DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 航天轻量化要求以及研究现状 轻量化这一概念最早起源于赛车运动，重量的减少可以带来更好的操控性，发动机输出的动力能够产生更高的加速度。轻量化的优势体现在汽车的各方面性能当中，所以汽车领域的轻量化研究极为广泛。然而，轻量化不仅是汽车领域的追求目标，也早已从汽车领域普及在各个制造行业中，尤其是航空航天领域，轻量化已经到了争取每一克的地步 [ 8 ]。如今，外太空作为重要的战略资源，对其开发的程度体现一个国家的综合竞争力 [ 9 ]。探测过程离不开地质勘探，勘探过程离不开钻探装备的支持。据统计，进入空间轨道的航天运载器质量每减轻1 kg，其系统和燃料重量减少30~100 kg，发射费用可节省约2万美元 [ 10 ]，因此质量是钻探装备中的一个关键经济因素。此外，月球钻探装备整体质量也受限于运载火箭的运载能力 [ 11 ]。随着长征五号遥三火箭的成功发射，我国下一步实施的外太空探测开始进入大众视线。综上所述，尽管我国已具备像长征五号这样的高运载火箭以及研发技术，但轻量化钻探装备仍是未来研究的重点。因此，轻量化设计在外太空钻探装备的研发中不可或缺。 实现航天轻量化的常规途径有两种，一是轻量化材料，二是轻量化结构。在诸多航天领域设备中已普遍采用轻量化材料，其中钛合金因其高温及低温性能优越，在航天领域应用十分广泛。固体火箭发动机喷管壳体的金属件均采用TC4、TC8、TC11等轻质钛合金材料制造 [ 12 ]。国内新型通信卫星的承力筒锥段由于采用高强钛合金制成大口径双波纹壳结构，其质量减轻了约50%，抗载能力提高了80% [ 13 ]。由于外太空取样钻具需要在低重力、真空状态中实现钻进取芯任务，钻具材料的轻量化设计便需要综合考虑所设计新型材料是否能满足极端情况下的力学性能、可靠性等要求。复合材料以及轻质合金的不断研究发展为月表服役钻具如何实现材料轻量化带来了思路以及挑战。 在轻量化材料广泛应用的基础上，轻量化结构可从宏观构造层面进一步实现轻量化，其形式主要有薄壁、蜂窝、点阵、矩阵拓扑以及带筋结构等。在本世纪初EVANS等 [ 14 ] 首次提出了有关点阵结构的概念，点阵结构是指由杆件单元之间相连接的节点在空间按照一定排列组合形成的结构，如图1所示。与其他轻量化结构相比，点阵结构除了具有轻质，高强的特点，其内部开放、贯通的空间还能实现热控、吸能、储能、阻尼于一体的多功能特性 [ 15 ]。在航天领域点阵结构的应用上，中国航天科技集团五院总体部研发的微小卫星结构内部便采用了三维点阵结构，结构重量小于9 kg，同时承载能力达到了104 kg [ 16 ]。美国在2016年开始尝试在人造卫星上应用点阵结构格栅材料设计的空间太阳能板，使得太阳能板单位质量的吸能效率提高了80 W/kg~115 W/kg [ 17 ]。 图1. 典型的点阵结构 [ 18 ] 就月表钻探而言，月球表面缺少空气对流，又没有钻进辅助冷却介质，仅靠导热率极低的月壤介质进行传导散热，散热条件极差，不仅对钻头本身有极大损伤，还会严重影响月岩的钻进效率 [ 19 ] [ 20 ]。综合而言，点阵结构由于具备热控等多功能特点使其在月表取样过程中相比其他轻量化结构更有优势，也就更适合应用在月表钻头设计研制中。除此之外，从世界范围内来看点阵结构的研究发展前景较其他轻量化结构更为突出，美国《Science》杂志也曾指出点阵结构的发展方向将逐渐向周期性桁架的点阵结构过渡 [ 21 ]。近年来，综合性能更为优异的点阵结构也在被各国学者不断探索和研究。QUEHEILLALT 等 [ 22 ] 美国学者研究了一种高温形成和扩散相结合的方法完善了钛合金材质金字塔点阵结构制备工艺，提出了一种液体界面扩散粘结技术，提高了点阵内桁架与界面的连接强度。PHAM等 [ 23 ] 英国学者借助晶体材料中发现的金属硬化机制设计了一种更强韧、更耐损伤的点阵结构。PANESAR等 [ 24 ] 提出了多种点阵结构设计过程中的拓扑优化策略，发现采用拓扑优化方法的点阵结构比刚度较之前的点阵结构至少提高了40%~50%。国内王向明教授等 [ 25 ] 对微桁架点阵结构在航空航天领域的应用进行了研究，指出点阵结构由于其可制造性制约了发展。然而，激光选区熔化技术为解决这一瓶颈提供了全新的技术途径。
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user: 3. 激光选区熔化技术特点 增材制造(Additive Manufacturing，AM)技术是基于分层叠加原理，采用材料逐层累加的方法将三维数字化模型直接制造成实体零件的技术 [ 26 ] [ 27 ]。激光选区熔化(Selective Laser Melting， SLM)技术是增材制造技术的一种，它利用高能量的激光束，按照预定的扫描路径，扫描预先铺覆好的金属粉末将其完全熔化，再经冷却凝固后成形 [ 28 ]。SLM技术的优势之一是可以实现具有优异性能的复杂结构制造 [ 29 ]。 SLM技术由于光纤激光器能量密度高，激光光斑直径、粉粒直径非常小，使得成形件尺寸精度高、表面质量优异，致密度接近100%，通常无需或仅需简单的后处理就能直接使用，属于真正意义上的“净成形”。因此，SLM技术特别适合具有复杂内腔和型面的中、小型复杂结构件的直接整体制造 [ 30 ]。SLM技术在航天领域应用以及研究在近年来发展极为迅速，图2为SLM技术成形的轻质AlSiMg合金零件。基于SLM成形技术，比利时的Materialise与Atos合作，采用SLM技术研制出一种卫星用钛合金螺套插入件。该部件内部采用晶格结构。与传统方式制造的实体插入件相比，该部件在减重66%的同时，机械性能也得以提高 [ 30 ]。GE航空与3D Systems合作，通过拓扑优化轻量化设计，采用SLM技术制备了飞机发动机支架，在满足负载要求的同时，其质量相比传统零件减轻了70% [ 31 ]。BAMBERG等 [ 32 ] 与惠普公司合作，利用OT系统监控复杂硼镜筒凸台零件SLM成形过程以确保零件质量，并将其应用在民用航空发动机上。国内王华明院士团队 [ 33 ] 基于SLM成形实现了TA15、TC4、TC21等大型复杂主承力结构飞机钛合金加强框及A100等超高强度钢飞机起落架等关键构件的激光增材制造。 图2. SLM技术成型的轻质铝合金 近年来，SLM技术应用在钻具制备上的研究也取得了一定进展，杨展等 [ 34 ] 通过开展SLM成型金属基金刚石复合材料试验研究，指出SLM成型获得的金属胎体与金刚石表面实现冶金结合，能够提高金刚石钻具的使用性能。WU等 [ 35 ] 基于SLM技术对普通浸渍金刚石钻头(IDB)切削刃做结构改进，如图3所示，其特殊矩阵网格结构可以在钻头表面提供更大的压力。岩石切割实验表明当网格片厚度达到0.7 mm时钻头可适用于钻进7~11级岩石。
