第一篇:碳化硅在其他领域的应用
碳化硅材料的研究在近20年中取得了令人注目的成就,在各种先进设备与工艺技术的推动下,材料的性能得到了充分的发掘与应用,制成了能够满足各种极端工况条件的陶瓷构件,为高新技术的发展以及工程陶瓷在未来技术领域的应用打下了坚实的基础.虽然与其它工程结构陶瓷一样,使用过程的可靠性、性能可重复性等方面存在的问题仍然是影响碳化硅材料得到广泛应用的主要障碍
由于碳化硅陶瓷所具有的高硬度、高耐腐蚀性以及较高的高温强度,使得碳化硅陶瓷得到了广泛的应用。主要有以下几个方面:
密封环碳化硅陶瓷的耐化学腐蚀性好、强度高、硬度高,耐磨性能好、摩擦系数小,且耐高温,因而是制造密封环的理想材料。它与石墨材料组合配对时,其摩擦系数比氧化铝陶瓷和硬质合金小,因而可用于高PV值,特别是输送强酸、强碱的工况中使用。
研磨介质(磨介)碳化硅陶瓷,由于其高硬度的特点而广泛用于耐磨机械零件中,特别是球磨机中的研磨介质(磨介)。球磨机中所用的磨介对研磨效率有着重要的影响,其基本要求是硬度高、韧性好,以保证研磨效率高、掺杂少的要求。SIC-1型碳化硅陶瓷磨介适合于普通球磨机中使用,它具有硬度高、强度高、价格适中的特点。而SIC-2型碳化硅陶瓷磨介则由于强度高、韧性好,适合于振动球磨机和搅动球磨机中使用。合理地选择磨介可保证你以最低的成本获得较高的研磨效率和最少的掺杂。
防弹板碳化硅陶瓷由于硬度高、比重小、弹道性能较好、价格较低,而广泛用于防弹装甲中,如车辆、舰船的防护以及民用保险柜、运钞车的防护等。碳化硅陶瓷的弹道性能优于氧化铝陶瓷,约为碳化硼陶瓷的70-80%,但由于价格较低,特别适合用于用量大,且防护装甲不能过厚、过重的场合。
喷嘴用作喷嘴的陶瓷材料有多种,常用的是氧化铝、碳化硅和碳化硼陶瓷等。氧化铝陶瓷喷嘴的价格低,但由于硬度低,其耐磨性较差,多用于喷砂工作量不大的场合。
碳化硅陶瓷的使用寿命是氧化铝陶瓷的3-5倍,与硬质合金相当,多用于硬质合金的替代品,特别是在手持喷枪的工况中使用。SIC-2型碳化硅陶瓷的韧性好,可用于有冲击和振动的喷砂的工况。
研磨盘是半导体行业中超大规模集成电路用硅片生产的重要工艺装备。通常使用的铸铁或碳钢研磨盘其使用寿命低,热膨胀系数大。在加工硅片过程中,特别是高速研磨或抛光时,由于研磨盘的磨损和热变形,使硅片的平面度和平行度难以保证。采用碳化硅陶瓷的研磨盘由于硬度高研磨盘的磨损小,且热膨胀系数与硅片基本相同因而可以高速研磨、抛光。特别是近几年来的硅片尺寸越来越大,对硅片研磨的质量和效率提出了更高的要求。碳化硅陶瓷研磨盘的使用将使硅片研磨的质量和效率有很大的提高。同时碳化硅陶瓷研磨盘还可用于研磨、抛光其它材料的片状或块状物体的平面。
磁力泵泵件随着工业化的发展,特别是ISO14000国际标准的贯彻执行,对不利于环境保护液体的输运提出了更高的要求。磁力泵由于采用静密封代替机械密封、填料密封等动密封,因而泄漏更小、可靠性更高、使用寿命更长。对于磁力泵一般要求免维护的时间为八年,即要求连续运转八年不得拆卸,因而对磁力泵件的选材提出了极为苛刻的要求。如泵中的泵轴、止推盘、轴套等,必须耐磨损、耐腐蚀。而目前能满足上述条件的材料只有碳化硅陶瓷最适合。
高温耐蚀部件碳化硅陶瓷最重要的特性之一是它的高温强度,即在1600°C时强度基本不降低,且抗氧化性能非常好,因而可在高温结构件中使用。如高温炉的顶板、支架,以及高温实验用的卡具等。
碳化硅制品的用途
一、有色金属冶炼工业的应用:利用碳化硅具有耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击、作高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜融化炉内衬、锌粉炉用弧形板、热电偶保护管等。常规的锌粉冶炼需要的塔盘型号有:
一、塔式炉:600、990、1088、1260、1350;
二、卧式炉:1300、1160、928。
二、钢铁行业方面的应用:利用碳化硅的耐腐蚀、抗热冲击、耐磨损、导热好的特点,用于大型高炉内衬提高了使用寿命。
三、冶金选矿行业的应用
碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道、叶轮、泵室、旋流器、矿斗内衬的理想材料,其耐磨性能是铸铁、橡胶使用寿命的5-20倍,也是航空飞行跑道的理想材料之一。
四、建材陶砂轮工业方面的应用:
利用其导热系数、热辐射、高温强度大的特性,制造薄板窑具,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷、搪瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料。
五、节能方面的应用
利用其良好的导热和热稳定性,作热交流器,燃耗减少20%,节约燃料35%,使生产率提高20%-30%
摘要:用涂层和其他表面改性处理方法制取的碳化硅/碳复合材料兼有碳化硅的硬度高、耐热性、抗磨损、耐腐蚀和碳素材料可加工性等优良特性,在滑动摩擦材料,电子元件热处理用夹具、单晶硅提拉用加热器、坩埚硅片外延生长用感受器、高温材料等方面获得广泛应用。其应用范围不断扩大,被雀为划时代的新材料。由无机材料和有机高分子所组成的有机-无机杂化材料是近年来国内外研究较多的一种新型复合材料,它同时具有有机高分子和无机材料的优点。SiC陶瓷具有硬度高、高温强度大、抗蠕变性能好、耐化学腐蚀、抗氧化性能好、热膨胀系数小及高热导率等优异性能,是一种在高温和高能条件下极具应用前景的材料。SiC用于制备金属基、陶瓷基和聚合物基复合材料,已经表现出优异的性能。此外,SiC在隐身吸波材料方面也有重要的应用。本文综述了SiC在聚合物中的应用。
近年来研究发现,聚合物基复合材料用少量坚硬的无机物改性就可以显著地提高其力学性能和热学性能。SiC有机-无机复合材料就是一类用SiC陶瓷改性的聚合物基复合材料。现在这类复合材料被厂泛地应用在包装工业、涂料工业电子工业、汽车工业及舫空航天等工业。相信在不久的将来,随着SiC有机-无机复合材料应用领域的不断拓宽改性研究的不断深人,SiC陶瓷将在更多领域发挥更大的作用。
碳化硅半导体材料的应用
碳化硅优越的半导体特性将为众多的期间所采用,利用其高热导,高绝缘性目前在电子工业中做大规模集成电路的基片和封装材料,在冶金工业中做高温热交换材料和脱氧剂,碳化硅的用途主要有:
(1)作为磨料,可用来做磨具,如砂轮、油石、磨头、砂瓦类等。(2)作为冶金脱氧剂和耐高温材料。碳化硅主要有四大应用领域,即: 功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金原料。目前碳化硅粗料已能大量供应, 不能算高新技术产品,而技术含量极高 的纳米级碳化硅粉体的应用短时间不可能形成规模经济。
(3)高纯度的单晶,可用于制造半导体、制造碳化硅纤维。
