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屋面是指建筑物屋顶的表面，也指屋脊与屋檐之间的部分。这一部分占据屋顶的较大面积，或者说屋面是屋顶中面积较大的部分。一般包含砼现浇楼面、水泥砂浆找平层、保温隔热层、防水层、水泥砂浆保护层、排水系统、女儿墙及避雷措施等，特殊工程时还有瓦面的施工（挂瓦条）。
间距：词语间距：en演唱歌曲新型绿色给水管材--PEX管_材料工程论文五篇感谢大家一起学习，希望能分享给用的到的朋友！
第一篇 新型绿色给水管材--PEX管_材料工程论文
摘要：根据资料及其在实际工程中的应用情况，介绍了pex管的优良性能、应用领域、制造过程，以及设计和施工过程中应注意的问题。
关键词：给水管材 pex管 应用
0 引言
最近随着上海、大连、广东、福建、湖北、湖南等十几个大中城市和地区门发布通知禁止给道采用镀锌管和铸铁管，几种材质新型管材的使用潮流在全国范围内迅速铺开。竞争的焦点主要集中在三种管材上，即upvc管、铝塑复合管和pex管。这三种管材在国内市场上均获得较为广泛的应用，市场占有率较高。
pex管的应用，始于90年代初，目前在西方发达国家，已得到广泛推广应用，是目前替代传统镀锌管的较佳产品，被誉为绿色环保管材。
1 pex管的制造过程
1.1 生产pex管的主要原料
生产pex管的主要原料是hdpe，以及引发剂、交联剂、催化剂等助剂，如有特殊要求还可以添加其它改质剂。
pex管采用世界上先进的一步法(monsoil法)技术制造，采用普通聚乙烯原料加入硅烷接枝料，在聚合物大分子链间形成化学共价键以取代原有的范德华力，从而形成三维交链网状结构的交联聚乙烯，其交联度可达60%～89%，使其具有优良的理化性能。Www.0519news.COM
1.2 生产工艺
原料+助剂配制→混合→熔融接枝挤出→管材成型→交联→检验包装→成品。
1.3 pex管添加剂的作用、目的
交联剂是对其原线性分子结构起裂解作用形成接枝料，进而形成三维网状结构。抗氧剂及色粒的作用是提高pex管的耐腐性，防止日光长期照射发生物性变化，能够抵御紫外线的长期侵蚀，从而延长其使用寿命。
2 pex管的性能和特点
2.1 pex管与镀锌钢管的性能比较(见表1)
表1 pex管与镀锌钢管的性能比较 pex管镀锌钢管永不生锈，寿命长
不结垢，不渗漏，不结露
导热系数低，热量损失小，节约能源
管壁光滑，水头损失小，噪音低
不滋生细菌，无毒、无味，干净卫生
材料轻，安装简便，省时省工，安全可靠
管路接头少，节省维修、维护费用，
保用50年其性能不变 易生锈，冷水管5年，热水管2年
易结垢，易渗漏，结露现象严重
导热系数高，热量损失大，浪费能源
管壁粗糙，水头损失大，噪音大
易滋生细菌，二次污染严重
材质重，安装工艺落后，费时费工，故障率高
管线接头多，每年需进行维护，
维护费用高，5～10年需要更换
2.2 pex管与upvc管、铝塑复合管性能异同点
从性能上，三种管材除具有不锈蚀、不结垢、不滋生细菌和安装简便等共性外，还有一些区别：
2.2.1 优良的耐温性能
pex管使用温度为-70～110℃，upvc管使用温度为5～45℃，铝塑复合管使用温度为-40 ～85℃。
2.2.2 防振性能
upvc管由于采用胶水粘接，防振性能略逊色于铝塑复合管和pex管。
2.2.3 使用寿命
upvc管和铝塑复合管使用寿命约20～30年，pex管约50年。
2.2.4 抗化学腐蚀性能
由于pex管其网络分子结构，即使处于高温下也能输送多种化学物质，而不被腐蚀。
2.2.5 良好的记忆性能
当pex管被加热到适当温度(小于180℃)会变成透明状，再冷却时会恢复到原来的形状，即在使用过程中任何错误的弯曲都可以通过热风枪加以矫正，使用起来更加自如。
2.2.6 不结垢
水中碳酸氢钙及镁离子的存在易形成沉淀物，慢慢使管道堵塞，而pex管具有较低的表面张力以致使高表面张力的水不会被浸润管壁，从而防止管内水垢的形成。
2.2.7 环保性能
经过诸多充分论证和化验，pex管是无污染环境的绿色管材，不含任何毒素，也不释放有害物质，焚烧后只产生水和二氧化碳。而upvc管在生产过程中加入重金属添加剂，同时本身残存的单位氯乙烯在使用时一起进入输送的介质中，易造成介质污染；铝塑复合管由于中间为铝层，因铝和塑料的膨胀系数不一样，易发生龟裂现象，属不可降解物质，其垃圾易造成环境污染。因此，pex管作为绿色环保管材更为名副其实。
3 pex管的应用领域
(1)室内、热水管、纯净水输送管。
(2)食品工业中液体食品输送管道。
(3)水暖供热系统、空调管道系统、地面辐射采暖系统、太阳能热水器系统等。
(4)电信、电气用配管。
(5)电镀、石油、化工厂输送管道系统。
4 pex管设计指南
4.1 管道布置和敷设
(1)首先应根据建筑物的结构及工艺布置要求确定配管位置和走向。
(2)管道宜在吊顶、管窿、管井内暗设或嵌墙敷设。
(3)管道敷设在地坪架空、地坪整浇层内时，宜设护硬聚氯乙稀波纹管。
(4)管道穿越楼板屋面，在穿越部位应设固定支承点，且应有严格防水措施，穿越墙、梁、柱时应设套管。
(5)管道不宜穿越建筑物沉降缝、伸缩缝，当不得越时，在穿越部位应设置防沉降和伸缩措施。
(6)室外管道穿越基础地下室混凝土墙板时，宜采取防沉降措施。
(7)管道穿越水池水箱，其进出水管至阀门间管段应采用耐腐蚀金属管材。
4.2 管道保温
(1)室外明敷道，应按国家道防冻、保温工程技术规程采取保温措施。
(2)热水管敷设在吊顶管井、管窿内及明管段，应采取保温措施。
(3)管道与热源距离一般不小于1m，室内明设管道距离家用灶具不得小于0.4m。
4.3 住宅管道分水器设置
(1)住宅内冷热水管道，当管径小于de25宜采取集中设置分水器，且以最短距离到各配水点。
(2)分水器应配置分水器箱，其中心离地面高度宜为冷水管0.3m，热水管0.45m。
(3)分水器材质应用耐腐蚀材料，进水及出水管口端部应安装铜质阀门。
5 pex管施工指南
5.1 准备工作
(1)设计施工图及其它技术文件齐备，并已经会审。
(2)已确定施工组织设计，且已经过技术交底，了解敷设方式。
(3)管道安装前，应对材料外观质量和管件的配合公差进行仔细检查，受污染的管材、管件内污垢应彻底清理干净。
(4)施工人员应了解建筑结构形式、吊顶高度、管井内管道数量、确定管位，且应掌握管件连接技术及其它基本操作要点。
5.2 与建筑配合工作
(1)小口径管道安装时应利用管道可弯曲性能，尽量不设或少设管道连接件。管道不设连接件时最小弯曲半径为8de。
(2)管道穿越楼板、屋面砼墙板、水池池壁时，应按设计要求配合土建预留孔洞、预埋套管或管件。预留孔径宜大于管外径70mm，预埋套管的内径不宜大于管外径50mm。
(3)管道穿越屋面楼板部位，应严格做好防渗漏措施。
(4)嵌墙敷设管道在确定部位应配合土建预留或开凿管槽，槽壁与管外壁间距不应小于10m m，槽深不得小于管道外壁与毛墙面间距5mm，槽口应整齐平整。
5.3 管道支承
(1)管道和横管设置一般支承和固定支承，支承间距见表2。
表2 常用管道支承间距 管径de(mm)16202532405063支承间距(mm)20xx009001100130016001800冷水横管支承间距(mm)5006007008001000120xx400冷水横管支承间距(mm)300300350400500600700
(2)固定支承件应采用钢制件，且应设在管件、管道附近；管道系统分流处的干管部位。
(3)管道伸缩应利用管道折弯进行补偿，悬臂端长度不应大于计算管段长度。
(4)明敷的直线管道，伸缩节应设置在两个固定支承点之间，且满足压力要求。
(5)管道穿越墙体为一般支承点，在套管或孔洞的空隙内应采用软性填料填实。
(6)管道安装结束，应采用管堵进行封堵，封堵耐压性能满足管道试压要求。
5.4 管道保温
冷热水管道隔热保温，其基本材料应采用单面开口高发泡壳，厚度不宜小于15mm 。保温材料包复后，屋面冷水管应外缠二道宽度为100～120mm，厚度为0.22mm热水管保温层，应按设计要求施工。黑色聚氯乙烯薄膜，保护层外表用1mm浸塑铁丝扎紧，间距为400～450mm。
5.5 管道试压
管道安装完毕，应进行水压试验，试验压力为管道系统工作压力的1.5倍，但不得小于0 .60mpa，对系统加压应缓缓升压，升至规定压力后，稳压1h，然后观察接点部位是否有漏水现象，15min内压力降不超过0.5mpa为合格。
6 结束语
随着人们生活水平的不断提高，新型管材的需求量必将越来越大，pex管具有金属管材和其它材无法比拟的优越性，但是任何事物不可能十全十美，比如本人曾在某工业项目中使用pex管道输送纯化水，存在管道架空跨度小、支承点多等缺点。因此，在设计过程中应正确使用pex管，更好地为社会服务，造福人类。并同时呼吁国家尽快有关材的设计、施工、验收等国家规范，加速推广我国材的应用。
第二篇 常温涂塑钢管制造工艺研究_材料工程论文
摘要：目前市场上对大口径涂塑有较大的需求，而以现有的技术条件其制造成本极高。通过开发专用涂料，实现了常温制造涂塑（弹性体）钢管。其工艺主要特点：降低了钢管表面处理要求、无需对钢管进行加热处理、无需大型机具。口径在ø10-3800钢管均可实现内外涂塑，产品超过国标要求。该技术填补了大口径涂塑钢管的空白。涂层全部采用无毒弹性涂料，具有水阻低、带锈防锈和无毒保洁功效，能有效抑制青苔和红虫的滋生。
关键词：涂塑钢管 制造工艺 常温 大口径
manufacturing techniques of the plastic-coated steel tube
under the room temperature
tract: the big caliber plastic-coated steel tube has a great need in the market recently, however the cost is very high with the existing technology. the development of the special paint makes the manufacture of the plastic-coated steel tube be possible under the room temperature. this technique requires less treatment on the surface of the tube and needlessness of heat treatment to the tube, in addition, there is no need of large machines. tubes with caliber above φ10-3800 can be painted both inside and outside, products reach the national standard. this techniques meets the demand of the of the steel tube of big caliber paint mold. the coat contains nontoxic and elastic paint which is of low water resistance and which schleps rust and guard against rust and which is of the virtue of keeping clean and unpoisonous, also it can depress the growth of the lichen and worm effectively.
