及回炉料的利用,以减少新生铁和铝的耗费。汽车铸造业面向循环经济的铸造技术,要以循环经济3R为行业准则,即以减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)来开展工作。

5. 我国汽车铸造业面临的问题

我国汽车铸造业在经过“经济”转入“市场经济”的过程中,经历了起步、稳定、发展、成熟4个阶段,取得了令世人瞩目的成绩。但是,我们必须清醒地认识汽车铸造业的历史重任及与发达国家的现实差距,牢牢把握国内外铸造技术的发展趋势,适时适宜地用先进的铸造技术,实施铸造业的可持续发展战略,目前汽车铸造业主要有以下问题。

铸造企业平均规模与经济规模和国外比有较大差距。我国的铸件产量虽然已经连续5年位居世界首位,有一批产量较高的大中型企业,但大多数铸造企业规模偏小。就整个铸造行业而言.其现状仍然是厂点散(铸造厂点达2万多个),从业人员多(达120万人之多),效益低下(厂均铸件仅为500 t/年),只相当于美、日、德、法、意等工业发达国家的1/9-1/4。

铸造企业整体技术装备水平和国外比有较大差距。企业间技术装备水平差距较大,少数企业的个别生产车间的技术装备水平,已接近或达到国际先进水平,但是整体水平不高。据统计,我国已从国外进口自动造型线210多条,还有国产造型生产线250多条,这些生产线主要集中在汽车内燃机件的大批量生产企业中。

钻石的基本性质有哪些?为什么切工对钻石的品质有很重要的影响?

钻石基本性质:

1、摩氏硬度为10,为自然界现今已知硬度最高的物质;

2、导热性好;

3、斥油亲水;

4、折射率高。

切工对钻石的品质有很重要的影响,切工是“4C”中是唯一可人为影响到的。只有比例合理、相同切面完全一致的钻石,光线折射后较为集中,可呈现出绚丽火彩,可完美体现钻石自然之美。而切工较差的钻石,光线折射后发散,使钻石显得暗淡无光。因此切工对钻石 品质影响有重要的因素,国际惯例,切工最高可影响到钻石价格的40%

核电行业专题报告:“积极”发展正在兑现,核能应用景气向上

(报告出品方/分析师: 兴业证券 蔡屹 石康 李春驰 史一粟)

1.1 核电原理概述:裂变链式反应产生能量,产生蒸汽推动汽轮机组发电

核能通过核裂变、核聚变和核衰变等三种核反应从原子核释放能量,其中核裂变链式反应为核能发电原理。

核能发电主要利用质量较大的原子(如铀、钍、钚)的原子核在吸收一个中子后会分裂为多个质量较小原子核、同时放出二至三个中子和巨大能量的特性,而放出的中子和能量会使别的原子核接着发生裂变,使放出能量的过程持续,这样的系列反应被称作核裂变链式反应。核裂变链式反应即为核能发电的能量来源。

核电站使核裂变链式反应产生的能量完成核能-热能-机械能-电能的转变,达到发电的目的。

核电站大体可分为核岛部分(NI)和常规岛部分(CI):

核岛部分:核岛部分包括反应堆装置和一回路系统,主要作用为进行核裂变反应和 产生蒸汽。

核岛反应堆的作用为发生核裂变,将裂变过程中释放的能量转化为水的热能;水在吸收热能后以高温高压的形式沿管道进入蒸汽发生器的 U 型管内,将热量传递给 U 型管外侧的水,使外侧水变为饱和蒸汽;冷却后的水将被主泵打回到反应堆中重新加热,形成一个以水为载 体的闭式吸热放热循环回路,这个回路被称作一回路,又称“蒸汽供应系统”。

常规岛部分:常规岛部分包括汽轮发电机系统和二回路系统,主要作用为利用蒸汽推动汽轮机组发电。

由核岛部分热传递产生的蒸汽会进入常规岛中的汽轮机组中,将蒸汽的热能转变为汽轮机的机械能,再通过汽轮机与发电机相连的转子将机械能转换为电能,完成发电过程。

同时做功完毕的蒸汽(乏汽)被排入冷凝器,由循环冷却水进行冷却,凝结成水,之后由凝 结水泵送入加热器进行预加热,最后由给水泵输入蒸汽发生器,形成又一个以水为载体的封闭循环系统,这个回路被称作“二回路”。