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user: 4. 外太空取样钻头的研究现状 钻头在钻具设备中主要承担破碎岩石的作用。如果现有钻头结构被SLM技术制备的轻质点阵代替后，仍可以在钻进过程中保持良好性能，那么轻量化点阵结构对于次承力钻杆等钻具组成部分同样适用，所以选取钻头作为下文主要研究及说明对象。 在20世纪60年代苏联和美国阿波罗计划成功采样后的几十年间，欧空局、日本等也相继开展了外太空次表层钻探采样的研究，所研究的钻具构型多种多样 [ 36 ]。就取样钻头而言，THUBAUIT等 [ 37 ] 从木蜂钻入木头以产卵方式得到灵感，设计了双往复式钻井(Dual-Reciprocating Drill， DRD)技术，并将该技术在行星风化层模拟物中进行了实验测试。DRD钻头通过特殊结构设计将轴向加载难的问题影响降低。PITCHER等 [ 38 ] 探究了DRD钻头的设计对于行星地下探测深度和钻进功耗的影响，发现了钻进的最终深度主要受钻头半径影响，而齿刃的长度和倾角影响很小。MDA信息系统公司研发的低力样本采集系统(the Low-force Sample Acquisition System， LSAS)配备了定制钻头Revision A以及第二代Revision B。Revision A采用了单斜切削齿廓，Revision B针对第一代中出现的稳定性问题采用了冠状对称齿廓。通过钻进砂岩、玄武岩等岩石样本实验，如图4所示，表明其在复杂岩层的工作可靠性 [ 39 ]。GLASS等 [ 40 ] 为凤凰号研制的“破冰者”钻取采样钻具中采用了“全面钻头 + 空心变螺旋钻杆 + 碎屑收集”的机构形式，该全面钻头端部装有切削刃及温度传感器，切削刃对称布置有利于破碎冰层和岩土，构型示意如图5所示。 图3. 网格基金刚石浸渍钻头的切削齿形(左)，金刚石钻头(右) 图4. Revision B(左)，完成钻进的玄武岩样本(右) 图5. “破冰者”钻取采样钻具 在保证钻进能力的基础上，同时能满足轻质、低能耗要求的钻具研发相对较少。ZANCY等 [ 41 ] 设计的旋转取芯钻头和多晶金刚石复合片(PDC)刀具在模拟月球冷阱环境的月壤模拟物中进行了测试，获得的岩心直径为25 mm。在极端情况下，模拟月壤实验证明该钻头可以在低钻进功率下完成取芯任务。 国内对于外太空取样钻头的研究，相较于国外则更集中在钻头本身的参数优化，李大佛等 [ 42 ] 基于松散月壤和下伏坚硬月岩两种钻进对象设计了一种月球取样用特种取心PDC钻头。钻头基体为圆柱体，4个切削齿负斜镶于钻头基体上，采用电镀孕镶金刚石保径。干钻试验表明其所设计的月壤钻探特种取心钻头能钻进岩石可钻性小于或等于6级的岩石。刘志全等 [ 43 ] 设计了一种适用于月球环境的硬质合金取样钻头。钻头基体为圆锥体，4个切削刃正斜镶于钻头基体上。通过建立精细的钻头力学模型，得出硬质合金钻头的切削角α、切削具宽度w、切削具高度 h d 最佳取值： 40 ˚ ≤ α ≤ 60 ˚ ， 0 .001   m ≤ h d ≤ 0 .005   m ， 0 .003   m ≤ w ≤ 0 .01   m 。 对于外太空取样钻头的结构设计，邓宗全等 [ 44 ] 提出了一种具有阻隔环结构的新型取芯钻头设计，结构示意如图6所示，所设计阻隔环上的副切削具能够切削月壤，同时阻隔环的存在保证了样心稳定，提高了取心率。主、副切削具的协同切削利于钻孔、定心、排屑。在HIT-LS1型模拟月壤中的试验表明有阻隔环的钻头其取心率高于无阻隔环的钻头。尽管邓宗全等提出的新型取芯钻头进行了结构上的创新设计，但该结构设计并没有涉及到轻量化结构的应用。 图6. 带有阻隔环结构的钻头 上述关于月球取样钻头的研究中，在前文所提出的外太空取样钻头中占据主要部分。PITCHER等研究了钻进功耗和钻进深度的关系，但未在此基础上指出如何对钻头钻进功耗的优化设计；Revision系列以及李大佛等设计的特种PDC钻头并未进行模拟月壤钻进试验；邓宗全等设计钻头模型未讨论切削具表面与月壤的摩擦作用。此外，前文提出的对月表取样钻头轻量化的要求，以上列举特殊构型钻头均未涉及。所以本文基于SLM技术，提出将轻量化点阵结构应用在外太空取样钻头中，使外太空取样钻头在不影响正常钻探情况下，符合轻量化要求。
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user: 5. 激光选区熔化技术在外太空取样钻头应用的可行性 5.1. 外太空取样和轻量设计技术难点 通过调研国内外对外太空钻探取样技术的研究进展 [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]，对其中存在的科学问题和技术难点作以下总结：(1) 地外天体的环境限制，地外天体在表层温度、重力环境以及大气环境等多方面与地表钻探环境均有巨大差异。(2) 岩层的不确定性，以月球为例，月球表面由月壤、月海玄武岩、高地斜长岩和克里普岩等组成 [ 49 ]，岩层的复杂多样性意味着取样钻具要能够适应不同分级的岩石钻进工况，这也给钻具设计和实施造成更大困难。(3) 航天器载重能力对钻具系统质量的限制，所以钻具系统质量的减小对整体探测设备有重要意义，这也是本文提出轻质钻具所针对解决的重点问题。 采用SLM技术制备外太空轻质钻具不仅需要考虑以上几点基础问题，对于地外天体钻探取样还需要考虑钻进过程中钻进负载值和钻进功率设定等问题。受重力、真空等环境条件影响，在地表钻探中最常使用的钻机自重加压并不适用于地外天体钻探 [ 50 ]。这就意味着进行外太空钻探时需要设置轴向加载装置，所以减重从钻压角度来看对于钻探过程的影响较小。但另一方面，轻量化处理也会导致加载装置钻进功率提升问题。因此，如何平衡质量降低和功率提升问题仍需要多方面综合考量，这也是轻质钻具设计过程中需要解决的难题。尽管存在多项技术难题需要攻关，但轻质钻具的设计和制备对当下热门的外太空探测仍能起到启发和重要指导作用。 5.2. 应用可行性 基于前文所述，轻质钻头的研发可以先从结构上着手研究。本文提出的对钻具钻头实现轻量化处理，就是利用SLM技术制备内嵌点阵结构层的新型外太空取样钻头。可行性技术方案主要从材料、工艺、结构以及性能四个方面作具体阐述。 首先就材料方面而言，月表钻头的主要基体部分应选择高强轻质合金。以钢体式PDC钻头材料为例，其多采用合金结构钢制造，钛合金的性能指标不低于一般合金结构钢，且密度小，所以采用钛合金作为基体材料初步可行，另外，资料显示现有外太空钻探采样装置中选择钛合金作为材料进行设计研究的情况不在少数 [ 51 ] [ 52 ]。考虑到外太空岩石岩性的多样性和复杂性，切削刃材料必须满足钻头在中硬及部分中硬以上岩层进行正常钻进，所以外太空取样钻头切削刃部分一般可采用硬质合金、PDC复合片或金刚石材料。 在工艺方面，相比于PDC胎体式钻头常用的无压浸渍烧结制造工艺，钻头冠部形状参数、切削齿位置以及方向参数等都受到烧结模具加工质量和精度限制，SLM技术将钛合金粉末直接成形，不受模具限制。除此之外，一般外太空取样钻头最大外径为20~30 mm [ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]，适合用SLM技术加工实现，且就制备轻量化点阵结构而言，传统烧结法很难做到，SLM技术则极为适合任意形状复杂结构/零件。 在结构和性能方面，外太空取样钻头在外部结构上仍采用钻头钻杆分离的主结构。所提出的外太空取样轻质钻头在具体实现上，将以单元晶胞为单元体的轻量化点阵结构填充入内部结构中，即不改变外观形状和设计，仅对内部加以轻量化设计和制造，结构示意如图7所示。 图7. 替换前钻头钢体(左)，点阵结构替换后(右) 钻具侧向的受力有土体与钻具的摩擦力、土体与取芯钻具内外壁的粘聚阻力以及切屑发生阻塞时的附加应力等 [ 56 ]。这就要求月表钻头的外表层需要有足够的强度以及耐磨性，以保证钻进的平稳服役。SLM技术成型的轻量钻头外表层仍是致密的钛合金粉末熔融而成。