第一篇：生物工藝學教案及講稿1.2.3.4 [1500字]

第1講 緒論

教學內(nèi)容：1.緒論 §1-1 生物技術(shù)的定義和性質(zhì)

§1-2 生物技術(shù)的發(fā)展及應用概況

§1-3 生物技術(shù)的發(fā)展趨勢

目的要求：1.掌握生物工藝學的定義，特點，生物技術(shù)概念的范疇

教學重點和難點：

1、生物技術(shù)的定義，內(nèi)涵

教學方法：課堂講授為主，自學結(jié)合 內(nèi)容提要及課時分配：

1、生物技術(shù)的定義和性質(zhì)（20′）

作業(yè)：

1.由國際經(jīng)濟與發(fā)展組織（iecdo）提出的有關生物技術(shù)的定義有何特點？

2.教材中把生物技術(shù)的發(fā)展分為四個時期，它們各有哪些主要代表性技術(shù)和產(chǎn)品？

主講教師： 授課班級： 授課日期： 2010.9.7

導入新課：

介紹生物工藝學的內(nèi)涵，教材包括得主要內(nèi)容，重點要學習的章節(jié)和內(nèi)容，強調(diào)學習生物工藝學的重要意義。

緒 論

1.1 生物技術(shù)的定義

⑴ 1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物機體為原料，無論其用何種生產(chǎn)方法進行產(chǎn)品生產(chǎn)的生物技術(shù)”都屬于生物技術(shù)；

⑵ 20世紀70年代末，80年代初提出的定義傾向于：必須采用基因工程等一類具有現(xiàn)代生物技術(shù)內(nèi)涵或以分子生物學為基礎的技術(shù)；

⑶ 國際經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（iecdo）在1982年提出定義：應用自然科學和工程學的原理，依靠生物作用劑的作用，將物料進行加工以提供產(chǎn)品或用以為社會服務的技術(shù)；

在國際經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（iecdo）提出生物技術(shù)定義的特點： 生物作用劑：指從活的或死的微生物、動物或植物的機體、組織、細胞、體液以致分泌物以及上組分中提取出來的生物催化劑——酶或其他生物活性物質(zhì)； 提供的產(chǎn)品：可以是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品等產(chǎn)品； 被作用的物料：可以是有關的生物機體或其中的有關器官，如細胞、體液以及極少量必須的無機物質(zhì)； 應用的自然科學：可以是生物學、化學、物理學等以及相關的分支學科，交叉學科； 應用的工程學：可以是化學工程、機械工程、電氣工程、電子工程；

1.2 生物技術(shù)的發(fā)展及應用概況

生物技術(shù)的發(fā)展分為四個時期：經(jīng)驗生物技術(shù)時期；近代生物技術(shù)的形成和發(fā)展時期；近代生物技術(shù)的全盛時期，現(xiàn)代生物技術(shù)的建立和發(fā)展時期；

1.2.1 經(jīng)驗生物技術(shù)時期（人類出現(xiàn)到19世紀中期）

生物技術(shù)的發(fā)展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒類的釀造，豆糧輪作的方法等，主要產(chǎn)品有果酒、酸奶、啤酒、大豆釀醬油，多種植物配制劑——麻沸散等。

經(jīng)驗生物技術(shù)時期的技術(shù)為其后生物技術(shù)相關理論的建立創(chuàng)造了條件。

1.2.2近代生物技術(shù)建立時期（19世紀中期至20世紀40年代）

這一時期的誕生是與顯微鏡的誕生和微生物的發(fā)展以及微生物學的問世密切相關的。20世紀初，人們發(fā)現(xiàn)某些梭菌能夠引起丙酮、丁醇的發(fā)酵，隨之引發(fā)了一系列初級代謝產(chǎn)物的 生產(chǎn)。這一時期是人類有意識地利用某些微生物進行生產(chǎn)的時期，這一時期的發(fā)酵產(chǎn)物的特點：都屬于微生物形成的初級代謝產(chǎn)物，發(fā)酵以厭氧發(fā)酵居多，發(fā)酵產(chǎn)品主要為某些有機溶劑。

這一時期進行大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品有乳酸、酒精、面包酵母、檸檬酸和蛋白酶等。

1.2.3近代生物技術(shù)全盛時期（20世紀40年代至20世紀70年代末）

1929年flemming發(fā)現(xiàn)了青霉素，從此生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)品中增加一大類新的產(chǎn)品——抗生素。第二次世界大戰(zhàn)促進許多科學家和工程師齊心協(xié)力，攻克許多難關，實現(xiàn)了青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀40年代，抗生素工業(yè)成為生物發(fā)酵工業(yè)技術(shù)的支柱產(chǎn)業(yè)。

這一時期生物技術(shù)的發(fā)展主要成就有：青霉素的發(fā)現(xiàn)及其開發(fā)概況、酶反應過程和生物轉(zhuǎn)化的過程的開發(fā)概況等，為基因工程的建立和新的生物技術(shù)時期的來臨創(chuàng)造條件。區(qū)分初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物

初級代謝產(chǎn)物：指微生物處于對數(shù)生長期所形成的產(chǎn)物，主要是與細胞生長有關的產(chǎn)物，如氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)、碳水化合物以及能量代謝有關的副產(chǎn)品，如乙醇、丙酮、丁醇等。

次級代謝產(chǎn)物：次生代謝物的產(chǎn)生與產(chǎn)生這種產(chǎn)物的微生物本身的生長和生命活動并不是密切相關的，它們一般產(chǎn)生于微生物生長的穩(wěn)定期，他們的結(jié)構(gòu)往往非常復雜。

1.2.4 現(xiàn)代生物技術(shù)建立和發(fā)展時期（20世紀70年代末開始）

現(xiàn)代生物技術(shù)時期是以分子生物學的理論為先導，基因工程的技術(shù)開始能作為生物技術(shù)新產(chǎn)品的一種開發(fā)手段或關鍵技術(shù)后算起的。80年代以來，隨著重組dna技術(shù)的發(fā)展，人們可以按人類社會的需要，定向培養(yǎng)出有用的菌株，這為發(fā)酵工程技術(shù)引入了遺傳工程的技術(shù)，使生物技術(shù)進入了一個新的階段。

基因工程的應用首先集中于許多多肽或蛋白質(zhì)的生化藥物中，如胰島素、干擾素等。這一時期生物技術(shù)的發(fā)展主要有：單克隆抗體的發(fā)展和應用；動、植物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應用；雜交技術(shù)在動植物生產(chǎn)中的應用；轉(zhuǎn)基因植物和動物的研究和開發(fā)，克隆動物的發(fā)展及取得的成就等方面。

1.3 生物技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.3.1.深入開展人類后基因組學的研究，逐步掌握人類生、老、病、死的自然規(guī)律

有關后基因組學的研究概括講就是：首先要將完成圖的堿基對序列中所有的基因識別出來，其次要鑒別每一個基因的生物化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，最后要搞清所有基因與人類生、老、病、死的關系。

后基因組學的研究主要包括：結(jié)構(gòu)基因組學、功能基因組學、蛋白質(zhì)組學。

1.3.2.逐步深入的開展基因診斷和基因治療研究

基因診斷是通過基因工程的手段對生物體的基因組dna片段及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物進行定性和定量分析；

基因治療是以正常基因通過病毒載體原位轉(zhuǎn)入病人體內(nèi)以取代原來缺陷或病變的基因，也可以是使原來喪失表達能力或使原來喪失表達能力或使機體產(chǎn)生免疫基因已達到抗腫瘤、抗病毒的目的。

1.3.3 加強各種生物技術(shù)新藥物的研究開發(fā)

加強對重組激素、重組細胞因子、從足溶血栓物質(zhì)、治療性抗體的研究開發(fā)。

1.3.4.人類干細胞培養(yǎng)或胚胎工程的發(fā)展

人類干細胞可分為兩類：全能性干細胞和多能性干細胞；前者能發(fā)育成完整的個體，后者只能發(fā)育成人體某一臟器或組織，如肝臟、腎臟、心臟或骨胳、皮膚、肌肉等。人類胚胎干細胞來自早期胚胎，這些全能型干細胞后來發(fā)育成多能性干細胞。

1.3.5 轉(zhuǎn)基因動物的發(fā)展，克隆動物的發(fā)展成就

轉(zhuǎn)基因動物是通過基因工程手段獲得在基因中整合了外源基因的動物。克隆動物是指通過無性繁殖的手段復制而誕生的動物，其外形和生理性狀均與其供體細胞相同的動物。

1.3.6 加速對人類功能基因的研究開發(fā)

由于功能基因?qū)θ祟惖慕】狄约八幬镅芯块_發(fā)的關系密切，因此各國科學家相互爭先把已知的功能基因進行相當深入的研究以獲得發(fā)明專利權(quán)。

1.3.7 基因農(nóng)作物為農(nóng)作物方面的發(fā)展前景

轉(zhuǎn)基因農(nóng)作的重點發(fā)展方向是：抗蟲害的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物；尋找新的抗病毒基因并將其轉(zhuǎn)入一些重要農(nóng)作物中；抗干旱、抗鹽堿、抗重金屬、抗水澇、抗寒凍等的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物；

1.3.8 加強與環(huán)境保護學科的合作研究

主要集中在對環(huán)境污染的生物治理。

1.3.9 積極開展海洋生物技術(shù)的研究

1.3.10 大力發(fā)展與生物技術(shù)相關的工程技術(shù)學科的研究

小結(jié)：內(nèi)容包括三個部分：生物技術(shù)的定義和性質(zhì)；生物技術(shù)的發(fā)展及應用概況；生物技術(shù)的發(fā)展趨勢。重點掌握生物技術(shù)的定義質(zhì)；生物技術(shù)的發(fā)展的四個時期及代表產(chǎn)品和技術(shù)，了解生物技術(shù)的發(fā)展趨勢。

第二講 菌種的來源

教學內(nèi)容：2-1 菌種的來源

§2-1-1 微生物的特點

§2-1-2 常見的工業(yè)微生物及作用

的原理和發(fā)展；

§2-1-3 典型微生物新種分離篩選過程 §2-1-4 微生物選擇性分離的原理和發(fā)展 目的要求：1.掌握典型微生物新種分離篩選過程，微生物選擇性分離教學重點和難點：

1、典型微生物新種分離篩選過程 教學方法：課堂講授為主，自學結(jié)合 內(nèi)容提要及課時分配：

1、微生物的特點（5′）

作業(yè)：

1.微生物選擇性分離的方法及原理？

2010.9.9

2.2.1

2.1.1 主講教師： 授課班級：生物08班 導入新課：課堂提問：初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物。生物反應過程原理篇 菌種選育 菌種的來源： 微生物的特點

授課日期：

微生物的資源非常豐富，廣泛分布于土壤，水和空氣中，尤其土壤中最多。

有的微生物從自然界中分離出來就能被利用，有的需要對分離到的微生菌種進行人工誘變，得到突變株才能被利用。

微生物的特點是：種類多，分布廣；生長迅速，繁殖速度快；代謝能力強；適應性強，容易培養(yǎng)。

2.1.2 常見的工業(yè)微生物

⑴ 細菌

工業(yè)常用細菌有：枯草芽孢桿菌，醋酸桿菌，棒狀桿菌，端桿菌等；

用途：用于生產(chǎn)淀粉酶，乳酸，氨基酸和肌苷等。

⑵ 酵母菌

工業(yè)常用酵母菌有：啤酒酵母，假絲酵母，類酵母等。

用途：釀酒，制造面包，生產(chǎn)脂肪酶以及生產(chǎn)可食用，藥用和飼料用酵母菌蛋白等。⑶ 霉菌

工業(yè)常用霉菌有：藻狀菌綱的根霉，毛霉，犁頭霉，子囊霉綱的紅曲霉，半知菌類的曲霉，青霉等。

用途：多種酶制劑，抗生素，有機酸及輜體激素等。

⑷ 放線菌

工業(yè)常用放線菌有：鏈霉菌屬，小單孢菌屬和諾長菌屬等。

用途：產(chǎn)生抗生素，微生物中發(fā)現(xiàn)的抗生素，有60%來自放線菌。

⑸ 擔子菌

通常所說的菇類微生物。

用途：多糖，橡膠物質(zhì)和抗癌藥物的開發(fā)。

⑹ 藻類

自然界分布極廣的一類自養(yǎng)微生物。

人類保健食品和飼料，（螺旋藻）環(huán)境治理，產(chǎn)生能源。

2.1.3 典型的微生物新種分離篩選過程

分離微生物新種的具體過程大體可分為采樣、增殖、純化和性能測定

2.2.4 微生物選擇性分離的原理和發(fā)展

在過去的半個世紀里曾篩選出許多產(chǎn)生新的有用的刺激代謝產(chǎn)物的菌種，這些菌種多半是利用經(jīng)驗式的篩選方法獲得的。大多數(shù)的抗生素均由放線菌綱產(chǎn)生。

下面介紹以放線菌為主的分離方法原理的發(fā)展。

選擇性分離方法大致分為五個步驟：①含微生物材料的選擇；②材料的預處理；③所需菌種的分離；④菌種的培養(yǎng)；⑤菌種的選擇和純化。以上任何一個階段都可以引入選擇壓力。⑴ 微生物材料的選擇

在選擇菌種來源時，存在以下一些標準：

① 對于天然材料，如土壤的選擇，來源越是廣泛的樣品，含有目的微生物的可能性就越大，越有可能獲得新的菌種；

②可尋找已適應相當苛刻的環(huán)境壓力的微生物類群；

③在酸性土壤圈的放線菌類群與緊接下層的中性圈的放線菌類群有很大的不同；

④自然環(huán)境的菌群可因為人類活動而改變；

⑤更新的生態(tài)環(huán)境有待于進一步開發(fā)。

⑵ 材料的預處理

為了提高菌種的分離效果，人們設計了各種處理材料的方法，有物理方法、化學方法和生物方法。

為提高菌種的分離效果，設計各種與處理方法。

物理方法：加熱，過路，離心，沉淀池中攪拌。

化學方法：加幾丁質(zhì)或碳酸鈣提高ph。

誘餌法：花粉，蛇皮，人的頭發(fā)，涂石蠟的棒。

⑶ 所需菌種的分離

所需菌種的分離效率取決于分離培養(yǎng)基的養(yǎng)分、ph和加入的選擇性抑制劑。一般憑經(jīng)驗而不是絕對的選擇。

培養(yǎng)基養(yǎng)分：幾丁質(zhì)（用來分離土壤或水中的放線菌），淀粉——羅素（和幾丁質(zhì)相類同），m3群脂(阻滯鏈霉素的生長，容易分離到其他霉菌)。

ph值：

(1)6.7

(2)4.(3)6.素。

——7.5之間（大多數(shù)放線菌，嗜中型）——5.0（嗜酸性）——6.8（嗜堿性)選擇抑制劑：抗細菌抗生素，抗真菌抗生素；分離培養(yǎng)基中加入抗生⑷ 菌種的培養(yǎng) 溫度，時間兩方面主要變量為時間。放線菌平板通常在25-30℃； 嗜熱菌通常在45-55℃； 在此三者中可加入時間變量。

嗜冷菌通常在4-10℃；

分離嗜溫菌如鏈霉菌和小單胞菌一般培養(yǎng)7~14天；嗜熱菌如高溫放線菌只需1~2天。有時培養(yǎng)時間短會漏掉一些新的和不尋常的菌種，因此有人在30℃和40℃將培養(yǎng)時間延長1個月，結(jié)果分離出一些不尋常的種屬。

⑸ 菌落的選擇

分離步驟中最容易受挫折和最耗時間的階段，菌落的選擇有三種方法：

(1)顯微鏡觀察分離 不易區(qū)分同一屬的不同種。

(2)鋪菌法 會使所需菌落污染，并且只能美平板一種試驗菌。

(3)復印平板法 對不長孢子的鏈霉菌則不能使用，也不適用于游動細菌的篩選。采用怎樣的選擇菌落方式取決于篩選的最終目的。

小結(jié)：內(nèi)容包括兩個部分： 工業(yè)常用微生物的種類及用途；微生物選擇分離的原理、步驟和發(fā)展的方法。

第三講 菌種的來源

教學內(nèi)容：2-1 菌種的來源

§2-1-4 重要工業(yè)微生物的分離

變育

§2-1-1 自然選育 §2-1-2 誘變育種 §2-1-3 抗噬菌體菌株的選育 目的要求：1.掌握工業(yè)微生物的分離方法，菌種選育的自然選育和誘種法 教學重點和難點：

1、工業(yè)微生物的分離方法

教學方法：課堂講授為主，自學結(jié)合 內(nèi)容提要及課時分配：

1、重要工業(yè)微生物的分離（30′）

作業(yè)：

1.簡述誘變育種的一般步驟？

主講教師： 授課班級：生物08班 授課日期：2010.9.14 導入新課：提問微生物選擇選性分離的相關內(nèi)容

2.2.3 重要工業(yè)微生物的分離

篩選具有潛在工業(yè)應用價值的微生物的第一個階段是分離，分離是指獲得純的或混合的培養(yǎng)物。接著篩選出那些能產(chǎn)生所需產(chǎn)物或具有某種生化反應的菌種。

在篩選所需菌種時宜考慮：（1）菌的營養(yǎng)特性；（2）菌的生長溫度，應選擇溫度高于40℃的菌種；(3)菌對所采用的設備和生產(chǎn)過程的適應性；（4）菌的穩(wěn)定性；（5）菌的產(chǎn)物的率；（6）容易從培養(yǎng)液中回收產(chǎn)物；

理想的分離步驟是從土壤環(huán)境開始的，土壤中富于各種分離的菌。設計的分離步驟應有利于具有工業(yè)重要特征的菌的生長。

2.2.3.1 施加選擇壓力的分離方法

⑴ 富集液體培養(yǎng)