key words: plastic-coated steel tube; manufacturing techniques; room temperature; big caliber
1．前言
钢管在传输介质时或置于大气、土壤等自然环境中，管壁都会经受不同程度的腐蚀，直接影响了管道的使用寿命。wWw.0519news.cOM食品、饮用水管道、石油化工管道等诸多介质都不允许管壁腐蚀而影响传输介质受到污染，钢管壁防腐防护成为关键技术问题。涂塑钢管就应运而生，目前国内钢塑管是从衬塑走向了涂塑，涂塑材料大都采用塑料粉体材料，其中性能较好的是聚乙烯（pe）和环氧（ep）。但它们的施工要求高，工艺难度大，品质控制不易，设备投资大，严重影响涂塑钢管的推广与应用，而且国内目前只能生产口径小于ø250mm的涂塑钢管。在常规生产工艺中喷砂过程产生极大污染且对人体造成伤害，而加热过程能耗极大，造成大口径涂塑钢管无法生产。为有效解决大口径涂塑钢管生产难的问题，制作工艺专家组首先从涂层材料上着手，研制并应用了弹性体带锈防锈涂料，再引入防腐及卫生性能较好的防护涂料。采用了常温直接喷涂的方法，解决了大口径钢管涂塑生产难的问题。
2．常温涂塑（弹性体）钢管的制备
将常温涂塑(弹性体)钢管是如何突破原有技术难点及制造工艺进行了系统的介绍。由于外管的喷涂工艺比较常规，本文就重点介绍管内处理及喷涂的工艺。
2.1 技术难点的突破
常规制造涂塑钢管的方法，首先需要对钢管进行喷砂除锈处理，其污染较大且工艺复杂。常温涂塑(弹性体)钢管采用了金属防腐中最前沿技术，带锈防锈涂料作底涂。带锈防锈涂料需要满足特殊性能：带锈防锈、附着力强、无毒、可喷涂、防腐性能好等。
另外，常规的涂塑钢管是通过对钢管高温烧成，静电粉未喷涂来实现涂料对钢管内壁的良好附着。因此，选择内喷涂材料的时，须考虑到：附着力强、无毒、耐磨、耐冲击、耐各种化学腐蚀、常温可喷涂等。
所选用的材料，均为聚氨酯类涂料，无毒且具有良好的保洁功效。材料的主要性能指标如表2.1。
表2.1 涂层主要性能指标
fig.2.1 film main performance figure
性能
指标
检验方法
卫生性能
实际无毒
gb/t 17219
附着力(拉开法，mpa)
5
gb/t 5210
柔韧性
过0.5mm棒
gb/t 1732
耐冲击力
50 (cm·kgf )
gb/t 1732
耐磨性(750g500r失重mg)
50
gb 1768
耐酸性ph=1 hcl
大于50天
gb/t 1763
耐碱性ph=14 naoh
大于50天
gb/t 1763
耐盐水性(3%nac1 300c)
1000小时无变化
gb/t 1763甲法
耐汽油(90xx)
50天浸泡δv＜0.8%
gb/t 1734
耐盐雾性(3% nacl)
1000h无变化
gb/t 1771
耐水性(0.3mpa 30min)
一等品
jc 500-92
2.2 涂塑钢管的制备工艺
2.2.1钢管表面的预处理
对于新旧钢管，一般不需要专门的除锈工艺。最好选用新出厂的钢管，无需镀锌，管内有少量的锈斑也可满足要求，只要将疏松浮锈清除，清涂油污即可。即达到手工除锈st2或电动除锈sa1级要求即可。如钢管表面有油污，可用丙酮清洁表面。
2.2.2 涂料的喷涂
喷涂设备包括：空压机、无气喷涂机、管内牵引机构等。动力装置为空压机，采用无气喷涂机及管内牵引机构将带锈防锈底涂喷涂于钢管内壁，厚度约30微米。待底涂固化好后，再用喷涂两遍聚氨酯面涂，每道80微米。整个涂膜总厚度约200微米。整个喷涂设备造价在几万元即可满足喷涂施工要求。
2.2.3检测处理
抽检涂塑钢管的涂层质量，涂层表面应均匀，涂层的最小厚度要达到150微米，平均厚度应在180微米以上。
2.3 不同涂塑钢管制造工艺对比
与聚乙烯和环氧涂塑钢管工艺对比，由于我们采用聚氨酯涂料作底涂，降低了钢管表面处理的要求，无需喷砂除锈清除浮锈油脂即可作业；另外，无需对钢管进行加热处理，在常温下即可喷涂。做到了施工方便，减少污染，节耗能源，可现场施工，造价较低，并且性能优异，完全满足工程需要。其工艺流程对比如表2.3.