主要用途:用于3—12英寸单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等线切割。太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程性加工材料。磨料磨具
主要用于制作砂轮、砂纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。化工
可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂,可用做制造四氯化硅的原料,是硅树脂工业的主要原料。碳化硅脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂,取代了传统的硅粉碳粉进行脱氧,和原工艺相比各项理化性能更加稳定,脱氧效果好,使脱氧时间缩短,节约能源,提高炼钢效率,提高钢的质量,降低原辅材料消耗,减少环境污染,改善劳动条件,提高电炉的综合经济效益都具有重要价值。耐磨、耐火和耐腐蚀材料
利用碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性,碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等;用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级碳化硅陶瓷材料;还可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外,碳化硅也是高速公路、航空飞机跑道太阳能热水器等的理想材料之一。有色金属
利用碳化硅具有耐高温&def强度大&def导热性能良好&def抗冲击&def作高温间接加热材料&def如坚罐蒸馏炉&def精馏炉塔盘&def铝电解槽&def铜熔化炉内衬&def锌粉炉用弧型板&def热电偶保护管等.钢铁
利用碳化硅的耐腐蚀&def抗热冲击耐磨损&def导热好的特点&def用于大型高炉内衬提高了使用寿命.冶金选矿
碳化硅硬度仅次于金刚石&def具有较强的耐磨性能&def是耐磨管道&def叶轮.泵室.旋流器&def矿斗内衬的理想材料&def其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的5--20倍&def也是航空飞行跑道的理想材料之一.建材陶瓷砂轮工业
利用其导热系数.热辐射&def高热强度大的特性&def制造薄板窑具&def不仅能减少窑具容量&def还提高了窑炉的装容量和产品质量&def缩短了生产周期&def是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料.节能
利用良好的导热和热稳定性&def作热交换器&def燃耗减少20%&def节约燃料35%&def使生产率提高20-30%&def特别是矿山选厂用排放输送管道的内放&def其耐磨程度是普通耐磨材料的6--7倍.②磨料粒度及其组成按GB/T2477--83。磨料粒度组成测定方法按GB/T2481--83。珠宝
合成碳化硅(Synthetic Moissanite)又名合成莫桑石、合成碳硅石(化学成分SiC),色散0.104比钻石(0.044)大,折射率2.65-2.69(钻石2.42),具有与钻石相同的金刚光泽,“火彩”更强,比以往任何仿制品更接近钻石。这是由美国北卡罗来那州的C3公司制造生产的,已拥有世界各国生产合成碳化硅的专利,正在向全世界推广应用。
第二篇:碳化硅性能
碳化硅在自然界几乎不存在,工业上应用的碳化硅是一种人造材料。工业方法生产碳化硅,通常是由SiO2粉和碳粉在高温下还原反应生成。碳化硅分子式为SiC,碳化硅是典型的共价键结合的化合物,它有α和β两种晶型,即立方型和六方型。立方型称为β—SiC,它是在1800℃—2000℃形成,属低温产物,主要用于微型轴承的超精研磨。六方型称为α—SiC,它是在2000℃以上形成的。碳化硅在一个大气压下的分解温度为2400℃,无熔点。α—SiC的理论密度是3.18g/cm3,其莫氏硬度在9.2—9.3之间,显微硬度3300kg/cm2。
碳化硅耐高温,与强酸、强碱均不起反应,导电导热性好,具有很强的抗辐射能力。用碳化硅粉直接升华法可制得大体积和大面积碳化硅单晶。用碳化硅单晶可生产绿色或蓝色发光二极管、场效应晶体管,双极型晶体管。用碳化硅纤维可制成雷达吸波材料,在军事工业中前景广阔。碳化硅超精细微粉是生产碳化硅陶瓷的理想材料。碳化硅陶瓷具有优良的常温力学性能,如高的抗弯强度,优良的抗氧化性,耐腐蚀性,非常高的抗磨损以及低的磨擦系数,而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最好的材料,如晶须补强可改善碳化硅的韧性和强度。
由于碳化硅优异的理化性能,使其在石油、化工、微电子、汽车、航天航空、激光、原子能、机械、冶金行业中广泛得到应用。如砂轮、喷咀、轴承、密封件、燃气轮机动静叶片,反射屏基片,发动机部件,耐火材料等。
碳化硅虽然是一种优良的磨料及优异的功能材料,但冶炼碳化硅耗电量大,平均每吨耗电9000度,占生产成本的30%以上。
超细粉体技术是近几年发展起来的一门新技术,涉及到材料、化工、军工、航天、电子、机械、控制、力学、物理、化学、光学、电磁学、机械力化学、理论力学、流体力学、空气动力学等多种学科和多领域,其综合性高,涉及面广,是典型的多学科交叉新领域。
高纯碳化硅粉体材料中的超精细碳化硅微粉,由于粒度细,分布窄,质量均匀,因而具有比表面积大,表面活性高,化学反应快,溶解度大,烧结温度低且烧结强度高,填充补强性能好等特性,以及独特的电性、磁性、光学性能等,广泛应用于国防建设、高技术陶瓷、微电子及信息材料产业,市场前景看好。
国防建设是国家经济稳定发展的柱石,国防建设提出的材料性能问题往往不但有一定的科学深度,而且有显著的经济、社会效益,能带动和促进企业的发展,特别是能拓宽市场和研究领域,促进科技与经济的结合,促进企业与研究院所和大专院校的结合。防卫和进攻是国防建设的两大主题,超精细碳化硅粉在这两个领域有着举足轻重的作用。用超精细碳化硅复合材料制造成坦克和装甲车复合板,这种复合板较普通坦克钢板重量轻30%—50%,而抗冲击力可较之提高1—3倍,是一种极好的复合材料。在电子对抗干扰试验中,将各种金属超细化与碳化硅粉体材料制成混合物,用于干扰弹中,对敌方电磁波的屏蔽与干扰效果良好。隐形、隐身飞机、舰船、坦克、装甲车辆为了躲避雷达及卫星的电磁信号,通常采用超精细碳化硅等非金属材料为制造材料。最新研究发现,采用粒径小于5微米的碳化硅超精细微粉制成的涂层涂覆在舰船外表面上可防止海水对其表面的电化学腐蚀,因为碳化硅超精细微粉既具有良好的防腐性能,又具有良好的导电性能。