只能增加混合菌群中所需菌株數(shù)量的一種技術(shù)。

方法的原理是：給混合菌群提供一些有利于所需菌種生長或不利于其他菌型生長的條件。供給特殊基質(zhì)或加入某些抑制劑。

液體培養(yǎng)（分批富集，連續(xù)富集）

⑵ 固體培養(yǎng)基的使用

常用于分離某些酶產(chǎn)生菌，其選擇培養(yǎng)基中常含有所需的基質(zhì)，以便促進酶產(chǎn)生菌的生長。

2.2.3.2 隨機分離方法

有些微生物的產(chǎn)物對產(chǎn)生菌的篩選沒有任何選擇性優(yōu)勢，可以用采用隨機分離法獲得所需菌種。

隨機分離法發(fā)展了一些快速篩選方法和歸納出高產(chǎn)培養(yǎng)基成分的選擇性準則如下： ⑴ 制備一系列培養(yǎng)基，其中有各種類型的養(yǎng)分成為生長限制因素；

⑵ 使用一聚合或復合形式的生長限制養(yǎng)分；

⑶ 避免使用容易同化的碳；

⑷ 確定含有所需的輔因子，⑸ 加入緩沖液以減少ph變化。

例如：抗生素產(chǎn)生菌的篩選；藥理活性化合物的篩選；生長因子產(chǎn)生菌的篩選；多糖產(chǎn)生菌的篩選。

2.3菌種選育

目前菌種選育常采用自然選育和誘變育種等方法，隨著微生物學、生化遺傳學的發(fā)展出現(xiàn)了轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導、接合、原生質(zhì)體融合、代謝調(diào)控和基因工程較為定向的方法。

經(jīng)典育種：自然選育和誘變育種。菌種選育常采用。

定向育種：轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)導，接合，原生質(zhì)體融合，代謝調(diào)控，基因工程。

2.3.1 自然選育

生產(chǎn)中，不經(jīng)過人工處理，利用菌種的自然突變而進行菌種篩選的過程叫自然選育。一般認為引起自然突變的原因有兩個：多因素低劑量的誘變效應和互變異構(gòu)效應。

自然突變有兩種情況： 菌種衰退，對生產(chǎn)無利的突變，對生產(chǎn)有利的突變的。

自然選育優(yōu)缺點： 優(yōu)點：是簡單易行；

缺點：效率低、進展慢。

2.3.2 誘變育種

2.3.2.1 誘變育種的基本原理

變育種的理論基礎是基因突變。

突變是指由于染色體和基因本身的變化而產(chǎn)生的遺傳性狀的變異。

誘發(fā)突變是指用各種物理、化學因素人工誘發(fā)的基因突變。其中誘發(fā)突變的變異幅度大大高于自然突變。

誘變因素的種類很多，有物理的、化學的和生物的三大類。

2.3.2.2 誘變育種的一般步驟

誘變育種的整個流程包括：誘變和篩選兩個部分。

誘發(fā)所形成的突變與菌種本身的遺傳背景、誘變劑種類及劑量的選擇和合理使用方法均有密切的關系。

2.3.2.3 誘變育種工作中應該注意的幾個問題

⑴ 選擇好出發(fā)菌種

⑵ 復合誘變因素的使用

⑶ 劑量的選擇

⑷ 變異菌株的篩選

⑸ 高產(chǎn)菌株的獲得需要篩選條件的配合 2.3.2.4 幾種物理、化學誘變劑的使用方法

紫外線、快中子、氮芥、亞硝酸、航天育種

2.3.3 抗噬菌體菌株的選育

2.3.3.1 噬菌體的分布

凡有寄主細胞的地方，一般容易找到相應的噬菌體。

2.3.3.2 抗噬菌體菌株的選育

性的區(qū)別試驗。

2.3.3.積累，甚至下降

細菌的抗性是基因突變的結(jié)果 ⑴ 抗噬菌體菌株選育的幾種方法 根據(jù)基因突變規(guī)律，可采用自然突變和誘發(fā)突變等。⑵ 抗噬菌體菌株的特性試驗 抗噬菌體性狀的穩(wěn)定性試驗；抗性菌株的產(chǎn)量試驗；真正抗性和溶源噬菌體的防治 噬菌體感染會出現(xiàn)畸形菌絲，菌體迅速消失，ph上升，發(fā)酵產(chǎn)物停止

等現(xiàn)象。

對于噬菌體的防治要做到以下幾點：

⑴ 正確判斷；

⑵ 普及有關噬菌體的知識；

⑶ 選育抗噬菌體菌株；

⑷ 消滅噬菌體；

⑸ 收集和保存噬菌體。

小結(jié)：內(nèi)容包括兩個部分：菌種的來源——重要工業(yè)微生物的分離；菌種的選育。重點掌握菌種來源——重要工業(yè)微生物的分離（施加選擇壓力分離法、隨機分離法）。菌種自然選育和誘變育種的原理、方法及基本步驟。了解抗噬菌株的選育過程及注意事項。

第四講 菌種的來源

教學內(nèi)容：2-2 菌種選育

重

§2-2-4 雜交育種 §2-2-5 原生質(zhì)體融合技術(shù) §2-2-6 dna重組技術(shù) 目的要求：1.了解菌種選育的方法：雜交育種、原生質(zhì)體融合、dna組技術(shù)等方法的原理

教學重點和難點：

1、雜交育種

教學方法：課堂講授為主，自學結(jié)合 內(nèi)容提要及課時分配：

1、雜交育種（50′）

作業(yè)：微生物菌種選育的方法及特點。

主講教師： 授課班級：生物08班 授課日期：2010.9.16 導入新課：

生物反應過程原理篇

2.3.4雜交育種

雜交育種是指將兩個基因因不同的菌株經(jīng)吻合（或接合）是遺傳物質(zhì)重新組合，從中分離和篩選具有新性狀的菌株。

雜交育種的目的在于：（1）通過雜交使不同菌株的遺傳物質(zhì)進行交換和重新組合，從而改變原有菌株的遺傳物質(zhì)基礎，獲得重組體;（2）可以通過雜交把不同菌株的優(yōu)良性能集中于重組體中，克服長期用誘導劑處理造成的菌株的生活能力下降等缺陷；（3）通過雜交，可以擴大變異范圍，改變產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，甚至出現(xiàn)新品種；（4）分析雜交結(jié)果，可以總結(jié)

遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和傳遞規(guī)律，促進遺傳學理論的發(fā)展。

微生物雜交育種所使用的配對菌株稱為直接親本。直接親本菌株應帶有適應的遺傳標記。

常用的遺傳標記有顏色、營養(yǎng)要求和抗藥性等。

營養(yǎng)標記菌株是最長用的遺傳標記之一。

2.3.4.1細菌的雜交

細菌的接觸是導致基因重組的必要條件。

細菌雜交可以通過f因子轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導等發(fā)生重組，但育種獲得成功的報道不多。受體細胞接受供體細胞內(nèi)抽提得dna而進行的基因重組稱轉(zhuǎn)化。

通過噬菌體載體，dna從一個細胞轉(zhuǎn)移到另一個細胞而進行的基因重組稱轉(zhuǎn)導。

細胞結(jié)合融合之后重組，質(zhì)粒介導的結(jié)合作用稱f因子轉(zhuǎn)移。雄體（供體）部分遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到雌體受體細胞中。

質(zhì)粒自我控制轉(zhuǎn)移的過程稱為接合。

在e.coli中接合性質(zhì)粒家族稱為f因子（f為致育因子）

例 a-b+lac-smrt1s + a+b-lac+smst1r

+b+lac+smt1r

2.3.4.2 放線菌雜交育種

2.3.4.2.1原理

放線菌只有一條環(huán)狀染色體。大體有四種遺傳體系：

（1）異核現(xiàn)象，異核體：同一條軍銜活細胞中含有不同基因型的細胞核。

（2）接合現(xiàn)象

相同細胞質(zhì)里不同基因型細胞核在雙方增殖過程中發(fā)生部分染色體的轉(zhuǎn)移或遺傳信息的交換。接合現(xiàn)象導致部分合子的形成。

（3）異核系的形成 部分合子形成后，接著就產(chǎn)生雜核的無性繁殖系（經(jīng)一次單交換形成）即異核染色體組。

（4）重組體的形成 異核系不穩(wěn)定，在菌落生長過程中，二體區(qū)的不同位置發(fā)生交換后，能產(chǎn)生重組體細孢子，能長出各類型的分離子。

2.3.4.2.2放線菌雜交技術(shù)

現(xiàn)常用的放線菌雜交方法主要有三種：混合培養(yǎng)法、平板雜交法和玻璃紙轉(zhuǎn)移法。

2.3.4.2.3.4.3.體細胞的重組。

霉菌的雜交育種 準性生殖過程 準性生殖：指真菌中部通過有性生殖的基因重組過程。準性生殖的整個過程包括三個階段：異核體的形成；二倍體的形成；（1）異核體的形成 異核體（2）雜合雙倍體的形成（3）體細胞重組 染色體交換 染色體單倍化

2.3.4.3.2霉菌雜交技術(shù)

（1）選擇直接親本；

（2）異核系的形成；

（3）雙倍體的檢出；

（4）分離子的檢出；

2.3.5 原生質(zhì)體融合技術(shù)

原生質(zhì)融合：將兩個親體細胞作用釋放原生質(zhì)體，在使其在高滲條件下混合在peg作用下細胞融合，使兩親本基因組發(fā)生重組。

2.3.5.1原生質(zhì)融合的優(yōu)越性：

優(yōu)點：① 去除細胞壁的障礙；② 增加重組親本的種類的數(shù)目；③ 增加重組的頻率 ④ 配合其他方法集中優(yōu)良性狀； ⑤ 可以通過鈍化親株，提高篩選效率。

2.5.2原生質(zhì)體融合的一般步驟

親株ⅰ→原生質(zhì)體ⅰ

兩者融合（peg處理）→融合子

親株ⅱ→原生質(zhì)體ⅱ

2.3.5.3原生質(zhì)體融合技術(shù)在微生物育種中的應用

原生質(zhì)體融合方法：peg助融、電誘導、脂質(zhì)體為媒介的融合。

2.3.6dna重組技術(shù)

dna重組技術(shù)：按人的意志，將某一生物的遺傳信息在體外經(jīng)人工與載體相接，構(gòu)成重組dna分子，后轉(zhuǎn)入另一生物體細胞中得以表達和遺傳。

2.3.6.2工程菌的穩(wěn)定性問題

2.3.6.2.1工程菌不穩(wěn)定性表現(xiàn)

工程菌不穩(wěn)定實際包括：質(zhì)粒不穩(wěn)定以及表達產(chǎn)物不穩(wěn)定兩個方面。

蘭州交通大學化學與生物工程學院 生物工藝學教案及講稿

2.3.6.2.2解決工程均不穩(wěn)定性的對策

工程菌穩(wěn)定與否，與重組質(zhì)粒本身的分子組成、宿主細胞生理和遺傳性以及環(huán)境條件等因素有關。

常采用以下措施降低或防治工程菌的不穩(wěn)定性:

（1）組建合適載體

（2）選擇合適宿主

（3）施加選擇壓力

（4）控制基因過量表達

（5）控制培養(yǎng)條件

（6）質(zhì)粒構(gòu)建時，插入一段能改良宿主細胞省長速率的特殊dna 片段。

（7）質(zhì)粒不應有可轉(zhuǎn)移因子

（8）精減質(zhì)粒dna

（9）固定化重組菌

小結(jié)：內(nèi)容為菌種選育的方法：雜交育種；原生質(zhì)體融合技術(shù)，dna重組技術(shù)。重點掌握雜交育種；原生質(zhì)體融合技術(shù)，dna重組技術(shù)的原理、特點、基本步驟及注意事項。了解雜交育種；原生質(zhì)體融合技術(shù)，dna重組技術(shù)在菌種選育中的應用

任課教師：

第 16 頁 2010-2011學年第一學期

第二篇：生物工藝學教案及講稿1.2.3.4

第1講

緒論

教學內(nèi)容：1.緒論

§1-1 生物技術(shù)的定義和性質(zhì) §1-2 生物技術(shù)的發(fā)展及應用概況 §1-3 生物技術(shù)的發(fā)展趨勢

目的要求：1.掌握生物工藝學的定義，特點，生物技術(shù)概念的范疇

2.了解生物技術(shù)的發(fā)展及應用概況

3.了解生物技術(shù)在各個領域的應用及發(fā)展趨勢

教學重點和難點：

1、生物技術(shù)的定義，內(nèi)涵

2、生物技術(shù)的發(fā)展及應用概況

教學方法：課堂講授為主，自學結(jié)合

內(nèi)容提要及課時分配：

1、生物技術(shù)的定義和性質(zhì)（20′）

2、生物技術(shù)的發(fā)展及應用概況（60′）

3、生物技術(shù)的發(fā)展趨勢（20′）作業(yè)：

1.由國際經(jīng)濟與發(fā)展組織（IECDO）提出的有關生物技術(shù)的定義有何特點？

2.教材中把生物技術(shù)的發(fā)展分為四個時期，它們各有哪些主要代表性技術(shù)和產(chǎn)品？ 主講教師：

授課班級：

授課日期： 2010.9.7 導入新課：

介紹生物工藝學的內(nèi)涵，教材包括得主要內(nèi)容，重點要學習的章節(jié)和內(nèi)容，強調(diào)學習生物工藝學的重要意義。1

緒

論

1.1 生物技術(shù)的定義

⑴

1919年匈牙利艾里基提出：“凡是以生物機體為原料，無論其用何種生產(chǎn)方法進行產(chǎn)品生產(chǎn)的生物技術(shù)”都屬于生物技術(shù)； ⑵

20世紀70年代末，80年代初提出的定義傾向于：必須采用基因工程等一類具有現(xiàn)代生物技術(shù)內(nèi)涵或以分子生物學為基礎的技術(shù)；

⑶

國際經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（IECDO）在1982年提出定義：應用自然科學和工程學的原理，依靠生物作用劑的作用，將物料進行加工以提供產(chǎn)品或用以為社會服務的技術(shù)；

在國際經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（IECDO）提出生物技術(shù)定義的特點：

生物作用劑：指從活的或死的微生物、動物或植物的機體、組織、細胞、體液以致分泌物以及上組分中提取出來的生物催化劑——酶或其他生物活性物質(zhì)； 提供的產(chǎn)品：可以是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品等產(chǎn)品；

被作用的物料：可以是有關的生物機體或其中的有關器官，如細胞、體液以及極少量必須的無機物質(zhì)；

應用的自然科學：可以是生物學、化學、物理學等以及相關的分支學科，交叉學科； 應用的工程學：可以是化學工程、機械工程、電氣工程、電子工程； 1.2 生物技術(shù)的發(fā)展及應用概況

生物技術(shù)的發(fā)展分為四個時期：經(jīng)驗生物技術(shù)時期；近代生物技術(shù)的形成和發(fā)展時期；近代生物技術(shù)的全盛時期，現(xiàn)代生物技術(shù)的建立和發(fā)展時期； 1.2.1 經(jīng)驗生物技術(shù)時期

（人類出現(xiàn)到19世紀中期）

生物技術(shù)的發(fā)展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒類的釀造，豆糧輪作的方法等，主要產(chǎn)品有果酒、酸奶、啤酒、大豆釀醬油，多種植物配制劑——麻沸散等。經(jīng)驗生物技術(shù)時期的技術(shù)為其后生物技術(shù)相關理論的建立創(chuàng)造了條件。1.2.2 近代生物技術(shù)建立時期

（19世紀中期至20世紀40年代）

這一時期的誕生是與顯微鏡的誕生和微生物的發(fā)展以及微生物學的問世密切相關的。20世紀初，人們發(fā)現(xiàn)某些梭菌能夠引起丙酮、丁醇的發(fā)酵，隨之引發(fā)了一系列初級代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)。這一時期是人類有意識地利用某些微生物進行生產(chǎn)的時期，這一時期的發(fā)酵產(chǎn)物的特點：都屬于微生物形成的初級代謝產(chǎn)物，發(fā)酵以厭氧發(fā)酵居多，發(fā)酵產(chǎn)品主要為某些有機溶劑。

這一時期進行大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品有乳酸、酒精、面包酵母、檸檬酸和蛋白酶等。1.2.3 近代生物技術(shù)全盛時期

（20世紀40年代至20世紀70年代末）

1929年Flemming發(fā)現(xiàn)了青霉素，從此生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)品中增加一大類新的產(chǎn)品——抗生素。第二次世界大戰(zhàn)促進許多科學家和工程師齊心協(xié)力，攻克許多難關，實現(xiàn)了青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀40年代，抗生素工業(yè)成為生物發(fā)酵工業(yè)技術(shù)的支柱產(chǎn)業(yè)。這一時期生物技術(shù)的發(fā)展主要成就有：青霉素的發(fā)現(xiàn)及其開發(fā)概況、酶反應過程和生物轉(zhuǎn)化的過程的開發(fā)概況等，為基因工程的建立和新的生物技術(shù)時期的來臨創(chuàng)造條件。區(qū)分初級代謝產(chǎn)物和次級代謝產(chǎn)物

初級代謝產(chǎn)物：指微生物處于對數(shù)生長期所形成的產(chǎn)物，主要是與細胞生長有關的產(chǎn)物，如氨基酸、核酸、蛋白質(zhì)、碳水化合物以及能量代謝有關的副產(chǎn)品，如乙醇、丙酮、丁醇等。次級代謝產(chǎn)物：次生代謝物的產(chǎn)生與產(chǎn)生這種產(chǎn)物的微生物本身的生長和生命活動并不是密切相關的，它們一般產(chǎn)生于微生物生長的穩(wěn)定期，他們的結(jié)構(gòu)往往非常復雜。1.2.4 現(xiàn)代生物技術(shù)建立和發(fā)展時期