BARTOLOMEU等 [ 57 ] 研究了SLM、热等静压、铸造三种方法下制备的TC4合金摩擦学性能，其中热等静压为常见的钻头制造工艺，研究表明SLM态的钛合金含有大量的α和α′相提高了硬度，摩擦学性能显著高于其他两种成形状态的钛合金。所以就外表层致密钛合金而言，其耐磨性能够达到要求。除钻头表层与月壤接触产生的摩擦力外，外太空取样钻头的整体强度、刚度指标均需要满足钻进过程中冲击、振动等工况要求。外太空取样钻头内部填充的点阵结构，其强度极限以及屈服极限需要超出现有外太空取样钻头材料对应值。表1给出了以316不锈钢、AlSi10Mg粉末为材料，通过SLM技术制备的点阵结构试验后的力学性能。 Table 1 316L and AlSi10Mg material properties [17 材料 强度极限(MPa) 屈服极限(MPa) 316不锈钢 680 570 AlSi10Mg 300 170 表1. 316L和AlSi10Mg材料性能 [ 17 ] 李大佛 [ 42 ] 等采用45#钢作为钻头体材料进行月球特种PDC钻头的有限元分析。侯佑松 [ 58 ] 同样采用45#钢作为其研究月表钻具热特性的钻头材料。45#钢的屈服强度为530 MPa，结合上表数据，316材料屈服极限值已满足性能要求，但316钢本身不适用于航天制造。本课题组制备的30%左右孔隙率对应的TC4合金试样件屈服强度可达到500 MPa~520 MPa。TC4合金在30%左右孔隙率时即可满足钻进过程中的受力要求，实现减重接近30%。综合上述所言，从材料、工艺、结构以及性能方面分析了SLM技术制备轻质钛合金点阵在外太空取样钻头上应用的可行性。但进一步优化SLM技术工艺、地外取样载荷条件对点阵结构力学性能的影响以及轻质钻具在钻进过程中的具体表现等问题，依然是当前研究重点。
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user: 6. 结论与展望 已研制的外太空取样钻头解决了钻进复杂星壤、钻探条件与地球差异较大等主要钻探工程问题，但其中围绕轻量化的设计和研究相对较少。外太空轻质钻头则以轻量化为核心优势，能够降低运载成本、节省航天器运载量，制造、实际试验等方面因素都制约了轻质钻头的发展。因此，SLM技术是解决目前发展限制问题的关键。尽管SLM技术是当前轻量化结构的主要制造手段，但利用该技术制备外太空轻质钻头，仍存在以下三方面问题需要进一步深入研究：1) SLM成型的轻量化点阵结构内部缺陷如何解决，在进行钻进过程中缺陷的影响以及可能出现的失效问题。2) 利用轻量化点阵结构代替钻头内部结构后，致密层与点阵层过渡平面的边界问题。3) SLM技术成型的轻质钻头实际试验中的服役性能研究以及参数优化问题。
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user: 摘要 沸石分子筛膜(其中MFI型沸石，包括纯二氧化硅形式即纯硅沸石和含铝结构的沸石即ZSM-5沸石)由于其均匀的孔道结构，良好的热稳定性和机械强度，在许多分离领域中有着广泛的应用。而在沸石分子筛膜的合成中，晶种沉积的质量对合成过程至关重要，所以本文重点阐述了在载体上形成均匀连续的沸石晶种层的一些方法，常用的包括浸涂法、真空播种法、摩擦法、空气–水界面沉积技术、电泳沉积法和转印法等等，并对其发展趋势作了展望。
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user: 1. 引言 据统计，美国在2016年用于化学分离所消耗的能量约占美国整个工业耗能的一半，占全国总能源消耗的10%~15% [ 1 ]。其中含有热驱动过程的精馏分离耗能约占化学分离的一半。如果用膜分离来替代精馏分离等操作将会减少90%的能源消耗，这是因为大多的膜分离是在接近室温下操作，具有能耗低、高效、无化学变化和无相态变化等优点 [ 2 ]。科研工作者发现在多孔载体上生长的连续沸石膜在分离方面具有巨大的潜力 [ 3 ]，可以用来替代目前能量效率低的蒸馏等方法。在生成高质量，连续的沸石膜方法中，二次生长法 [ 4 ] (即在水热合成之前将沸石晶种涂覆在载体表面上，如图1所示)，被认为是制造高质量沸石膜的有效方法之一。其中预先形成的沸石晶种充当沸石晶体生长的核，因此它的性质(包括取向、大小、连续性、密度和厚度)对所得沸石膜的性能和分离性能至关重要。就目前来说，高性能的膜都离不开好的晶种层的支撑。 那么如何在载体的外表面上形成均匀连续的晶种层？截至目前，有很多研究探索了如何将晶种均匀连续涂覆在载体表面上，本文就综述了这些方法，并对其未来的研究方向做出了展望。 图1. 形成MFI沸石薄膜的示意图 [ 5 ]
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user: 3. 总结与展望 近些年来，关于合成MFI沸石分子筛膜的研究取得了非常大的进步的同时也有很多的涂覆晶种的方法应运而生，并且得到了广泛的探索研究，尽管这些方法也适度地改善了分子筛膜的合成情况，但是很多方法都有其自身的局限性。比如受载体孔隙大小和形状以及晶种的大小和形状等等的影响，而且很多方法都只能在实验室里操作，难以放大到大规模的工业生产中。所以，制备高质量沸石膜的理想形成晶种的方法仍有待开发，如何通过控制所涂晶种层的厚度和均匀性来合成高质量的沸石分子筛膜仍需要大量的实验摸索。鉴于以上要求，可通过选择热稳定性良好且与分子筛膜有良好兼容性的载体材料和经济适用的晶种，并且根据不同需求选择不同晶种和不同涂覆方法，来改进晶种层的涂覆困难，以后的晶种涂覆方法都是朝着更薄、b取向排列和工业化的要求而努力。也有文献报道不经过二次生长，仅通过纳米片沉积就能得到有一定分离性能的分子筛膜，可以猜想，未来分子筛膜的发展方向有只通过涂覆晶种层而无需二次生长的途径。
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user: 摘要 本文以添加0.1~0.3 wt.% Fe含量的Al-0.7Mg-0.6Si合金为对象，研究了不同Fe含量Al-0.7Mg-0.6Si合金在富氧溶液(57g NaCl + 10ml H 2 O 2 /L的腐蚀溶液)中的腐蚀行为，通过扫描电镜表征了浸泡腐蚀后样品表面的腐蚀形貌和腐蚀产物，在金相显微镜下表征了晶间腐蚀的截面深度，并与恒应力腐蚀后材料屈服强度的损失情况对比。结果表明，添加不同Fe含量的Al-0.7Mg-0.6Si合金材料的应力腐蚀性能存在差异。在富氧腐蚀环境中，Fe含量0.1 wt.%、0.2 wt.%、0.4 wt.%合金的腐蚀速率分别为：3.11 × 10 −4 mm∙A −1 、3.68 × 10 −4 mm∙A −1 、4.24 × 10 −4 mm∙A −1 ；在富氧腐蚀环境中进行应力腐蚀实验，Al-0.7Mg-0.6Si合金强度与断后伸长率的损失随着合金内Fe元素含量的提高而提高，应力腐蚀性能变差。随着微量元素Fe含量的提高，Al-0.7Mg-0.6Si合金内的AlFeSi相数量逐渐增多，并会使得合金材料的应力腐蚀性能变差。