具有特殊功能(电、磁、声、光、热、化学、力学、生物学等)的高技术陶瓷是近20年迅速发展的新材料,被称之为继金属材料和高分子材料后的第三大材料。在制备高性能陶瓷材料时,原料越纯、粒度越细,材料的烧结温度越低,强度和韧性越高。一般要求原料的粒度小于1微米甚至更细,如果原料的细度达到纳米级,则制备的陶瓷称之为纳米陶瓷,性能更加优异,是当今陶瓷材料发展的最高境界。高纯碳化硅粉体材料是高技术陶瓷材料的重要组成部分,用碳化硅微粉制成的喷咀、轴承、测温保护管、密封件活跃在国民经济各个领域。一旦我公司纳米级碳化硅超精细微粉工业化生产研制成功,陶瓷发动机的制造将不再是梦想。
现代微电子和电子信息产业最近几年发展很快,推动了社会的进步,是朝阳产业,可以说二十一世纪是电子信息的时代,信息离不开传输媒体——电脑,硅晶片是电脑最基本的组成元件,碳化硅粉体材料是切割硅晶片的主要原料,所以说,现代微电子和电子信息产业与碳化硅粉体材料的发展息息相关。随着全球电子信息及太阳能光伏产业对硅晶片需求量的快速增长,硅晶片线切割用碳化硅微粉的需求量也正在迅速增加。
以碳化硅(SiC)及GaN为代表的宽禁带材料,是继Si和GaAs之后的第三代半导体。与Si及GaAs相比,SiC具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率、化学性能稳定等优点。所以,SiC特别适合于制造高温、高频、高功率、抗辐射、抗腐蚀的电子器件。此外,六方SiC与GaN晶格和热膨胀相匹配,也是制造高亮度GaN发光和激光二极管的理想衬底材料。SiC晶体目前主要应用于光电器件如蓝绿光发光二极管以及紫外光激光二极管和功率器件包括大功率肖托基二极管,MES晶体管微波器件等。
与硅(Si)和砷化镓(GaAs)为代表的传统半导体材料相比,碳化硅(SiC)半导体在工作度、抗辐射、耐高击穿电压性能等方面具有很大优势。碳化硅(SiC)作为目前发展最成熟的宽带隙半导体材料,具有高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率和高键合能等优点,其优异的性能可以满足现代电子技术对高温、高频、高功率、高压以及抗辐射的新要求,因而是半导体材料领域最有前景的材料之一。碳化硅(SiC)半导体器件在航空、航天探测、核能开发、卫星、石油和地热钻井勘探、汽车发动机等高温(350~500oC)和抗辐射领域具有重要应用;
高频、高功率的碳化硅(SiC)器件在雷达、通信和广播电视领域具有重要的应用前景;(目前航天和军工下属的四家院所已有两家开始使用,订货1亿/年,另两家还在进行测试,在航天宇航碳化硅器件是不可取代的,可以抵御太空中强大的射线辐射及巨大的差,在核战或强电磁干扰作用的时候,碳化硅电子器件的耐受能力远远强于硅基器件,雷达、通信方面有重要作用)
此外,由于碳化硅(SiC)晶体与氮化镓(GaN)晶体在晶格和热膨胀性能相匹配,以及具有优良的热导性能,碳化硅半导体晶片也成为制造大尺寸,超高亮度白光和蓝光氮化镓(GaN)发光二极管(LED)和激光二极管(LD)的理想衬底材料,为光电行业的关键基础材料之一。市场现状早在上个世纪六十年代初,碳化硅半导体在物理、电子等方面的性能远优于硅半导体这一特征便被广泛认知。经过近五十年的发展,硅半导体产业已成为全球每年近万亿美元的巨型产业,而以碳化硅(SiC)为代表的第三代半导体产业还正处于起步阶段,2005年全球SiC半导体产业规模为10亿美元。这是因为在上个世纪六十年代,单晶硅生长技术已经渐趋成熟,而掌握碳化硅晶体生长技术只是九十年代末期之事。
经过数十年不懈的努力,目前,全球只有少数的大学和研究机构研发出了碳化硅晶体生长和加工技术。在产业化方面,只有以美国Cree为代表的少数几家能够提供碳化硅晶片,国内的碳化硅晶片的需求全赖于进口。目前,全球市场上碳化硅晶片价格昂贵,一片2英寸碳化硅晶片的国际市场价格高达500美元(2006年),但仍供不应求,高昂的原材料成本占碳化硅半导体器件价格的百分之四十以上,碳化硅晶片价格已成为第三代半导体产业发展的瓶颈。因而,采用最先进的碳化硅晶体生长技术,实现规模化生产,降低碳化硅晶片生产成本,将促进第三代半导体产业的迅猛发展,拓展市场需求。
关键技术:自行研发,设计制造了碳化硅晶体生长的设备,采用创新的技术路线实现碳化硅晶体生长高区等关键晶体生长条件的产生和控制;自行研发了碳化硅单晶生长的关键技术:碳化硅晶体生长区的最佳度和度梯度及其精确控制和调节、载气流量和气压的稳定保持、以及籽晶和原料的特殊处理。自行研发了碳化硅晶片加工的关键工艺技术:针对超硬的碳化硅,选取适当种类、粒度和级配的磨料以及适当的加工设备来切割、研磨、抛光;碳化硅晶片的抛光(CMP)和清洗工艺。(由于自制设备及低廉的电力成本,今年目前的生产成本仅是美国CREE的一半)目前,LED的成本正以每年20%速度降低,估计明年开始,用于普通照明的LED灯将大幅增加。
全能的高品质新光源在景观照明上替代霓虹灯,节能70%;在交通信号灯上替代白炽灯,节能80%;目前的发光效率已高于白炽灯,预计2010年将超过荧光灯,进入占全球电力消耗15%~20%的普通照明领域,节能效果将更显著。世界各国普遍看好LED照明的发展前景。美国、欧盟、日本和韩国,近年来纷纷为LED度身定制了推广计划并委以重任。在农业上,LED和太阳能电池联手可制成植物灯:白天,让植物尽情吸取阳光中的营养,晚上则用白天收集来的太阳能,让LED灯发出植物所需波长的光,提高农作物的产量。另外,还可以把LED调节成不发紫光的冷光源,用在水下照明,可不生苔藓。目前,LED由于成本较高,而且使用的是硅基底或红宝石基底,最高亮度只有100ml,还是比较暗的,所以目前仅广泛应用于景观照明、建筑外观照明、交通信号灯、道路照明、大尺寸液晶电视背光源和汽车照明等,我们的手机中大部分按键灯及闪光灯都是LED的。美国Cree开发出了以碳化硅为基底的高亮蓝光晶片,因为碳化硅可以承受上千伏的高压和500度的高,所以它的最高亮度可以达到1000-1500ml,完全可以取代普通照明灯。目前我们可以见到的100元左右的LED高亮手电就是使用CREE的产品,还有一些高档轿车的车灯已经开始使用LED。如果利用LED照明取代灯泡的话,能节电70%左右。普通的白炽灯功率一般为40~60W,而LED灯只需3~6W,并可将寿命延长到3万~5万小时,虽然LED照明器具的价格比普通电灯泡贵,但这些额外成本将在3~5年内省回来。以前世界上只有CREE可以生产碳化硅晶片,现在我们的天富也可以工业化生产。