表2.3 各类涂塑钢管工艺比较表
fig.2.3 process of the plastic-coated steel tube comprison
性能
指标
检验方法
2.4 不同涂塑钢管性能对比
聚氨酯涂层不仅性能优异，而且体系全部采用了弹性体涂料，具有涂层薄、防腐能力强、阻力系数小、带锈防锈和无毒保洁的特殊功效，能有效抑制青苔和红虫的滋生。涂层质量按cj/t 120-2000[1]进行检验，完全超过国标要求，不同涂层性能指标对比，结果见表2.4。
表2.4 涂层性能指标比较
fig 2.4 film performance figure comparison
项目
聚乙烯
环氧
聚氨酯
厚度
1.5mm
300mm
200mm
针孔试验
1500v不发生电火花击穿现象
1500v不发生电火花击穿现象
4000v不发生电火花击穿现象
附着力
≥30n/10㎜
涂层不发生剥离
5.5mpa
弯曲试验
过f2mm棒
过f2mm棒
过f0.5mm棒
压扁试验
涂层不发生脱落，断裂
涂层不发生剥落，断裂
涂层不发生脱落，断裂
冲击试验
涂层不发生脱落，断裂
涂层不发生剥落，断裂
涂层不发生剥落，断裂
卫生试验
符合gb/t17219要求
符合gb/t17219要求
实际无毒级
2.5 工程应用实践
大口径涂塑(弹性体)钢管近期在深圳水务集团盐田港海边外管工程、合肥自来水公司大口径过河管道工程、杨州钢管总厂等工程中应用，效果非常理想，完全达到《给水涂塑复合钢管》国家标准cj/t120-2000的要求。
3．结论
3.1 常温涂塑(弹性体)钢管与用聚乙烯和环氧涂塑的工艺相比，主要工艺特点是：无需喷砂除锈，清除浮锈即可施工；无需对钢管进行加热处理，常温即可喷涂施工；施工机具简单，可现场施工。
3.2 常温涂塑钢管解决了国内大口径涂塑钢管生产成本极高的情况，填补了国内ø250mm以上直径涂塑钢管的空白。
3.3 经大量的试验研究证明，常温涂塑钢管应用于自来水工程，常能有效的抑制青苔和红虫的滋生。可减少藻类及红虫在管网的大量滋生，有利于保障居民二次供水的质量。
3.4 常温涂塑钢管的涂层薄，阻力系数小在0.0082以下，过水流量可大于普通涂塑钢管，也有利于节省能耗。
3.5 常温涂塑钢管的防腐防护能力极强，可用于酸、碱、盐、海水、石油化工等复杂环境，涂层可耐180℃高温且高温积变形极小，耐磨性也极强。因此，也可用于输送含固量较高的流体物质。
3.6 常温涂塑钢管属于弹性体涂层，比其他涂层更具有弹性，可适应不同情况下的应力变形。小口径涂塑钢管可直接打弯，及在卡箍连接下涂层不受影响。常规涂塑钢管，在卡箍连接方式中经常会脱落，现场又无法修补。
参考文献
【1】 中华共和国城镇建设行业标准 cj/t 120—2000 给水涂塑复合钢管
第三篇 南海海绵化学成分的研究_材料工程论文
摘要： 本论文样品采集地于湛江近海海域，利用有机溶剂石油醚，三氯甲烷，正丁醇和乙酸乙酯提取海绵中的化学成分，用凝胶色谱（gpc），气相—质谱联用仪（gc/ms），高效液相和液质联用仪等光谱技术进行鉴定，海绵含有的化学成分。实验结果表明，此次采摘的海绵中含有多种化合物，并确实了其中hexanedioic acid bis(2-ethylhexyl) ester、 n-hexadecanoic acid、 1,3-cyclopentanedione、2,4-dimethyl-，1,2-dithiolane-3-pentanoic acid tetradecanoic acid五种化合物，26种化合物的分子量，但还有多种物质还有待进一步。
关键词： 海绵；分离提纯；化学成分
0引言
海绵中含有丰富的生物活性物质。海绵(marine sponge) 是属于动物界、海绵动物门(spongia)的一类低等多细胞海洋生物。从海水、海底沉积土到海洋动植物,以及一些热泉涌、水热狭缝等,包罗万象的生态圈,造就了海绵共附生微生物一个复杂多样的群体,同时,产生了独特的有别于陆地微生物的多种具有生物活性的次级代谢产物。本研究利用海南丰富的海绵资源，从中筛选出化合物，通过色谱、光谱技术鉴定其结构特征，并其生物活性。有望筛选出结构与活性不同于其他海洋来源的化合物，为进一步开发新的海洋药物提供生物资源，具有非常重要的意义。
1材料方法
1.1 材料样品采集地：湛江近海海域。WwW.0519news.CoM样品处理：从海水中采摘健康的海绵样品后，分别置于无菌塑料袋中，一般在2h内送回实验室处理，不能及时送回实验室的则放于冰盒内低温短时间保存。
1.2 试剂与仪器
三氯甲烷醇广州化学试剂厂产品
正丁醇醇广州化学试剂厂产品
乙酸乙酯醇广州化学试剂厂产品
石油醚醇天津市福晨化学试剂厂产品
10ml移液枪
hp6890/5973msd 气相色谱—质谱联用仪
hplc高效液相仪/氨基酸仪（water 2487 dualλ absorbance detector）
agilent 1100-esquire hct液质联用仪
gpc凝胶渗透色谱仪（分子量测试范围：150—270，000）
真空干燥箱dzx—3型（6020b）宁波海曙赛福实验仪器厂
1.3 实验方法
1.3．1 化合物的提取分离海绵用无菌海水浸洗3遍，然后挤干，以去除表面附着物及夹带的海水微生物。用无菌剪刀进行解剖，用2ml 甘油保存。实验时，用5ml 95%工业酒精浸取3次，每次24小时。提取物冷冻干燥成白色粉末后，将浓缩物分散于5ml水中，再用各2ml，1.5ml，1.5ml石油醚分别提取三次，得可溶物5ml，再用极性逐渐增大的三氯甲烷，正丁醇，乙酸已脂以同样的方法提取三次，各得可溶物5ml，提取余相水溶物5ml。
1.3.2 气相—质谱联用仪测定有机相分别取200μl用于气相—质谱连用仪（gc/ms）进行测定。色谱条件为： 色谱柱 hp-ffap（30m×0.25mm, 0.25μm）,60°c ，4°c/min→150°c， 6°c/min，250°c，进样温度 250°c，载气 he，分流比 80：1，柱流量 1.0μm/min；质谱条件为：ei源，电离电压 70ev，离子源温度 230°c，扫描范围 40-500aum，进气量 1μl。
1.3.3 高效液相色谱测定有机相冷冻干燥后用于高效液相及液质联用仪进行测定。高效液相仪条件为：分离系统：waters 2695 separations module，色谱柱：waters c－18（3×15mm），柱温：25±5℃，流动相：甲醇，水梯度洗脱，洗脱条件如表1。
检 测 器：waters 2487 dual λ absorbance detector，检测波长： 254nm，进样量：6μl，控制系统：waters empower 软件。供试品溶液配制：正丁醇萃取液中加入800μl甲醇，三氯甲烷提取物、石油醚提取物以及乙酸乙酯提取物中加入1.3ml甲醇，混匀后以12000转的转速离心15min。取上层溶液待用。
1.3.4 液质联用仪测定液质联用仪条件为：仪器型号为agilent 1100-esquire hct，色谱柱c18，内径4.60300mm，流动相甲醇+水梯度洗涤，洗脱条件如表2。
对水溶物做凝胶色谱，gpc的条件为：示差检测器 waters 1515+2414，两根柱子串联：型号分别是ultrahydrogeltm120和ultrahydrogeltm500，柱温55℃，检测器温度50℃，流动相：水流速：0.6ml/min。
1.3.5 凝胶色谱测定柱子型号：ultrahydrogeltm500、ultrahydrogeltm120（分子量范围100～40万，双柱串联）。填料：葡聚糖。柱温55℃。流动相：纯水。流动相速度：0.6ml/min。waters 泵1515，示差检测器2414；检测器50℃。2结果
2.1 气相—质谱联用仪（gc/ms ）结果及①正丁醇提取液（图1）。结果显示正丁醇提取液中含有4种化合物： a）出峰时间在36.02处有一个化合物：结构为：hexanedioic acid, bis（2-ethylhexyl） ester，分子量：370.31，分子式：c22h42o4。b)出峰时间在36.90处有一个化合物：结构为：n-hexadecanoic acid，分子量：256.24，分子式：c16h32o2。c)出峰时间在39.68处有一个化合物：结构为：1，3-cyclopentanedione，2，4-dimethyl-，分子量：126.07，分子式：c7h10o2。d)出峰时间在40.73处有一个化合物：结构为：1，2-dithiolane-3-pentanoic acid，分子量：206.04，分子式：c8h14o2s2。②石油醚提取液（图2）。结果显示石油醚提取液中含有1种化合物：tetradecanoic acid。分子量：228.21，分子式：c14h28o2。
2.2 高效液相结果及:（ 图均已积分）①正丁醇提取液（图3）。②石油醚提取液（图4）。③三氯甲烷提取液（图5）。④乙酸乙酯提取液（图6）。
2.3 液质联用仪结果①正丁醇提取液（图7、8）。结果有八个化合物存在，并占有一定含量。其中以6号化合物感应强度最大，且在一级质谱图中可以明显确定其分子量为565.6（ms m/s:566.6（m+）；588.6（m+na），见图9和图10）。和背景化合物比较,可以确定为新的化合物。其他化合物由于现有条件无法做出更深一步的判断，待以后深入研究。同时，实验中曾改变紫外波长为210进行比较，但是最后由于波长210下的色谱和质谱比较重合性较差，所以选择波长外280的实验结果。但波长210下的数据可供参考，为以后进一步研究做参考。见图11。②乙酸乙酯提取液（图12、13）。结果有四个比较明显的化合物存在，并占有一定含量。但化合物由于现有条件无法做出更深一步的判断，待以后深入研究。它们的质谱图如图14-17。
2.4 凝胶色谱结果及（图18-20）结果表明：水相中化合物有两大类，分子量大概在10，000左右和小于100的化合物存在，并占有相当大含量。但由于现有条件无法做出更深一步的判断，待以后深入研究。
以下为凝胶色谱的标准图如图21：
分子量分别为：277000、12900、1460、106。
3讨论与小结
本论文的研究工作主要取得以下结果：①以海绵为分离样品，采用多种分离技术分离得到多种化合物。结果表明，石油醚，三氯甲烷，正丁醇，乙酸乙酯分别能提取到有机化合物，而水相中也能得到化合物。②以气相—质谱联用仪技术分离得到hexanedioic acid、bis(2-ethylhexyl)ester、n-hexadecanoic acid、1,3-cyclopentanedione、2,4-dimethyl-，1,2-dithiolane-3-pentanoic acid5种化合物。③石油醚，三氯甲烷，正丁醇，乙酸乙酯提取液经高效液相技术分离共得到26种化合物。其中有些物质是重复的，说明很多化合物可能是同时溶于有机相或同时溶于其中某几项。同时也说明有些化合物的性能或结构是非常相似，在一定程度上比较难以分离，需改进技术或改变方法来进行深一步的研究试验。④以液质联用仪分离技术分离得到12个不同分子量的化合物。其中以分子量为565. 6（ms m/s:566.6（m+）；588.6（m+na））的化合物可以确定为新化合物，因为在色谱库和相关文献中都没提及过该分子量的化合物。以后的研究工作将以此化合物为重点进行研究，相信通过更深入的鉴定，能确定该化合物的结果和特征。⑤以凝胶色谱技术得到溶于水相中的化合物有两大类，分子量大约在10，000da左右和小于100da，两者都有相当高含量。根据现有条件，估计分子量小于100的化合物中可能有海绵中的一些小分子的酸和碱等化合物，当然也可能是实验的误差，使一些甘油未除尽，所以还有点甘油存在；而分子量在10，000左右的化合物很可能是一些不易溶于以上4种有机溶剂的高分子聚合物，当然也有可能是提纯过程中留下的极小部分的细胞碎片。⑥本研究利用该领域还未有人用气质联用仪，液质联用仪技术来互补海绵中的有机物成分，通过对有机相和无机相的，对海绵中的化合物分离提取是比较全面的。但是由于客观条件的限制，目前的研究结果中仍存在有未确定的化合物，例如水相中分子量在10，000左右的化合物和质谱中有显示而色谱中未能查到的化合物，及质谱中一些含量不高的小峰所代表的化合物作更深入的研究奠定了一定的基础。
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第四篇 论宋代的胆铜生产_材料工程论文
【英文摘要】in the northern song dynasty, song ren-zong's government made the experiment of producing dantong(copper produced by dipping iron in the solution of bluestone). the production of dantong was not related to xushen's suggestion and it was spread widely in the song zhe-zong period and reached the peak in the song hui-zongperiod. it shows that a new way of mining was developed besides the conventional production method in ancientchina.