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user: 1. 引言 Al-Mg-Si系铝合金力学性能较高，可加工性能优异，耐腐蚀性能较强，已广泛应用于汽车车身板，幕墙等民用行业 [ 1 ] [ 2 ]。因其可时效强化的特点，同时具有优异的可焊接性，符合轨道交通对材料性能的使用要求，6005A，6082等中高强Al-Mg-Si合金得到越来越多的关注。但该合金容易发生较快的时效响应进而影响其腐蚀性能，使其应用受到挑战 [ 3 ]。Fe元素在Al合金中常被视为杂质元素，形成的FeAl 3 和AlFeSi等化合物容易引起强度下降，点腐蚀严重。当合金中同时存在Fe和Si元素时，容易形成α-Fe 2 SiAl 8 相，而当Si过剩量大于Fe时，形成FeSiAl 5 相 [ 4 ]。这些含Fe相在一定程度上能抑制晶粒的生长，但其对腐蚀性能的影响关注较少，尤其是模拟复杂服役环境的富氧环境。 有关 Al-Mg-Si合金的研究主要是Cu含量 [ 5 ]，Mg/Si比 [ 6 ]，Zn含量 [ 7 ] [ 8 ]，以及Cu-Zn混合添加的影响 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 及其时效热处理工艺的改进 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]，如何优化微量元素的添加以使其与过量的Si反应形成有利于提高合金性能的第二相更是研究的前沿。目前已有大量研究表明，添加微量Cu、Mn、Cr等元素能有效改善Al-Mg-Si合金的组织与性能，但是熔炼过程中引入的微量Fe对Al-Mg-Si合金的组织与性能的影响关注较少。本论文研究不同Fe含量的Al-0.7Mg-0.6Si合金在富氧环境下的腐蚀行为，探明Fe元素对微观组织与耐腐蚀性能的影响规律，为6系铝合金材料的生产及加工提供理论基础。
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user: 2. 实验材料及方法 实验材料为丛林铝业公司提供的Fe元素含量不同的Al-0.7Mg-0.6Si合金型材，分别为0.1 wt.%、0.2 wt.%与0.3 wt.%的Fe含量。表1为合金的主要化学成分(质量分数，%)。除了Fe含量的区别外，其它化学元素含量基本相同。 Table 1 Thechemical composition of Al-0.7Mg-0.6Si alloy (mass fraction/% Number Si Fe Cu Mn Mg Cr Ti Al 1 0.61 0.11 0.0053 0.020 0.67 0.0014 0.024 Bal. 2 0.60 0.19 0.0055 0.019 0.68 0.0013 0.025 Bal. 3 0.60 0.31 0.0052 0.019 0.69 0.0013 0.024 Bal. 表1. Al-0.7Mg-0.6Si-xFe 合金化学成分(质量分数/%) 材料的扫描电镜照片表征参照国标GB/T3246.1-2012执行，将样品进行粗磨、细磨、机械抛光后，参考GB/T23414-2009采用ZEISS MA10扫描电子显微镜对Al-Mg-Si合金材料的微观组织进行检测分析；结合GT/T17359-2012运用OxfordEDS型能谱仪对Al-Mg-Si合金材料及断口的第二相粒子进行能谱分析，测定其化学组成。Al-0.7Mg-0.6Si合金型材的室温拉伸试样尺寸一方面参考国标GB/T 228.1-2010。室温拉伸试验在DDL100电子万能材料试验机，实验过程中拉伸速率为2 mm/min，相当于3.3 × 10 −2 mm/s，实验温度为室温(25℃ ± 3℃)。使用引伸计在拉伸试验过程中测量屈服点。每组材料取3个平行试样。应力腐蚀拉伸试验参照国标GB/T15970.6-2007进行，取样沿Al-0.7Mg-0.6Si合金型材的加工方向进行，试样厚度为3 mm，每种材料选取4组样作为平行样，实验分别在富氧腐蚀介质(57g NaCl + 10 ml H 2 O 2 /L的腐蚀溶液)中进行，每组材料取3个平行试样。实验温度控制在25℃，加载应力为150 MPa。在恒应力拉伸试验机上进行应力腐蚀实验。电化学试验参照国家标准GB/T24196-2009，并在Multi Autolab M204电化学工作站进行。试样尺寸为10 × 10 × 3.5 mm，试样电化学测试面积为1 cm 2 ，试验前用导线连接试样，并在镶样时将其他5个非实验面密封。试验面(轧制表面)经打磨抛光后，用丙酮清洗干净。试样的电化学测试采取三电极体系，试样本身为工作电极，Pt片电极为对电极，饱和甘汞电极(SCE)为参比电极。电化学测试介质为质量分数3.5 wt.% NaCl溶液，试验测试试样的极化曲线，开路电位的测量时间为600 s，极化曲线测试中的扫描电位范围为−1.3~0 V，扫描速度为1 mV/s，实验温度为25℃。
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user: 4. 结论 1) Al-0.7Mg-0.6Si合金材料的应力腐蚀性能存在差异。在富氧腐蚀环境中进行应力腐蚀实验，Al-0.7Mg-0.6Si合金强度与断后伸长率的损失随着合金内Fe元素含量的提高而增大，应力腐蚀性能变差。 2) 在富氧腐蚀环境中，Fe含量0.1 wt.%、0.2 wt.%、0.4 wt.%合金的腐蚀速率分别为：3.11 × 10 −4 mm∙A −1 、3.68 × 10 −4 mm∙A −1 、4.24 × 10 −4 mm∙A −1 ；随着Fe元素含量的提高，Al-0.7Mg-0.6Si合金的电化学腐蚀性能变差。
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user: 摘要 本文综述了近年来微波在环氧树脂体系中的研究进展。利用微波来促进环氧树脂体系的最新应用，包括环氧树脂合成、环氧树脂体系辅料(增塑剂等)的合成，环氧树脂固化剂的合成，环氧树脂体系填料的活化，重点是环氧树脂固化过程中的微波应用，还涉及到热固性环氧树脂固化物的微波降解改性。
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user: 1. 引言 随着社会的发展和科技的进步，材料科学是当今最热门的研究领域之一，航天材料、各类耐高温高压等特殊性能材料、纳米材料、二维材料、芯片材料及超材料等愈来愈引起人们的高度关注！许多经典材料，例如环氧树脂等经过改性后，在许多领域包括芯片制造等高新技术领域发挥重要作用。 微波因具有作用深度大、操作简便、清洁、高效、安全等许多优点，广泛应用于许多领域，包括高分子材料领域：橡胶硫化、复合材料成型、环氧树脂固化等。环氧树脂综合性能良好，在复合材料、胶粘剂和涂料等领域应用广泛，其固化技术一直是重要的研究领域 [ 1 ]，把微波应用于环氧树脂的固化是一种新的尝试 [ 2 ]。目前，关于微波辐射对环氧树脂固化的作用机理还存有一些争议 [ 3 ]，一种观点认为微波辐射只有热效应；另一种观点认为除了具有热效应外，微波辐射还有非热效应 [ 4 ] - [ 8 ]。对这些机理的进一步研究，不但有助于促进微波在环氧树脂固化领域的应用，而且对环氧树脂性能的提高也有重要的指导意义。