夏普于2007年8月30日举行了由太阳能电池和白色LED照明组合而成的室外照明灯“LN-LW3A1/LN-LS2A”产品说明会。该室外照明灯由夏普于2007年7月17日发布,8月21日开始供货。明照灯的亮度为1800lm(LN-LW3A1),约为该原产品的6倍,“在利用太阳能电池驱动的LED照明灯中为业界最高水平”。耗电与亮度同等、光源采用32W级荧光灯的室外照明灯大体相同。利用太阳能电池驱动,无需专门布线供电。夏普推算,与通过电源驱动的室外照明灯相比,每年可减少153.3kWh的耗电和48.2kg的CO2排放量。光源使用寿命约达4万小时(亮度降至初期的70%之前)的白色LED,因此与使用寿命约达5000小时的荧光灯的室外照明灯相比,维护更方便。夏普表示,使用荧光灯时,10年内必须要更换约5次光源(每天照明12小时),而此次的室外照明灯可在约10年内无需更换。2007年8月31日PHILIP宣布完成收购 Kinetics 后,GE将收购Cree与Philips竞争的传言又浮出水面,周五Cree的股票价格也因此暴涨。尽管目前还未有证据证实这一交易,Forbes杂志的一篇文章中引用投资CIBC世界市场分析师Daniel Gelbtuch的话,认为如果属实,从制造商角度来看这一收购事件意义深远。GE很明显地面对这样一个情况:如果想长期占有照明市场份额,就不得不壮大LED产品组合,而剩下的最后一块蛋糕就是Cree了。两大传统照明巨头的收购意味着半导体照明时代的来临。目前新加坡已经从策上规定,公共场所例如宾馆和走廊、27万台电梯的照明,全部要换上LED的照明,这是强制性的推广。
第三篇:碳化硅相关政策法规
一、“碳化硅”相关产业政策
(一)《产业结构调整指导目录》(2011年本)
发布部门:国家发展和改革委员会(含原国家发展计划委员会、原国家计划委员会)发文字号:国家发展和改革委员会令第9号 发布日期:2011.03.27 实施日期:2011.06.01
1、鼓励类:
十四、机械
29、高性能无石棉密封材料(耐热温度500℃,抗拉强度≥20兆帕);高性能碳石墨密封材料(耐热温度350℃,抗压强度≥270兆帕);高性能无压烧结碳化硅材料(弯曲强度≥200兆帕,热导率≥130瓦/米•开尔文(w/m•K))
二十、纺织
4、有机和无机高性能纤维及制品的开发与生产(碳纤维(CF)(拉伸强度≥4,200MPa,弹性模量≥240GPa)、芳纶(AF)、芳砜纶(PSA)、高强高模聚乙烯(超高分子量聚乙烯)纤维(UHMWPE)(纺丝生产装置单线能力≥300吨/年)、聚苯硫醚纤维(PPS)、聚酰亚胺纤维(PI)、聚四氟乙烯纤维(PTFE)、聚苯并双噁唑纤维(PBO)、聚芳噁二唑纤维(POD)、玄武岩纤维(BF)、碳化硅纤维(SiCF)、高强型玻璃纤维(HT-AR)等)
2、限制类:
十一、机械
20、棕刚玉、绿碳化硅、黑碳化硅等烧结块及磨料制造项目
3、淘汰类:
一、落后生产工艺装备——
(十)机械 8、3000千伏安以下碳化硅冶炼炉
(二)《建材工业“十二五”发展规划》
发布部门:工业和信息化部 发布日期:2011.11.08 实施日期:2011.11.08
四、发展重点——“重点发展的产品”:
其他新材料。特种玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维等高性能增强纤维,风电叶片、高压容器、高速列车及汽车用复合材料和无机改性材料等复合材料制品。氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、陶瓷过滤器、分离膜以及泡沫陶瓷等特种陶瓷。无铬等新型耐火材料及制 1 品。特种石墨、人工晶体、超硬金刚石、微晶玻璃、云母陶瓷、石英陶瓷等其他新材料。耐高温、抗渗漏、耐腐蚀的特种工程材料。
五、重点工程——
(五):无机非金属新材料培育工程
工程目标:以战略性新兴产业需求为牵引,以产业技术进步为支撑,推动无机非金属新材料及制品产业化发展。
主要内容:实施新材料产业发展战略,大力推进技术产业化及制造规模化。积极发展太阳能光伏玻璃、超薄屏显基板玻璃等特种玻璃,特种玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维等高性能无机纤维,风电叶片、高压容器等纤维增强复合材料制品,氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、石英陶瓷以及陶瓷分离膜等特种陶瓷,人工晶体、超硬材料和特种石墨等其他新材料。
(三)《新材料产业“十二五”发展规划》
发布部门:工业和信息化部 发布日期:2012.01.04 实施日期:2012.01.04
三、发展重点——
(一)特种金属功能材料:
半导体材料。以高纯度、大尺寸、低缺陷、高性能和低成本为主攻方向,逐步提高关键材料自给率。开发电子级多晶硅、大尺寸单晶硅、抛光片、外延片等材料,积极开发氮化镓、砷化镓、碳化硅、磷化铟、锗、绝缘体上硅(SOI)等新型半导体材料,以及铜铟镓硒、铜铟硫、碲化镉等新型薄膜光伏材料,推进高效、低成本光伏材料产业化。——
(四)新型无机非金属材料:
先进陶瓷。重点突破粉体及先驱体制备、配方开发、烧制成型和精密加工等关键环节,扩大耐高温、耐磨和高稳定性结构功能一体化陶瓷生产规模。重点发展精细熔融石英陶瓷坩埚、陶瓷过滤膜和新型无毒蜂窝陶瓷脱硝催化剂等产品。积极发展超大尺寸氮化硅陶瓷、烧结碳化硅陶瓷、高频多功能压电陶瓷及超声换能用压电陶瓷。大力发展无铅绿色陶瓷材料。建立高纯陶瓷原料保障体系。
——
(五)高性能复合材料:专栏九05 陶瓷基复合材料。进一步提高特种陶瓷基体和碳化硅、氮化硅、氧化铝等增强纤维,以及新型颗粒、晶须增强材料及陶瓷先驱体制备技术水平,加快在削切工具、耐磨器件和航空航天等领域的应用。
五、重大工程——
(八)电子信息功能材料专项工程:
工程目标:提高相关配套材料的国产率,获取原创性成果,抢占战略制高点,力争掌握一批具有自主知识产权的核心技术。
主要内容:着力突破大尺寸硅单晶抛光片、外延片等关键基础材料产业化瓶颈;大力发 2 展砷化镓等半导体材料及石墨和碳素系列保温材料,推动以碳化硅单晶和氮化镓单晶为代表的第三代半导体材料产业化进程;积极发展4英寸以上蓝宝石片、大尺寸玻璃基板、电极浆料、靶材、荧光粉、混合液晶材料等平板显示用材;促进碲镉汞外延薄膜材料、碲锌镉基片材料、红外及紫外光学透波材料、高功率激光晶体材料等传感探测材料的技术水平和产业化能力提升;突破超薄软磁非晶带材工程化制备技术,加快高频覆铜板材料、BT树脂、电子级环氧树脂、电子铜箔、光纤预制棒、特种光纤、通信级塑料光纤、高性能磁性材料、高频多功能压电陶瓷材料等新型元器件材料研发和产业化步伐。推动材料标准化、器件化、组件化,提高产业配套能力。
二、有关“碳化硅”外商投资政策
《外商投资产业指导目录》(2011年修订)
发布部门:商务部/国家发展和改革委员会(含原国家发展计划委员会、原国家计划委员会)发文字号:国家发展和改革委员会、商务部令第12号 发布日期:2011.12.24 实施日期:2012.01.30
鼓励外商投资产业目录:
三、制造业——
(十四)非金属矿物制品业:
14.精密高性能陶瓷原料生产:碳化硅(SiC)超细粉体(纯度>99%,平均粒径<1μm)、氮化硅(Si3N4)超细粉体(纯度>99%,平均粒径<1μm)、高纯超细氧化铝微粉(纯度>99.9%,平均粒径<0.5μm)、低温烧结氧化锆(ZrO2)粉体(烧结温度<1350℃)、高纯氮化铝(AlN)粉体(纯度>99%,平均粒径<1μm)、金红石型TiO2粉体(纯 度>98.5%)、白炭黑(粒径<100nm)、钛酸钡(纯度>99%,粒径<1μm)
三、有关“碳化硅”出口政策
《国家发展和改革委员会、财政部、商务部、国土资源部、海关总署、国家税务总局、国家环境保护总局关于做好控制高耗能、高污染、资源性产品出口有关配套措施的通知》
发布部门:财政部/商务部/国家发展和改革委员会(含原国家发展计划委员会、原国家计划委员会)发文字号:发改经贸[2005]1482号 发布日期:2005.07.28 实施日期:2005.07.28 3
二、控制高耗能、高污染、资源性产品出口的措施——
(二)取消或降低部分产品出口退税。2005年1月1日取消了电解铝、铁合金、黄磷、电石等高耗能产品的出口退税,4月取消了钢铁初级产品出口退税,并将钢材的出口退税由13%下调到1l%。5月1日取消了稀土金属、稀土氧化物、稀土盐类,金属硅,钼矿砂及精矿,轻重烧镁,氟石、滑石、碳化硅以及部分木材初加工产品的出口退税;将煤炭和锌、钨、锡、锑及其制品出口退税率下调到8%。8月1日取消了电解锰的出口退税。
四、新疆省有关“碳化硅”政策
《新疆维吾尔自治区人民政府办公厅关于印发新疆维吾尔自治区太阳能光伏产业发展规划(2011―2015年)的通知》
发布部门:新疆维吾尔自治区政府 发文字号:新政办发[2012]31号 发布日期:2012.03.16 实施日期:2012.03.16
二、新疆太阳能光伏产业发展现状、优势及面临形势——
(一)发展现状:
4.光伏产业园区建设不断加速。初步形成了乌鲁木齐高新技术开发区、石河子经济技术开发区、阿拉尔光伏电子园区、奎独经济技术开发区等4大光伏产业制造 集聚区。在多晶硅产业的带动下,拉动了阿勒泰、奎屯、哈密、伊犁、环塔里木盆地、天山北坡经济带“煤-电-硅(硅砂、工业硅、碳化硅等)”产业集群的快速发展。
(二)发展优势:
1、拥有充裕的石英硅矿资源,有利于制造高质低价的晶硅材料。新疆北疆沿阿勒泰山、天山一带拥有丰富的石英硅资源,仅在准噶尔地区探明的储量就达1.2亿吨,品质达95%以上,为生产优质多晶硅提供了原料保障。光伏产业链中所需的辅助原料,如液氯、烧碱、石油焦、碳化硅砂等资源新疆都能提供,且具有高质低价的竞争优势。
(三)发展目标:
——光伏产业保持平稳较快增长。到2015年,建立较为完整的太阳能光伏产业链,光伏产业主营业务收入年均增长70%以上,力争达到500亿元。多晶硅产能超过1万吨,晶体硅片产能2000 兆瓦,电池产能600兆瓦,光伏电池组件封装能力1000兆瓦。碳化硅与蓝宝石晶片规模进一步扩大,LED芯片衬底材料800万片。培育2~3家实力雄厚、具有较强核心竞争力、年产值超过100亿元的大型光伏龙头企业。初步建成国家重要的太阳能光伏产业基地、3~5个大型太阳能综合应用示范区。实现全行业就业10万人。
——自主创新能力明显增强。光伏产业创新体系初步建立,建设2~3个光伏发电控制 4 与集成工程中心(实验室)。培育一批具有自主知识产权的光伏系统集成和辅助材料生产服务企业。开发光伏并网、储能电池及系统集成等一批有较强竞争力的制造与应用新技术和新产品,实现多晶硅生产系统封闭循环运行。碳化硅、蓝宝石晶体生长装备和制备技术继续完善,LED芯片衬底材料研发有新突破,标准体系逐步完善,建设系统试验、测试技术创新平台。
四、主要任务及重点工程——
(一)主要任务:
4.加快完善和延伸光伏产业链。充分利用我区能源资源优势,进一步推动硅锭/硅片、光伏电池及组件生产制造。推动硅基薄膜、铜铟镓锡薄膜等电池的技术进步及产业化进程,加快新技术、新产品开发应用,提高薄膜电池的转率效率。大力实施多晶硅、晶体硅片、电池及组件、控制逆变设备、LED衬底材料(碳化硅与蓝宝石晶体)等重点技术改造项目,延伸产业链,努力降低成本,有效支撑太阳能光伏及电子新材料产业的持续发展,形成特色突出、优势明显、协作配套、竞争力强的较完整产业链。
(二)重点工程: 1.技术创新工程——
(3)LED衬底材料及碳化硅晶体制备技术创新。为有效解决制约我国照明产业发展衬底基础材料的问题,缓解碳化硅、蓝宝石晶体材料依赖进口的局面,大幅降低高品质LED(发光二极管)的生产成本,逐步扭转国外生产商控制材料的局面,重点开展碳化硅(SiC)原料提纯技术,3~4英寸及以上高质量SiC晶体生长技术,大尺寸蓝宝石晶体生长及产业化制备技术。研究规模化生产工艺流程,形成“煤—电—高纯氧化铝—蓝宝石—LED器件”和“煤—电—碳化硅—碳化硅晶体—LED器件”产业链。
2.产业化推进工程——
(1)高纯多晶硅材料的产业化。引进国际先进高纯硅生产工艺和设备,加快消化吸收改良西门子工艺技术,掌握还原炉系统、氢化系统、尾气干法回收系统以及全过程自动化控制等关键技术应用。重点建设5万吨级以上的高纯多晶硅原材料项目、10万吨工业硅项目、10~20万吨碳化硅项目,通过技术改造降低能耗和生产成本,实现产业化。
(2)大直径、超薄太阳能级晶体硅片的产业化。依托现有单(多)晶硅片生产技术和装备优势,加快实施晶体硅片2000兆瓦项目,碳化硅晶片10万片项目,LED芯片衬底材料800万片项目,光伏电池组件封装能力1000兆瓦等技术改造项目,进一步提高提拉、铸锭容量,降低晶片厚度,减少硅料损耗,改进生产工艺和工装,实现大直径、超薄太阳能级晶体硅片的规模化生产。
第四篇:碳化硅纤维
读书笔记——SiC纤维
通过查找有关资料文献,对作为增强材料的SiC纤维有了一定的了解。在读书笔记中,介绍了SiC纤维材料的特性、SiC纤维的制备方法、SiC纤维的应用以及国内研究现状。重点关注了制备方法中的先驱体转换法(PIP)以及SiC纤维在增强陶瓷材料方面的应用。
1.SiC纤维材料特性:
1)比强度和比模量高。碳化硅复合材料包含35%~50%的碳化硅纤维,因此有较高的比强度和比模量,通常比强度提高1~4倍,比模量提高1~3倍。2)高温性能好。碳化硅纤维具有卓越的高温性能,碳化硅增强复合材料可提高基体材料的高温性能,比基体金属有更好的高温性能。
3)尺寸稳定性好。碳化硅纤维的热膨胀系数比金属小,仅为(2.3~4.3)×10-6/℃,碳化硅增强金属基复合材料具有很小的热膨胀系数,因此也具有很好的尺寸稳定性能。
4)不吸潮、不老化,使用可靠。碳化硅纤维和金属基体性能稳定,不存在吸潮、老化、分解等问题,保证了使用和可靠性。
5)优良的抗疲劳和抗蠕变性。碳化硅纤维增强复合材料有较好的界面结构,可有效地阻止裂纹扩散,从而使其具有优良的抗疲劳和抗蠕变性能。
6)较好的导热和导电性。碳化硅增强金属基复合材料保持了金属材料良好的导热和导电性,可避免静电和减少温差。
此外,它还具有热变形系数小、光学性能好、各向同性、无毒、能够实现复杂形状的近净尺寸成型等优点,因而成为空间反射镜的首选材料。