从原理上看,二回路系统与常规火电厂蒸汽动力回路大致相同。

1.2 核电商业模式:重资产模式+运营期现金牛

核电商业模式呈现重资产模式+运营期现金牛的特点:

建设期:工期长,投资额大

核电站因存在普遍拖期现象,实际建设周期约在5-10年。核电站的设计工期通常为 5 年,而因缺乏施工经验、设计变更、耗时检测等原因,我国核电机组普遍存在首堆拖期问题,导致建设期利息费用增长、发电成本提高。

批量化生产有利于核电机组建设周期缩短、成本下降,实现批量化建设之后,M310/CPR等同机型系列建设周期可逐渐稳定在 5 年左右。

我国三代核电单千瓦投资额在15000元左右。

在AP1000基础上自主研发的三代核电技术CAP1000的建设成本为14000元/kW,同属三代核电技术的“华龙一号”建设成本达17390元/kW。据此计算,一台百万千瓦级的核电机组对应投资额约为150亿元,呈现投资额大的特点。

运营期:稳健现金牛

核电行业与水电行业类似,都具有运营期稳定现金牛的特征。

核电站遵循营业收入=电价*上网电量=电价*装机容量*利用小时数*(1-厂电率)的拆分简 式,营业收入可确定性强,同时由于项目前期建设投入高昂、固定资产折旧成本较高(占主营业务成本的30-40%),所以核电站成本中非付现成本(折旧)占比较高。

因此核电站一旦进入运营期,将呈现获得稳健而充裕的经营性净现金流的特性。

1.3 低碳高效的基荷电源,“双碳”目标下重要性凸显

核电具有低碳高效的特点,我国核电占比明显低于全球水平。

相比于其他发电方式,核电利用小时数高、度电成本较低,具有低碳、稳定、高效的特点,适合作为优质基荷电源发展。

而从电源结构上看,2020年我国核电占比仅为 4.80%,不仅低于核能利用大国法国的 64.53%,也显著低于全球平均水平的 9.52%,我国核电占比仍有较大的提升空间。

“双碳”目标下非化石能源占比提升,核能重要性凸显。

在2020年12月的气候雄心峰会上:到2030年单位GDP的二氧化碳排放比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源比例达到 25%左右。

2021年10月24日,《中央院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作意见》中提出要“积极发展非化石能源”、“实施可再生能源替代行动”、“不断提高非化 石能源消费比重”、“积极安全有序发展核电”。

2021年10月26日,院正式发布《2030年前碳达峰行动方案》,其中指出“积极安全有序发展核电。

合理确定核电站布局和开发时序,在确保安全的前提下有序发展核电,保持平稳建设节奏。

积极推动高温气冷堆、快堆、模块化小型堆、海上浮动堆等先进堆型示范工程,开展核能综合利用示范。

加大核电标准化、自主化力度,加快关键技术装备攻关,培育高端核电装备制造产业集群。

实行最严格的安全标准和最严格的监管,持续提升核安全监管能力。”对比我国近10年来的能源结构变化,非化石能源占比自2011年的8.40%提升至2020年的15.90%;从电源结构上看,据中电联数据核电占比已从2011年的1.85%%提高至2021年的4.86%,核能重要性正在凸显。

2.1 核电技术演进:经济性与安全性推动核电技术发展

经济性与安全性是推动核电发展的核心目标。

核电站的开发始于上世纪50年代, 70年代石油涨价引发的能源危机促进了核电的发展,目前世界上商业运行的四百多座核电机组绝大部分是在这段时期建成的。

上世纪90年代,为解决三里岛和切尔诺贝利核电站的严重事故的负面影响,美国和欧洲先后出台“先进轻水堆用户要求”文件和“欧洲用户对轻水堆核电站的要求”,满足两份文件之一的核电机组称为第三代核电机组。

21 世纪初,第四代核能系统国际论坛(GIF)会议提出将钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超临界水冷堆、超高温气冷堆、熔盐堆 6 种堆型确认为第四代核电站重点研发对象。四代核电技术强化了防止核扩散等方面的要求,目前相关产业链雏形基本形成,预计将于2030年开启商业化进程。