（20世紀70年代末開始）現(xiàn)代生物技術(shù)時期是以分子生物學的理論為先導，基因工程的技術(shù)開始能作為生物技術(shù)新產(chǎn)品的一種開發(fā)手段或關鍵技術(shù)后算起的。80年代以來，隨著重組DNA技術(shù)的發(fā)展，人們可以按人類社會的需要，定向培養(yǎng)出有用的菌株，這為發(fā)酵工程技術(shù)引入了遺傳工程的技術(shù)，使生物技術(shù)進入了一個新的階段。

基因工程的應用首先集中于許多多肽或蛋白質(zhì)的生化藥物中，如胰島素、干擾素等。這一時期生物技術(shù)的發(fā)展主要有：單克隆抗體的發(fā)展和應用；動、植物細胞培養(yǎng)技術(shù)的應用；雜交技術(shù)在動植物生產(chǎn)中的應用；轉(zhuǎn)基因植物和動物的研究和開發(fā)，克隆動物的發(fā)展及取得的成就等方面。

1.3 生物技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.3.1.深入開展人類后基因組學的研究，逐步掌握人類生、老、病、死的自然規(guī)律

有關后基因組學的研究概括講就是：首先要將完成圖的堿基對序列中所有的基因識別出來，其次要鑒別每一個基因的生物化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，最后要搞清所有基因與人類生、老、病、死的關系。

后基因組學的研究主要包括：結(jié)構(gòu)基因組學、功能基因組學、蛋白質(zhì)組學。1.3.2.逐步深入的開展基因診斷和基因治療研究

基因診斷是通過基因工程的手段對生物體的基因組DNA片段及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物進行定性和定量分析；

基因治療是以正常基因通過病毒載體原位轉(zhuǎn)入病人體內(nèi)以取代原來缺陷或病變的基因，也可以是使原來喪失表達能力或使原來喪失表達能力或使機體產(chǎn)生免疫基因已達到抗腫瘤、抗病毒的目的。

1.3.3 加強各種生物技術(shù)新藥物的研究開發(fā)

加強對重組激素、重組細胞因子、從足溶血栓物質(zhì)、治療性抗體的研究開發(fā)。1.3.4.人類干細胞培養(yǎng)或胚胎工程的發(fā)展 人類干細胞可分為兩類：全能性干細胞和多能性干細胞；前者能發(fā)育成完整的個體，后者只能發(fā)育成人體某一臟器或組織，如肝臟、腎臟、心臟或骨胳、皮膚、肌肉等。人類胚胎干細胞來自早期胚胎，這些全能型干細胞后來發(fā)育成多能性干細胞。轉(zhuǎn)基因動物的發(fā)展，克隆動物的發(fā)展成就

轉(zhuǎn)基因動物是通過基因工程手段獲得在基因中整合了外源基因的動物。克隆動物是指通過無性繁殖的手段復制而誕生的動物，其外形和生理性狀均與其供體細胞相同的動物。加速對人類功能基因的研究開發(fā)

由于功能基因?qū)θ祟惖慕】狄约八幬镅芯块_發(fā)的關系密切，因此各國科學家相互爭先把已知的功能基因進行相當深入的研究以獲得發(fā)明專利權(quán)。基因農(nóng)作物為農(nóng)作物方面的發(fā)展前景 轉(zhuǎn)基因農(nóng)作的重點發(fā)展方向是：抗蟲害的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物；尋找新的抗病毒基因并將其轉(zhuǎn)入一些重要農(nóng)作物中；抗干旱、抗鹽堿、抗重金屬、抗水澇、抗寒凍等的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物； 加強與環(huán)境保護學科的合作研究

主要集中在對環(huán)境污染的生物治理。

積極開展海洋生物技術(shù)的研究

大力發(fā)展與生物技術(shù)相關的工程技術(shù)學科的研究

小結(jié)：內(nèi)容包括三個部分：生物技術(shù)的定義和性質(zhì)；生物技術(shù)的發(fā)展及應用概況；生物技術(shù)的發(fā)展趨勢。重點掌握生物技術(shù)的定義質(zhì)；生物技術(shù)的發(fā)展的四個時期及代表產(chǎn)品和技術(shù)，了解生物技術(shù)的發(fā)展趨勢。第二講

菌種的來源

教學內(nèi)容：2-1 菌種的來源 §2-1-1 微生物的特點

§2-1-2 常見的工業(yè)微生物及作用 §2-1-3 典型微生物新種分離篩選過程 §2-1-4 微生物選擇性分離的原理和發(fā)展

目的要求：1.掌握典型微生物新種分離篩選過程，微生物選擇性分離的原理和發(fā)展； 2.了解常見的工業(yè)微生物及其用途

教學重點和難點：

1、典型微生物新種分離篩選過程

2、微生物選擇性分離的原理和發(fā)展 教學方法：課堂講授為主，自學結(jié)合

內(nèi)容提要及課時分配：

1、微生物的特點（5′）

2、常見的工業(yè)微生物及作用（15′）

3、典型微生物新種分離篩選過程（30′）

4、微生物選擇性分離的原理和發(fā)展（50′）作業(yè)：

1.微生物選擇性分離的方法及原理？

主講教師：

授課班級：生物08班

授課日期： 2010.9.9 導入新課：課堂提問：初級代謝產(chǎn)物、次級代謝產(chǎn)物。生物反應過程原理篇 2.菌種選育

2.1 菌種的來源： 2.1.1 微生物的特點

微生物的資源非常豐富，廣泛分布于土壤，水和空氣中，尤其土壤中最多。

有的微生物從自然界中分離出來就能被利用，有的需要對分離到的微生菌種進行人工誘變，得到突變株才能被利用。

微生物的特點是：種類多，分布廣；生長迅速，繁殖速度快；代謝能力強；適應性強，容易培養(yǎng)。

2.1.2 常見的工業(yè)微生物 ⑴ 細菌

工業(yè)常用細菌有：枯草芽孢桿菌，醋酸桿菌，棒狀桿菌，端桿菌等；

用途：用于生產(chǎn)淀粉酶，乳酸，氨基酸和肌苷等。⑵ 酵母菌

工業(yè)常用酵母菌有：啤酒酵母，假絲酵母，類酵母等。

用途：釀酒，制造面包，生產(chǎn)脂肪酶以及生產(chǎn)可食用，藥用和飼料用酵母菌蛋白等。⑶ 霉菌

工業(yè)常用霉菌有：藻狀菌綱的根霉，毛霉，犁頭霉，子囊霉綱的紅曲霉，半知菌類的曲霉，青霉等。

用途：多種酶制劑，抗生素，有機酸及輜體激素等。⑷ 放線菌

工業(yè)常用放線菌有：鏈霉菌屬，小單孢菌屬和諾長菌屬等。

用途：產(chǎn)生抗生素，微生物中發(fā)現(xiàn)的抗生素，有60%來自放線菌。⑸ 擔子菌

通常所說的菇類微生物。

用途：多糖，橡膠物質(zhì)和抗癌藥物的開發(fā)。⑹ 藻類

自然界分布極廣的一類自養(yǎng)微生物。

人類保健食品和飼料，（螺旋藻）環(huán)境治理，產(chǎn)生能源。2.1.3

典型的微生物新種分離篩選過程

分離微生物新種的具體過程大體可分為采樣、增殖、純化和性能測定 2.2.4 微生物選擇性分離的原理和發(fā)展

在過去的半個世紀里曾篩選出許多產(chǎn)生新的有用的刺激代謝產(chǎn)物的菌種，這些菌種多半是利用經(jīng)驗式的篩選方法獲得的。大多數(shù)的抗生素均由放線菌綱產(chǎn)生。下面介紹以放線菌為主的分離方法原理的發(fā)展。

選擇性分離方法大致分為五個步驟：①含微生物材料的選擇；②材料的預處理；③所需菌種的分離；④菌種的培養(yǎng)；⑤菌種的選擇和純化。以上任何一個階段都可以引入選擇壓力。⑴ 微生物材料的選擇

在選擇菌種來源時，存在以下一些標準： ① 對于天然材料，如土壤的選擇，來源越是廣泛的樣品，含有目的微生物的可能性就越大，越有可能獲得新的菌種；

②可尋找已適應相當苛刻的環(huán)境壓力的微生物類群；

③在酸性土壤圈的放線菌類群與緊接下層的中性圈的放線菌類群有很大的不同； ④自然環(huán)境的菌群可因為人類活動而改變； ⑤更新的生態(tài)環(huán)境有待于進一步開發(fā)。⑵ 材料的預處理

為了提高菌種的分離效果，人們設計了各種處理材料的方法，有物理方法、化學方法和生物方法。

為提高菌種的分離效果，設計各種與處理方法。物理方法：加熱，過路，離心，沉淀池中攪拌。化學方法：加幾丁質(zhì)或碳酸鈣提高PH。

誘餌法：花粉，蛇皮，人的頭發(fā)，涂石蠟的棒。⑶ 所需菌種的分離

所需菌種的分離效率取決于分離培養(yǎng)基的養(yǎng)分、pH和加入的選擇性抑制劑。一般憑經(jīng)驗而不是絕對的選擇。

培養(yǎng)基養(yǎng)分：幾丁質(zhì)（用來分離土壤或水中的放線菌），淀粉——羅素（和幾丁質(zhì)相類同），M3群脂(阻滯鏈霉素的生長，容易分離到其他霉菌)。PH值：

(1)6.7——7.5之間（大多數(shù)放線菌，嗜中型）

(2)4.5——5.0（嗜酸性）

(3)6.1——6.8（嗜堿性)選擇抑制劑：抗細菌抗生素，抗真菌抗生素；分離培養(yǎng)基中加入抗生素。⑷ 菌種的培養(yǎng)

溫度，時間兩方面主要變量為時間。放線菌平板通常在25-30℃；

嗜熱菌通常在45-55℃；

在此三者中可加入時間變量。嗜冷菌通常在4-10℃；

分離嗜溫菌如鏈霉菌和小單胞菌一般培養(yǎng)7~14天；嗜熱菌如高溫放線菌只需1~2天。有時培養(yǎng)時間短會漏掉一些新的和不尋常的菌種，因此有人在30℃和40℃將培養(yǎng)時間延長1個月，結(jié)果分離出一些不尋常的種屬。⑸ 菌落的選擇

分離步驟中最容易受挫折和最耗時間的階段，菌落的選擇有三種方法： 顯微鏡觀察分離

不易區(qū)分同一屬的不同種。

鋪菌法

會使所需菌落污染，并且只能美平板一種試驗菌。

復印平板法

對不長孢子的鏈霉菌則不能使用，也不適用于游動細菌的篩選。采用怎樣的選擇菌落方式取決于篩選的最終目的。

小結(jié)：內(nèi)容包括兩個部分： 工業(yè)常用微生物的種類及用途；微生物選擇分離的原理、步驟和發(fā)展的方法。第三講

菌種的來源

教學內(nèi)容：2-1 菌種的來源

§2-1-4 重要工業(yè)微生物的分離

2-2 菌種選育

§2-1-1 自然選育

§2-1-2 誘變育種

§2-1-3 抗噬菌體菌株的選育

目的要求：1.掌握工業(yè)微生物的分離方法，菌種選育的自然選育和誘變育種法

2.了解抗噬菌株的選育過程

教學重點和難點：

1、工業(yè)微生物的分離方法

2、菌種選育的自然選育和誘變育種法

教學方法：課堂講授為主，自學結(jié)合

內(nèi)容提要及課時分配：

1、重要工業(yè)微生物的分離（30′）

2、自然選育（20′）

3、誘變育種（30′）

4、抗噬菌體菌株的選育（20′）作業(yè)：

簡述誘變育種的一般步驟？

主講教師：

授課班級：生物08班

授課日期： 2010.9.14 導入新課：提問微生物選擇選性分離的相關內(nèi)容 2.2.3 重要工業(yè)微生物的分離

篩選具有潛在工業(yè)應用價值的微生物的第一個階段是分離，分離是指獲得純的或混合的培養(yǎng)物。接著篩選出那些能產(chǎn)生所需產(chǎn)物或具有某種生化反應的菌種。在篩選所需菌種時宜考慮：（1）菌的營養(yǎng)特性；（2）菌的生長溫度，應選擇溫度高于40℃的菌種；(3)菌對所采用的設備和生產(chǎn)過程的適應性；（4）菌的穩(wěn)定性；（5）菌的產(chǎn)物的率；（6）容易從培養(yǎng)液中回收產(chǎn)物；

理想的分離步驟是從土壤環(huán)境開始的，土壤中富于各種分離的菌。設計的分離步驟應有利于具有工業(yè)重要特征的菌的生長。2.2.3.1 施加選擇壓力的分離方法 ⑴ 富集液體培養(yǎng)

只能增加混合菌群中所需菌株數(shù)量的一種技術(shù)。方法的原理是：給混合菌群提供一些有利于所需菌種生長或不利于其他菌型生長的條件。供給特殊基質(zhì)或加入某些抑制劑。液體培養(yǎng)（分批富集，連續(xù)富集）⑵ 固體培養(yǎng)基的使用

常用于分離某些酶產(chǎn)生菌，其選擇培養(yǎng)基中常含有所需的基質(zhì)，以便促進酶產(chǎn)生菌的生長。2.2.3.2 隨機分離方法

有些微生物的產(chǎn)物對產(chǎn)生菌的篩選沒有任何選擇性優(yōu)勢，可以用采用隨機分離法獲得所需菌種。

隨機分離法發(fā)展了一些快速篩選方法和歸納出高產(chǎn)培養(yǎng)基成分的選擇性準則如下： ⑴ 制備一系列培養(yǎng)基，其中有各種類型的養(yǎng)分成為生長限制因素； ⑵ 使用一聚合或復合形式的生長限制養(yǎng)分； ⑶ 避免使用容易同化的碳； ⑷ 確定含有所需的輔因子，⑸ 加入緩沖液以減少pH變化。

例如：抗生素產(chǎn)生菌的篩選；藥理活性化合物的篩選；生長因子產(chǎn)生菌的篩選；多糖產(chǎn)生菌的篩選。2.3菌種選育

目前菌種選育常采用自然選育和誘變育種等方法，隨著微生物學、生化遺傳學的發(fā)展出現(xiàn)了轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)導、接合、原生質(zhì)體融合、代謝調(diào)控和基因工程較為定向的方法。經(jīng)典育種：自然選育和誘變育種。菌種選育常采用。

定向育種：轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)導，接合，原生質(zhì)體融合，代謝調(diào)控，基因工程。2.3.1 自然選育

生產(chǎn)中，不經(jīng)過人工處理，利用菌種的自然突變而進行菌種篩選的過程叫自然選育。一般認為引起自然突變的原因有兩個：多因素低劑量的誘變效應和互變異構(gòu)效應。自然突變有兩種情況：

菌種衰退，對生產(chǎn)無利的突變，對生產(chǎn)有利的突變的。

自然選育優(yōu)缺點：

優(yōu)點：是簡單易行； 缺點：效率低、進展慢。2.3.2 誘變育種 2.3.2.1 誘變育種的基本原理 變育種的理論基礎是基因突變。

突變是指由于染色體和基因本身的變化而產(chǎn)生的遺傳性狀的變異。誘發(fā)突變是指用各種物理、化學因素人工誘發(fā)的基因突變。其中誘發(fā)突變的變異幅度大大高于自然突變。

誘變因素的種類很多，有物理的、化學的和生物的三大類。2.3.2.2 誘變育種的一般步驟

誘變育種的整個流程包括：誘變和篩選兩個部分。誘發(fā)所形成的突變與菌種本身的遺傳背景、誘變劑種類及劑量的選擇和合理使用方法均有密切的關系。

2.3.2.3 誘變育種工作中應該注意的幾個問題 ⑴ 選擇好出發(fā)菌種 ⑵ 復合誘變因素的使用 ⑶ 劑量的選擇 ⑷ 變異菌株的篩選

⑸ 高產(chǎn)菌株的獲得需要篩選條件的配合 2.3.2.4 幾種物理、化學誘變劑的使用方法 紫外線、快中子、氮芥、亞硝酸、航天育種 2.3.3 抗噬菌體菌株的選育 2.3.3.1 噬菌體的分布

凡有寄主細胞的地方，一般容易找到相應的噬菌體。2.3.3.2 抗噬菌體菌株的選育 細菌的抗性是基因突變的結(jié)果 ⑴ 抗噬菌體菌株選育的幾種方法

根據(jù)基因突變規(guī)律，可采用自然突變和誘發(fā)突變等。⑵ 抗噬菌體菌株的特性試驗

抗噬菌體性狀的穩(wěn)定性試驗；抗性菌株的產(chǎn)量試驗；真正抗性和溶源性的區(qū)別試驗。2.3.3.3噬菌體的防治

噬菌體感染會出現(xiàn)畸形菌絲，菌體迅速消失，pH上升，發(fā)酵產(chǎn)物停止積累，甚至下降等現(xiàn)象。

對于噬菌體的防治要做到以下幾點： ⑴ 正確判斷；

⑵ 普及有關噬菌體的知識； ⑶ 選育抗噬菌體菌株； ⑷ 消滅噬菌體；

⑸ 收集和保存噬菌體。

小結(jié)：內(nèi)容包括兩個部分：菌種的來源——重要工業(yè)微生物的分離；菌種的選育。重點掌握菌種來源——重要工業(yè)微生物的分離（施加選擇壓力分離法、隨機分離法）。菌種自然選育和誘變育種的原理、方法及基本步驟。了解抗噬菌株的選育過程及注意事項。第四講

