微粉與新型耐火材料

　　內(nèi)容簡介本書是作者近年在微粉和新型耐火材料方面科研成果的匯編，敘述了耐火材料用各種微粉的性能、種類和SiO2微粉的結(jié)合機理，對所研究的16個耐火材料新品種作了介紹。本書可供從事耐火材料工作的科技工作者及高等院校有關(guān)專業(yè)師生參考。片斷：第一章緒論第一節(jié)工業(yè)機器人及其發(fā)展一、工業(yè)機器人及其操作機由于機器人一詞帶有“人”字，再加上科幻小說和影視作品的宣傳，人們往往把機器人想象成為外貌象人的機電裝置。但事實并非如此。機器人，特別是工業(yè)機器人，與人的外貌毫無相象之處。在國家標準中，工業(yè)機器人被定義為：“一種能自動定位控制、可重復(fù)編程的、多功能的、多自由度的操作機。它能搬運材料、零件或操持工具，用以完成各種作業(yè)?！睓C器人賴以完成各種作業(yè)的機械實體（稱作操作機或操作器）被定義為：“具有和人手臂相似的動作功能，可在空間抓放物體或進行其他操作的機械裝置。”可見，工業(yè)機器人是一機電系統(tǒng)，操作機（器）是它的執(zhí)行機構(gòu)，該機構(gòu)與電子器件密切相關(guān)，它的靈活程度和動態(tài)性能，直接影響著機器人系統(tǒng)的工作質(zhì)量。本書的目的，在于闡述對操作機的分析和設(shè)計方法，以期對從事工業(yè)機器人的設(shè)計和應(yīng)用的專業(yè)人員有所裨益。二、工業(yè)機器人的發(fā)展和分代1954年，美國人（GeorgeC.Devol）提出了一個關(guān)于工業(yè)機器人的技術(shù)方案，隨后注冊成為專利。1960年推出了工業(yè)機器人的實驗樣機。1961年推出了定名為“Unimate”（如圖1.1所示）的第一臺工業(yè)機器人，用于模鑄生產(chǎn)。與此同時，美國的AMF公司也推出了一臺數(shù)控自動通用機電裝置，商品名為“Versatran”，并三檔分別稱之為大、中、小超微顆粒。而0.1～10μm之間則稱為亞超微顆粒。作者比較同意《超微粒子》一書中的分類方法，即：粉體粒徑尺寸10～103μm微粒子（微粉）粒徑尺寸0.1～10μm超微粒子（超微粉）粒徑尺寸1～102nm極微粒子粒徑尺寸＜1nm上述分類不僅粒徑界限明確，而且其劃分與這類微粉的特性和用途均有密切聯(lián)系，比較科學(xué)。由于目前陶瓷和耐火材料中最常用的細粉尺寸正好處在上述粉體尺寸范圍，而常用的明顯表現(xiàn)出其特性的超細粉尺寸正好處于上述微粒子尺寸范圍，因此本書將以往所稱的“超細粉”統(tǒng)稱為“微粉”。目前大多數(shù)應(yīng)用于陶瓷和耐火材料中諸多的超細粉、超微粉實際上都處在0.1～10μm之間，而且把常用細粉稱粉體，超細粉稱微粉也較符合耐火專業(yè)的習慣。二、微粉的性質(zhì)我們在這里討論的不是所有的超微粒子特性，而是在微粒子（微粉）這一粒徑范圍內(nèi)，那些對陶瓷和耐火材料特別有用的特性。微粉表現(xiàn)出的特性的理論基礎(chǔ)是表面現(xiàn)象理論。以固體為例，當其破碎時，表面積迅速增大，表1－1顯示出立方體粒子分割時，微粒總表面積和比表面（分散度）的數(shù)據(jù)。表1－2顯示了耐火材料和陶瓷工業(yè)中常用的SiO2顆粒在破碎到1nm時，比表面積的增大。從兩表的數(shù)據(jù)可以清楚地看到：隨著顆粒粒徑變小，表面積增大幅度很大，而表面層的質(zhì)點與內(nèi)部質(zhì)點所受周圍質(zhì)點（原子、離子或分子）的相互作用力是不同的，如圖1－1所示。這樣，表面質(zhì)點在不平衡力的作用下，就會偏離平衡位置，加上邊角處質(zhì)點縮小表面積趨勢造成質(zhì)點位置的偏離，還有機械粉碎作用在達到一定粒徑后繼續(xù)對表面的破壞作用，這一切都使固體表面的質(zhì)點比其內(nèi)部質(zhì)點具有更高的能量（表面能）和質(zhì)點可動性，這就使具有高比表面積的微粉能在那些必須由質(zhì)點遷移來完成的反應(yīng)和燒結(jié)過程中表現(xiàn)出更大的活性，從而促進這些過程的完成。本書前言前言機器人是典型的機電一體化設(shè)備，操作機（或稱操作器）是它賴以完成作業(yè)要求的機械實體，只有把機構(gòu)、驅(qū)動器以及它的控制規(guī)律綜合考慮，才能有效地對機器人操作機進行分析和設(shè)計。本書是在作者和同事們10年來設(shè)計、研究多種類型的機器人操作機實踐基礎(chǔ)上，考慮到從事這方面工作的工程技術(shù)和研究人員的需要編著而成的。它既包含了北京科技大學(xué)機器人機構(gòu)室的最新研究成果（如第四章的機電系統(tǒng)動態(tài)特性和第六章的機電系統(tǒng)動力分析的不同類型子結(jié)構(gòu)方法等），又包括了操作機的常用零部件的分析和選擇設(shè)計，以及一些實用的末桿位姿圖、桿長優(yōu)化和臂桿平衡等一些對操作機分析和設(shè)計不可缺少的專有內(nèi)容。為了很好地對機器人操作機進行分析和設(shè)計，我們在第二章和第三章中介紹了多自由度驅(qū)動系統(tǒng)機構(gòu)學(xué)的幾何分析、運動分析和動力分析等基礎(chǔ)理論知識，并盡可能地由淺入深，多舉簡例。在操作機的分析和設(shè)計中還涉及到一些常用零部件的設(shè)計和有限元分析等內(nèi)容，由于它們目前已相當普及，本書未予介紹。總之，我們力圖用最少的篇幅，闡述機器人操作機分析和設(shè)計中主要的并可推廣到其他機電一體化設(shè)備中去的問題。本書共分六章，馬香峰任主編，并撰寫第一、第五章；許紀倩撰寫第二、第三章；劉鴻飛撰寫第四、第六章。肖英為本書提供了許多寶貴的技術(shù)資料并協(xié)助修改一些章節(jié)內(nèi)容。北京科技大學(xué)余達太教授十分仔細地審閱了書稿，一些專家學(xué)者也為書稿提供過很好的意見，作者在撰寫過程中還參閱了國內(nèi)外有關(guān)研究人員的專著和論文，在此一并表示衷心的感謝。由于本書篇幅有限，書中不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正。編著者1994.12

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