2.2 2019年核电审批重启,三代机组成为主力机型

2016-2018年我国核电连续三年“零审批”,核电发展处于停滞期。

2011年日本福岛核电站受地震引发的海啸冲击,出现严重核泄漏事故,世界各国开始谨慎对待新增核电站建设,我国核电站审批工作也受此影响放缓。

2015年,我国批准 8 台核电机组,之后2016-2018年进入停滞状态,连续三年“零审批”。

2019年核电审批重启,三代核电机组正成为主力机型。

2018年后我国多台三代核电机组投入商运,三代机组的安全性和可靠性得到印证;此外2018 年1月28日,我国自主研发的三代核电机组“华龙一号”首堆、中核集团福清核电 5 号机组反应堆压力容器顺利吊装入堆,建设工程进展顺利。受此影响,我国核电审批工作重新提上议程。

2019年 7 月,国家能源局表态山东荣成、福建漳州和广东太平岭核电项目核准开工,标志着核电审批正式重启。

2020年,海南昌江核电二期工程、浙江三澳核电一期工程总计 4 台机组获批;

2021年,江苏田湾核电厂7&8号机组、辽宁徐大堡核电厂3&4号机组和海南昌江多用途模块式小型堆 科技 示范工程项目共计5台机组获批,我国核电机组批复进度正有序进行。

而从2019年后核电机组开工情况来看,以“华龙一号”和“VVER”为代表的三代核电机组已成主力机型。

自主三代核电有望按照每年 6-8 台机组的核准节奏稳步推进,“积极发展”政策正逐步兑现。2021年 3 月,《工作报告》中提到“在确保安全的前提下积极有序发展核电”,这是近10 年来首次使用“积极”来对核电进行政策表述。

据中国核能行业协会《中国核能发展与展望(2021)》,我国自主三代核电有望按照每年6-8台机组的核准节奏稳步推进,2021年全年核准、开工各 5 台,积极有序发展政策正逐步兑现。

3.1 四代核电技术快速发展,有望带领核电产业迈入新纪元

四代核电有望带领核电产业迈入新纪元。

近年来,我国在“863”、“3”、核能开发、重大专项以及第四代核能系统国际合作框架的支持下,先后开展了高温气冷堆、钠冷快堆、超临界水冷堆、铅冷快堆和熔盐堆五种堆型的研究开发,取得了一系列研究成果,与国际水平基本同步。其中,我国高温气冷堆、钠冷快堆研发进度居于世界前列。

高温气冷堆利用其高温特性,在工艺供热、核能制氢、高效发电等工业领域拓展核能的应用前景;快堆则是当今唯一可实现燃料增殖的关键堆型,将明显提高铀的利用率,并能够利用嬗变以实现废物最小化。

我国在高温气冷堆、钠冷快堆上的研发进度居于世界前列。

高温气冷堆全球首堆华能石岛湾高温气冷堆已于2021年12月20日成功并网发电,并于山东海阳辛安核电项目建设 2 台高温气冷堆。

钠冷快堆方面,中核霞浦600MW示范快堆工程已于2017年底实现土建开工,于2023年建成投产。

高温气冷堆: 具有固有安全性和潜在经济竞争力的先进堆型。

固有安全性: 即在严重事故下,包括丧失所有冷却能力时,核电站可不取任何人为和机器的干预,仅依靠材料本身的能力保证反应堆放射性不会熔毁与大量外泄。

具体表现为:

①防止功率失控增长。

以我国石岛湾示范工程为例,其用不停堆的连续在线装卸燃料方式,形成流动的球床堆芯;且示范堆用石墨作为慢化剂,堆芯结构材料不含金属,稳定性高,堆芯热容量大、功率密度低。

②载出剩余余热。

高温气冷堆用氦气作为一回路冷却剂,具有良好的导热性能。在主传导系统失效的情况下,堆芯余热可借助热传导等自然机理导出,再通过非能动余热排出系统排出,剩余发热不足以使堆芯发生熔毁。

③放射性物质的包容。

示范堆用全陶瓷包覆颗粒燃料元件,以四层屏蔽材料对燃料核心进行包裹,只要环境温度不超过1650 ,碳化硅球壳就能保持完整,固锁放射性裂变产物。经测试,示范堆正常运行温度最高达1620 ,放射性达到了国际最好水平。