【关 键 词】宋代/胆铜/许申/张潜
the song dynasty/dantong/xu shen/zhang qian
【 正 文】
一、胆铜法的起源与北宋时期的有关记载
“胆铜法”又称“胆水浸铜法”，是指把铁放在胆矾（硫酸铜的古称，又称石胆）水中浸泡，胆矾水与铁发生化学反应，水中的铜离子被铁置换而成为单质铜沉积下来的一种产铜方法。［1 ］生产胆铜的原料主要是铁和胆矾水。据夏湘蓉等人撰写的《中国古代矿业开发史》所言：胆矾“系由黄铜矿、辉铜矿等硫化铜矿物，受氧化作用分解而成，或从天然胆水中沉淀（结晶）出来……易溶于水”［2］（第248页）。wwW.0519news.com这种胆矾水在古代被称为“胆水”。宋人记载胆水浸铜法的过程如下：“浸铜之法，先取生铁打成薄片，目为锅铁，入胆水槽排次如鱼鳞，浸渍数日，铁片为胆水所薄，上生赤煤，取出刮洗钱（铁？）煤，入炉烹炼。凡三炼方成铜，其未化铁，却添新铁片再下槽排浸。”［3 ］（食货——之三）由于这种产铜方法不需采凿铜矿石，生产工艺与熔炼矿铜也不同，故现代又称其为湿法冶金［4］（第559页《湿法冶金》）或水法冶金［5］（第105页）。
我国早在汉代时期就已经认识到胆矾水与铁之间的化学反应，淮南王刘安撰写的《淮南万毕术》中就有“白青得铁，即化为铜”的记载。魏晋时期，《神农本草经》记载“石胆……能化铁为铜，合成金银，练饵食之不老”［6］（卷一《石胆》）； 葛洪所著《抱朴子》中也有记载，他提到：“诈者谓以曾青涂铁，铁赤色如铜。”［7 ］（卷一六《黄白》）对于上述史料中名目繁多的称呼，张子高在《中国化学史稿》中指出：“曾青又有空青、白青、石胆、胆矾等名称，其实都是天然的硫酸铜，它是从辉铜矿（cu[,2]s）或黄铜矿（cufes[,2]）与潮湿空气接触所形成的。”［5］（第74页）汉魏以来的记载确凿无疑地说明，当时人们已发现了铁与胆矾结合后能置换出铜这一现象，并为后人探索胆铜法生产提供了依据。但是，当时人们对胆铜的实践还局限在道家炼丹术和医家药方的范围内。
燕羽在1957年撰写了《宋代胆铜的生产》一文，对宋代胆铜法生产及其起源进行了探讨。他指出：“石胆即胆矾的能够化铁为铜的金属置换作用现象，远在秦汉间就已知道。”“胆水‘浸铜法’的发明，至少当开始在唐末和五代初。五代初年轩辕述著作的《宝藏论》（注：《宝藏论》的作者，除记有轩辕述外，《宋史》卷二○五《艺文志》载有：“青霞子《宝藏论》一卷。”此书已不存于世。另外，《丛书集成初编》还收有唐朝僧人释僧肇写的《宝藏论》，是一部不同内容的书。）称‘以苦胆水’浸熬而成的铜为‘铁铜’，并列为当时流行的十种铜的一种”［8］。
燕羽引述的《宝藏论》一书，现在已不存于世，其中关于十种铜的记载，存留于李时珍的《本草纲目》卷八《赤铜》条中。［9 ］全文如下：
宝藏论云：赤金一十种。丹阳铜。武昌白慢铜。一生铜，生银铜，皆不由陶冶而生者。无毒，宜作鼎器。波斯青铜，可为镜。新罗铜，可作锺。石绿、石青、白青等铜并是药制成。铁铜，以苦胆水浸至生赤煤，熬炼而成黑坚。锡坑铜，大软，可点化。自然铜，见本条。文中“见本条”是李时珍所言，是指在《本草纲目》卷八《自然铜》条中引述了《宝藏论》的内容。故此，《赤铜》条中就没有必要再重复了。综观全文，并无“流行的十种铜”之句，可见此句是出自燕羽的判断。我认为，这一判断并不准确。《宝藏论》虽然记载了十种铜，但至多只能表明这是当时作者所能见到的铜的种类，而并不能说明这十种铜均流行于世。其中，以出产之地（包括出产国家）命名的铜，如丹阳铜、波斯青铜、新罗铜或可因其蜚名远扬而被视为“流行”的铜，至于铁铜、自然铜、石绿、石青、白青等铜则绝不可能成为“流行的十种铜的一种”。事实上，直到北宋前期，对胆水浸铁成铜这一现象的认识仍仅仅限于极少数人，他们只能在民间极小范围内采取私下生产的方式付诸实践。从遗留下的史籍记载看，这种实践活动多出自信州铅山县一地。宋太宗时期成书的《太平寰宇记》中曾记载：“（信州铅山县）有胆泉，出观音石，可浸铁为铜。”［10］（卷一○七）这之后的宋仁宗景ｙòｕ＠①四年（1037年）九月，东头供奉官钱逊上奏时也提到“信州铅山产石碌，可烹炼为铜”。由于当时池、饶、江三州的铜钱监正缺少铸钱的铜原料，在三司的请求下，朝廷派遣钱逊与江南东路转运使进行试验，以期解决铜料供应问题［11］（卷一二○景ｙòｕ＠①四年九月丙寅），但这次试验结果如何，却无明文记载。再往后就是宋哲宗元ｙòｕ＠①时期沈括写就的《梦溪笔谈》中提到的：“信州铅山县有苦泉，流以为涧，挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜，熬胆矾铁釜久之亦化为铜。水能为铜，物之变化，固不可测。”［12］（卷二五《杂志二》）关于这段文字记载是否为沈括亲身考察的记录，郭正谊在《水法炼铜史料溯源》一文中进行了考证。他认为不是沈括亲眼所见，而应该是沈括的读书笔记，录自中唐时期成书的《丹房镜源》［13］（第67页）。这条记载虽然说明中唐时期在生产胆矾的过程中已获知了铁经过与胆矾接触后可以置换出铜，但是沈括引录这段话时并没有加入任何新的内容，这种情况恰恰说明，直到宋哲宗初期，官府尚未推行胆铜法生产，信州一地公开从事的只是胆矾的生产而已。
二、宋仁宗时期许申是否试行了胆铜法
对宋开始推行胆铜法生产的时期，现在基本上有两种看法，一种认为始于宋哲宗时期，另一种认为始于北宋前期或宋仁宗时期。
前面曾提到，宋仁宗景ｙòｕ＠①四年（1037年），命钱逊试验用石碌“烹炼为铜”，但试验的结果如何，是不是加以推广，史料中都没有提到。因此这条材料充其量只能说明官府曾对胆铜法生产进行了一次试验。
容易引起歧异的，是另外一些记载了许申的建议的材料，其中，《宋史•孙祖德传》中有如下一段话：“时三司判官许申因宦官阎文应献计，以药化铁成铜，可铸钱，裨国用。祖德言：‘伪铜，法所禁而官自为，是教民欺也。’固争之，出知兖（州）……”［14］（卷二九九《孙祖德传》）这段话中，最关键的是“以药化铁成铜”一句，元末明初人危素的《浸铜要略序》中也有同样的词句：“当宋之盛时，有三司度支判官许申，能以药化铁成铜，久之，工人厌苦之，事遂寝。”［15］（卷三《浸铜要略序》）如果将“药”理解为是胆矾水，许申的建议无疑是指以胆铜作为制造铜钱的原料。
但是，关于许申的建议与活动，《续资治通鉴长编》中则有更为详细的含义不同的记载。宋仁宗景ｙòｕ＠①二年（1035年）正月壬寅，度支判官、工部郎中许申被任命为江南东路转运使。［11］（卷一一六景ｙòｕ＠①二年正月壬寅）在此之前，他曾建议采用新的方法铸造铜钱，由于汴京没有取得成效，故被派任江南东路转运使，以期在江州继续试验。下面是《续资治通鉴长编》中的有关记载：
凡铸铜钱，用剂八十八两，得钱千，重八十两。（注：中华书局点校本将此句断为“重八十两十分。其剂，……”断句有误。据《鸡肋编》卷中《蒋仲本论铸钱事》云：铸钱“用铜、铅、锡五斤八两，除火耗，收净五斤”。宋制，一斤为十六两，用料八十八两，除去火耗，铸成铜钱正好是八十两。故改正标点如上。）十分其剂，铜居六分，铅、锡居三分，皆有奇赢。……申在三司，乃建议以药化铁与铜杂铸，轻重如铜钱法，而铜居三分，铁居六分，皆有奇赢，亦得钱千，费省而利厚。因入内都知阎文应以纳说，朝廷从之，即诏申用其法铸于京师。然大率铸钱杂铅锡则其液流速而易成，杂以铁则流涩而多不就，工人苦之。初命申铸万缗，逾月才得万钱。申性诡谲，自度言无效，乃求为江东转运使，欲用其法铸于江州。朝廷又从之，诏申就江州铸百万缗，无漏其法。中外知其非是，而执政主之，以为可行，然卒无成功。