菌種的來源

教學內(nèi)容：2-2 菌種選育

§2-2-4 雜交育種

§2-2-5 原生質(zhì)體融合技術(shù)

§2-2-6 DNA重組技術(shù) 目的要求：1.了解菌種選育的方法：雜交育種、原生質(zhì)體融合、DNA重組技術(shù)等方法的原理

2.了解幾種育種方法的應用

教學重點和難點：

1、雜交育種

2、原生質(zhì)體融合技術(shù)

教學方法：課堂講授為主，自學結(jié)合

內(nèi)容提要及課時分配：

1、雜交育種（50′）

2、原生質(zhì)體融合技術(shù)（30′）

3、DNA重組技術(shù)（20′）

作業(yè)：微生物菌種選育的方法及特點。

主講教師：

授課班級：生物08班

授課日期： 2010.9.16 導入新課：

生物反應過程原理篇 2.3.4雜交育種

雜交育種是指將兩個基因因不同的菌株經(jīng)吻合（或接合）是遺傳物質(zhì)重新組合，從中分離和篩選具有新性狀的菌株。雜交育種的目的在于：（1）通過雜交使不同菌株的遺傳物質(zhì)進行交換和重新組合，從而改變原有菌株的遺傳物質(zhì)基礎，獲得重組體;（2）可以通過雜交把不同菌株的優(yōu)良性能集中于重組體中，克服長期用誘導劑處理造成的菌株的生活能力下降等缺陷；（3）通過雜交，可以擴大變異范圍，改變產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，甚至出現(xiàn)新品種；（4）分析雜交結(jié)果，可以總結(jié)遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和傳遞規(guī)律，促進遺傳學理論的發(fā)展。

微生物雜交育種所使用的配對菌株稱為直接親本。直接親本菌株應帶有適應的遺傳標記。常用的遺傳標記有顏色、營養(yǎng)要求和抗藥性等。營養(yǎng)標記菌株是最長用的遺傳標記之一。2.3.4.1細菌的雜交

細菌的接觸是導致基因重組的必要條件。

細菌雜交可以通過F因子轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導等發(fā)生重組，但育種獲得成功的報道不多。受體細胞接受供體細胞內(nèi)抽提得DNA而進行的基因重組稱轉(zhuǎn)化。

通過噬菌體載體，DNA從一個細胞轉(zhuǎn)移到另一個細胞而進行的基因重組稱轉(zhuǎn)導。

細胞結(jié)合融合之后重組，質(zhì)粒介導的結(jié)合作用稱F因子轉(zhuǎn)移。雄體（供體）部分遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到雌體受體細胞中。

質(zhì)粒自我控制轉(zhuǎn)移的過程稱為接合。

在E.coli中接合性質(zhì)粒家族稱為F因子（F為致育因子）

例

A-B+lac-SMrT1s + A+B-lac+SMsT1r

A+B+lac+SMT1r 2.3.4.2 放線菌雜交育種 2.3.4.2.1原理

放線菌只有一條環(huán)狀染色體。大體有四種遺傳體系：（1）異核現(xiàn)象，異核體：同一條軍銜活細胞中含有不同基因型的細胞核。（2）接合現(xiàn)象

相同細胞質(zhì)里不同基因型細胞核在雙方增殖過程中發(fā)生部分染色體的轉(zhuǎn)移或遺傳信息的交換。接合現(xiàn)象導致部分合子的形成。

（3）異核系的形成

部分合子形成后，接著就產(chǎn)生雜核的無性繁殖系（經(jīng)一次單交換形成）即異核染色體組。（4）重組體的形成

異核系不穩(wěn)定，在菌落生長過程中，二體區(qū)的不同位置發(fā)生交換后，能產(chǎn)生重組體細孢子，能長出各類型的分離子。2.3.4.2.2放線菌雜交技術(shù)

現(xiàn)常用的放線菌雜交方法主要有三種：混合培養(yǎng)法、平板雜交法和玻璃紙轉(zhuǎn)移法。2.3.4.3霉菌的雜交育種 2.3.4.3.1準性生殖過程

準性生殖：指真菌中部通過有性生殖的基因重組過程。

準性生殖的整個過程包括三個階段：異核體的形成；二倍體的形成；體細胞的重組。（1）異核體的形成 異核體（2）雜合雙倍體的形成

（3）體細胞重組

染色體交換

染色體單倍化 2.3.4.3.2霉菌雜交技術(shù)（1）選擇直接親本；（2）異核系的形成；（3）雙倍體的檢出；（4）分離子的檢出； 2.3.5 原生質(zhì)體融合技術(shù)

原生質(zhì)融合：將兩個親體細胞作用釋放原生質(zhì)體，在使其在高滲條件下混合在PEG作用下細胞融合，使兩親本基因組發(fā)生重組。2.3.5.1原生質(zhì)融合的優(yōu)越性：

優(yōu)點：① 去除細胞壁的障礙；② 增加重組親本的種類的數(shù)目；③ 增加重組的頻率 ④ 配合其他方法集中優(yōu)良性狀； ⑤ 可以通過鈍化親株，提高篩選效率。2.5.2原生質(zhì)體融合的一般步驟

親株Ⅰ→原生質(zhì)體Ⅰ

兩者融合（PEG處理）→融合子 親株Ⅱ→原生質(zhì)體Ⅱ

2.3.5.3原生質(zhì)體融合技術(shù)在微生物育種中的應用

原生質(zhì)體融合方法：PEG助融、電誘導、脂質(zhì)體為媒介的融合。2.3.6DNA重組技術(shù)

DNA重組技術(shù)：按人的意志，將某一生物的遺傳信息在體外經(jīng)人工與載體相接，構(gòu)成重組DNA分子，后轉(zhuǎn)入另一生物體細胞中得以表達和遺傳。2.3.6.2工程菌的穩(wěn)定性問題

2.3.6.2.1工程菌不穩(wěn)定性表現(xiàn)

工程菌不穩(wěn)定實際包括：質(zhì)粒不穩(wěn)定以及表達產(chǎn)物不穩(wěn)定兩個方面。

表現(xiàn)為以下三種形式：質(zhì)粒丟失；重組質(zhì)粒發(fā)生DNA片斷脫落；表達產(chǎn)物不穩(wěn)定。2.3.6.2.2解決工程均不穩(wěn)定性的對策 工程菌穩(wěn)定與否，與重組質(zhì)粒本身的分子組成、宿主細胞生理和遺傳性以及環(huán)境條件等因素有關。

常采用以下措施降低或防治工程菌的不穩(wěn)定性:（1）組建合適載體（2）選擇合適宿主（3）施加選擇壓力（4）控制基因過量表達（5）控制培養(yǎng)條件

（6）質(zhì)粒構(gòu)建時，插入一段能改良宿主細胞省長速率的特殊DNA 片段。（7）質(zhì)粒不應有可轉(zhuǎn)移因子（8）精減質(zhì)粒DNA（9）固定化重組菌

小結(jié)：內(nèi)容為菌種選育的方法：雜交育種；原生質(zhì)體融合技術(shù)，DNA重組技術(shù)。重點掌握雜交育種；原生質(zhì)體融合技術(shù)，DNA重組技術(shù)的原理、特點、基本步驟及注意事項。了解雜交育種；原生質(zhì)體融合技術(shù)，DNA重組技術(shù)在菌種選育中的應用

第三篇：生物專業(yè)發(fā)酵工藝學總結(jié)

名詞解釋：

1.（生產(chǎn)酒精）輔助原料：不直接用于酒精生產(chǎn)，制造糖化劑或補充氮源

3.排乏汽：在間歇蒸煮過程中，每隔一段時間將鍋內(nèi)氣體放出一部分，此過程叫排乏氣。為保證醪液受熱均勻和高的蒸煮質(zhì)量，要進行劇烈和徹底的攪拌，同時，排出一些有害氣體。

4.糖化：用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精時，在酒精發(fā)酵前，要將淀粉全部或部分轉(zhuǎn)變成可發(fā)酵性糖，這過程叫糖化。5.糖化劑：促使淀粉轉(zhuǎn)化成糖的生物催化劑。

6.液體曲：講曲霉菌在液體培養(yǎng)基中進行通風培養(yǎng)，使它生長和產(chǎn)酶得到含酶培養(yǎng)液叫液體曲。

7.糖化率（％）=還原糖／總糖×100％

8.酒化酶：參與G→C2H5OH+CO2的反應的所有酶和輔酶的總稱。包括己糖磷酸化酶，烯醇化酶，脫羧酶，氧化還原酶，及磷酸化酶。10.蒸餾：利用液體混合物中揮發(fā)性不同而分離組分的方法。粗餾：將發(fā)酵成熟醪中揮發(fā)性物質(zhì)與非揮發(fā)性物質(zhì)分離的過程。精餾：將粗酒精進一步除雜和提純的過程，也就是將酒精與其他揮發(fā)性物質(zhì)分離的過程。

11.大曲：是釀制大曲酒的糖化發(fā)酵劑，在制曲過程中讓自然界中的各種微生物富集到淀粉原料制成的曲胚上，經(jīng)過人工培養(yǎng)形成各種有益的釀酒微生物菌系和酶系，再經(jīng)過風干儲存成為成品大曲。12.酒醅：已經(jīng)發(fā)酵好的原料，也叫香醅，含有一定量的酒精與香味物質(zhì)。13.醅（醅子）：固態(tài)發(fā)酵法白酒生產(chǎn)中蒸完酒的酒醅 14.甑（甑桶 甑鍋）：固態(tài)釀造白酒間歇蒸餾的傳統(tǒng)設備 15.渣子（米渣子）：在白酒生產(chǎn)過程中，粉碎后的原料 16.大渣：加入新原料多的酒醪或醅子 17.小渣：加入少量新原料的酒醅或醅子 18.回活（回糟）：不加新原料的醅子

19.排：從新原料投料到發(fā)酵結(jié)束，蒸酒這一個生產(chǎn)小周期叫一排。20.立渣：新建的窖池第一次投產(chǎn)發(fā)酵叫做立渣。

21.麩曲酒：以高粱；薯干；玉米為原料，以麩曲為糖化劑，以純種培養(yǎng)的酵母為發(fā)酵劑，生產(chǎn)的蒸餾酒。

24.啤酒：以大麥為主要原料，以淀粉質(zhì)的谷類為輔助料，加入適量的酒花，生產(chǎn)出含有Co2，具有泡的，具有酒花香味和爽口的苦味，營養(yǎng)豐富，風味獨特的釀造酒

27.酒花油：多種芳香物質(zhì)的總稱，淺黃色油狀液體，蒸餾后黃色油狀物

28.浸麥度：經(jīng)過制麥之后大麥的含水率。=大麥吸收水量+大麥原水量/浸后大麥重量*100%。

29.溶解：指麥粒中胚乳結(jié)構(gòu)發(fā)生的化學和物理性質(zhì)的變化

30.麥芽的溶解：在發(fā)芽過程中，隨著E的逐步形成，蛋白E作用于細胞間的Pr，半纖維素E作用于胚乳細胞壁，使胚乳細胞壁成為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，隨后淀粉E，PrE進入細胞內(nèi)進行一系列的水解反應，便胚乳細胞松軟，這個過程稱為麥芽的溶解 31.Pr的休止：糖化過程中Pr的分解過程

32.Pr的休止溫度：糖化過程中Pr的分解溫度

Pr的休止時間：糖化過程中Pr分解所需的時間。

33.煮出糖化法：利用生物與物理作用，使物料糊化，使物質(zhì)分解和溶出。

34.發(fā)酵度：發(fā)酵過程中消耗浸出物濃度下降的百分率（可發(fā)酵型糖）。

35.啤酒澄清：指啤酒與所含的固體粒子分離的過程叫啤酒澄清。36.啤酒的穩(wěn)定性：啤酒是多種成分不穩(wěn)定的膠體aq，容易受外界因素的影響而發(fā)揮變質(zhì)，啤酒抵抗外界因素的影響而保持酒質(zhì)不變的能力叫啤酒的穩(wěn)定性。

37.啤酒的非生物穩(wěn)定性：啤酒排除物理化學因素的影響而保持酒質(zhì)不變的能力。

38.啤酒的生物穩(wěn)定性：啤酒不被雜菌污染或不殘留酵母細胞，防止產(chǎn)酸和再發(fā)酵的能力，叫啤酒的生物穩(wěn)定性。

39.糊化：溫度升高60~80℃（α—淀粉酶作用）淀粉顆粒的體積膨脹至原體積50~100倍，淀粉分子間的聯(lián)系減弱，引起淀粉顆粒的部分解體，形成了均一；粘稠的液體，淀粉顆粒結(jié)構(gòu)從有規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

40.液化：溫度大于130℃，支鏈淀粉完全溶解，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被徹底破壞或粘度較低的流動性醪液。

41粉碎比：粉碎前物料的最大直徑與粉碎后物料的最大直徑之比X=D/d。

42間歇蒸煮：從投料到成醪在一個容器內(nèi)進行的操作叫間歇蒸煮。43回流比：R=回流量/產(chǎn)品量，最適R：3-4.44蒸餾酒：凡是用水果，乳糖，糖類，谷物等原料經(jīng)過酵母菌發(fā)酵后，蒸餾得到無色透明的液體，再經(jīng)陳釀和調(diào)制制成的透明的含酒精濃度大于20%的酒精性飲料。

45制麥：由原料大麥制成麥芽的過程，是啤酒生產(chǎn)的開始。46煮沸強度：每小時蒸發(fā)出水分的百分率。=混合麥汁數(shù)量-最終麥汁數(shù)量/混合麥汁數(shù)量*煮沸時間*100%。47發(fā)酵度：浸出物濃度下降的百分率。簡答： 第一編 1.酒精生產(chǎn)的原料在工藝上的要求：凡是含有可發(fā)酵性糖或者可以轉(zhuǎn)變?yōu)榭砂l(fā)酵性糖的物質(zhì)都可以作為酒精生產(chǎn)的原料。

原料：1.淀粉質(zhì)原料（谷類、薯類、廢糖蜜）2.糖質(zhì)材料。3.纖維質(zhì)材料 4.其他

常用原料的化學組成和作用：A.碳水化合物（淀粉、纖維素，蔗糖、麥芽糖，G/F）作用：1.提供微生物所需的碳源、氮源。2.生成酒精，含量增多酒精增多。B.蛋白質(zhì)經(jīng)過蛋白質(zhì)酶水解成肽和氨基酸，被微生物利用。……（7頁）常用原料淀粉質(zhì)及特點（7頁）2.酒精生產(chǎn)原料的清理目的：除去沙石，鐵釘，雜草，繩頭以防損傷機器，堵塞管路，泵，閥門，溢流管。3.酒精生產(chǎn)原料粉碎的目的：①原料中的淀粉是植物體內(nèi)的貯備物質(zhì)，受植物組織和細胞壁的保護，既不溶于水也不易和淀粉酶接觸，通過粉碎增大物料表面積，提高熱處理效益，有利于酶的作用；②粉末狀的物料加水調(diào)漿后便宜流動輸送。方法：1.干法粉碎：錘式粉碎機2.濕法粉碎

4.原料粉碎工藝的影響：粗粉碎的原料要采用快速加熱的方法，細粉碎原料要采用緩慢加熱的方法。

5.原料預熱的目的：①植物組織和細胞在一定溫度和壓力下，吸水膨脹破裂，淀粉變成溶解的糊液，易于受酶的作用，水解成可發(fā)酵性糖；②殺死附著于原料表面的微生物，使糖化發(fā)酵在純種情況下進行；要求：①質(zhì)量均勻②滅菌要徹底③少生成有害物質(zhì)④減少損失。要求：1.質(zhì)量均勻 2.滅菌徹底 3.減少有效成分的損失 4.少生成有害物質(zhì)

淀粉的溶解和膨脹：1.膨脹：淀粉是一種親水性的膠體，遇到水后水分子在滲透壓的作用下滲入淀粉顆粒內(nèi)部，使淀粉分子體積和質(zhì)量增加。水化階段：吸水20%-25% 放熱。膨脹節(jié)段：吸水是原來的幾倍體積質(zhì)量增加，吸熱，淀粉鏈打開。2.糊化：溫度70-80度，吸水量是原來的50-100倍。糊化使淀粉間的聯(lián)系減弱，引起淀粉顆粒的部分解體，形成均一粘稠的液體—無限膨脹。3.液化：糊化后溫度升高達到130度以上，支鏈淀粉幾乎全部溶解，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被徹底破壞，淀粉溶液變成粘度低的流動性醪液。水熱處理中原料的變化（14頁）

6.水熱處理中糖分的變化：①己糖在高溫情況下，產(chǎn)生5-羥甲基糠醛，繼續(xù)反應生成有機酸和色素類物質(zhì)；②戊糖脫水可以產(chǎn)生糠醛；③焦糖化反應：糖在接近熔化溫度下加熱形成褐紅色無定形水解產(chǎn)物—焦糖，造成原料的損失，對酵母生長不利；④AA+低分子糖→類黑素影響糖分變化的因素：a.氨基糖反應的速度與還原糖的種類，反應的溫度，濃度有關，溫度高濃度高，反應速度快；b.果糖最容易焦化，高濃度糖容易教化，局部過熱容易焦化，蒸煮的壓力越高時間越長，焦糖越多。降低糖分損失的措施：a.在調(diào)降預熱階段盡量避開淀粉酶的最適作用溫度50~60℃，；b.適當加大加水比；c.加強攪拌；d.采用低溫短時間蒸煮工藝。7.排乏汽的作用：為保證醪液受熱均勻和高的質(zhì)量要進行劇烈和徹底攪拌同時排除一些有害氣體（甲醇）。