潜在经济竞争力: 同样以石岛湾示范工程为例,通过①装备高度自主化(示范工程国产化率达 93.4%)、②“多合为一”降低成本支出(在保持主体系统不变的情况下,进行双模块组合,即核岛由两座球床反应堆模块、两台蒸汽发生器带动一台汽轮机发电。

这类模块化建造缩短了工期,大幅减少施工量,提高了经济性)来控制造价。

同时若对比建设成本,尽管高温气冷堆(HTR-PM)在反应堆本体(主要是 PRV 和堆内构件)的造价远超同等规模的压水堆(PWR)核电站,但根据张作义等人的相关文献研究,在一个 PWR 核电站的建设总造价中,反应堆本体(PRV 和堆内构件)的造价所占的比例非常有限,大约为 2%,所以影响较小。

对比等规模 PWR 核电站,在其他部分造价保持不变的情况下,即使 HTR-PM 示范电站反 应堆本体的造价增加为原来的 10 倍,全站建设总造价的增涨也可以控制在 20% 以内。

钠冷快堆: 固有安全性外,具备核燃料增殖提高利用率、核废料最小化等优势的先进堆型。

提高核燃料利用率: 快堆技术利用铀-钚混合氧化物(Mixed Oxide,MOX)。在快堆中,堆心燃料区为易裂变的钚 239,燃料区的再生区里放置着铀 238。

钚 239 产生核裂变反应时放出来的快中子较多,这些快中子除了维持钚 239 自身的链式裂变反应外,还会被再生区的铀 238 吸收。

铀 238 吸收快中子后变成铀 239,而铀 239 很不稳定,经过两次β衰变后又一次变成了钚 239。

因此在快堆运行时,新产生的易裂变核燃料多于消耗掉的核燃料,燃料越烧越多,此便称为增殖反应。

增殖反应充分利用了铀,且核废料导致的环境污染问题将有希望解决,从而使第四代核电成为拥有优越安全性和经济性,废物量极少,无需厂外应急,并具有防核扩散能力的核能利用系统。

3.2 新型核电技术下,核能综合应用成为可能

据中国科学院院刊《核能综合利用研究现状与展望》,从能源效率的观点来看,直接使用热能是更为理想的一种方式,发电只是核能利用的一种形式。

随着技术的发展,尤其是第四代核能系统技术的逐渐成熟和应用,核能有望超脱出仅仅提供 电力的角色,通过非电应用如核能制氢、高温工艺热、核能供暖、海水淡化等各种综合利用形式,在确保全球能源和水安全的可持续性发展方面发挥巨大的作用。

核能制氢: 核能制氢即利用核反应堆产生的热作为一次能源,从含氢元素的物质水或化石燃 料制备氢气。目前研发的主流核能制氢技术包括热化学碘硫循环、混合硫循环和高温蒸汽电解,实现了核能到氢能的高效转化,有效减少热电转换过程中的效率损失。由于高温气冷堆(出口温度 700 950 )和超高温气冷堆(出口温度 950 以上)具有固有安全性、高出口温度、功率适宜等特点,是目前最理想的高温电解制氢的核反应堆:

1) 高温陶瓷包覆燃料具有高安全性。

2) 与热化学循环过程耦合。在800 下,高温电解的理论制氢效率高于50%,且温度升高会使效率进一步提高。

3) 核热的烃类重整利用高温气冷堆的工艺热代替常规技术中的热源,可部分减少化石燃料的使用,也相应减少了CO2排放。

4) 可与气体透平藕合发电,效率达48%。

当前,中核集团与清华大学、宝武集团等已联合开展核能制氢与氢能冶金结合的前期合作,“十四五”期间进行中试验证,“十五五”期间进行高温堆核能制氢—氢冶金的工程示范。

对比不同制氢方式,高温气冷堆制氢具有成本优势。

美国能源部在核氢创新下进行了核能制氢经济性评估,得到的氢气成本在2.94-4.40美元/kg。此外,IAEA开发了氢经济评估程序,参与国对核能制氢成本进行了情景分析,在不同场景下得到的氢气成本在2.45-4.34美元/kg。

核能供暖: 核能供暖即使用核电机组二回路抽取蒸汽作为热源,通过厂内换热首站、厂外供 热企业换热站进行多级换热,最后经市政供热管网将热量传递至最终用户。

从安全性角度来看,在整个供热过程中核电站与供暖用户间有多道回路进行隔离,每个回路间只有热量的传递,而热水也只在小区内封闭循环,与核电厂隔离,较为安全;而从碳排放角度来看,核能作为零碳能源大大优于传统热电厂烧煤供热。