2.SiC纤维制备方法
2.1化学气相沉积法
化学气相沉积法(CVD)即在连续的钨丝或者碳丝芯材上沉积碳化硅。通常在管式反应器中用水银电极直接采用直流电或射频加热,把基体芯材加热到1200 ℃以上,通入氯硅烷和氢气的混合气体,经过反应裂解为碳化硅,并且沉积在钨丝或者碳丝表面。目前有美国达信系统公司、法国国营火药炸弹公司、英国石油公司和我国中科院金属所在开展此项工作。2.2先驱体转换法
先驱体转换法(PIP)是以有机聚合物为先驱体,利用其可溶、可熔等特性成型后,经过高温热分解处理,使之从有机化合物转变为无机陶瓷材料的方法。
用该方法制备碳化硅纤维可分为聚碳硅烷合成、熔融纺丝、不熔化处理、高温烧成四大工序,即首先由二甲基二氯硅烷脱氯聚合为聚二甲基硅烷(PDMS),再经过高温(450~500 ℃)热分解、重排、缩聚转化为聚碳硅烷(PCS);PCS在多孔纺丝机上熔纺成500根一束的连续PCS纤维.再经过空气中约200 ℃的氧化或电子束照射得到不熔化PCS纤维;最后在高纯氮气保护下l 000 ℃以上高温处理便得到SiC纤维。该方法与化学气相沉积法(CVD法)制备的连续SiC纤维相比,具有适合工业化、生产效率高、成本较低的优点.且所制得的SiC纤维直径细。可编织性好、可成型复杂构件、可改变制备条件获得不同用途的纤维.纤维性能及成本均有进一步改善的前景。目前,通过先驱体法制备的连续SiC纤维——Nicalon、Tyranno已经商品化。在树脂基、金属基与陶瓷基复合材料方面已经开展了大量的应用研究。但其很难满足航空发动机、航天飞行器等对材料提出的更高性能要求。因此,高性能SiC纤维向低氧含量、近化学计量比方向发展,以适应耐高温性能不断提高的要求。
未来CMC的耐温性对SiC纤维的使用温度提出了更高的要求,提高SiC纤维的使用温度的关键在于抑制高温下SiC晶粒长大和晶相转变,降低SiC纤维中O的含量。抑制高温下SiC晶粒长大的有效方法是调整聚碳硅烷先驱体的Si/C比例,控制SiC纤维中Si,C元素含量,据报道SiC纤维的最佳化学计量式为Si1C1.1纤维中存在少量的剩余C,由于处于晶界的C能阻碍晶界的移动,从而有利于抑制晶粒长大,提高纤维的耐温性。另外,要提高纤维的高温热化学稳定性,必须设法降低纤维中O的含量,减少高温下小分子物质的产生,解决这一问题的方法有3种:一是避开空气不熔化处理过程,在制备全过程中尽量减少O的引入;二是加入烧结助剂,高温烧结除去Si—C一O纤维中的O并使纤维致密化;三是不经不熔化处理过程而直接制得SiC纤维。2.3活性炭纤维转化法
活性炭纤维转化法原理比较简单:利用气态的SiO与多孔活性炭反应便转化生成了SiC。该法制备SiC纤维成本低、过程简单。活性炭纤维转化法制备SiC纤维包括三大工序 :①活性炭纤维制备;②在一定真空度的条件下,在1200 ℃—1300 ℃的温度下,活性碳纤维与SiO2发生反应而转化为SiC纤维;③在氮气气氛下进行热处理(1600℃)。2.4超微粉体挤压纺丝法
超微粉体掺混纺丝法 是制备连续SiC纤维的经典方法,是将超微SiC粉、粘结剂和烧结助剂等混合后挤压纺丝,高温烧结而成。英国ICI公司用0.1μm—2.0μm微粉,PVAc作粘结剂,B和Al2O3作烧结助剂,混合纺丝后高温烧结制得SiC纤维,其强度为1.6 GPa。Si也可用作烧结助剂,并能降低烧结温度到1800℃。
3.SiC纤维的用途
碳化硅纤维由于自身的优异性能可用作高温耐热材料,树脂、金属、陶瓷基复合材料的增强材料等。3.1用作高温耐热材料
碳化硅纤维可用作耐高温传送带、金属熔体过滤材料、高温烟尘过滤器、汽车尾气收尘过滤器等。例如,日本东京都采用碳化硅纤维毡过滤器用于柴油汽车排放烟尘收集装置(DPF)。据说,随着环保事业的强化,防止公害条例的制定,需求碳化硅纤维量将要增加。3.2用作树脂基复合材料
碳化硅纤维可与环氧等树脂复合,制作优异的复合材料。例如,喷气式发动机涡轮叶片,直升机螺旋桨,飞机与汽车构件等。3.3用作金属基复合材料
碳化硅纤维可与金属铝等复合,具有轻质、耐热、高强度、耐疲劳等优点,可用作飞机、汽车、机械等部件及体育运动器材等。3.4用作陶瓷基复合材料
采用、碳化硅纤维增强陶瓷(CMC),因为它比超耐热合金的质量轻,具有高温耐热性,并显著地改善了陶瓷固有的脆性,所以CMC可用作宇宙火箭、航空喷气式发动机等耐热部件以及高温耐腐蚀化学反应釜材料等。
高耐温性连续SiC纤维要在航空发动机、先进航天器等领域得到应用,必须做好连续SiC纤维增强陶瓷基复合材料的研究。先进复合材料技术是发展航空、航天高技术和新一代武器系统的物质基础;是决定导弹武器系统的性能与水平的重要因素;是保证和提高导弹武器系统生存能力的关键;是航天高技术的重要组成部分。SiC陶瓷具有良好的高温力学性能和抗氧化能力,但由于其分子结构的键合特点,缺乏塑性变形能力,表现为脆性,严重影响了其作为结构材料的应用。通过连续SiC纤维增强的SiC陶瓷基复合材料,在断裂过程中通过裂纹偏转、纤维断裂和纤维拔出等机理吸收能量、阻止裂纹扩展,在增大材料的强度和韧度同时,又保持了SiC陶瓷优异的高温性能,是获得高性能高温结构陶瓷的有效手段。SiC/SiC复合材料具有类似金属的断裂行为,对裂纹不敏感,不会发生灾难性破坏。其具有耐高温和低密度等特性,使其成为发展先进航空发动机、火箭发动机和飞行器防热结构的理想材料。SiC/SiC具有高比强、高比模、耐高温、抗烧蚀、抗氧化和低密度等特点。其密度为2.0—2.5g/cm3,仅是高温合金和铝合金的l/3—1/4,钨合金的l/9一l/l0。因此将其应用于航空发动机的热端部件,可有效降低其结构质量和提高燃烧室工作温度,是提高航空发动机的推重比和发展新一代高性能航空发动机的关键材料。
4.国内研究现状
国内国防科技大学航天与材料工程学院是最早开展先驱体转化法制备SiC纤维、含钛SiC纤维的研究,经过20余年从实验室制得短纤维到制备连续纤维再到进行工业化前期开发。目前已建成了年产500 Kg的SiC纤维中试生产线。制得了具有较好力学性能的连续SiC纤维及含钛SiC纤维。其性能水平为连续长度〉300 m;抗张强度2.5—3.0 GPa;抗张模量180一200 GPa;纤维直径14—16μm丝束根数400一800根/束。同时开展了大量的基础研究,在实验室制备了含硼、铝、铁、镍的SiC纤维,并在聚碳硅烷的合成、聚碳硅烷的熔融纺丝、不熔化处理与高温烧成等各个环节有不少的创新与改进。但其高温性能仍然不 能满足航空发动机、航天飞行器等对材料提出的新要求。在其最新的研究中通过在先驱体合成中引入Al,制得了Si—Al—C一(O)连续纤维;通过化学气相交联、两步烧成工艺制得了低氧含量连续SiC纤维,大大提高了纤维的高温性能,有望在耐高温陶瓷基复合材料上得到应用。