8.與糖化有關的酶種類的特點：㈠淀粉酶⑴α-淀粉酶（液化酶；內(nèi)切酶；淀粉-1,4-糊精酶；）作用方式：在淀粉鏈內(nèi)部，任意切割α—1,4糖苷鏈，將淀粉長鏈迅速水解為短鏈以糊精和低聚糖，然后慢慢水解成G或果糖，使醪液粘度迅速下降，不能切割—α—1,6鍵及其附近的α—1,4鍵。①特點:a.耐熱（90℃以上不失活）b.不耐酸c.使醪液粘度下降,產(chǎn)生液化現(xiàn)象.②應用:原料粘度大,醪液濃度高時可以加入該酶.⑵淀粉1,4—葡萄糖苷酶（糖化酶；外切酶）作用方式：從淀粉非還原性末端開始，每隔一個G單元切一次。作用于α—1,4鍵，也能作用于α—1,6鍵，或其附近的1,4鍵。（緩慢）⑶淀粉1,4—麥芽糖苷酶（β—淀粉酶）作用特點：從淀粉的非還原性末端開始，每隔兩個G單位切一次，水解的產(chǎn)物主要是麥芽糖，不能水解α—1,6鍵，所以產(chǎn)物中一定有糊精。⑷界限糊精酶：專門水解α—1,6鍵。㈡轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶G+G（E）→α—1,4麥芽糖（可發(fā)酵）/α—1,4異麥芽糖（不可發(fā)酵）；G+麥芽糖→α—1,4潘糖（不可發(fā)酵）㈢其他酶：①PrE：水解蛋白質(zhì)→胨，肽，月示，AA。②磷酸脂酶：磷酸糊精→G+H3PO4。③單寧酶。4.果膠酶：理想糖化劑菌種：要求：含有較多糖化酶，液化酶的含量中等或略少，含有β—淀粉酶和界限糊精酶，一定量的PrE單寧酶，不含或少含轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶，能夠耐較高的酸度。9.影響曲霉的生長和產(chǎn)酶的因素： ㈠菌種本身的性能。（內(nèi)因）

㈡培養(yǎng)基的組分（外因）1.碳源：是微生物生長的能源，是貯藏物質(zhì)的原材料，是菌種細胞的骨架物質(zhì)。種類：淀粉；糊精；低聚糖；G（F）；果糖酶活力順序：淀粉>糊精>低聚糖>G>果糖 直接使用淀粉→工藝上培養(yǎng)曲霉菌的M不需要糖化，蒸煮或冷卻直接接種原因：目的獲得大量淀粉酶，是誘導酶，必須有底物存在時才能夠大量產(chǎn)生，所以M不需要糖化。

2.N源：酶本身是一種特殊的蛋白質(zhì)，所以氮源是構(gòu)成或菌體和酶的主要成分。在一定范圍內(nèi)氮源含量越高，菌絲生長旺盛，E產(chǎn)量增加。①常用的氮源：1有機氮：豆餅，米糠，麩皮。2.無機氮：①NaNO3 NA+→NaOH+酸→中和，pH變化不大→對α—淀粉酶形成有利。②（NH4）2SO4酸度下降，PH上升對糖化酶的形成有利

C/N影響PH變化：C/N增高，ph下降，酸度增加 糖化酶增加，液化酶降低；C/N下降ph升高酸度下降，液化酶上升，糖化酶下

降。

3.無機鹽

①功能：是菌體的組成分，可以調(diào)節(jié)滲透壓ph值，氧化還原電位，作為酶的活性集合組成分，或者可以維持酶的活性。

4.水分：功能：在微生物代謝過程中，營養(yǎng)物質(zhì)的輸送和熱量的排除。水分含量：液體曲：80-88%，固體曲：48-50%

（三）培養(yǎng)條件

1.空氣：曲霉菌好氧微生物→供氧

①固體曲通風供氧除了曲霉菌呼吸所需要的氧氣外還能夠驅(qū)除菌體的代謝過程中產(chǎn)生的熱量和CO2，有利于保持曲料的溫度和濕度。②液體曲通風供氧是為了補充營養(yǎng)液中的溶解氧，供給曲霉菌呼吸，溶解氧充足，菌絲生長良好，酶活力高。2.pH：4~7.曲霉生長較好。pH值可以改變質(zhì)膜和營養(yǎng)物質(zhì)的滲透性，影響微生物的生命活動，還可以抑制雜菌，影響代謝產(chǎn)物的組成和酶系組成。3.溫度：曲霉菌形成淀粉酶的溫度比菌絲生長的最適溫度要稍高，在工廠里，一直采用前期溫度低，后期溫度稍高的工藝。4.時間：固體曲20-80小時，液體曲：36-48小時 培養(yǎng)液體曲應注意的問題

1.留種不超過3-4代，留種關鍵：無菌 2.液體曲馬上使用，若不馬上使用，首先降溫25度以下，保壓可貯藏一周，期間酶活力變化不大，酸度略有提高。糖化工藝控制（27頁）

10.糖化過程中物質(zhì)變化：①淀粉：液化、糖化同時進行。②蛋白質(zhì)：眎、胨、肽、氨基酸；蛋白酶最佳作用條件：PH 4.3～5.0。溫度：47℃。③果膠質(zhì)、半纖維素 傳統(tǒng)工藝：水解；新工藝：不變化。④含磷物質(zhì)：在磷酸酯酶的作用下，磷酸游離出來，溫度57度，PH5.5-6.0⑤酸度的變化：糖化醪酸度》蒸煮醪酸度。原因：蛋白質(zhì)水解→氨基酸。磷酸鹽的分解。果膠酸分解產(chǎn)生果膠酸。11.酒精生產(chǎn)對酵母菌種的要求： ①要含有較強的酒化酶、發(fā)酵能力強而且要迅速；②繁殖速度要快；③具有較高的耐酒精能力，對本身代謝產(chǎn)物的穩(wěn)定性高；④抵抗雜菌能力要強、耐酸能力強；⑤對培養(yǎng)基的適應性強；⑥生產(chǎn)性能穩(wěn)定、變異性小；⑦發(fā)酵過程中產(chǎn)生的泡沫少。

（填空）12.酒精酵母的特性：①繁殖速度快。②對醪液濃度的要求：a在含5%（v/v）酒精的發(fā)酵醪中，發(fā)酵力減弱；b在含12%（v/v）酒發(fā)酵醪中，發(fā)酵力停止；c生產(chǎn)上，糖化醪濃度16~18Bx。③培養(yǎng)溫度：25~30℃；發(fā)酵溫度：30~33℃。④pH：4.0~6.0繁殖，pH＜3時，活力大大降低；酒母糖化醪PH：5.0—5.5，為了酵母繁殖，抑制雜菌，生產(chǎn)上PH：4.0—4.5.⑤需O2狀態(tài)：有O2，能生長（TCA/繁殖）→CO2；H2O無O2，能生活（EMP/發(fā)酵）→乙醇；CO2。13.酒精酵母中的酶類：⑴酒化酶：參與G→C2H5OH+CO2的反應的所有酶和輔酶總稱，包括己糖磷酸化酶，氧化還原酶，烯醇式酶，脫羧酶等，是胞內(nèi)酶，只有cell健壯，酒化酶含量才高，發(fā)酵旺盛。

⑵水解酶：①蔗糖酶：（胞外酶）。②麥芽糖酶：（胞外酶）最適溫度：40℃。③肝糖酶：（胞內(nèi)酶）。

14.酒化醪的制作：a.原料的選擇：玉米最好，N、C、無機鹽、維生素含量豐富，酵母生長旺盛。瓜干：補加N源，若用不適用的原料，要采用混合原料。B.工藝流程：原料→粉碎→調(diào)漿→蒸煮→冷卻→（加曲→）→糖化→加營養(yǎng)鹽→調(diào)酸→殺菌→冷卻→酒母糖化醪。C.工藝條件：①加水比：1:4~5，酵母菌適合低滲透狀態(tài)下生長，12~14Bx。②加曲：高于生產(chǎn)20%。③糖化時間：3~4h，主要為了獲得更多的低分子糖、低分子氮。④加營養(yǎng)鹽：（只限于薯類）用量0.05~0.1%，發(fā)酵時用薯類不用加營養(yǎng)鹽。⑤調(diào)酸：適于酵母菌生長，抑制雜菌，pH：4.0~4.5。⑥殺菌：溫度不能太高85~90℃；30min。⑦冷卻：到27-30℃，用來培養(yǎng)酵母菌。

15.復水活化的方法：首先復水活化液殺菌20min，酵母活化液比1：4，最大：1:20①水活化：水是滅菌后的水，38-40℃；14-20min；復水14-20min。原因：因為水沒有營養(yǎng)，如果復水時間過長酵母會營養(yǎng)不良容易老化。②糖水活化：2%蔗糖水；10-50倍；38-40℃；15-30min；降溫度；30-34℃；活化1-3小時（攪拌）③稀糖化醪活化：5-10倍；濃度4-5BX，38-40℃；復水15min 降溫至31-33℃（＜34℃）活化1-3h，投入發(fā)酵罐。

16復水活化時應注意的問題：①復水活化時間一般不超過6h②活化后細胞數(shù)達到500億個/g，活菌數(shù)》80%③壓榨，烘干，烘干之前要加保護劑④復水活化的溫度：開始：38-40℃后期：30-34℃ 17.酒精發(fā)酵的目的要求：目的：將可發(fā)酵糖轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳。要求：用最少的原料生產(chǎn)出盡可能多的酒精產(chǎn)品，盡量減少發(fā)酵損失。①發(fā)酵前期，創(chuàng)造條件，酵母繁殖，占絕對優(yōu)勢②發(fā)酵中后期，創(chuàng)造厭氧條件，使酵母在無氧條件下發(fā)酵，產(chǎn)生酒精和二氧化碳③發(fā)酵過程中要保持糖化酶活力，使糖化醪中的糊化了的淀粉繼續(xù)分解，產(chǎn)生可發(fā)酵性糖，保證后糖發(fā)酵順利進行④要防止雜菌污染，避免因此造成損失⑤注意回收二氧化碳及夾帶的酒精

發(fā)酵過程三個時期（前期發(fā)酵、主期發(fā)酵、后期發(fā)酵）的特點（36頁）

18.酒精發(fā)酵副產(chǎn)物的生產(chǎn)：①甘油：生成途徑A加入亞硫酸氫鈉，大量積累甘油；把發(fā)酵醪液PH調(diào)到7.6，兩分子乙醛發(fā)生歧化反應生成乙醇和乙酸。②雜醇油：生成途徑A蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生氨基酸，氨基酸脫氨，脫羧產(chǎn)生雜醇油B酵母的代謝產(chǎn)生 ③琥珀酸：酵母代謝的必然產(chǎn)物，對發(fā)酵過程影響不大，不影響產(chǎn)品質(zhì)量 ④

乳酸等有機酸的生成：乳酸就是由雜菌感染生成的 19.發(fā)酵工藝方法：（間歇發(fā)酵法）①一次加滿法，優(yōu)點：操作簡便，便于管理：缺點：發(fā)酵的延遲期長；適用范圍：鍋與罐容積相等的酒精廠②分次添加法，優(yōu)點：發(fā)酵要比第一種方法要旺盛，能夠抑制雜菌，發(fā)酵遲緩期短；適用范圍：鍋小罐大的工廠③連續(xù)流加法，優(yōu)點：發(fā)酵的遲緩期短，總發(fā)酵時間短；適用范圍：連續(xù)蒸煮，連續(xù)糖化的工廠④分割主發(fā)酵法，優(yōu)點：省去了酒母的制作，接入的酵母種子量大，發(fā)酵時間可以縮短 總滿缸時間不超過8-10小時的原因：若超過8-10小時后加入的淀粉和糊精來不及徹底被轉(zhuǎn)化糖進而生成酒精就到了預定的發(fā)酵時間造成發(fā)酵成熟醪液殘?zhí)歉撸沟矸劾寐实?/p>

6-8小時原因（流加速度快）流加過快（小于6小時）會造成發(fā)酵醪液中酵母細胞低，不易造成酵母群體優(yōu)勢，有可能污染雜菌流加過慢，能延長滿缸時間，造成后加入糖化醪中淀粉和糖不能充分利用，導致可發(fā)酵性糖的損失2 蒸餾的基本原理：（41頁）只答拉烏爾定律

20.回流目的：如果精餾塔沒有回流，則蒸餾塔板上的酒精，由于不斷蒸發(fā)而減少，塔板上的酒精濃度會下降，沸點會上升，雖然有進料來補充蒸出的酒精，但不足以維持各層塔板穩(wěn)定的溫度差和濃度差，精餾過程無法進行，酒精濃度難以保證，雜質(zhì)難以清除。21.雜醇油的分離：①特點：是一元高沸點的混合物，主要包括異戊醇，異丁醇，正丙醇等，以異戊醇為代表，異戊醇占45~75﹪，在79~105℃區(qū)域內(nèi)，在水中的溶解度小于3﹪，以任意比溶于乙醇溶液中，是棕黃色的油狀物。②雜醇油在塔內(nèi)的運動情況：在塔的下部，由于酒精濃度較低，異戊醇的揮發(fā)系數(shù)大于1，氣相中異戊醇的濃度大于液相中異戊醇的濃度，所以異戊醇的運動方向向上。在塔的上部，酒精濃度大于55﹪，異戊醇的揮發(fā)系數(shù)小于1，液相中異戊醇的含量大于氣相中異戊醇的含量，異戊醇的運動方向向下。當酒精濃度是55﹪時候，異戊醇的揮發(fā)系數(shù)接近1，這樣就使得異戊醇聚集在酒精濃度是55﹪附近的塔板上。③雜醇油的提取：在實際生產(chǎn)中，塔的蒸汽壓力很難達到均衡，塔內(nèi)酒精的負荷有變動，且雜醇油本身是混合物，所以它集中分布在幾層塔板上。液相取油：進料板上2,4,6塊上提取，55~70﹪附近，86~93﹪。氣相取油：進料板下2,4,6塊上提取，42﹪左右；④雜醇油的分離：液液萃取：水是萃取劑，分離到水占90%，乙醇站8.3%以下，雜醇油站2-3%，達到分離效果，萃取溫度：25-30℃.22.成品酒精的提取：①在塔頂往下數(shù)4~6層板液相提取原因塔頂酒精濃度最高，雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)最小，液相中雜質(zhì)含量最高，向下數(shù)幾塊塔板后，酒精濃度稍低，頭級雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)增大，液相中雜質(zhì)含量比塔頂液相中雜質(zhì)含量降低。所以。。

第二編（白酒、大曲、入窖）

（填空）1.中國白酒：⑴濃香型（窖香型）：瀘州老窖，己酸乙酯和適量的丁酸乙酯已經(jīng)乙酸，丁酸和較復雜的醛類為陪襯。⑵醬香型：茅臺52-53°，以4-乙基愈瘡木酚和丁香酸等酚類為主，以多種氨基酸和高沸點的醛酮類為襯托，其他酸酯醇為助香成分。⑶清香型：汾酒，65°，乙酸乙酯和乳酸乙酯協(xié)調(diào)搭配，還有比較多的醋酸和雙乙酰等成份。⑷米香型：桂林三花酒，乳酸乙酯，乙酸乙酯，和β-苯乙醇為主體，以醇類為陪襯。5）兼香型，董香型：董酒。己酸乙酯，乙酸乙酯，乳酸乙酯作陪襯。6）鳳型：西鳳酒7）芝麻香型：山東景芝酒8）豉香型：廣東玉冰燒9）特型：四特酒。

2.白酒生產(chǎn)對原料的要求：比較多的淀粉和糖，含有一定量的蛋白質(zhì)（使菌體合成細胞和產(chǎn)生香味物質(zhì)），含有一定量的無機鹽（菌體生長）。原料的作用：1.給微生物提供營養(yǎng) 2.產(chǎn)生乙醇 3.產(chǎn)生香味物質(zhì)。原料的特點：1.高粱--（香）單寧2.玉米—甜3.大米—凈4.大麥—沖5.瓜干—苦6.馬鈴薯—土腥味7.木薯—氫氰酸 3.白酒生產(chǎn)的輔料：(1)要求：不含或很少含淀粉和糖。(2)作用：吸水，調(diào)節(jié)淀粉濃度和酸度、酒度，疏松酒醅，便于蒸餾(3)性質(zhì)：良好的吸水性，含雜志少，新鮮不霉爛，一般不含或很少含營養(yǎng)物質(zhì)。(4)常用輔料：高粱殼：疏水性一般，含單寧多影響發(fā)酵 玉米芯：含五碳糖多，高溫蒸煮易產(chǎn)生焦糊味，疏松吸水性最好古殼：疏松吸水性較好，多用于名優(yōu)酒生產(chǎn)。稻殼：疏松性好，吸水性一般，含硅酸鹽多。（5）處理：清蒸處理，除去輔料味，時間不少于30分鐘

4.大曲酒生產(chǎn)特點:⑴采用固態(tài)配醅發(fā)酵⑵采用邊糖化邊發(fā)酵工藝（雙邊發(fā)酵）⑶多菌種混合發(fā)酵⑷采用固態(tài)甑桶蒸餾。

5.大曲的特點：特點：①采用生料制曲，有利于保存原料中，原有的水解酶類（如小麥中的β-淀粉酶）使它們在釀造過程中仍能發(fā)揮作用，同時，有助于那些能夠直接利用生料的微生物富集 生長 繁殖。②采用接種（自然）：春末夏初到中秋節(jié)前后是生產(chǎn)大曲的最佳時間。③既是糖化發(fā)酵劑，又是釀酒原料。④強調(diào)使用陳曲，需要經(jīng)過兩到六個月的后熟，成為陳曲之后，才能使用，因為在制曲過程潛入了大量酸性細菌，它們在干燥條件先，會失去繁殖能力或死亡，避免發(fā)酵過程中產(chǎn)酸。