2021年 11 月 15 日,国家能源核能供热商用示范工程二期 450 万平方米项目在山东海阳正式投产;2021年 12 月 3 日,浙江海盐核能供热示范工程(一期)在浙江海盐正式投运。从远期来看核能供暖作为零碳清洁取暖手段,具备复制推广潜力,也有助于我国“双碳”目标的实现。

4.1 核电乏燃料需妥善处置,我国已确认闭式循环路线

乏燃料指受过辐射照射、使用过的核燃料,由核电站反应堆产生。

核燃料在反应堆内经中子轰击发生核反应,经一定时间内从堆内卸出。

乏燃料含有的铀含量较低,无法继续维持核反应,但仍含有大量放射性元素,需要妥善处置。

乏燃料处理方式分为“开式核燃料循环”和“闭式核燃料循环”,差异在于“开式”直接将乏燃料冷却包装后送入深地质层进行处置或长期储存,而“闭式”将乏燃料送入后处理厂回收铀、钚等物质后再将废物固化进行深地址层处置。

我国于上世纪 80 年代确立核燃料“闭合循环”路线以提高利用率,同时减小放射性废物体积并降低毒性。

4.2 卸出乏燃料规模持续增长,首套200吨/年处理设施处于建设周期

卸出乏燃料规模不断增长,供需矛盾日益突出。

国家能源局在2021年7月5日公开的《对十三届全国人大四次会议第2831号建议的答复复文摘要》(索引号:0000105/2021-00408)中表示,一台百万千瓦核电机组每年卸出乏燃料20-25吨;若按中电联披露截至2021年12月我国核电装机5326万千瓦计算,我国将每年产生乏燃料约1065.2吨-1331.5吨。

据《中国核能行业智库丛书(第三卷)》,2020年我国产生1100吨乏燃料,乏燃料累积量已达8300吨,预计到2050年累积量达114500吨。

随着核电规模的不断扩大和持续运营,我国每年卸出乏燃料的规模将持续增长,核电的继续发展势必离不开乏燃料后处理设施的相关配套。

首台套 200 吨/年处理设施正处于建设周期中,紧迫需求下未来具有确定性发展机会。

据江苏神通非公开发行 A 股股票预案介绍,我国在建的首套闭式乏燃料处理设施处理能力仅有 200 吨/年,而开式核燃料循环使用到的堆贮存水池容量已超负荷,这与较为庞大的乏燃料年产生量与累积量形成了鲜明对比。

此外国家发改委、国家能源局早在 2016 年的《能源技术革命创新行动(2016-2030 年)》中就明确了要发展乏燃料后处理技术,提出要在 2030 年基本建成我国首座 800 吨大型商用乏燃料后处理厂。

我国核电行业的发展离不开“闭式核燃料循环处理”相关产能的同步推进,市场需求较为紧迫,未来具有确定性发展机会。

受益于核电积极发展的逐步兑现,核电全产业链景气度有望回暖。

核电属于典型重资产行业,运营期可获得优质现金流,利用小时数高、度电成本较低、低碳稳定高效等优势,在碳中和背景下有望迎来发展机遇期。

(1)核电站建设进度不及预期的风险:核电项目建设期长,若因种种原因造成建设工期延长,将导致造价成本大幅上升;

(2)政策风险:核电行业高度受监管,若相关政策出现变化可能会对核电发展产生影响;

(3)核安全风险:若世界范围内发生核事故,将会对项目推进节奏、核电长期发展空间造成不利影响。

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如何鉴定和田玉

和田玉的基本鉴别

白玉是专指以透闪石为主的软玉(和田玉),而由其它矿物为主形成的玉石,绝不能因其色白而称为白玉。有的经营者将不是白玉的白色玉石一律称为白玉,在客观上误导了消费者,故意将不是白玉的白色玉石称为白玉,以充真,这就是不法行为了。在网上经常有一些卖家把新疆产的一种白色东陵玉故意叫做“新疆白玉”,混淆视听,不少买家上当后投诉,卖家还狡辩说,新疆白玉有很多种,他没有说是和田玉 - 白玉。在玉石市场上,常有两种白色玉石被称为白玉。一是石英岩类玉石,色白、质地较细,外观很像白玉,过去所谓的“京白玉”,就是一种细粒石英岩,地矿部门评价的“油石”矿,颗粒很细,但不能称为白玉,石英岩类的玉石硬度比和田白玉高,因此比白玉显出更强的玻璃光泽,在没有仪器检测的情况下,可以据此分辩。