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user: 2. 环氧树脂体系的合成 2.1. 新型环氧树脂的合成 微波反应可应用于新型环氧树脂单体合成，或者新型环氧树脂合成。 丁全青以芴酮和苯酚为原料，合成了双酚芴(BHPF)单体，并以此为原料合成了芴基环氧树脂 [ 9 ]。 图1. 双酚芴合成 参考图1，在同等条件下，常规加热合成方法60℃需要5 h，而微波合成方法55℃只需要30 min [ 9 ]。 武文硕研究了玉米秸秆合成新的生物基环氧树脂。微波加热温度在160℃左右，加热时间控制在22 min左右，苯酚液化秸秆；微波加热温度85℃，时间在60 min，合成生物质环氧树脂 [ 10 ]。 2.2. 环氧树脂固化剂的合成 Moraa等以腰果农副产品腰果酚为原料，用微波在110℃~120℃，促进胺化反应1.5~2 h，设计合成了含芳香族基团的新型生物胺类化合物 [ 11 ]，参考图2： 图2. NC-514 (R1)和GX-2551 (R2)的胺化 张翠红等以甲醛、多胺(四乙烯五胺或二乙烯三胺)、硫脲、苯酚为原料，微波条件下110℃ × 40 min合成低温固化剂，固化剂可在−10℃以下温度完全固化环氧树脂 [ 12 ]。而常规加热方式110℃合成低温固化剂需要3 h [ 13 ]。 2.3. 环氧树脂添加剂的合成 蓖麻油酸乙二醇醚酯可以作为环氧树脂的增塑剂。朱新宝等开发了一种改进的微波辅助技术，直接从蓖麻油酸制备蓖麻油酸乙二醇醚酯。蓖麻油酸(10.0 mmol)和乙二醇醚(12.0 mmol)在NaHSO 4 ·H 2 O (0.01% mol)和DCM (3.0 ml)存在下，在微波作用下150℃ × 25 min反应，得到了产物蓖麻油酸乙二醇醚酯 [ 14 ]。
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user: 3. 填料的微波活化 天然纤维增强聚合物复合材料在工业上，特别是在汽车工业上有着广泛的应用。然而，低的机械性能和热性能限制了其应用。芭蕉(Musa paradisiaca)采自尼日利亚西南部，Patrick EhiImoisili等采用水脱胶法从假茎中提取纤维。提取的纤维首先用3%氢氧化钠溶液处理4小时。采用三洋电子em51052微波炉对芭蕉纤维进行微波辐射处理，微波辐射功率550 W，频率2.45 GHz，处理时间2 min。SEM分析表明，微波处理后纤维表面粗糙度均匀，杂化纤维与聚合物基体具有良好的机械互锁性。这一结果表明，多壁CNT杂化可以提高芭蕉纤维增强聚合物复合材料的力学性能和热性能，具有潜在的工业应用前景 [ 15 ]。 在羧基多壁CNT分散于环氧树脂作为母料的过程中，用微波处理的可以长期保持均一相，而未经微波处理的在20天后，清楚的看到沉淀物。微波处理后可以抑制大尺寸聚集体的形成，有效改善羧基多壁CNT的分散 [ 16 ]。 很多学者对于填料进行微波处理，以应用于环氧树脂中，例如CNT [ 17 ] [ 18 ]、多壁CNT [ 19 ]、木质素 [ 20 ]、石墨烯 [ 21 ]、碳纤维 [ 22 ]、TiO 2 [ 23 ]、赭石 [ 24 ] 等，都取得了比较满意的效果。
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user: 5. 展望 2016年有专家就环氧树脂及其复合材料微波固化研究进展作了综述 [ 73 ]，并且提出了一些问题： 1) 为了调整有效的微波固化工艺，需要全面了解热固性树脂的介电性能，以及碳纤维增强热固性复合材料中所含增强材料的介电效应(例如，屏蔽和微波穿透深度)，因此，需要高度可调的过程控制参数，使微波处理能够广泛的组合聚合物增强类型。 2) 在文献中，微波固化被认为是最具时间和能量效率的工艺，尽管综述中描述了所有挑战，这些挑战将微波固化工艺的成功与挑战和图8中总结的一些参数在原位处理之前和现场的考虑高度相关(图8摘自 [ 74 ]，原图公式错误，本文作者已经修正)。对于相对较厚的材料，应特别考虑微波的体积加热特点，微波穿透深度取决于微波频率和腔体。 3) 热固性树脂的介电性能受增强材料的性质和类型、样品制备方法、温度和固化程度的影响，固化程度将影响环氧树脂的微波吸收，从而影响其加热的耗散程度，需要工艺参数控制的微波炉，以避免不均匀固化。 4) 在设计与FRP复合材料的几何特性有关的有效固化循环时，必须考虑微波加工用腔体的体积和尺寸。由于微波炉制造完成后腔体的尺寸是固定的，所以可以将重点放在其他参数的调整上，然而，设计师可能会追求可变腔体微波的新设计，以有效的固化不同的几何形状/尺寸。 5) 微波反应器腔内功率分布的不均匀，会导致样品和/或受热点的不均匀加热。这与上述第3项有关热固性聚合物的电介质参数的影响有关。 6) 最后，在微波固化的常规加热中使用的推荐固化周期的错误实施也是通过微波加热，最终微波复合材料产品劣化和结构件机械性能差的原因 [ 74 ]。 图8. 影响FRP复合材料微波加工效率和可靠性的主要因素 今后，需要加强下列三个方面的研究工作： 1) 微波与其他手段的联用 [ 2 ]。Ying Wu等提出一种用于环氧树脂固化之新型间隙同轴微波复合紫外线辐射器。使用该辐射器处理时间比单次紫外光处理时间短3.6倍 [ 75 ]。 2) 其它热固性树脂固化前，可以用微波辅助加热 [ 76 ]，一样可以用于环氧树脂。 3) 工业上应用的管式微波反应器、开放式微波发生器研发尚待进一步加强。 早在1985年，胡文祥在中国科学院上海有机化学研究所创立了有机微波化学 [ 77 ] [ 78 ]，迄今已36年过去了，微波化学得到了长足发展 [ 79 ] - [ 91 ]。微波在纳米材料 [ 8 ] 和常规新材料等领城之应用研究如火如荼，其发展一日千里。
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user: 摘要 老龄化日益加深的背景下，准确把握养老模式领域的研究进展对后续研究和养老方式的实践探索具有重要的借鉴意义。本研究基于CiteSpace软件，绘制CSSCI期刊中以养老模式为主题研究的作者、机构和关键词可视化图谱，探析我国养老模式研究的热点主题和发展趋势。结果显示：第一，该领域发文量呈波动增长趋势，整体合作网络密度小，核心作者和研究机构分散；第二，理论探讨性文章较多，实证研究较少；第三，研究热点可聚类成三大类，分别为养老观念和养老服务供需、养老模式、养老服务创新三类；第四，养老模式主题研究的发展可分为三个阶段，“以家庭为主”、“依靠社会”、“养老模式创新发展”；第五，医养结合、智慧养老、“互联网+”和互助养老为主要发展趋势。进一步，提出加强机构、学科间交流合作；强化对医养结合、智慧养老、“互联网+”、互助养老主题研究；为多元化的新型养老方式的构建提供政策支持。
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user: 1. 引言 2000年至2019年，我国65岁及以上人口占总人口数比重从7%上升至12.6% [ 1 ]，伴随人口老龄化日益加剧，养老成为一个严峻的社会难题。2020年，《第十四个五年规划的建议》中提出 [ 2 ]，“发展普惠型养老服务和互助性养老，支持家庭承担养老功能，培育养老新业态，构建居家社区机构相协调、医养康养相结合的养老服务体系，健全养老服务综合监管制度”，为我国养老服务的发展指明了方向。近年来，相关研究成果不断涌现，养老模式研究正在成为一个不断发展演进的知识领域，准确把握养老模式的研究进展和学术动态，在老龄化社会背景下有着重要的现实意义。 不同类型养老模式在养老服务体系中有着各自的功能定位和重要作用，通过主要文献梳理发现，现有研究多集中于不同养老服务模式的特点、问题和发展对策等研究 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]；养老模式对老年人的影响 [ 6 ] [ 7 ]；养老意愿与模式选择 [ 8 ] [ 9 ]；互联网、人工智能结合传统养老的模式构建 [ 10 ] [ 11 ]；养老模式的研究综述 [ 12 ] [ 13 ] 等方面。可以看出，我国养老模式研究领域主题丰富，但该领域综述类研究较单一，鲜有基于知识图谱的量化分析。鉴于此，本研究运用文献计量方法对我国养老模式领域的研究文献进行图谱量化分析，探析该领域研究的现状、热点与发展趋势，以期客观认识和把握当下养老模式研究的总体规律，为后续研究提供有益借鉴。