（填空）7.瀘香型大曲酒生產(chǎn)工藝：原料：糯米高粱；配料：糧醅比：1：4-5；糧糠比17-20% ；大回醅作用：調(diào)節(jié)淀粉的濃度，酸度，酒度；加入輔料作用：可以疏松酒醅，稀釋淀粉，沖淡酸度，吸收水分，保持漿水，有利于發(fā)酵和蒸餾。入窖發(fā)酵條件：入窖溫度：采用低溫入窖定溫發(fā)酵，低溫入窖是為了保證酒醅在適宜的溫

度下進行緩緩有規(guī)律的發(fā)酵。入窖淀粉濃度：取決于糧醅比1：4-6 糧糠比1：0.2左右。入窖條件;A.溫度，低溫入窖，定溫發(fā)酵。B．入窖發(fā)酵的入窖淀粉濃度：取決于糧醅比和糧糖比，經(jīng)驗數(shù)據(jù)：淀粉濃度下降1﹪，酒醅溫度上升1.8℃，冬季：入窖溫度16~18℃，根據(jù)酵母的生理特性，最高發(fā)酵溫度是36℃，所以發(fā)酵過程中允許溫度上升的幅度是18~20℃，允許淀粉濃度下降9-10%，配料時殘余淀粉5-7%，在發(fā)酵過程中允許淀粉濃度14~17﹪，續(xù)渣法發(fā)酵入窖淀粉濃度是16~18﹪ C。入窖酸度：冬天1.3度，夏天2度。D.入窖水分：夏天57-58%冬天53-54%

低溫入窖原因：曲酒在發(fā)酵時，是在固體狀態(tài)下進行的發(fā)酵過程，由于窖壁和酒醅傳熱系數(shù)很小、性能差，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量很難散發(fā)出去，只能升高醅的溫度，為了控制微生物發(fā)酵適宜的溫度，不使醅溫升得太高，必須根據(jù)季節(jié)的變化來調(diào)節(jié)入窖淀粉濃度和入窖溫度，采用低溫入窖、延緩發(fā)酵速度，使酒醅溫度不至于迅速升高，協(xié)調(diào)糖化和發(fā)酵速度，維持酶的活性，使邊糖化邊發(fā)酵順利進行，根據(jù)酵母酒生理特性大曲酒發(fā)酵最高溫度控制在36℃左右，入窖溫度受氣溫高低制約，要堅持低溫入窖原則，一般北方16-18第三編℃，平常（啤酒、13-14麥汁、℃，夏季盡可能低。大麥、發(fā)芽、干燥、過濾、凝固物、酵母、雙乙酰）

清蒸法 混蒸法（見附頁）特點（61頁）

啤酒生產(chǎn)工藝流程（見附頁）大麥種類、結(jié)構(gòu)（見附頁）

1.啤酒的輔助原料添加目的：①降低成本。②調(diào)節(jié)麥汁中糖和非糖的比例，提高發(fā)酵度。③降低麥汁中的總氮含量，提高啤酒的生物穩(wěn)定性。④多酚物質(zhì)含量少，可以降低色度，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。正常用量：20-30%。添加輔料應注意的問題：補加淀粉酶；所加的輔料不應該造成過濾困難；所加輔料不應該帶來邪雜氣味。2.多酚物質(zhì)在啤酒生產(chǎn)中的作用：主要成分：花色苷 對啤酒釀造有雙重作用，在麥汁煮沸及隨后的冷卻過程中都能與蛋白質(zhì)結(jié)合，凝固沉淀，有利于啤酒的穩(wěn)定性，另一方面，正是由于多酚物質(zhì)與Pr結(jié)合產(chǎn)生沉淀，所以啤酒中多酚物質(zhì)殘留是造成啤酒渾濁的主要因素之一。

酒花化學成分及作用（64頁）異構(gòu)化作用（64頁）

3酒花的烘干與保存：烘干溫度：《50℃保存：低溫，干燥，隔絕空氣，充CO2或氮氣，避光。

4.麥芽制備：目的：①通過制麥操作產(chǎn)生各種E，以供制備麥芽汁的催化劑。②使麥粒中的淀粉，Pr在E的作用下，達到適度的溶解。③通過干燥除去綠麥芽多余的水分種生腥味，產(chǎn)生干麥芽特有的色香味。

（填空）大麥的輸送方式：1.氣流輸送2.機械輸送

（填空）大麥儲藏的目的：新收大麥水分含量高，有休眠期，發(fā)芽率低，必須要經(jīng)多一段成熟期后才能使用，一般周期6-8周方法：地面堆積、立倉

5.浸麥的目的：①除塵，除雜，除微生物。②提高麥料的含水率。③浸出麥皮中的有害成分（多酚物質(zhì)，谷皮酸，色素）

6.浸麥度對麥芽質(zhì)量的影響：①浸麥過度：a發(fā)芽力削弱，基至引起胚的破壞，發(fā)芽率低；b麥粒的呼吸旺盛，麥層溫度高，物質(zhì)消耗大；cE的活力低，制麥損失高。②浸漬不足：a發(fā)芽力弱，易生成硬質(zhì)麥芽；b葉芽根芽生長不足；cE活力低，Pr分解不完全。（填空）7.浸麥理論：⑴水的吸收：通過導管，管胞吸收水分，前期吸水快，后期吸水慢。a：6~10h；吸水快60%；12~14%；30~35%；胚吸水快，胚乳吸水慢，E活力上升。b：10~20h麥粒幾乎很少吸水，只有胚，糊粉層吸收極少的水量。c：20h以后若氧充足，吸水量與鋟麥時間成正比。⑵吸水速度：a吸水速度與麥粒性質(zhì)：①顆粒越小，吸水越快②同類大麥含N量越低，吸水越快③粉狀粒吸水快b：T越高，吸水速度越快，時間越短；T：14~18℃；﹤20℃。⑶浸麥與通風（供氧）作用:如果麥粒長時間缺氧，將導致分子間的呼吸作用，使呼吸產(chǎn)物積累，造成胚的生命力的破壞。供氧效果：供氧不足：①胚成窒息狀態(tài)，發(fā)芽遲緩不旺盛②麥粒溶解不足③麥層有水果味，酸味④發(fā)芽呈早期發(fā)熱現(xiàn)象。供氧充足：①胚新鮮健康②發(fā)芽快，均勻，旺盛，麥粒溶解好③麥粒吸水快④麥粒提高萌發(fā)，發(fā)芽時間短⑤麥芽中的E活力高。供養(yǎng)措施：浸水通風、泵送、空氣休止、噴淋法、沖洗

8.浸麥水中的添加劑：KMnO4，甲醛，石灰，氫氧化鈉，碳酸鈉，過氧化氫。作用：為有效地清除麥皮中的有害成分，殺死附著在麥粒上的微生物，達到清洗和滅菌的目的。

8發(fā)芽的目的：①使麥粒生成大量的各種酶，并使麥粒中一部分非活化酶得到活化并增長②使麥粒達到適度的溶解來滿足糖化的需要。

12.發(fā)芽過程中的主要酶類㈠①α－淀粉酶；②β－淀粉酶。㈡蛋白E：①內(nèi)肽E；②外肽E。㈢半纖維素E。㈣磷酸脂E。㈤脂肪E。9.發(fā)芽過程中的物質(zhì)變化： ⑴淀粉：淀粉鏈總趨勢變短，直鏈淀粉的比例增加，并產(chǎn)生部分低分子糖和糊精⑵半纖維素：胚乳中不斷分解，β—葡聚糖水解，粘度降低⑶Pr

①蛋白質(zhì)分解的意義：大麥中的Pr主要是在發(fā)芽中北分解的。糖化 過程的中的Pr分解只是發(fā)芽分解的繼續(xù)遠不如發(fā)芽時分解的多②Pr的溶解度：麥粒當中的全部Pr分解的程度，一般用可溶解性N和總N的量之比表示③影響Pr分解的主演因素：a：大麥Pr含量高，Pr分解一般交差發(fā)芽時溫度快，不利于Pr分解 b:發(fā)芽T高，Pr分解作用弱，c:空氣中的Co2比例上升，Pr溶解度上升，d:侵麥越低，抑制Pr活力提高 e:發(fā)芽時間：發(fā)芽7天內(nèi)，Pr溶解度和AA含量會增加 ⑷ 酸度上升，PH變化很小酸度變化的原因：酸性AA。

（填空）10.發(fā)芽條件及控制：⑴發(fā)芽水分：由浸麥度和發(fā)芽時吸收的水分決定 ①浸麥度：43—48%（淺色：43-45%深色：45-48%）②設空調(diào)室：人工加潮的方式來保護水分的，濕度φ＞85%。⑵發(fā)芽T：20℃以下，13-17℃為宜（T低：發(fā)芽慢，周期長；T高：發(fā)芽塊,但不宜控制）。⑶空氣中O2和CO2的比例：①發(fā)芽初期：在O2充足的條件下，有利于各種條件內(nèi)E的形成，如果CO2含量過高，會導致E的活力下降，嚴重會是麥粒窒息，多以要定期通風，共O2，排CO2②發(fā)芽后期：麥層CO2比例要加大，一方面可以抑制麥粒的過分生長，同時有利于麥粒的溶解。⑷發(fā)芽時間：發(fā)芽溫度降低，水分降低，含氧越貧，麥粒生長越慢，發(fā)芽時間越長。⑸光線：避免陽關直射，綠色植物光合作用產(chǎn)生的葉綠素，使酒發(fā)生紅光—形成葉綠素最多；藍色—形成的葉綠素最少，對E的形成有利。⑹翻拌：散熱，疏松麥層

13.綠麥芽干燥的目的：①停止綠麥芽的生長和麥芽的分解。②除去多余的水分，防止腐敗變質(zhì)，便于貯藏。③使麥根干燥，便于脫落除去。④除去綠麥芽的生腥味，產(chǎn)生干麥芽特有的色香味14.類黑素的形成：a水分＞5%；b有低分子糖，低分子N；c 80-90%℃開始形成類黑素；d.100-110℃最適溫度；e PH＝5最容易形成類黑素。

（填空）干燥的變化過程（74-75頁）

15.除根和貯藏：除根目的：①麥根吸濕行強，貯藏時易腐爛。②易改變啤酒的色澤。③帶有不良的苦味。貯藏目的：①干燥操作不當時會產(chǎn)生玻璃質(zhì)麥粒進過貯藏后會向好的方向轉(zhuǎn)化。②E活力會有所提高。③酸度會有所提高。④貯藏后麥粒會吸水，麥皮會失去原來的脆性，有利于麥汁的過濾。溫度小于20度，時間不小于四周。

16.粉碎的方法：①干法粉碎②回潮粉碎③濕法粉碎：優(yōu)點：a可以改善過濾性能。b縮短糖化周期。c不易產(chǎn)生粉塵。d可以提高侵出率。缺點：a必須現(xiàn)用現(xiàn)粉，不易貯藏。b必須用密閉設備。16粉碎的目的：增加原料的表面積，利于酶的作用，可溶性物質(zhì)浸出得多。粉碎的要求：①麥芽：麥皮破而不碎，內(nèi)容物越細越好，既有利于反應速度，又有利于過濾速度②輔料：粉的越細越好。或石膏調(diào)整。（5）醪液濃度的影響：用加水比控制：1:2.8-3.5。調(diào)整度至14%-18%，<20%，濃度高，糖化速度快慢。

（填空）糖化原理（78頁）方法（79頁）二次煮出糖化法 18.過濾：目的：在短時間內(nèi)，將可溶性物質(zhì)與麥糟分開，以免影響麥汁的色香味，結(jié)果得到澄清的麥汁。步驟：過濾①以麥槽為慮層進行麥汁過濾，第一麥汁（過濾麥汁）。②洗糟：用熱水洗麥糟，得到第二麥汁，洗滌麥汁。過濾方法：過濾槽法①過濾前清洗設備，鋪好篩板，從過濾槽底部，引入78-80℃熱水，②泵入糖化醪，靜止20-30min③回流操作④過濾⑤洗糟

19.過濾速度的影響因素：①麥汁的組成：β－葡聚糖多，粘度大，過濾速度慢。②醪夜溫度的影響，麥汁主要含糖，糖的u和T成反比。③醪液濃度的影響：濃度大，u大，過濾慢。④PH影響：PH=5.5過濾速度最快。⑥麥芽粉碎度：濕法粉碎，麥汁過濾速度快

20.麥汁煮沸的目的：穩(wěn)定麥汁成分⑴E的破壞，主要停止α-淀粉酶的作用，以穩(wěn)定可發(fā)酵性糖和糊精的比例，時間1-2min。⑵麥汁滅菌。⑶蒸發(fā)水分，使麥汁濃度到要求的濃度。⑷Pr沉淀，提高啤酒的非生物穩(wěn)定性⑸酒花有效成分溶出。

21煮沸過程中的物質(zhì)變化：⑴Pr的沉淀提高啤酒非生物穩(wěn)定性①Pr受熱變性凝固，氧抑制Pr凝固增加Pr溶解度，為避免此現(xiàn)象加亞硫酸鹽。②Pr與單寧形成不溶性的絡合物。⑵酒花有效成分溶出：①α-酸異構(gòu)化，苦味物質(zhì)溶出，有防腐作用，②香物質(zhì)的溶出，主要是酒花油。⑶經(jīng)過煮沸后，麥汁顏色加深。①產(chǎn)生類黑素。②酒花樹脂，多酚物質(zhì)溶出。⑷還原物質(zhì)的生成。⑸不良氣味的揮發(fā)：發(fā)芽時生成的不良氣味，Pr凝固產(chǎn)生的硫化物，其他醛類。⑹殺菌和其他作用：①102-105℃，幾分鐘滅菌。②破壞全部E。

21.麥汁煮沸工藝條件及影響因素：①蒸煮強度：每小時蒸發(fā)水分的百分率。蒸煮強度=（混合麥汁量—最終麥汁量）/（混合麥汁量*煮沸時間）。一般是8~12%，該強度使蛋白質(zhì)凝固、結(jié)塊大、效果好。②煮沸時間：常壓1~2小時，多用90分鐘；煮沸時間短，適

合生產(chǎn)淺色啤酒，煮沸時間長，適合生產(chǎn)深色啤酒。煮沸時間長，蛋白質(zhì)凝固越多，還原性物質(zhì)生成越多，酒花利用率提高；但超過2h，顏色深，口味粗糙，蛋白質(zhì)重新分解，α-酸轉(zhuǎn)變成樹脂，酒花利用率降低。③麥汁的ph：生產(chǎn)上5.2~5.6。

22.酒花的添加：①目的：賦予啤酒爽口的苦味，特有的香味，防腐能力提高啤酒的非生物穩(wěn)定性。②原則：添加劑，先苦后香，先陳后新。（填空）方法：分次分量添加。分三次，第一次，初沸5~15分鐘，添加5~10%，作用：防止起沫，用單寧沉淀蛋白質(zhì)。第二次，25~45分鐘，加55~60%，作用：促進a酸的異構(gòu)化。第三次，結(jié)束前5~10分鐘，加30-40%，作用：酒花油賦予啤酒香味。

23.麥汁的澄清冷卻目的要求：①降低麥汁的溫度，適合發(fā)酵要求。②麥汁吸收一定量氧，促進酵母繁殖。③析出和分離麥汁中的冷熱凝固物，改善發(fā)酵條件，提高質(zhì)量。要求：冷熱過程溫度恒定無菌。

24.影響冷凝固析出的因素：①蛋白質(zhì)含量低或蛋白質(zhì)溶解度低的麥芽析出的冷凝固物。②利用谷類原料作輔料析出少。③粗麥芽粉比細麥芽粉析出少。④糖化醪濃度稀析出少。⑤酒花添加量少，煮沸強度低析出少。⑥冷卻溫度越低洗出越多。

影響熱凝固物形成的因素：1.麥芽質(zhì)量好，生成熱凝固物少2.大麥中蛋白質(zhì)含量低，生成熱凝固物少3.酒花添加量少，生成熱凝固物少4.煮沸強度低，析出熱凝固物少5.PH低，熱凝固物析出少6.麥汁濃度升高，粘度升高，熱凝固物析出少

25.麥汁吸氧：①物質(zhì)氧化吸氧：在高溫下，麥汁的還原性物質(zhì)與氧化合而吸氧，該氧不能被酵母利用。②氧的物理溶解：當麥汁溫度冷卻到40以下時，氧氣會溶解到麥汁中，供酵母繁殖。氧氣在麥汁中的溶解度與麥汁的溫度、濃度成反比。

物質(zhì)氧化：麥汁高溫吸氧，氧化還原性物質(zhì)使麥汁顏色加深，澄清時不宜通風，麥汁冷卻到40度以下吸氧是適宜的26.啤酒酵母性質(zhì)有差異的原因（啤酒酵母的分類與特點）：