厦门大学01近年来也开展了先驱体法制备连续SiC纤维的研究.其工艺路线包括:以聚碳硅烷为先驱体,经熔融纺丝,电子束辐射交联方式制得低氧含量的交联纤维。再经过高温烧成制得低氧含量、高耐温连续SiC纤维。据报道,他们已取得实验室SiC纤维的制备技术,并通过电子束辐射方式实现了SiC原丝纤维的非氧气氛交联。
第五篇:计算机在中药领域的应用
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计算机技术是本世纪的卓越科技成就之一。近年来,随着计算机技术的发展和普及,在中药研究中的应用研究报遭不断增多,有力地促进了中药学研究方法的发展,计算机技术已成为中药研究的重要手段之一,在计算机技术人员和中药工作者的共同努力下,近年来,中药领域的计算机技术发展取得了一定成果,但仍待进一步开发,使目前取得的成果完善,并积极应用最新计算机技术,提高中药研究水平。现就近年来中药领域计算机技术应用进展概述于后。
1.计算机在中药材真伪鉴别方面的应用
成都中医学院研制的“中药显微电脑识别专家系统”,该系统与显微电视录像系统配套使用,具有图像真实,操作灵活、方便、检验快速、准确的效果;济南山东省新药药理研究中心根据中药玉竹及其混淆品的生药性状,组织构造及粉末特征,结合计算机技术编制了一个中药玉竹及其混淆品鉴别的系统,该系统具有鉴别、检索、修改及打印等功能,按照屏幕提示信息输入待鉴标本的特征代码或实测数值,在几秒钟内即可完成鉴别;广州广东药学院26个细辛样品为训练集,以19个细辛样品为试验集,采用化学模式识别技术对3 种细辛(北细辛、汉城细辛、华细辛)进行鉴别,该项研究从细辛挥发油GC—MS中获得数量化分类特征,经PRIMA法处理,实现了计算机对所有样品的鉴别分类,所得结果与实际相符;第二军医大学药学院运用计算机图像定量分析技术建立了测定黄连类中药组织细胞的显微鉴定模式识别系统,为中药混乱品种与多源道地药材鉴定提供了新的三维定量研究技术和资料;第二军医大学药学院运用计算机图像处理的技术实现郁金类连续切片组织形态的计算机三维重建与动态显示,他们还利用计算机技术实现了麦冬类中药组织连续切片三维重建与动态显示,为计算机辅助生药学鉴定和教学提供了新的三维图像技术和研究资料;重庆四川省中药研究所实现了道地药材附了连续切片三维重建与动态显示,为计算机辅助生药学教学和鉴定提供了具有生动性和立体感的三维图像技术和资料;丽水地区药品检验所先根据直伪黄芪紫外光谱峰位赋值量化,然后用计算机求得相似系数进行聚类分析,以判别黄芪的真伪;丽水地区药品检验所将数量分类学中的聚类分析引用到紫外线光谱分析中,用微机求出比较值及聚类,然后根据其聚类谱系来量化研究系列中药的真伪优劣,以4类药材为例,证明其结果可反映出各试样之间的亲疏远近关系。如友好医院科技开发部提出一种挥发油生药的模糊模式识别方法,刚气相色谱法获得样品信息,由计算机进行检索,结果显示其品种符台率为93.75%;品种、产地符台率为75%。检索过程仅数秒钟;江西中医学院用紫外分光光度计测定清开灵注射液的吸收度,采用初均速法研究了其中主要成分黄芩甙和绿原酸的含量变化,将实验数据输人计算机处理,预测出该制剂中黄芩甙和绿原酸的稳定性;北京总后卫生部药品仪器检验所为了对枸杞子药材及其有关制剂的质量进行控制,对不同产地的枸杞子进行了比较分析,收集其色谱、质谱图、实验结果认为其离子流图有较大的共同点,可作为定性的依据,但亦存在不同之处,各组分的相对百分含量不尽相同,所占成分亦有区别,利用计算机谱库检索并核对有关资料,个别组分还利用对照品进行对照,共鉴定出33种化合物; 第二军医大学药学院生药学教研室对15种叶类生药气孔进行计算机图像分忻; 第二军医大学药学院经过对4种蛇床的果实、芬粉粒、维管束,气孔和内胚乳细胞的大小进行体视学研究和计算机图像分析测定,结果表明,果实和维管束的大小顺序为兴安蛇床>碱蛇床>滨蛇床>蛇床;花粉粒大小为碱蛇床>兴安蛇床>滨蛇床>蛇床;内胚乳细胞则兴安蛇床>滨蛇床>碱蛇床>蛇床;中国药科大学研制的“金银花药材品种鉴定计算机辅助咨询系统”;南京军区后勤部药品检验所研制的“中国药典中药及其相关品种粉末显微智能鉴定系统”,该系统收载了668种中药材(含混伪品287种)可以模拟专家在实际工作中的思维方式进行鉴定;中国药科大学测试中心应用计算帆辅助模式识别技术鉴别中药材重楼;第二军医大学药学院生药学教研室将图像分析技术探索性地应用于仙茅属植物花粉的鉴别,发现该属植物花粉体
积相有效期很大,种问两两比较均有显著性差异,提示图像分析技术在生药学领域具有广阔的应用前景;山东医科太学应用计算机鉴定、检索药用植物标本;江西中医学院根据常见中药材及其混淆品的性状特征,制定了操作性强、规范度高的性状鉴别客观标准,建立了判别的数学模型和判别指数计算方法及中药材电脑代码,实现了125种中药材及数百种伪品的性状鉴别电脑模拟;中国科学院沈阳应用生态研究所应用计算机进行植物自动分类;四川省中药学校应用微机对中药材紫外光谱的鉴别特征进行管理;沈阳药科大学药物分析研究室用对称的三层BP人工神经网络处理中药化学模式识别数据,既达到了提取特征和降维映射的目的,又减少了每引人一个样本重新计算各样本空问距离和分布的麻烦,提取的特征及相应误差用三维图形表示,可直接用于中药的化学模式识别;辽宁中医学院研制的“中药性状鉴别微机管理系统”;广州广东药学院药学系以“南药”砂仁及其伪品为研究对象,从砂仁及其伪品的紫外光谱中莸取数量化特征,通过聚类分析,在计算机上实现了样品的鉴别分类。
2.在探索中药化学成分的应用
成都中国科学院成都生物研究所利用毛细管气相色谱保留指数定性、标准样品叠加和色谱一质谱一计算机联用技术,对淡黄杜鹃植物挥发油的化学成分进行了分离和鉴定,共鉴定出单萜烃18个,倍半萜烃41个,并测得了各化合物的相对含量,其主要成分是:β一蒎烯、α 一蒎烯、乙酸冰片酯、柠檬烯、β一横香烯、香桧烯、香茅醇和月桂烯;福州福建师范大学生物工程学院应用毛细管气相色谱一质谱一计算机联用系统对闽产石香蔫挥发油的化学成分进行研究;上海第二军医大学药学院采用计算机图像分析技术对20种细小种子类生药进行分析测定,报道了种子的最大直径、周长、截面积、体积和不规则参数,郑州河南省中医药研究院利用毛细管气相色谱一质谱一计算机联用拄术来分析怀菊花挥发油的化学成分;中国科学院长春应用化学研究所利用气相色谱一质谱一计算机联用装置分析了吉林栽培西洋参挥发油中的化学成分及相对含量;济南山东省中医药研究所采用GC--MS计算机联用仪,对蔓荆予不同炮制品的挥发油进行了分析研究,结果表明,炮制后挥发汕含量减少,质量发生变化,共分离鉴定出26个化台物,生品和微炒品检出26个炒焦品检出20个,炒炭品检出16个;南京市中医院运用气相色谱一质谱一计算机联用研究巴戟天的化学成分。
3.在中药临床及实验研究方面的应用