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user: 2. 研究方法和数据来源 2.1. 研究方法 本研究采用CiteSpace软件绘制养老模式研究的作者、机构和关键词可视化图谱，分析研究的热点与前沿。该软件由陈超美教授 [ 14 ] 研发，它基于共引分析理论和寻径网络算法等可对特定领域的文献计量分析，探寻该学科领域演化的关键路径与转折点，并通过绘制可视化图谱分析和探测学科演化的潜在动力机制和学科发展前沿。 2.2. 数据来源 本研究数据下载自中国知网(CNKI)数据库，在高级检索中，选择期刊检索，主题为养老模式，来源类别为CSSCI。在剔除网络首发(数据格式会影响运行结果)，重复、与研究主题关联度较弱的文献，宣传、书评等非研究性文献后，共计有效数据654篇(检索日期为2020年5月13日)，并将其以Refworks格式导出转码。
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user: 3. 研究的时空知识图谱 3.1. 发文量的年代分布 年度发文量是衡量养老模式研究热度的重要标准，由文献年代分布图(见图1)，养老模式研究的发文量呈波动增长趋势，研究关注度增高，可分为三个时期，1998~2011年间为低发文量时期，2011~2014年间为快速增长时期，2014~2019年间为高发文量时期，除了2015年的56篇，其余年发文量均在60篇以上，由于本研究检索截止日期为2020年5月13日，2020年的发文量并不能完整代表全年文献量，故有所下降。 图1. 文献年代分布图 3.2. 作者、机构的合作分布 设置时间跨度为1998~2020，时间切片为1年，Node Types为Author和Institution，Top N = 50，运行CiteSpace，得到节点数为472，连线数为290，密度为0.0026的作者机构合作图谱(见图2)。图谱显示的作者和机构网络密度小，仅有少数几条连线，没有形成明显的聚类，说明该领域作者、机构间的合作较少，合作强度较弱。仅从作者合作分析，除了时媛媛、严晏、胡宏伟和张薇娜形成的合作圈外，大多数以两人合作或独立研究为主。按引用次数，排前五的作者分别为刘妮娜(5)、柴效武(5)、郝金磊(4)、黄健元(4)、雎党臣(4)。仅从机构合作分析，少数机构存在合作，如以南京大学社会学院和北京大学人口研究所为核心的合作圈、上海财经大学公共经济与管理学院和上海工程技术大学管理学院等，也有像中国人民大学老年学研究所和中国人民大学人口与发展研究中心等同机构间的内部合作。按引用次数，排前五的机构分别为中国人民大学公共管理学院(9)、南京大学社会学院(9)、中南财经政法大学公共管理学院(8)、武汉大学社会保障研究中心(8)、陕西师范大学国际商学院(7)，表明各大高校管理系和社科类院系已成为该研究领域的主力。 图2. 作者机构合作图谱
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user: 4. 研究的热点主题 4.1. 关键词共现分析 将Node Types设置为Keyword，Pruning选择Pathfinder和Pruning the merged network，运行CiteSpace，整理得到关键词词频/中心性排序表(见表1)。通过关键词共现可以初步探析该领域的研究热点，主要有养老模式、家庭养老、人口老龄化、养老服务、医养结合、社会养老等。 Table 1 Sorted table of keywords’ citation counts/centralit 序号 关键词词频排序 关键词中心性排序 频次 初次共现年份 关键词 中心性 初次共现年份 关键词 1 155 1998 养老模式 54 1998 养老模式 2 75 1998 家庭养老 37 1998 家庭养老 3 67 2000 居家养老 22 2001 人口老龄化 4 60 2001 人口老龄化 22 2003 养老 5 44 2003 老龄化 20 1998 农村 6 42 2010 养老服务 19 2000 机构养老 7 35 2014 医养结合 17 1998 老年人 8 28 2000 机构养老 17 2000 居家养老 9 27 2008 以房养老 15 1998 老年公寓 10 26 2000 社会养老 13 2003 老龄化 表1. 关键词词频/中心性排序表 4.2. 关键词聚类分析 进一步分析关键词间的关系，选择LLR算法对关键词进行聚类，得到节点数为504，连线数为759，密度为0.006的关键词聚类知识图谱(见图3)，其中，模块值(Q值) = 0.833，平均轮廓值(S值) = 0.5257，一般认为，当Q值 > 0.3且S值 > 0.5时，聚类是合理的 [ 15 ]。关键词聚类图谱反映了养老模式研究领域中的现状和热点，运行结果得到“家庭养老”、“养老模式”、“概念”、“机构养老”、“医养结合”等17个聚类标签。 图3. 关键词聚类视图 在此基础上，结合聚类菜单中的总结表(见表2)分析，可以将养老模式领域的研究归为以下三类，“养老观念和养老服务供需”、“养老模式”、“养老服务创新”。 第一类，“养老观念与养老服务供需”主题研究。养老观念会左右老年人养老模式的选择，也会对养老服务供需产生影响。有研究表明，中国人的养老观念逐渐由“养儿防老”趋向“独立养老”，越发注重精神养老和期盼制度支持 [ 16 ]，急需构建一种多层次的新型养老观念 [ 17 ]，以适应新时代养老难题。供给方面主要针对供给结构、供给水平和供给模式等讨论 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]；养老需求上，有学者从老年人的身心健康、经济状况、社会参与和养老期望角度分析了老年群体养老的突出需求和特点，主要表现为长期照护、生活照料、心理关爱、经济支持和社会活动等的需求 [ 21 ]，养老服务需求存在差异 [ 22 ] [ 23 ]，有学者指出社会养老服务的有效需求不足，并对成因和破解路径做了分析 [ 24 ]。第二类，“养老模式”主题研究。目前该领域的研究主要围绕家庭养老、机构养老和社区居家养老展开。家庭养老是我国主要的养老方式，研究主要涉及家庭养老面临的困境 [ 25 ]，体现在家庭养老功能的弱化 [ 26 ] [ 27 ]，家庭养老政策、策略支持 [ 28 ] [ 29 ] 和国际经验 [ 30 ] [ 31 ] 等。机构养老的研究主要以养老机构的服务质量、机构运营的模式、困境与对策等 [ 3 ] [ 32 ] [ 33 ] 为主。社区居家养老更多地从服务路径、体系构建、存在问题及发展方向 [ 4 ] [ 34 ] [ 35 ] 等方面探究。