⑴上面酵母：啤酒酵母，薩土型酵母，弗羅倍兒酵母。①發(fā)酵特點：隨著二氧化碳的產(chǎn)生，酵母會懸浮在液體中，發(fā)酵結(jié)束時形成一層棕色的奶油狀的泡蓋，雖經(jīng)長時間靜止，也很少下沉。②原因：上面酵母出芽后新細胞并不是很快的分開，而是相互粘著，形成5-10個細胞的芽簇，發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳被芽簇包圍著，二氧化碳帶有負電荷，上面酵母帶有正電荷，相互吸引，這些均導致酵母芽簇-CO2氣泡團粒比重小于發(fā)酵液而漂浮在液面上。③生理特點：細胞呈圓形，易聚集在一起，發(fā)酵麥芽三糖的能力比下面酵母快而徹底，發(fā)酵溫度10~25℃，真正發(fā)酵度60~65%，能發(fā)酵1/3棉子糖。⑵下面酵母：薩土型酵母，多特蒙德酵母，卡爾斯伯酵母①發(fā)酵特點：發(fā)酵過程中酵母懸浮在麥汁中，發(fā)酵終了時，酵母凝聚成塊沉淀于容器底部，形成比較緊密的酵母層。②原因：酵母出芽繁殖后很少有粘著的傾向，而且下面酵母和CO2氣泡都帶負電，相互排斥，發(fā)酵產(chǎn)生的CO2很快脫離酵母細胞而上升，酵母始終漂浮在液體中，發(fā)酵結(jié)束時，下面酵母由于自身的凝聚性而使細胞凝聚成塊，酵母比重是1.07-1.10，大于麥芽汁的比重，所以就自然沉降在容器的底部。③生理特點：卵圓形，成對出現(xiàn)，分散，能發(fā)酵全部棉子糖，發(fā)酵溫度7~10℃，真正發(fā)酵度55~60%。

27.凝聚性酵母：⑴旺盛時不凝聚原因：①CO2強烈攪拌，酵母急速運動。②酵母帶相同電荷，排斥大。①CO2少，酵母運動停止。②發(fā)酵終了，PK 4.2-4.7,接近Pr等電點，酵母帶電荷趨于0，酵母不排斥，所以凝聚。

28.啤酒酵母的選擇原則：①符合啤酒發(fā)酵類型要求。②發(fā)酵速度要快，強度要大，周期短，發(fā)酵度高。③還原雙乙酰的能力要大，要求釀出的酒味道適口，泡沫穩(wěn)定。④酵母凝聚性要強，使酒液澄清，便于回收酵母。

影響發(fā)酵度的因素（見大筆記折頁）可發(fā)酵性糖的變化、含氮物質(zhì)的變化、PH的變化

29.雙乙酰形成機制：①由α-乙酰乳酸的非E分解反應產(chǎn)生。②活性乙酰+乙酰COA→雙乙酰+輔酶A。

30.影響雙乙酰形成的因素：①酵母菌：不缺乏呼吸作用，凝聚性好，能夠合成纈氨酸來抑制雙乙酰合成。酵母貯存期長，會降低雙乙酰的還原能力。②麥汁成分：麥汁中可同化N和其他營養(yǎng)物質(zhì)，要豐富，使酵母生命力旺盛，才能還原雙乙酰。③酵母接種量多，雙乙酰形成量高。④發(fā)酵溫度高，雙乙酰合成速度加快。⑤溶氧量多，雙乙酰形成也會多。⑥染菌后，雙乙酰形成量多。

31.降低啤酒中雙乙酰含量的措施：①提高麥汁中α—氨基N的含量。②加速α-乙酰乳酸的分解速度，α-乙酰乳酸分解速度《雙乙酰還原速度。方法：a.提高發(fā)酵溫度、b.通風攪拌（加CO2），前者速度比后者增加快c.降低麥汁PH至4.2-4.4。③利用酵母來還原雙乙酰，主酵結(jié)束時保留一定量酵母細胞。④利用CO2洗滌，排除雙乙酰。

33.主發(fā)酵期現(xiàn)象：①酵母繁殖期：接種后15~20h。特點：麥汁添加15~20h，池四周開始出現(xiàn)泡沫，直至覆蓋整個液面，這是發(fā)酵開始，糖度下降，溫度升高，移到發(fā)酵池。②起泡期：換槽4~5h后特點：麥汁表面出現(xiàn)更多泡沫，逐漸涌向中間，泡沫潔白細膩，厚而緊密，呈菜花狀，吹開液面，可以看到無數(shù)氣泡上升，并將析出物帶出液面。每天升溫05~0.8.每天耗糖0.3~0.5.維持2到三天不需要人工降溫。③高泡期：發(fā)酵三天后，特點：泡沫增高，形成卷狀隆起，泡沫厚度25~30cm，顏色因酒花樹脂，蛋白質(zhì)單寧氧化物析出而成棕黃色。耗糖每天1.5，最高發(fā)酵溫度9~10，維持2~3天，人工降溫。④落泡期：發(fā)酵五天后，特點：發(fā)酵力減弱，CO2減少，泡沫回縮，顏色變?yōu)樽睾稚：奶?.5~0.8每天，溫度下降0.5每天，維持兩天。⑤泡蓋形成期：七到八天之后特點：泡沫回縮，液面形成褐色的帶有苦味的泡蓋，厚2~4cm。耗糖0.2~0.4，需急劇降溫。主發(fā)酵后要回收酵母：急劇降溫，使酵母沉降。

34.為什么麥芽不需要糊化，輔料淀粉需要糊化：大麥在發(fā)芽形成麥芽過程中，細胞壁被纖維素酶分解，呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，淀粉酶和蛋白酶易于進入胚乳細胞內(nèi)進行水解反應，而輔料淀粉中淀粉顆粒受植

物組織和細胞壁的保護，不易和淀粉酶接觸，通過糊化，使淀粉吸水膨脹破裂，淀粉由顆粒狀變成糊液，才易于受酶的作用，所以麥芽不需要糊化，輔料淀粉需要糊化。

35酵母添加的條件：低溫保存，時間不超過五天，使用代數(shù)《7代 36酵母添加的方法：干加法和濕加法

37酵母回收方法：人工回收：中層留種；離心機回收。

38酵母的保存方法：在0.5-2℃條件下保存，降低酵母代謝能力，保存時間《5天，每天洗滌2-3天。

39發(fā)酵過程主要的物質(zhì)變化：糖減少，含氮物質(zhì)減少，苦味物質(zhì)1/3物質(zhì)會損失，PH下降，色度都降低，CO2增加。

40后發(fā)酵的作用：1）嫩啤酒殘留的可發(fā)酵性糖繼續(xù)被發(fā)酵，產(chǎn)生的CO2在密閉容器中不斷溶解在酒里達到過飽和狀態(tài)2）后酵初期產(chǎn)生的CO2，排出罐外時，將酒中所含的生酒味物質(zhì)排出減少酒的不成熟味覺3）在較長的后發(fā)酵期中，懸浮的酵母冷凝物含有酒花樹脂在低溫低PH情況下，緩慢沉淀，使酒液澄清，便于過濾4）在較低的除酒溫度下，易形成蛋白質(zhì)，多酚物質(zhì)復合物，逐漸析出而先行沉淀，提高啤酒非生物穩(wěn)定性。

41錐形罐發(fā)酵法的特點：1）適合生產(chǎn)各類啤酒，靈活性大2）采用凝聚型的酵母減少了酒損，簡化了酵母回收的排放手續(xù)3）罐體外設冷卻夾套，前后發(fā)酵在一個罐中進行，縮短了發(fā)酵周期4）冷卻夾套設在罐外，改善了勞動條件，節(jié)省機電費用，便于實現(xiàn)儀表自動化5）罐密封，可進行CO2洗滌和回收，發(fā)酵周期短，一般15-30天。

42啤酒澄清的要求：酒和CO2損失少，不吸氧，不污染，不影響酒的風味，產(chǎn)量大，質(zhì)量高。43啤酒澄清的方法：過濾；離心

44啤酒包裝殺菌的目的：保證啤酒的生物穩(wěn)定性，有利于啤酒的長期儲存。殺菌要求：在最低殺菌溫度和最短殺菌時間內(nèi)殺滅可能存在的生物污染。（填空）

1.蒸煮過程中的物質(zhì)變化：蛋白質(zhì)增加溫度升高 CH3OH少量增加。

2.淀粉不需要糖化，原料經(jīng)蒸煮冷卻直接用于培養(yǎng)霉菌，產(chǎn)生淀粉酶。

3.蛋白質(zhì)酶作用于細胞之間的蛋白質(zhì)，使細胞游離，半纖維素酶作用于胚乳細胞壁，使之變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，淀粉酶，蛋白質(zhì)進入細胞內(nèi)，作用于細胞內(nèi)。

4.常壓蒸餾得不到無水乙醇，減壓蒸餾可以得到無水乙醇。（61頁）22.清蒸法特點：將新投入的原料單獨蒸煮的方法…… 23.混蒸法特點：將原料和香醅混合在一起，在蒸酒的同時也進行蒸料，前期主要是蒸酒，溫度較低（85~95℃），糊化效果并不明顯，后期把醅中的酒蒸出來后主要是蒸料，要加大火力，提高溫度，促進糊化，排出雜質(zhì)。

第四篇：電工工藝學教案

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電 工 工 藝 學

教

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第一章 電工工藝基礎知識

授課課題：電工基礎知識 授課課時：8 授課目的要求：1.掌握電工的基本要求

2.了解電學基礎知識

授課重、難點 掌握電工的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

電氣知識的內(nèi)容十分豐富，本章主要介紹直流電路、單相交流電路、三相交流電路、電磁感應及晶體管與晶閘管等電工基礎知識。

第一節(jié) 直流電路 2課時

一、電路

在電的實際應用中，從最簡單的手電筒的工作到復雜的電子計算機的運算，都是由電路來完成的。

1．電路的組成及電路元件的作用

電路就是電流所流經(jīng)的路徑，它由電路元件組成。當合上電動機的刀閘開關時，電動機立即就轉(zhuǎn)動起來，這是因為電動機通過導線經(jīng)開關與電源接成了電流的通路，并將電能轉(zhuǎn)換成為機械能。電動機、電源等叫做電路元件，電路元件大體可分為四類：

(1)電源：即發(fā)電設備，其作用是將其它形式的能量轉(zhuǎn)換為電能。如電池是將化學能轉(zhuǎn)換為電能，而發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)換為電能。

(2)負載：即用電設備，它的作用是把電能轉(zhuǎn)換為其它形式的能。如電爐是將電能轉(zhuǎn)換為熱能，電動機則是把電能轉(zhuǎn)換為機械能。

(3)控制電器和保護電器：在電路中起控制和保護作用。如開關、熔斷器、接觸器等。

(4)導線：由導體材料制成，其作用就是把電源、負載和控制電器連接成一個電路，并將電源的電能傳輸給負載。

由此可見，電路的作用是產(chǎn)生、分配、傳輸和使用電能。2．電路圖

在實際工作中，為便于分析、研究電路，通常將電路的實際元件用圖形符號表示在電路圖中，稱為電路原理圖，也叫電路圖。

在電路中，只有兩個端點與電路其它部分相連的無分支電路叫做支路。在電路中由支路組成的任一閉合路徑叫做回路。

二、電路的歐姆定律

電流、電壓和電阻是電路中的三個基本物理量，分析計算電路，就是研究以上各量之間的關系，確定它們的大小。歐姆定律就是反映電阻元件兩端的電壓與通過該元件的電流同電阻三者關系的定律，其表達式為

I=U/R

式中I-電流(A)

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電工工藝學教案 U-電壓(V)R一電阻(Ω)由上式可知，通過電阻元件的電流與電阻兩端的電壓成正比，而與電阻成反比。

對于任一分支的電阻電路，只要知道電路中的電壓、電流和電阻這三個量中的任意兩個量，就可由歐姆定律求得第三個量。

三、電路的基爾霍夫定律

歐姆定律可以確定電阻元件上電壓與電流的關系，但只能用于無分支的電阻電路。對于一個比較復雜的電路，確定各支路電流和各部分電

基爾霍夫定律是電路理論的基本定律，在應用基爾霍夫定律時必須注意電流;電壓、電勢的方向及所選定的繞行方向的關系·

四、電阻的串聯(lián)電路

在電路中，電阻的連接方式是多種多樣的，串聯(lián)電路是最簡單的一種。將兩個以上的電阻，依次首尾相聯(lián)，使各電阻通過同一電流，這種連接方式叫做電阻的串聯(lián)。

串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻上電壓降之和。由歐姆定律可知：

Ul=IRl；U2=IR2：U3=IR3 所以總電壓為

U：IRl+IR2+IR3=I(Rl+R2+R3)=IR

R=Rl+R2+R3

五、電阻的并聯(lián)電路

幾個電阻頭尾分別連在一起，即電阻都接在兩個節(jié)點之間，各電阻承受同一電壓，這種連接方式叫做電阻的并聯(lián)。即為三個電阻的并聯(lián)電路。

并聯(lián)電路的總電流為各電阻支路電流之和。由基爾霍夫電流定律可知，電路中的總電流為

I=I1+I2+I3

六、電阻的混聯(lián)電路

電阻的串聯(lián)與并聯(lián)是電路最基本的連接形式，在一些電路中，可能既有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)，這種電路就叫做電阻的混聯(lián)電路，分析、計算混聯(lián)電路的方法如下：

七、電路的功率與電能 1．電功率

電功率就是單位時間內(nèi)電場力所做的功，圖l—15電路中R為一個電阻，它兩端的電壓是U通過的電流是I，單位時間內(nèi)電場力在電阻上做的功應為電壓與電流的乘積

第二節(jié) 單相交流電路 2課時

一、交流電的基本概念 1．什么是交流電

所謂交流電是指大小和方向都隨時間作周期性變化的電動勢(電壓或電流)。也就是說，交流電是交變電動勢、交變電壓和交變電流的總稱。交流電可

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電工工藝學教案 分為上弦交流電和非正弦交流電兩大類。正弦交流電是指按正弦規(guī)律變化的交流電，而非正弦交流電的變化

正弦交流電的三種表示法

正弦交流電一般有四種表示法：解析法、曲線法、旋轉(zhuǎn)矢量法和符號法。常用前三種表示法。

1．解析法

用三角函數(shù)式表示正弦交流電隨時間變化關系的方法叫解析法。根據(jù)前節(jié)，正弦交流電動勢、電壓和電流的解析式分別為

2．曲線法

根據(jù)解析式的計算數(shù)據(jù)，在平面直角坐標中作出曲線的方法叫曲線法。我們把這種曲線叫做正弦交流電的曲線圖或波形圖。

3．旋轉(zhuǎn)矢量法

所謂旋轉(zhuǎn)矢量法，就是用一個在直角坐標中繞原點作逆時針方向不斷旋轉(zhuǎn)的矢量，來表示正弦交流電的方法。(1)旋轉(zhuǎn)矢量常用加一橫線的最大值符號瓦或瑤或_m表

第三節(jié) 三相交流電路 2課時 一、三相交流電勢

三相交流電是由三相交流發(fā)電機產(chǎn)生的。由于三相發(fā)電機、變壓器、電動機比單相電機節(jié)省材料，性能可靠，而且三相輸電比單相輸電要優(yōu)越，所以，三相制得到了廣泛應用。目前的電力系統(tǒng)都是三相系統(tǒng)。所謂三相系統(tǒng)就是由三個頻率和有效值都相同，而相位互差120。的正弦電勢組成的供電體系。

對稱三相交流電勢的瞬時值為二、三相電源的接法

作為三相電源的發(fā)電機或三相變壓器都有三個繞組，在向負載供電時，三相繞組通常是接成星形或三角形，下面討論這兩種連接方式供電的特點。

1．電源的星形連接

將電源的三相繞組的末端U2、％、形2連成一節(jié)點，而始端Ul、y，眠分別用導線引出接負載，這種連接方式叫做星形連接，或稱y連接，如圖卜37所示。

2．電源的三角形連接

將三相電源的繞組，依次首尾相連構(gòu)成閉合回路，再自首端用導線引出接負載。

第四節(jié) 電磁感應 1課時

1831年法拉第發(fā)現(xiàn)：當導體相對于磁場運動而切割磁力線，或線圈中的磁通發(fā)生變化時，在導體或線圈中都會產(chǎn)生電動勢；若導體或線圈是閉合電路的一部分，則導體或線圈中將產(chǎn)生電流。從本質(zhì)上講，上述兩種現(xiàn)象都是由于磁場發(fā)生變化而引起的。我們把變動磁場在導體中引起電動勢的現(xiàn)象稱為電磁感應，也稱“動磁生電”，由電磁感應引起的電動勢叫做感生電動勢；由感生電動勢引起的電流叫感生電流。

一、直導體中產(chǎn)生的感生電動勢

二、楞次定律

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當磁通發(fā)生變化時，閉合線圈中要產(chǎn)生感生電動勢和感生電流。而且磁鐵插入線圈和從線圈中拔出磁鐵時，感生電流的方向相反。

第五節(jié) 晶體管與晶閘管 1課時

一、晶體=極管

晶體二極管亦稱半導體二極管，它具有單向?qū)щ姷奶匦裕Ｓ糜谡鳈z波，在電子線路中應用廣泛。

1．晶體二極管的結(jié)構(gòu)和分類 2．晶體二極管的伏安特性與參數(shù)

晶體二極管的電流與電壓的關系曲線叫二極管的伏安特性曲線。

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第二章 觸電危害與救護

授課課題：觸電危害與救護知識 授課課時：12 授課目的要求：1.掌握觸電危害與救護基本要求

2.了解觸電危害與救護基礎知識

授課重、難點： 掌握觸電危害與救護基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

隨著社會的不斷進步，電能已經(jīng)成為人們生產(chǎn)生活中最基本和不可替代的能源。“電”日益影響著工業(yè)的自動化和社會的現(xiàn)代化。然而，當電能失去控制時，就會引發(fā)各類電氣事故，其中對人體的傷害即觸電事故是各類電氣事故中最常見的事故。