先是盐铁副使任布请铸大钱一当十，而申欲以铜铁杂铸，朝廷下其议于三司。程琳奏曰：“布请用大钱，是诱民盗铸而陷之罪。唐第五琦尝用此法，讫不可行。申欲以铜铁杂铸，理恐难成，当令申试之。”申诈得售，盖琳亦主其议故也。
天章阁待制孙祖德言：“伪铜，法所禁，而官自为之，是教民欺也。”固争之，不从，遂出知兖州。
对于这条材料中的“以药化铁与铜杂铸”、“铜居三分，铁居六分”、“杂以铁则流涩而多不就”、“申欲以铜铁杂铸”等句该如何理解呢？学者们有两种不同的看法。张子高先生认为：“很可能他（指许申）是以药化铁，使铁掺在铜内成合金来铸钱币。铁掺在铜内，可以大大节省铜，因此许申的实验曾经为统治者所重视。”［5］（第107页）汪圣铎先生则认为许申的建议是指胆铜法生产。他还援引了《宋史全文》卷三二端平元年（1234年）五月壬戌条中“绍圣间以铅山胆泉浸铁为之，令泉司鼓铸，和以三分真铜，所以钱不耐久”之句，认为：“《长编》所谓‘铜居三分，铁居六分，皆有奇’，实际乃是胆水（“药”）浸铁产出的铜六分有余，加上“真铜三分”有余，熔在一起来铸钱。……只是由于史官对胆铜不了解，不承认胆铜是铜，仍然认为胆铜是铁，是‘伪铜’，故而在记述上有些失误”［16］。
我认为汪先生的推论还是有值得推敲的地方。其一，所有上述材料中，李焘的《续资治通鉴长编》是最为原始的材料，可信度最高。是书始撰于宋高宗时期，完成于宋孝宗时期，而那个时期胆铜法生产早已在铜业生产中占据了重要的位置。如果说宋仁宗时期的官员因不了解胆铜而记述有误，这还是可以理解的；但是如果南宋人李焘也不知胆铜为何物而在编书时对屡次出现的“铜铁杂铸”之意不加考辨，显然就不合情理了。虽然现存《续资治通鉴长编》内容中并无胆铜记载，但是这一情况并不能证明李焘对胆铜不了解。开始大力推行胆铜法生产是在宋哲宗绍圣年间以及宋徽宗统治时期，而现存的《续资治通鉴长编》恰恰缺失哲宗元ｙòｕ＠①八年（1093年）七月至绍圣四年（1097年）三月的内容以及徽宗、钦宗两朝的全部内容，致使我们无法从现存的《续资治通鉴长编》中看到有关胆铜生产的记载。然而，章如愚的《群书考索》中引用了一条现已佚失的《续资治通鉴长编》内容，其中就明确提到了胆铜。引文如下：“（崇宁五年中书省勘会诸路岁收铜数）每年约收诸色铜六百六十余万斤，旧铜锡约收四百六十余万斤，胆铜约收一百万斤……”紧接其后的一条材料也是引自现已佚失的《续资治通鉴长编》内容，材料记录了开封尹兼提举京畿钱监宋乔年在大观二年的上言，其中更是多次提到“漉铜钱（用胆铜铸造的钱）”，由于胆铜铸钱成本低，宋乔年还建议：“户部上供之数，可以漉铜钱下诸路令依样铸。”［17］（后集卷六○《财用门•铜钱类》）从这些记载中可以得知，李焘的原书是记述过胆铜的，他对胆铜与矿铜的区别应该有所了解。基于此，似不应将“铜铁杂铸”等内容视为“失误”的记述。其二，宋代铸造铜钱的主要原料是铜，辅料是铅和锡，北宋的铜钱基本上保持了“十分其剂，铜居六分，铅、锡居三分，皆有奇赢”的用料比例。宋徽宗以后至南宋期间因缺少矿铜铜料，又已批量生产出胆铜，所以铸钱的铜原料中同时也使用了胆铜。《宋史全文》所说的“和以三分真铜”之意，既反映了当时人们仍抱有传统的观念，只承认经过采矿冶炼得到的铜才是“真铜”，同时也反映了矿铜数量只占铸钱所用全部铜原料的十分之三。这一数字与《续资治通鉴长编》中许申的铸钱配方只是在料例的比例上巧合而已，内涵则是不同的。许申所说的“铜居三分，铁居六分”，并不是指矿铜和胆铜的比例，而是指要变更铸造铜钱的原料和比例，将铅和锡去掉，加入铁作为主要原料，占全部料例的十分之六强；此时铜成为辅料，仅占全部料例的十分之三强。其三，《续资治通鉴长编》中提到的“以药化铁与铜杂铸”之意，亦可以从另一个角度来理解。由于铁的熔点高、铜的熔点底，把两种原料放到一起来熔化，必然产生铜先熔化而铁未化的不同步现象，许申的建议中所说的“药”很可能就是指为了解决这一问题而加入的某些助熔剂，以降低铁的熔点。然而，这种别出心裁的铁、铜配方是根本行不通的，试验过程中自然出现了“杂以铁则流涩而多不就”的问题。另外，受当时生产条件的限制，生产胆铜应该是在胆水（或胆土）充沛的矿区中进行，而《续资治通鉴长编》只是提到许申初在京师、后在江州直接进行铸钱试验。这两个地方仅是铸钱场所，并不生产胆铜，如果许申使用了胆铜作为铸钱材料，官府必定要先在某些矿场生产出胆铜，再运至京师或江州铸钱，但是对于这样重要的生产活动，北宋仁宗时期的各类记载中却只字未提。鉴于以上几点，我认为宋仁宗时期许申在京师和江州进行的铸钱试验应该是用铁和铜作原料而进行的，与胆铜生产并无关系。
三、宋哲宗时期胆铜法开始推广
据苏辙《龙川略志》载，宋哲宗元ｙòｕ＠①时期，有一位商人毛遂自荐，向献出秘法——胆铜法。当时，苏辙任户部侍郎，“有商人自言于户部，有秘法能以胆矾点铁为铜者。予（指苏辙）召而诘之曰：‘法所禁而汝能之，诚秘法也。今若试之于官，则所为必广，汝一人而不能自了，必使他人助汝，则人人知之，非复秘也，昔之所禁，今将遍行天下。且吾掌朝廷大计，而首以行滥乱法，吾不为也。’其人＠②ｆǔ＠③而出，即诣都省言之，诸公惑之，令试斩马刀，厥后竟不成。”［18］（卷五《不听ｂì＠④法能以铁为铜者》）苏辙任户部侍郎的时间是在元ｙòｕ＠①二年（1087年）十一月至元ｙòｕ＠①四年（1089年）六月［11］（卷四○七元ｙòｕ＠①二年十一月甲戌；卷四二九元ｙòｕ＠①四年六月丁未），可见这段时期宋的执政者仍然不了解胆铜生产及其所能起到的作用，胆铜生产还被称为“秘法”，仍旧是民间私下进行的小范围生产。
胆铜法不再作为所禁的秘法而得到推广，是在饶州德兴县人张潜、张甲父子将撰写的《浸铜要略》献给朝廷之后的宋哲宗绍圣年间。关于《浸铜要略》的作者及成书年代，南宋人陈振孙和赵蕃的记载大致相同。陈振孙在《直斋书录解题》中指出：“《浸铜要略》一卷，张甲撰，称‘德兴草泽’。绍圣元年（1094年）序，盖胆水浸铁成铜之始。甲，参政子公之祖。”［19］（卷一四《杂艺类》）赵蕃在《截留纲运记》一文中追述信州铅山县在绍圣年间推行胆铜生产的情景时也提到：［20］（卷五《截留纲运记》）
铅（指铅山县）之阜，宝藏兴焉；铅之泉，宝货化焉。兴者有时，化者无穷。方泉之蒙，孰知其功，布衣张甲，体物索理，献言以佐圜法。宋绍圣间，诏经理之。ｄī＠⑤泉为池，疏池为沟，布铁其中，期以浃旬，铁化为铜……这两条材料都仅仅指出张甲是胆铜的试验者和向朝廷献书者，从而遗漏了张甲之父张潜的功绩。实际上，在胆铜法生产的试验过程中，张潜的功劳是最大的。王象之在《舆地纪胜》中引用了褚孝锡的《长沙志》（注：褚孝锡作《长沙志》十一卷，见《宋史》卷二○四《艺文三》。）记载，曰：“长沙志云：‘始，饶州张潜得变铁为铜之妙，使其子甲诣阙献之。朝廷始行其法于铅山，及饶之兴利、韶之涔（岑）水皆潜法也。’”［21］（卷二三《江南东路•饶州•景物下》）前几年，江西德兴发现了张潜的墓行状碑，碑刻于北宋大观元年（1107年）三月，碑文记载：张潜“尝读《神农书》，见胆矾水可浸铁为铜，试之信然。曰：‘此利国术也’。命其子甲献之。”（注：据报道，碑文三千多字。此碑保存在德兴县博物馆。）［22］这段碑文说明，张潜从流传下来的《神农本草经》一书的记载中获得对胆铜法的认识，经过自己的试验后写成《浸铜要略》一书，嘱其子张甲上交朝廷，这之后胆铜法才得以推广开来。