第三类，“养老服务创新”主题研究。研究主要集中探讨了“互联网 + 养老服务”的内涵、困境和发展路径 [ 10 ] [ 36 ]。有学者具体分析了“互联网 + 社区居家养老”的服务需求和构建基础 [ 37 ] [ 38 ]，也有学者对智慧养老的模式的特点、地方实践与对策、体系构建 [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] 等方面做了研究。此外，医养结合、农村互助养老、时间银行 [ 5 ] [ 42 ] [ 43 ] 等新型养老模式的研究也逐渐兴起。 Table 2 Co-occurrence cluster table of keyword 聚类号 聚类大小 标签词(选取前3个) 0 58 家庭养老；对策；农村养老保障 1 50 养老模式；家庭结构；城中村 2 36 概念；思维形式；社区养老 3 34 机构养老；中华人民共和国；养老机构 4 31 医养结合；智慧养老；产业化 5 30 倒按揭；老年人；积极老龄化 6 28 养老观念；老年公寓；老人 7 25 养老；新型城镇化；模式构建 8 24 人口老龄化；发展前景；分布函数 9 22 互助养老；时间银行；乡村振兴 10 20 居家养老服务；影响因素；企业管理 11 19 居住意愿；陕西省；“养儿防老”观念 12 12 住房反向抵押贷款；策略；可行性 13 11 以房养老；民办公助；市场化运行模式 14 7 体系构建；供给模式；社区居家养老 16 6 区域差异；农村养老模式；适应性 18 5 养老保障体制；乡村振兴；银行 表2. 关键词共现聚类表
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user: 5. 研究的前沿演进 5.1. 关键词突现 关键词的突现是指关键词在某一段时间内被引频次突增，可以用来反映某段时期研究的发展趋势。在控制面板中选择“Burstness”得到关键词突现图(见图4)，图中显示的“医养结合”、“养老服务”、“智慧养老”、“互联网+”和“互助养老”一直持续至今，代表了养老模式研究领域目前的主要发展趋势。 图4. 关键词突现图 5.2. 研究的前沿发展 进一步分析研究主题随时间的发展变化，在控制面板选择“Timezone View”，绘制关键词时区视图(见图5)。通过对各时期高频关键词的分析，可以把养老模式研究分为三个阶段。第一阶段(1998~2004年)养老模式的研究主题主要集中于“家庭养老”、“社会养老”和“人口老龄化”。可能的原因是早年实施的《老年法》规定“老年人养老主要依靠家庭”，加上我国“尊老敬老”传统文化影响，在这一时期出现了大量有关家庭养老的研究。但随着我国1999年步入老龄化，老年人口增多，2000年，《关于加强老龄工作的决定》提出“建立以家庭养老为基础、社区服务为依托、社会养老为补充的养老机制”，依靠单一的家庭养老已成为过去，开启了社会化养老的初探。第二阶段(2005~2013年)，研究主题更多以“社区居家养老”和“养老服务”等为主。2008年，《关于全面推进居家养老服务工作的意见》，2011年，《社会养老服务体系建设规划》的实施促进了养老服务的社会化进程，社会养老逐渐成为这一时期的研究重点，并且从关键词分布可以发现，这一阶段的研究呈现更加多元、深入的特点。第三阶段(2014年至今)，2013年，《关于加快发展养老服务业的若干意见》对养老服务业制定了目标，提出统筹发展多种养老形式，推进医疗卫生与养老服务相结合，同时也对智慧养老产业发展指明了方向，之后的《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》中又明确指出要促进智慧健康养老产业发展，因此，这一阶段研究热点集中于“互联网+”、医养结合、智慧养老和时间银行等新型养老模式。可以看出，养老模式研究的创新发展一方面来源于养老压力，另一方面得益于国家政策的支持。 图5. 关键词时区图
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user: 6. 讨论与建议 本研究通过查阅文献资料，结合CiteSpace知识图谱，主要探析了养老模式研究领域的热点和前沿发展。总结发现：第一，养老模式研究领域发文量呈波动增长态势，得到了各学术团体的关注，但核心作者和研究机构分散，整体合作交流较少、合作强度较弱；第二，理论探讨性文章较多，实证研究较少；第三，研究热点可聚类成三大类，分别为养老观念和养老服务供需、养老模式、养老服务创新三类；第四，目前养老模式研究发展可分为三个阶段，“以家庭为主”、“依靠社会”、“养老模式创新发展”；第五，研究前沿趋势有医养结合、智慧养老、“互联网+”和互助养老。 鉴于以上研究结论，结合实际情况，提出以下建议。第一，要加强不同机构、学科间交流合作。养老模式的构建是个复杂的系统，涉及医学、社会学、甚至建筑学、计算机科学等多方面的理论知识，需要多方献策。另外，也要深入基层，加强实证性研究，不仅是停留在理论分析层面。第二，把握趋势，强化对医养结合、智慧养老、“互联网+”、互助养老主题领域的研究。第三，有关部门应为多元化的新型养老方式的构建提供政策支持。结合上文分析可知，每个阶段呈现不同的研究热点，去适应当前养老需求，而政策是推动研究对象发生变化的重要因素。
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user: 摘要 目前，海洋风电工程地质勘察船主要有搭载XY系列钻机钻探船、浅水钻探船和深水钻探船。分析和介绍了各类风电工程地质勘察船，并对海洋钻探施工过程中的主要风险进行了分析，最后给出具体的预防工程措施。得出如下结论：我国海洋风电场的不断增加为海洋工程地质勘察船积累了丰富的作业经验。1) 我国目前的技术装备，已具备开展自动化海洋地质调查钻探能力；2) 随着我国海洋工程地质钻探实践开展的越来越广泛，与国际先进的技术水平差距正逐步缩小。3) 当前海洋地质钻探工程技术中还存在很多问题需要解决，如海洋钻探过程中泥浆的回收再利用、海洋钻探风险性高等问题，需要在日后实践中不断加以完善和提高。
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user: 1. 搭载XY系列钻机钻探船 钻探船一般有单体船和双体船两种，可以利用民用渔船或者工程船搭建，比较经济，而缺点是钻探平台应急撤离状况差，存在一定的安全风险。钻探平台船舶吨位一般在500~2000 t [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。以XY-2B系列为例，钻机参数如表1： Table 1 Technical parameters of XY-2B dril 项目 参数 钻进深度 300 m 钻杆直径 50， 60 mm 钻孔角度 70~90度 钻机外廓尺寸 2500 × 1100 × 1700 mm 钻机重量 1550 Kg (配柴油机) 1450 Kg (配电动机) 回转器立轴转速 正转：70， 146， 179， 267， 370， 450，677， 1145 r/min；反转：62， 157 r/min 立轴给进行程 550 mm 立轴提升能力 68 KN 立轴给进能力 46 KN 最大工作扭矩 2550 N.m 表1. XY-2B钻机技术参数 单体钻探船一般选择在船的一侧搭建，其平台面积一般在90 m 2 左右，船体宽度应大于6 m。也有预留通孔的单体钻探船 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。如图1所示，为在船的一侧搭建的单体钻探船。如图2所示，为预留通孔的单体钻探船。 双体钻探船一般由2艘吨位、尺寸相等的船体通过槽钢焊接而成 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]。如图3所示，为双体钻探船。 图1. 在船的一侧搭建的单体钻探船 图2. 预留通孔的单体钻探船 图3. 双体钻探船 采用XY型岩心钻机一般均可满足浅海水域钻探要求，开孔直径110 mm，终孔直径91 mm (或75 mm)，采用套管和泥浆护壁。弱风化岩及其以上地层采用双管硬质合金钻头钻进，微风化岩石采用金刚石单管钻进。岩心采取率：粘性土、土状强风化岩不小于90%；砂土不小于65%；破碎带、块状强风化岩、弱风化岩不小于65%；微风化岩不小于80%。岩心按顺序全部装箱并填写好岩心牌，拍照留存。