蚌埠医学院药理学教研室在研究白芍总苷对缺血心的保护作用方面,运用计算机检测心功能变化;上海医科大学病理生理教研室在研究灵芝合并降压药治疗难治疗性高血压时血压、血糖、NO、微循环及血液流变性的改变的临床实验中,运用显微电视电脑测量系统定量测定用药前后甲鹱微循环的变化;上海中医学院附属龙华医院应用电子计算机对结晶天花粉蛋白抗早孕进行分析研究;南京医科大学第一附属医院皮肤科对中医治疗白癜风74首方剂进行计算机拆方排序,从中选出高频砍出现的中药89珠,再观察这些中药乙醇提取物对蘑茹酪 氨酸酶和无细胞系统多巴色素自动氧化生长黑素量的影响,发现有19味中药乙醇提取物存 3个不同浓度对酪氨酸酶活性、黑素生成量呈剂量依赖性激活和上调;杭州浙江医科大学淋巴学研究室应用中医中药治疗肝硬化腹水的药物,进行动物实验通过扫描电镜和计算机联机的图像处理系统,对药物的腹膜孔调控和促腹水转日作用,作了观察和定量分析。沈阳中国医科太学生物教研室根据Beeler--Reuter方程,对Ca2+通道电流结合膜片钳实验数据进行计算机重建,并研究了中药白花前胡有效成份Pd--Ia(a)+通道的作用模式,为研究Ca2一通道电流及联因子的动态过程提供了一个新方法,为定量研究心脏药物作用机制及判断其疗效提供了理论依据。中周医学科学院药用植物研究所利用计算机自动控制、图像分析处理和多媒体视频等多种技术,将小鼠在圆形水迷宫的学习记忆行为表现转移为活动图像井显示其实时运动轨迹路线,利用计算机获得的信息资源进行综合分析,优化组台后,建立了出运动距离、速度、寻找平台时间、运动轨迹组成的评价指标。从而为益智中草药研究提供了一种自动化程度高、获取信息量大、符合国际标准的圆形水进宫计算机自动控制和图像分析处理系
统及相应的指标评价体系。杭州浙江省中医药研究院自术、党参腹腔注射经扫描电镜和计算机图像处理与定量分析结果表明能使小鼠腹膜孔平均孔径及开放密度明显增加,黄芪无显著作用,表明白术、党参对腹膜孔调控作用较强、是治疗腹水的有效药物;北京中医药大学以 3 H一栀子甙为示踪剂,采用整体放射自显影及图像分析技术,观察栀子的有数成分栀子甙在小鼠休内定量分布的动态变化,并探讨与栀子归经理论的关系,结果显示同一器官的不同示踪时相和同一示踪时相胆、肝、肾上腺、小肠、大肠、心脏和胃等器官,其分布特点同栀子归经于心、肝、肺、胃经以及赃腑的络属关系基本相符、首次为栀子传统的归经理论提供了形态学依据;浙江省中医药研究院通过对健脾益气的白术、党参黄芪对小鼠腹膜孔调控作用的观察,通过扫描电镜和计算机图像处理与定量分析,提示白术、党参是治疗腹水的有效药物;广州广东药学院药学系借助计算机,对中药的性、虚、月经进行量化处理,建立了寻找药材替代品的数量化方法:南昌江西中医学院用原了吸收光谱法检测,10种辛温解表药和7种温里药的15种生命元素含量,采用微机对其药效与各元素含量进行逐步判别分析,结果表明两者功效与Mn、Cn、Ba、Pb 5种元素含量有关,并建立了辛温解表药与温里 药的判别模型,该模型具有显著的判别效能。
4.在中药及方剂数据库方面的应用
南京中医药大学研制的“中华本草名录检索系统”,“图经本草检索系统”,其中“《图经本草》计算机检索系统”可浏览《本草图经》的全部原文,也可查阅某殊中药的原文进行统计分析;中国中医研究院中药研究所研制的“电脑检索全国中草药名鉴数据库”,该数据库收录了我国中草药13268条(722科),每条记录包括类科、拉丁学名、植、动、矿物名,药材名、文献名、地方名、功效、备考八项基本信息。其中除备考外,全部数据均可以关键词进入俭索;昆明云南省药材公司建立的“云南中药资源评价体系和计算机数据库”,协助对云南中药资源的现状进行了解及合理开发利用当地的中药材资源;内蒙古中蒙医研究所研制的“内蒙古中蒙药用植物资源数据库系统”,该系统不仅可提供查询,还可以对内蒙古地区中蒙药用植物作整体的综台性定量分析及提供决策方案。黑龙江中医学院和东北林业大学联台研制的“中药通用文献检索系统”,该系统按照设计要求可适用于中医学各学科的小型文献的检索与管理;福建省中医药研究所研制的“中国草药数据库检索系统”;贵州省中医研究所研制的“中国苗旗药物现代文献数据库”;中国中医研究院中药所的“万方中药信息处理系统”;南京中医药大学研制的“中医方剂编码及文献数据库系统,该系统于2001年3月通过鉴定,系统收录了古今方剂101903首,可进行方名、书名,处方药物、功能、主治等的检索。“中医历代常用方剂数据库检索系统”,该系统于1994年12月通过鉴定,系统收录了中医历代常用方剂1万条首,该系统除了纵向可方剂名检索异名、方振、作者、药物组成、功用、主治、药理作用、用法外,还可以横向根据组成考察方剂的沿革、变化、比较方 剂的配伍关系,根据功用查询同类方剂,根据主治查询相应的方剂,根据药理作用查询相应的方剂等;江苏缸皋市中医院研制的“实用方剂数据库及检索系统”,该系统以实用方剂辞典》为蓝本,收录方剂10310首,数据内容包括拼音、方名、异名、方源、组成、功能、用法、宜忌、加减、主治、实例、方考等;广州广东药学院研制的“中药方剂的计算机辅助分析系统”;江西中医学院运用数据库技术探索中医方剂配伍的统计规律;辽宁省中医研究院研制的“《苷济方》数据库”;安徽中医学院运用计算机对《各医类案》的方药进行分析,发现全书共用方416首、用药465种、方剂以补中益气汤、四物汤、六君子汤、小柴胡汤等23方为“核心方剂”,药物以甘草、人参、白术、当归、茯苓等13味药为“核心药物”,这些结果显示了江氏在选案时重温补,也从测面反映温益脾胃、滋补气血在历代医家临床中占有重要的地位;中国医科大学运用计算机对《方剂学》中常用药物进行统计分析;云南省医学信息研究所研制的“中药不良反应文献题录库计算机管理系统”,该系统收集了1990~199 7年国内文献振中有关中药不良反应文献等等。
5.在中药领域其他方面的应用
北京医学院运用计算机对常用中药的归经进行分析;北京大学化学与分子工程学院运用计算机对中药复方进行模拟研究;锦州医学院应用计算机对中药进行综合评价;北京同仁堂制药二厂利用计算机解决中成药工艺设计中正交试验法数据处理的问题;贵阳中医学院研制中药制剂均匀试验设计;中国医学科学院药用植物资源开发研究所研制的“中国药用植物系统疗效计算机统计分析系统”;江西中医学院采用紫外分光光度法测定了银黄注射蔽的吸收度,根据初均速法预测了其中主要成分绿原酸与黄芩甙的稳定性,均实验数据输入了计算机进行运算,预测出银黄注射被的有效期;黑龙江中医学院研制的“中药科研方案、生产工艺优化设计软件,该系统将传统的正交试验与正态拟台相配台,并编制了T检验、方差分析、回归及 LD50等组成程序包相佐。
广州广东药学院将计算机模式分类技术推广应用于两个中药研制方童康片、脑得生片的解析,计算机模式分类结果与中医理论相吻合;重庆四川省中药研究所应用二次正交回归旋转组合设计进行田间试验,经计算机运算,获得药用红花施肥量的数学模型,通过对此模型进行分析、模拟、优化和筛选得药用红花的面施肥量公式,按此方案实施,可获得高产;无锡轻工大学生物工程学院在探索灵芝胞外多糖分批发酵非结构动力学模型时,通过计算机模拟,证明模型预测值与变际实验值具有良好的拟台性等等。