除以上宋人记载外，元末明初人危素写有《浸铜要略序》一文，介绍了宋代《浸铜要略》一书的撰写者及德兴县浸铜情况，内容最为详尽。他写道：
（元代）德兴张理从事福建宣慰司，考满调官京师，会国家方更钱币之法，献其先世《浸铜要略》于朝。……钱币之行尚矣，然鼓铸之无穷，产铜则有限。理之术乃能浸铁以为铜，用费少而收功博。……今书作于绍圣间，而其说始备，盖元ｙòｕ＠①元年。或言取胆泉浸铁，取矿烹铜，其泉三十有二：五日一举洗者一，曰黄牛；七日一举洗者十有四，曰永丰、青山、黄山、大岩、横泉、石墙ｗù＠⑥、齐官ｗù＠⑥、小南山、章木原、东山南畔、上东山、下东山、上石姑、下石姑；十日一举洗者十有七，曰西焦原、铜精、大尚山、横槎山、横槎ｗù＠⑥、羊栈、陲ｍíｎ＠⑦、冷浸、横槎下ｗù＠⑥、陈君、炉前、上姚ｍíｎ＠⑦、下姚ｍíｎ＠⑦、上炭灶、下炭灶、上何木、中何木、下何木。凡为沟百三十有八。政和五年雨多泉溢，所浸为最多。是书，理之先赠少保府君讳潜所撰，以授其子赠少师府君讳盘、成忠府君讳甲。少师之孙参知政事忠定公讳焘ｓｈí＠⑧序志之。（注：原文中有文字错误，已与《江西通志》卷一六二《杂记补》中引录的危素《浸铜要略序》对校改正。）［15］（卷三《浸铜要略序》）
从危素的记述来看，他见到的《浸铜要略》这部书中载有张潜的曾孙张焘作的序，可见此书已不是张潜绍圣元年献呈朝廷的版本。张焘的家世渊源及仕宦生涯在周必大的《文忠集》［23］（卷《资政殿大学士左中大夫参知政事赠太师张忠定公焘神道碑》）和《宋史》［14］（卷三八二《张焘传》）中均有记载：“张氏世家德兴，唐宰相文＠⑨之后……。公（张焘）曾祖讳潜，通直郎致仕，赠太子少保……。祖磐，袁州万载县主簿，赠太子少师……。公讳焘，……政和八年（1118年）廷试……天子嘉之，亲擢第三。”张焘任官于徽、钦、高、孝四朝，于隆兴元年（1163年）迁参知政事，以老病不拜，台谏交章留之，除资政殿大学士、提举万寿观兼侍读。后致仕。卒于乾道二年（1165年），年七十五，谥忠定。根据张焘的生平来判断，张焘为《浸铜要略》作序，应在他进入仕途之后的北宋末期至南宋乾道初年之间。危素在《浸铜要略序》中提到的“其泉三十有二”的名称及“政和五年雨多泉溢，所浸为最多”之句，有可能出自张焘为《浸铜要略》所作序中的内容。若果如此，三十二泉一百三十八沟的胆泉浸铁规模可能就不仅仅是北宋末期的情况（注：日本中岛敏先生虽未考证，但是提到三十二泉一百三十八沟是德兴县兴利场最盛时期（北宋末期）的事。见《支那た於什る湿式收铜の沿革》，东洋学报27卷第3号，1939年。），还延续到了南宋，但饶州的胆铜生产量则以宋微宗政和五年为最高。
胆矾化铁成铜的记载古已有之，北宋仁宗时期还曾进行过试验，为什么偏偏到宋哲宗时期才得到推广呢？这既是客观的需要，也与张潜父子的努力密切相关。北宋前期，一方面，铜矿的开采量呈逐步上升的势态，铜料供与需的矛盾尚不尖锐；另一方面，长期以来采取着“铜禁”措施，恐怕新的生产技术普及流传开来，会对的货币政策造成难以掌控的局面；加之，胆铜的规模化生产理论还处在摸索阶段。这一时期，无论是客观因素，还是主观因素，都还没有提供胆铜法生产的基础。而宋哲宗嗣位时，却面临着铜矿生产结束了宋神宗时期辉煌发展的阶段而进入急剧衰落的时期，这种局面导致了大批铸钱监的罢废和铸钱额的剧减。宋面临着巨大的压力，急需采取各种办法恢复铜矿生产，提高产量。正是在这种下，张潜父子经过潜心试验，系统地总结出胆铜生产的方法，并主动将《浸铜要略》献给朝廷。客观需求与主观努力得到了完美的结合。于是，在宋的大力提倡下，胆铜法生产迅速地被推广开来。
宋推广的胆铜生产，最早实行于哪个采矿场呢？宋人著述中，首推信州铅山场。前引褚孝锡的《长沙志》就明确提到“朝廷始行其法于铅山”［21］（卷二三《江南东路•饶州•景物下》）。洪咨夔的《大冶赋》中也专门提到：“其浸铜也，铅山兴利，首鸠＠⑩功。推而放诸，象皆取蒙。”［24］（卷一《大冶赋》）《舆地纪胜》中《信州》条下则曰：“胆水在铜山，自昔无之。始因饶州布衣张甲献言，可用胆水浸铁为铜，绍圣元年（1094年），始令本州差厢军兴浸，其利渐兴。”从上面几条材料来看，朝廷最早是在信州铅山县推行胆铜法的，时间正是在张甲献《浸铜要略》的绍圣元年（1094年），其后才扩大到其他矿场。然而《建炎以来系年要录》［25］（卷五九绍兴二年十月辛卯）和《皇宋中兴两朝圣政》［26］（卷一二绍兴二年十月辛卯）中均提到：“元ｙòｕ＠①中始置饶州兴利场，岁额五万斤。绍圣二年（《皇宋中兴两朝圣政》为“三年”）又置信州铅山场，岁额三十八万斤。”明确指出元ｙòｕ＠①年间饶州先设兴利场，开始浸铜。那么如何上述材料的矛盾之处呢？我认为：张潜早在元ｙòｕ＠①年间就已在饶州从事胆铜生产的试验，估计那时的试验可能获得了矿场监官提供场地、铁等原料的帮助，因尚属试验阶段，所以地方官没有提前申报。而信州铅山场则是官府在获得《浸铜要略》之后，经过调查，首先推行的胆铜场地。
由于信州胆铜产量高，地位重要，现存史料中记述信州铅山场浸铜生产的内容也非常多，如前引南宋人赵蕃的记载等等。明代人胡我琨在《钱通》中也曾引录《广信府志胜》的记载，提到铅山县有两处浸铜场所：其一，“铜宝山，在县西南七里，一名七宝山。下有竹叶、猊（貌）平坑，石＠(11)中胆泉涌出，浸铁成铜。天久晴，有矾可拾。建隆三年置铜场，今废。其铜以土垢淋水浸铁为之。”其二，“锁山门，浸铜之所，在县鹅湖乡，去治七十里许。有沟漕七十七处，兴于宋绍圣四年，更创于淳熙八年，县尉马子岩有铭，至淳ｙòｕ＠①后渐废。”［27］（卷三《资采》）（注：建隆三年在铜宝山铜场生产的应是矿铜，不是胆铜。）相比之下，饶州兴利场胆铜生产的记载不仅极少，胆铜产额也只占信州铅山场的八分之一弱。
四、胆铜的生产工艺及生产成本
宋代胆铜的生产工艺有两种，一为胆水浸铜，一为胆土淋铜。两种工艺过程，在洪咨夔的《大冶赋》中均有详细的记录［24］（卷一《大冶赋》），现摘录如下：
附图
从所述情况来看，胆水浸铜与胆土淋铜两种方法的原理是相同的，都是用胆矾水浸泡铁片置换出胆铜，只是胆水浸铜是指直接将天然胆水引入人工建造的沟槽中，浸泡铁片；而胆土淋铜则要先采挖含有胆矾的土壤（包括采矿时被废弃的矿土），用水灌浸，使胆矾溶入水中，产生胆水，再用人工盛舀胆水淋浸铁片置换出胆铜。这两种方法，各有长处与不足，宋人总结为：“古坑有水处为胆水，无水处为胆土。胆水浸铜，工少利多，其水有限；胆土煎铜，工多利少，其土无穷。”胆水浸铜的优点是用工少，成本低，但必须依靠春夏雨季胆水充沛时从事生产，受季节、气候的影响很大。一旦春夏雨水少，涌出的胆水也会减少，自然无法大量生产胆铜。胆土淋铜比胆水浸铜投入的人工多，成本高，但是胆土取之不竭，生产上又不受季节的影响，一年四季均可生产。由于两种方法各有优劣，在胆水浸铜法推行后，宋又先后在韶州岑水场、潭州永兴场、信州铅山场等处推行了胆土淋铜法，最大限度地提高产铜数量。