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user: 2. 浅水钻探船 目前国内的浅水钻探船主要有：中海油于1979年建造的“南海503”，作业水深为300米，钻探能力 150 米 ，可从事工程物探调查、钻孔取样及其它调查。中海油“滨海218”适合 100 米 以浅水深作业，从事平台场址和管线路由钻探取样、海洋环境观测以及其他工程支持。如图4所示，为上海海洋石油局一海大队于1981年建造的“勘407”，作业水深为 100 米 、泥线下最大钻深约 300 米 ，配备有HGD-600型海洋工程地质勘查浅钻钻机，主要用于近海及浅海海洋工程地质钻探，海底沉积、地貌调查。 图4. “勘407”海洋工程地质综合调查船 如图5所示，为广州海洋地质调查局于1979年建造的“奋斗五号”钻探船配备浅海HGD-300型海洋钻机，可承担钻探、多波束测量、地质取样等调查工作，不具备深水调查能力。如表2所示，为其船舶主要技术参数。如表3所示，为奋斗五号钻探船钻机技术参数。 图5. “奋斗五号”钻探船 Table 2 Technical parameters of “Fendou five” drilling shi 项目 参数 建造地点 广州 总长 68.45 m 型宽 10.00 m 吃水 3.75 m 满载排水量 1091.61 t 航速 12 kn 主机类型、台数 8300ZC × 2台 主机功率 1100 × 2匹马力 发电机 200 kW/台× 2台 自持力 30天 艏锚 特种大抓力锚(SMIC ST锚)：2个，锚重1.5 T，锚绳长：800 m 艉锚 2个特种大抓力锚(SMIC ST锚)：锚重1.8 T，锚绳长：1000 m 锚机 由液压控制；锚钢缆直径：艏锚φ28.0 mm，艉锚φ32.5 mm 表2. 奋斗五号钻探船技术参数 Table 3 Technical parameters of drilling rig of “Fendou five” drilling shi 项目 参数 钻机类型 HGD-300型， 取样深度 300 m (含水深) (月池)通孔直径 1580 mm 孔口直径 1000 mm~120 mm 钻机龙门高度 4500 mm 取样水深 5~150 m 最大起拔力 180 kN 钻塔高度 12 m 钻塔承载力 200 kN 卷扬机 分主卷扬和付卷扬 拧管机 由液压控制，对钻杆自动进行拧、卸、紧扣。 泥浆循环系统 BW-320泵和BW-250泵各一台。配备备用BW-250泵一台。 表3. 奋斗五号钻探船钻机技术参数 “奋斗五号”船钻探是采用双层隔水套管方式作业，现下∮178套管将套管下至距离海底小于一米时先进行冲击钻进，根据底质钻进深度不固定，然后将∮178套管下至海底(∮178套管到底时最好是潮汐的最高潮或最低潮，因为这个时候流速最小，使钻孔与孔口偏移最小)。然后根据底质采用冲击钻进和回转钻进相结合钻至粘土层，而后下∮127套管，∮127套管除隔水外还有泥浆循环的作用(通过钻杆与∮127套管间隙回收泥浆)。∮127套管下好后进行正常钻进，钻进过程中要做好孔深校正，做到层位连续。岩芯管提到甲板后用高压水接头接到岩芯管顶部，将样品压入样品管中密封，密封后每个样品管填贴标签(标签内容包括：工程名称、孔位编号、层位、样品长度、取样日期、等)，标签上下与岩芯上下一致，并牢固的粘贴至样品管外壁。
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user: 3. 深水钻探船 海洋地质十号船是将海洋钻探、海底浅表层取样、地震探测、单波束及多波束探测、深拖探测等调查手段集于一身的综合地质调查船。而地质钻探系统是最主要的船载勘探装备，用于对海底地层的岩心采集、测井、原位静力触探以及搭载水下调查设备等，是获得地层原位样品及土层特性所必不可少的装备。海洋地质十号船采用“裸眼”钻井，即采用无隔水管或套管 [ 2 ] - [ 9 ]。如图6所示，为“海洋地质十号”，是我国深水工程勘察船。如图7所示，为“海洋地质十号”船自动化钻探系统。如表4所示，为海洋地质十号船自动化钻探系统技术参数。 图6. 海洋地质十号船 图7. 海洋地质十号船钻探系统 Table 4 Technical parameters of drilling system of Hai Yang Di Zhi Shi Ha 项目 参数 水深+钻深 ≥1100 m 最大地层钻深 400 m (具体钻深因地层而异) 井架有效高度 24.5 m 额定载荷 60 T 最大静钩载 600 KN 最大钩速 0.7 m/s 最大钻柱重量 400 kN 提升方式 油缸举升 顶驱中心通道直径 Ф127 mm 顶驱 输入功率：300 kN 升沉补偿 400 kN 升沉补偿 ±1.5 m 基盘绞车 提升能力：300 kN 取样绞车拉力 30 KN；速度：0~80 m/min 泥浆舱(池)容量 约20m 3 × 2 泥浆泵组型号及台数 Gardner Denver Pump-160 kW × 2台 散料存储量(含甲板) 约30 T 输入电压(船体提供) 三相三线690 V ± 10%，50 Hz ± 5% (800 kW) 三相三线400 V ± 10%，50 Hz ± 5% (100 kW) 供电电源 690 V，50 Hz，AC 气源压力(船体提供) 0.7~1.0 MPa 表4. 海洋地质十号船钻探系统技术参数 与浅水钻探船和搭载XY系列钻机钻探船相比，海洋地质十号船钻探系统更加先进。海洋地质十号船采用先进的液压驱动控制技术，整个控制系统采用电液控制模式。钻探系统可实现自动化操作，主要钻井功能均采用PLC集中控制，实现起、下钻工作模式和钻进工作模式。顶驱、管子处理系统等主要设备均采用液压控制，功率利用率高，钻井成本相对低，防爆安全性好。钻探系统顶驱的上提、下放功能通过一组举升油缸来实现，取代了传统绞车来完成钻具提升/下放作业，简化了天车，取消了传统绞车和游车，简化机械传动流程，减小配套设备体积，减轻整机重量。顶驱主传动采用液压驱动主轴旋转设计，实现无级调速功能。钻探系统配备自动化管柱处理系统，自动化程度高，降低人工成本，减少工人劳动强度：钻探系统配有抓管机、钻杆盒、水平动力猫道、液气大钳、气动卡瓦等机械化工具，可实现从管柱从钻杆盒至井口顶驱连接的自动化作业。所有自动化管柱系统均采用液压驱动，在司钻房中集中控制 [ 10 ] - [ 19 ]。