1. 水石:这种玉石主要成分是石英岩,其硬度较高,但脆性强,易断裂。内部结构是颗粒状。颜色呈苍白的颜色,光泽看上去较干涩。

2. 水白玉:是河南南阳玉的一种,属斜长石,玻璃光泽,有的很透,也有半透的,手掂较轻飘,整体看上去白中发乌(与发灰或烟青的青花玉全然不同),但仔细看时又找不到“乌”在什么地方,又叫乌白玉,地摊上多见,

3. 东陵玉:常见的东陵玉为绿色,也有蓝色、红色、白色,产地较多,新疆产的东陵玉为白色,属石英岩,粒状结构,光泽强,比重略轻,东陵玉也常用来做玉饰品,东陵玉手镯市场价约 100-150 元左右,小挂件约 30-50 元,有名的石头记就有许多东陵玉的观音和佛,有时绿色的东陵玉经常用来冒充满绿的翡翠。其他几种与白玉相似的玉石很少用来做饰品,因为价值太低,只用来做大型雕件。

二是方解石类玉石,外观近似白玉,例如市场上所谓的“阿富汗白玉”就是由方解石形成的玉石,其实就是一种大理石,只不过色很白,半透明,常雕成,寓意象征“百财”。这种玉石硬度很低,普通小刀即能刻动,是不难识别的。

1. 大理岩:这种玉石颜色呈白色,硬度较低,光泽是蜡状光泽,内部结构为水线状、条纹状。

2. 阿富汗白玉:由于阿富汗白玉玉质非常细腻均匀,光泽油润,肉眼看不到玉花,经常用来冒充上等白玉或羊脂玉,辨别的方法很简单,只要用手指甲使劲刮一下,如果能刮下一点白色的皮,就不是白玉。 另外还有一种蛇纹石玉,即岫玉,产于辽宁省岫岩县,岫玉产量较大,硬度低,易断裂,价格较低。一般透明度比较高,以湖水绿色为主,主要用来冒充和田青白玉、青玉,**岫玉也比较常见,主要是冒充黄玉 ,岫玉也有白色的,而且玉中有棉絮。现在新疆也发现了大量蛇纹石玉。由于岫玉硬度小于 5 ,故划不动玻璃。特别应该指出的是,有的旧货市场常以乳化玻璃冒充白玉或古玉,玻璃制品中常常可以看到大小不定的圆形气泡。只要见有气泡就可肯定不是白玉。但是,玻璃制品有的也无气泡,所以无气泡者未必是真货。要做到有把握地买到真货,还是应该找珠宝玉石的检测部门去检测,因为有些白色玉石酷似白玉,不进行严格地检测,很难做出准确地判断。

和田玉的硬度是很高的,韧性也很强,和田玉可以划玻璃,而自身无损伤。对于其他的玉石来说,只有石英岩类玉石可以划玻璃而自身无损伤。而水石常用来冒充和田玉的极品羊脂玉,羊脂玉是羊脂肪的白色,水石是苍白的颜色;羊脂玉是油脂光泽,水石较干涩,光泽不好。

从外观上辨别和田白玉有三个方面,和田白玉肉眼可以看到细密的小云片状、云雾状结构的玉花,这是和田白玉特有的结构特征;和田白玉的光泽很温润,不是那种很强的玻璃光泽,也就是说和田白玉的表面对光线的反射不是很强,这是由于和田白玉的表面有非常细小的凹凸,类似毛玻璃,用 10-20 倍的放大镜就可看到,有时还可看到手工打磨遗留下来的顺着某一方向的纹路;注意观察阴刻线,由于和田白玉韧性很强,雕刻时不容易起崩,阴刻线两侧不容易起崩口,石英岩类玉石硬度虽然高,但韧性差,脆性强,阴刻线容易起崩口。正是由于这个原因,许多石英岩类玉石都是用模子高温压出来的,没有手工雕刻的痕迹。

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