与矿铜生产相比，胆水浸铜和胆土淋铜两种生产的成本都比较低。崇宁元年（1102年）时，负责胆铜生产的官员游经提到，每生产一斤胆铜（此处应指胆水浸铜法），用本钱四十四文省。他建议：“措置之初，宜增本减息，庶使后来可继。胆水浸铜，斤以钱五十为本；胆土煎铜，斤以钱八十为本。比之矿铜，其利已厚。”［3 ］（食货三四之二五）当时向矿铜生产者支付的成本大约是每斤一百文［28］（卷四《论时事》）至二百五十文［3］（食货三四之二七）。 从节约资金的角度来考虑，胆铜法生产是值得大力提倡的。从北宋后期至南宋期间，生产一斤胆铜需要的耗铁量不是固定不变的，耗铁量最少的如《文献通考》所载，“大率用铁二斤四两得铜一斤”［29］（卷一八《征榷考五•坑冶）），耗铁量与出铜量比为2.25∶1； 据《宋会要辑稿》记载，南宋高宗末期，各地年供铁料八十八万斤以上，而全部胆铜产额只有二十一万斤，耗铁量与出铜量比为4∶1；南宋理宗时期，按照张端义《贵耳集》所言：“韶州涔（岑）水场以＠(12)水浸铜之地，会百万斤铁浸炼二十万（斤）铜……”［30］（卷下）耗铁量与出铜量比则增至5∶1。综合以上材料，可以看出，随着耗铁量的增加，胆铜原有的成本低廉的优势逐渐减弱以至消失，这应该是南宋以后胆铜生产无法再恢复到北宋时期的原因之一。
五、宋徽宗至南宋期间胆铜生产地区与产量的变化
自宋哲宗绍圣年间在信州铅山推行胆铜法后，很快就将这一新的生产方法推广到有胆水的矿区。大概在宋哲宗绍圣末元符初，游经曾主管推行胆铜生产，后以丁忧去官。建中靖国元年（1101年），游经守孝期满，向朝廷上言：“昨在任日常讲究有胆水可以浸铁为铜者：韶州岑水、潭州浏阳、信州铅山、饶州德兴、建州蔡池、婺州铜山、汀州赤水、邵武军黄齐、潭州矾山、温州南溪、池州铜山，凡一十处。唯岑水、铅山、德兴已尝措置，其余未及经理。将来钱额愈见亏失。”户部以为请，于是命“宣德郎游经提举措置江淮荆浙福建广南铜事”。“崇宁元年户部言：‘游经申，自兴置信州铅山场胆铜已（以）来，收及八十九万斤八千八十九斤八两。……自丁忧解职之后，皆权官时暂监管，致今胆铜十失五六，今再除职事以来，自今年正月至九月二十日终，已收胆铜一十七万二千一百二十三斤八两……’”［3］（食货三四之二五）依据上述记载推测，游经在丁忧前推广胆铜生产时，信州铅山场、韶州岑水场、饶州德兴场胆铜生产成效已十分显著。游经以丁忧去官后，胆铜生产曾一度懈怠，建中靖国元年（1101年），官府再次授命游经总管南方诸路胆铜生产，并开发其它尚未经理的矿场。这之后，胆铜生产出现了。前引《续资治通鉴长编》佚文曾提到：崇宁五年（1106年）中书省勘会诸路岁收铜数中，胆铜约收一百万斤。此后，据南宋乾道二年（1166年）的记载，北宋徽宗时期除信、饶、韶三州生产胆铜外，池、潭、婺三州也已生产胆铜，六州产量共约一百八十七万多斤，称为“祖额”（注：这一“祖额”没有标注年代，据危素《浸铜要略序》称：“政和五年雨多泉溢，所浸为最多”，又据《宋会要辑稿》记载：政和八年十一月，饶州提点司上奏称“江、池、饶州钱监鼓铸钱额上供全仰韶州岑水、潭州永兴、信州铅山三大场并新发坑场收趁铜料应副”，估计政和年间当是胆铜生产的兴盛期。），是宋代有据可考的胆铜最高产额。但仅仅数十年以后的南宋高宗末期，胆铜总额就迅速下降到只有二十一万多斤。其中，婺州不再生产胆铜，其他五州的产额也急剧减少。现将北宋徽宗时期及南宋高宗末期各地胆铜产量制成下表（表1），以供参考。［3］（食货三三之一九至三三之二○）
表1 乾道二年铸钱司统计胆铜产量表
产地 祖额(斤) 绍兴末产额(斤)
(约徽宗政和时期)
饶州兴利场 51029 23482
信州铅山场 380000 96536
池州铜陵县 1398 408
韶州岑水场 800000 88948
潭州永兴场 650000 3414
婺州永康县 2000
总计 1874427 212788
宋高宗以后，除饶、信、池、韶、潭五州生产胆铜外，从一些零散的史料记载中还可以看到以下三处也生产胆铜。一处位于汀州。游经曾把“汀州赤水”列为开发胆铜生产的场地之一。明代所修《嘉靖汀州府志》［31］（卷二《山川》）中也提到：上杭县金山有胆水池，“相传宋时池水浸生铁可炼成铜”。清代的《大清一统志》记载得更为详细：“（汀州上杭县）金山……上有三池，名曰胆水。上下二池有泉涌出，中一池则蓄上池之流。相传宋时县治密迩其地，水赤味苦，饮则伤人，惟浸生铁，可炼成铜，后县治既迁，其水遂变，不异常水。”［32］（卷三三四《汀州府一•山水》）其实，上杭县金山场曾在北宋治平四年（1067年）二月设置为采铜场，但矿场的开采时间极短，同年十月罢，［3］（食货三三之三）赤水场也曾是产铜的场地， 宋神宗熙宁九年（1076年）被罢。［3］（食货三三之九）另外， 上杭县还有一个重要的产铜场，即锺寮场。北宋天圣中因锺寮铜场兴盛，命知县兼监坑冶，于是县治由郭坊一地被迁徙至锺寮场附近，便于知县就近处理锺寮场事务。南宋“乾道三年，县令郑稽因民有请，申州及诸司”请徙县治，［33］（卷七八九一《汀•汀州府•山川》）乾道四年（1168年）正月，福建路安抚、转运、提刑司上言乞将县治迁回郭坊，得到批准。［3 ］（方域七之一一至一二）将这一情况与《大清一统志》的记载联系起来看，锺寮场至少应该是与金山、赤水“密迩其地”的，因此南宋时期极有可能也从事了胆铜生产。但是这几个铜场都没有留下胆铜产量的记录。据保存在《永乐大典》中的《临汀志》记载，锺寮场和金山场在南宋后期已被罢废。［33］（卷七八九二《汀•汀州府志•仓场库务》）估计这里的胆铜生产成效不大。二是江南西路兴宝丰场，据《舆地纪胜》记载，“宝丰场，离大冶县九十里。出胆水，浸铁成铜”［21］（卷三三《江南西路•兴•景物下》）。三是处州铜廊场，宋宁宗嘉定十四年（1222年），臣寮上言中还提到：“信之铅山与处之铜廊皆是胆水，春夏如汤，以铁投之，铜色立变。”［29］（卷一八《征榷考五•坑冶》）上述这三个胆铜产地只有汀州曾在北宋后期被游经列为开发之地，兴和处州均未提及。因此，估计后两个胆铜场所可能是在南宋期间才被开发的。
因南宋后期材料缺乏，现在已无法全面地考证胆铜生产的地区和产量。现仅见数条材料提到信州铅山县和韶州岑水场的浸铜情况：第一，据王象之的《舆地纪胜》记载，信州“今淋铜之所二百四槽，岁浸铜八万九千斤”［21］（卷二一《江南东路•信州•景物上》）。这一岁收额是两宋期间信州胆铜的最低记录。从王象之嘉定辛巳年（嘉定十四年，公元1221年）为《舆地纪胜》作序来看，岁浸铜八万九千斤之数必定是在此前的某一年岁收额，而根据下面的第三条材料来看，这一岁收额的时间还得前移。第二，据明清地方志记载：抚州城东一百二十里东山产铁，宋乾道年间，置东山铁场，下设罗首坪炉、小浆炉、赤岸炉、金峰炉四炉，［34］（卷二七《土产•抚州府》）“设监官铸钱。理宗时革监官，属临川县丞厅。岁趁办过铁二十四万二千四十六斤，解铅山县浸铜冶铸”［35］（卷一二《物产》）。如果按每二斤四两铁产一斤胆铜计算，仅抚州生产的铁就可供信州铅山场浸铜十万斤，这一数额已超过了宋高宗绍兴末期信州铅山场生产的胆铜数额。第三，据赵蕃的《截留纲运记》记载［20］（卷五《截留纲运记》）：
铅之阜，宝藏兴焉；铅之泉，宝货化焉。兴者有时，化者无穷。……ｄī＠⑤泉为池，疏池为沟，布铁其中，期以浃旬，铁化为铜。场兵千夫，服劳力作，糗粮惟邑之供。冶台岁运江淮湖广之铁，泛彭蠡，ｓù＠(13)番水，道香ｘī＠(14)而东，岁计所用铜，取诸铅之泉者几半。初额为斤十有三万，其后加之一倍。昼作不逮，继以夜工，率一夫而食二人之食，邑计供ｙì＠(15)ｎǎｉ＠(16)不充。令告匮无所，懦者束手以罔措，健者取给于凿空，同底于戾，卒不克终。时嘉定九年，郡守诸台合辞上奏，请岁留纲解米，为斛千有六百以补之，犹不足也。越十有三载，董饷记者视故籍复责输焉。章君谦亨来宰民社，叹曰：‘场兵、戍兵均兵也。彼当饷，此不当饷耶？’告于郡。郡太守陈公章力请于饷台，总郎戴公桷慨然许之，达之于朝廷。于是，有札下饷台，州家岁留之米，遂为铅邑永久之利矣……夫米给，铜课登，鼓铸羡，圜泉衍，惠利周于四海……从这条材料中可获知，至少在宋宁宗嘉定九年（1216年）以前，铅山县生产的胆铜数额已从十三万斤增加到二十六万斤。为了完成这一数额，场兵日夜生产，食粮供应告匮，遂截留纲解米聊补不足。而十三年后的宋理宗绍定二年（1229年），铅山县又被下令重新交纳纲解米，经各级官员上奏，才最终免除了这一负担，从而为浸铜生产者提供了食粮保障。估计此时铅山县浸铜额仍然维持在二十六万斤左右。这一数字虽然无法与北宋后期的三十八万斤相比，却也表明铅山县浸铜生产在经历过南宋高宗末期的低谷后，已逐渐回升，达到北宋最高产额的三分之二以上。第四，据前引张端义《贵耳集》所言，理宗时，韶州岑水场用铁百万斤浸铜二十万斤，这一产量只占北宋事期产量的四分之一弱，却也比宋高宗时期明显回升。至于号称“三大场”中的潭州永兴场的情况，因材料缺乏，已无可考索。
总而言之，宋代兴起的胆铜生产，部分地弥补了矿铜生产衰落对铸钱生产和财政收支活动的冲击，使中国古代采矿业在传统的生产方法之外又开辟出一条新的途径。古代劳动总结出来的胆铜生产原理，仍然是现代湿法冶金的理论基础之一。
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字库未存字注释：
＠①原字为礻右加右
＠②原字为黾的繁体
＠③原字为亻右加免
＠④原字为礻右加必
＠⑤原字为阝右加是
＠⑥原字为阝右加鸟的繁体
＠⑦原字为日下加文
＠⑧原字为宀下加是
＠⑨原字为王右加灌的右部
＠⑩原字为亻右加孱
＠(11)原字为空的上部下加敫
＠(12)原字为卤的繁体
＠(13)原字为辶内加朔
＠(14)原字为奚右加谷
＠(15)原字为亻右加意
＠(16)原字为辶内加西
＠(17)原字为王右加申
第五篇 粉末静电喷涂在高速公路护拦板上的应用_材料工程论文
对高速公路护拦板的要求，随着我国高速公路建设的发展而日益增多。由于防护拦板安置在露天，受气候及环境的影响，因此防护拦板的表面涂装技术要求较高，使表面涂膜有良好的耐候性、抗腐蚀等性能，外观具有理想的装饰性。我国高速公路防护拦板以热镀锌板为多，其外观颜色单一，而耐候性及抗腐蚀等性能均低于粉末静电喷涂板的性能，而且粉末静电喷涂工艺的无污染、粉末颜色的多样化更是其他涂覆工艺所不能比拟的。目前国外已大量使用粉末静电喷涂防护拦板。
为适应我国高速公路护拦板的发展要求，浙江大学涂装技术工程公司设计制造了一条年产量为600公里护拦板的粉末静电喷塑生产线。从设备实际使用情况来看，此生产线达到了设计指标，喷涂产品性能较好。
1 生产线工艺概述
此生产线由两条流水线组成：第一条，半自动槽浸式工件前处理及工件脱水流水线；第二条，全自动工件静电喷粉及工件粉末固化流水线。
1.1 槽浸式前处理工艺
高速公路防护拦板材质为热轧板，其表面在高温下氧化而产生氧化皮。去除氧化皮取决于除锈剂对氧化皮的穿透（渗透）力。他们采用混合酸中加入添加剂，在常温下具有快速渗透、除油、铬化、缓蚀等短时间内去除氧化皮的功能。这样解决了常规硫酸法温度高、环境污染大、材料性能有影响的问题，大大降低了设备的投资费用与厂房维修保养费用。wWW.0519news.coM
工件磷化工艺采用常温无渣磷化技术，解决了目前加温磷化工艺耗能大、残渣多、返黄等问题，而且生产技术管理方便，用波美计与ph试纸即可调整与控制。每公斤工作液可处理工件50-60m2，在温度0-35摄氏度、时间3-5min下，形成的磷化膜均恒定在2.0-2.5g/m2内，保证后道工序的喷涂要求。
钝化工艺采用一种无毒钝化剂，解决目前磷化后处理铬酸、重铬酸盐钝化的环境污染问题，并提高磷化膜的耐腐蚀性能，提高涂层的附着力。
工件脱水为箱式烘炉，采用燃油加热换热、热风内循环的加热方式，同时将水气强制排放出去。脱水后工件直接转运至后道全自动静电喷粉及粉末固化流水线。
1.2 全自动静电喷粉及粉末固化工艺
静电喷粉及粉末固化工艺采用悬挂输送链形式连接，工件上线后经过静电喷粉及粉末固化后下线，产品检验合格后入库。
粉末静电喷粉设备采用8支自动喷枪双工位喷涂，变频调速升降器控制喷枪的移动速度及移动范围；采用小旋风一级回收器、脉冲空气反吹式滤芯回收器为二级回收器；采用组合式6台静电发生器综合电控系统，每台静电发生器带2支喷枪，剩余2台静电发生器可以作为备用或补喷使用。
粉末固化采用直通式烘道，燃油加热换热，热风内循环加热形式。采用进口燃烧机为热源，在不锈钢燃烧室内燃烧，产生的高温烟气通过高效换热器后排放。采用高温风机使烘道内的空气通过高效换热器交换热量，使烘道内的温度达到粉末固化所需要的要求。
悬挂输送链采用单点吊重100kg的轻型悬挂链，考虑到防护拦板尺寸较长，因此挂具采用软连接，使工件在转弯及上、下坡道时尽量减少对悬链系统的影响。2 生产线流程及其设备技术参数
2.1 前处理工艺流程
槽体外形尺寸：5200mm1000mm1500mm（长x宽x高）共8个防腐槽
工件传输：手控行车吊运及吊浸
脱水炉外形尺寸：5200mm2900mm2000mm（长x宽x高）
耗热量：6万大卡
温控范围：75-140摄氏度
升温速度；20min升温至100摄氏度
加热方式：燃油加热换热，热风内循环
2.2粉末静电喷涂及固化工艺流程
2.2.1粉末静电喷涂设备
设备外形尺寸：7000mm5000mm3000mm（长x宽x高）
耗电量：15kw
耗用压缩空气量：180m3/h（表压0.55mpa）
2.2.2粉末固化设备
设备外形尺寸：42000mm1200mm4000mm（长x宽x高）
耗热量：40万大卡
温控范围：150-200摄氏度
升温时间：小于60min升温至180摄氏度
加热方式：燃油加热换热，热风内循环
2.2.3 悬挂输送设备
qxt-300/100型轻型轴承链悬挂输送机。
3 小结
该粉末静电涂装生产线经试运行，其技术性、经济性、实用性得到了用户的肯定
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