本章主要介紹觸電事故類型和方式、電流對人體的作用、觸電事故規(guī)律、觸電急救等基本內(nèi)容。

第一節(jié) 觸電事故種類和方式 4課時

眾所周知，觸電事故是由電流形式的能量造成的事故，其構(gòu)成方式和傷害方式有很多不同之處，總體上可劃分為兩類觸電事故、三種觸電方式。

一、觸電事故種類

按照觸電事故的構(gòu)成方式，觸電事故可分為電擊和電傷。1．電擊

電擊是電流對人體內(nèi)部組織的傷害，是最危險的一種傷害，絕大多數(shù)(大約85％以上)的觸電死亡事故都是由電擊造成的。

電擊的主要特征有：(I)傷害人體內(nèi)部。

(2)在人體的外表沒有顯著的痕跡。(3)致命電流較小。

按照發(fā)生電擊時電氣設備的狀態(tài)，電擊可分為直接接觸電擊和問接接觸電擊：

(1)直接接觸電擊：直接接觸電擊是觸及設備和線路正常運行時的帶電體發(fā)生的電擊(如誤觸接線端子發(fā)生的電擊)，也稱為正常狀態(tài)下的電擊。

(2)間接接觸電擊：間接接觸電擊是觸及正常狀態(tài)下不帶電，而當設備或線路故障時意外帶電的導體發(fā)生的電擊(如觸及漏電設備的外殼發(fā)生的電擊)，也稱為故障狀態(tài)下的電擊。

2．電傷

電傷是由電流的熱效應、化學效應、機械效應等效應對人造成的傷害。觸電傷亡事故中，純電傷性質(zhì)的及帶有電傷性質(zhì)的約占75％(電燒傷約占40％)。盡管大約85％以上的觸電死亡事故是電擊造成的，但其中大約70％的含有電傷成分。對專業(yè)電工自身的安全而言，預防電傷具有更加重要的意義。

(1)電燒傷是電流的熱效應造成的傷害，分為電流灼傷和電弧燒傷。

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電流灼傷是人體與帶電體接觸，電流通過人體由電能轉(zhuǎn)換成熱能造成的傷害。電流灼傷一般發(fā)生在低壓設備或低壓線路上。

電弧燒傷是由弧光放電造成的傷害，分為直接電弧燒傷和間接電弧燒傷。前者是帶電體與人體之間發(fā)生電弧，有電流流過人體的燒傷；后者是電弧發(fā)生在人體附近對人體的燒傷，包含熔化了的熾熱金屬濺出造成的燙傷。直接電弧燒傷是與電擊同時發(fā)生的。

電弧溫度高達8000~C以上，可造成大面積、大深度的燒傷，甚至燒焦、燒掉四肢及其他部位。大電流通過人體，也可能烘于、燒焦機體組織。高壓電弧的燒傷較低壓電弧嚴重，直流電弧的燒傷較工頻交流電弧嚴重。

發(fā)生直接電弧燒傷時，電流進、出口燒傷最為嚴重，體內(nèi)也會受到燒傷。與電擊不同的是，電弧燒傷都會在人體表面留下明顯痕跡，而且致命電流較大。

(2)皮膚金屬化是在電弧高溫的作用下，金屬熔化、汽化，金屬微粒滲入皮膚，使皮膚粗糙而張緊的傷害。皮膚金屬化多與電弧燒傷同時發(fā)生。

(3)電烙印 是在人體與帶電體接觸的部位留下的永久性斑痕。斑痕處皮膚失去原有彈性、色澤，表皮壞死，失去知覺。

(4)機械性損傷 是電流作用于人體時，由于中樞神經(jīng)反射和肌肉強烈收縮等作用導致的機體組織斷裂、骨折等傷害。

(5)電光眼 是發(fā)生弧光放電時，由紅外線、可見光、紫外線對眼睛的傷害。電光眼表現(xiàn)為角膜炎或結(jié)膜炎。

二、觸電方式

按照人體觸及帶電體的方式和電流流過人體的途徑，電擊可分為單相觸電，兩相觸電和跨步電壓觸電。

1．單相觸電

當人體直接碰觸帶電設備其中的一相時，電流通過人體流入大地，這種觸電現(xiàn)象稱為單相觸電。對于高壓帶電體，人體雖未直接接觸，但由于超過了安全距離，高電壓對人體放電，造成單相接地而引起的觸電，也屬于單相觸電。

低壓電網(wǎng)通常采用變壓器低壓側(cè)中性點直接接地和中性點不直接接地(通過保護間隙接地)的接線方式，這兩種接線方式發(fā)生單相觸電的情況如圖2—1所示。

第二節(jié) 電流對人體的危害 4課時

電流對人體作用的規(guī)律，可定量地分析觸電事故、也可運用這些規(guī)律，科學地評價一些防觸電措施和設施是否完善，科學地評定一些電器產(chǎn)品是否合格等。

一、作用機理和征象 1．作用機理

電流通過人體時破壞人體內(nèi)細胞的正常工作，主要表現(xiàn)為生物學效應。電流作用于人體還包含有熱效應、化學效應和機械效應。

第三節(jié)觸電事故規(guī)律

為防止觸電事故，應當了解觸電事故的規(guī)律。根據(jù)對觸電事故的分析．從觸電事故的發(fā)生率上看，可找到以下規(guī)律：

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一、觸電事故季節(jié)性明顯

統(tǒng)計資料表明，每年二三季度事故多。特別是6．．9月，．事故最為集中。主要原因為，一是這段時間天氣炎熱、人體衣單而多汗，觸電危險性較大；二是這段時間多雨、潮濕，地面導電性增強，容易構(gòu)成電擊電流的回路，而且電氣設備的絕緣電阻降低，容易漏電。

二、低壓設備觸電事故多

舊內(nèi)外統(tǒng)計資料表明，低壓觸電事故遠遠多于高壓觸電事故。其主要原因是低壓設備遠遠多于高壓設備，與之接觸的人比與高壓設備接觸的人多得多，而且都比較缺乏電氣安全知識。應當指出，在專業(yè)電工中，情況是相反的．即高壓觸電事故比低壓觸電事故多。

三、攜帶式設備和移動式設備觸電事故多

攜帶式設備和移動式設備觸電事故多的主要原因是這些設備是在人的緊握之下運行，不但接觸電阻小，而且一旦觸電就難以擺脫電源；另一方面，這些設備需要經(jīng)常移動，工作條件差，設備和電源線都容易發(fā)生故障或損壞；此外，單相攜帶式設備的保護零線與工作零線容易接錯，也會造成觸電事故。

四、電氣連接部位觸電事故多

大量觸電事故的統(tǒng)計資料表明，很多觸電事故發(fā)生在接線端子、纏接接頭、壓接接頭、焊接接頭、電纜頭、燈座、插銷、插座、控制開關、接觸器、熔斷器等分支線、接戶線處。主要是由于這些連接部位機械牢由性較差、接觸電阻較大、絕緣強度較低以及可能發(fā)生化學反應的緣故。

五、錯誤操作和違章作業(yè)造成的觸電事故多

大量觸電事故的統(tǒng)汁資料表明，有85％以上的事故是由于錯誤操作和違章作業(yè)造成的。其主要原因是由于安全教育不夠、安全制度不嚴和安全措施不完善、操作者素質(zhì)不高等。

第三節(jié) 觸電救護 4課時

觸電急救必須分秒必爭，立即就地迅速用心肺復蘇法進行搶并堅持不斷地進行，同時及早與醫(yī)療部門聯(lián)系，爭取醫(yī)務人員接替救治。在醫(yī)務人員未接替救治前，不應放棄現(xiàn)場搶救，更不能只根據(jù)沒有呼吸或脈搏擅自判定傷員死亡，放棄搶救。只有醫(yī)生有權(quán)做傷員死亡的診斷。

一、脫離電源

觸電急救，首先要使觸電者迅速脫離電源，越快越好。因為電流作用的時間越長，傷害越重。

1．脫離電源就是要把觸屯者接觸的那一部分帶電設備的開關、刀閘或其他斷路設備斷開；或設法將觸電者與帶電設備脫離。

在脫離電源中，救護人員既要救人，也要注意保護自己。

2．觸電者未脫離電源前，救護人員不準直接用手觸及傷員，因為有觸電的危險。

3．如觸電者處于高處，解脫電源后會自高處墜落，因此，要采取預防措施。

4．觸電者觸及低壓帶電設備，救護人員應設法迅速切斷電源，如拉開電源開關或刀閘，拔除電源插頭等；或使用絕緣工具、干燥的木棒、木板、繩索

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電工工藝學教案 等不導電的東西解脫觸電者；也可抓住觸電者干燥而不貼身的衣服，將其拖開，切記要避免碰到金屬物體和觸電者的裸露身軀；也可戴絕緣手套或?qū)⑹钟酶稍镆挛锏劝鸾^緣后解脫觸電者；救護人員也可站在絕緣墊上或干木板上，絕緣自己進行救護。

為使觸電者與導電體解脫，最好用一只手進行。

5．如果電流通過觸電者人地，并且觸電者緊握電線，可設法用干木板塞到身下，與地隔離，也可用于木把斧子或有絕緣柄的鉗

二、傷員脫離電源后的處理 1．傷員的應急處置

觸電傷員如神志清醒者，應使其就地躺平，嚴密觀察，暫時不

三、心肺復蘇法

1．觸電傷員呼吸和心跳均停止時，應立即按心肺復蘇法支持生命的三項基本措施，即通暢氣道；口對口(鼻1人工呼吸；胸外接壓(人工循環(huán))，正確進行就地搶救。

2．通暢氣道

(1)觸電傷員呼吸停止，重要的是始終確保氣道通暢。如發(fā)現(xiàn)傷員口內(nèi)有異物，可將其身體及頭部同時側(cè)轉(zhuǎn)．迅速用一個手指或用兩手指交叉從口角處插入，取出異物；操作中要注意防止將異物推到咽喉深部。

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第三章 電氣安全工作要求與措施

授課課題：電氣安全知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握電氣安全工作的基本要求

2.了解電氣安全工作的基礎知識

授課重、難點 掌握電氣安全工作的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

觸電事故的原因很多，實踐證明，組織措施與技術(shù)措施配 合不當是造成事故的根本原因，沒有組織措施，技術(shù)措施就難以保證；沒有技術(shù)措施，組織措施也只是空洞條文。因此，必須同時重視電氣安全技術(shù)措施和組織措旌，做好電氣安全管理工作。

第一節(jié) 電氣安全工作基本要求 3課時

電氣安全工作基本要求的內(nèi)容很多，歸納起來主要有以下幾個方面：

一、建立健全規(guī)章制度

合理規(guī)章制度是從人們長期生產(chǎn)實踐中總結(jié)出來的，是保證安全生產(chǎn)的有效措施。安全操作規(guī)程、電氣安裝規(guī)程、運行管理和維護檢修制度及其它規(guī)章制度都與安全有直接關系。

根據(jù)不同工種，應建立各種安全操作規(guī)程。如變電室值班安全操作規(guī)程、內(nèi)外線維護檢修安全操作規(guī)程、電氣設備維修安全操作規(guī)程、電氣實驗安全操作規(guī)程、非專職電工人員手持電動工具安全操作規(guī)程、電焊安全操作規(guī)程、電爐安全操作規(guī)程、天車司機安全操作規(guī)程等等：

安裝電氣線路和電氣設備時，必須嚴格遵循安裝操作規(guī)程，驗收時符合安裝操作規(guī)程的要求，這是保證線路和設備在良好的、安全的狀態(tài)下工作的基本條件之一。

根據(jù)環(huán)境的特點，應建立相適應的運行管理制度和維護檢修制度。由于設備缺陷本身就是潛在的不安全因素，設備損壞(如絕

二、配備管理機構(gòu)和管理人員

應當根據(jù)本部門電氣設備的構(gòu)成和狀態(tài)，根據(jù)本部門電氣專、人員的組成和素質(zhì)，以及根據(jù)本部門的用電特點和操作特點，建立相應的管理機構(gòu)，并確定管理人員和管理方式。為了做好電氣安全管理工作，安全管理部門、動力部門(或電力部門)等部門必須互相配合，安排專人負責這項工作。專職管理人員應具備必須的電工知識和電氣安全知識，并要根據(jù)實際情況制定安全措施計劃，使安全工作有計劃地進行，不斷提高電氣安全水平。

三、進行安全檢查

群眾性的電氣安全檢查．最好每季度進行一次，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，特別要注意雨季前和雨季中的安全檢查。

電氣安全檢查包括檢查電氣設備的絕緣有無損壞、絕緣電阻是否合格、設備裸露帶電部分是否有防護設施；保護接零或保護接地是否正確、可靠，保護

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電工工藝學教案 裝置是否符合要求；手提燈和局部照明燈

電壓是否是安全電壓或是否采取了其它安全措施；安全用具和電

四、加強安全教育

主要是為了使工作人員懂得電的基本知識，認識安全用電的重要性，掌握安全用電的基本方法。

新人廠的工作人員要接受廠、車間、生產(chǎn)小組等三級安全教育。一般職_T要懂得電和安全用電的一般知識；使用電氣設備的一般生產(chǎn)丁人除懂得一般知識外，還應懂得有關安全規(guī)程；獨立丁作的電T，更應懂得電氣裝置在安裝、使用、維護、檢修過程中的安全要求，熟知電_T安全操作規(guī)程，會撲滅電氣火災的方法，掌握觸電急救的技能，電_T作業(yè)人員要遵守職業(yè)道德。忠于職業(yè)責任，遵守職業(yè)紀律、團結(jié)協(xié)作、做好安全供用電T作，還要通過考試，取得合格證等。要做到上述各項要求，需要堅持做好群眾性的、經(jīng)常性的方式。同時，要深入開展交流活動，以推廣各單位先進的安全組織措施和安全技術(shù)措施。

五、組織事故分析

通過事故分析，能吸取教訓。應深入現(xiàn)場，召開事故分析座談會。分析發(fā)生事政的原因，制定防止事故的措施。

六、建立安全資料

安全技術(shù)資料是做好安全工作的重要依據(jù)，應該注意收集和保存。

第二節(jié) 保證安全的組織措施 3課時

在電氣設備上工作，保證安全的組織措施有：

①工作票制度，②工作許可制度，③工作監(jiān)護制度，④工作間斷、轉(zhuǎn)移和終結(jié)制度。

一、工作票制度

在電氣設備上工作，應填用工作票或按命令執(zhí)行，二、工作許可制度

工作票簽發(fā)人由車間(分場)或工區(qū)(所)熟悉人員技術(shù)水平、設備情況、安全工作規(guī)程的生產(chǎn)領導人或技術(shù)人員擔任。工作票簽發(fā)人的職責范圍為：工作必要性，工作是否安全：工作票上所填安全措施是否正確完備；所派工作負責人和工作班人員是否適當和足夠．精神狀態(tài)是否良好等。工作票簽發(fā)人不得兼任該項工作的工作負責人。

工作負責人(監(jiān)護人)由車間(分場)或工區(qū)(所)主管生產(chǎn)的領導書面批準。工作負責人可以填寫工作票。

三、工作監(jiān)護制度

完成工作許可手續(xù)后，工作負責人(監(jiān)護人)應向工作班人員交待現(xiàn)場安全措施、帶電部位和其它注意事項。工作負責人監(jiān)護人)必須始終在工作現(xiàn)場，對工作班人員的安全認真監(jiān)護，及時糾正違反安全規(guī)程的操作。

四、工作間斷、轉(zhuǎn)移和終結(jié)制度

工作間斷時，工作班人員應從工作現(xiàn)場撤出，所有安全措施保持不動．工作票仍由工作負責人執(zhí)存。每日收工，將工作票交回值班員。次日復工時，應征得值班員許可，取回工作票，工作負責人必須首先重新檢查安全措施，確定符合工作票的要求后。方可工作。

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第三節(jié) 保證安全的技術(shù)措施

在全部停電或部分停電的電氣設備上工作，必須完成停電、驗電、裝設接地線、懸掛標示牌和裝設遮欄后，方能開始工作。上述安全措施由值班員實施，無值班人員的電氣設備，由斷開電源人執(zhí)行，并應有監(jiān)護人在場：

一、停電

工作地點必須停電的設備如下： 1．待檢修的設備。2．與工作人員在進行工作中正常活動范圍的距離小于表3，一3規(guī)定的設備。

二、驗電

驗電時，必須用電壓等級合適而且合格的驗電器。在檢修設備的進出線兩側(cè)分別驗電。驗電前，應先在有電設備上進行試驗。以確認驗電器良好，如果在木桿、木梯或木架上驗電，不接地線不能指示者，可在驗電器上接地線，但必須經(jīng)值班負責人許可。

高壓驗電必須戴絕緣手套。35kV以上的電氣設備，在沒有專業(yè)驗電器的特殊情況下．可以使用絕緣棒代替驗電器，根據(jù)絕緣棒端有無火花和放電聲來判斷有無電壓。

表示設備斷開和允許進人間隔的信號，經(jīng)常接人的電壓表的指示等，不得作為無電壓的根據(jù)。但如果指示有電，則禁止在該設

三、裝設接地線

當驗明確無電壓后，應立即將檢修設備接地并三相短路，這是保證工作人員在工作地點防止突然來電的可靠安全措施，同時設備斷開部分的剩余電荷，亦可因接地而放盡。

四、懸掛標示牌和裝設遮欄

在工作地點、施工設備和一經(jīng)合閘即可送電到工作地氧或施工設備的開關和刀閘的操作把手上，均應懸掛“禁止合閘，有人工作!”的標示牌。如果線路上有人工作，應在線路開關和刀閘操作把

五、在高壓設備上工作的安全措施

在運行中的高壓設備上工作，有以下三種情況： 1．全部停電的工作

室內(nèi)高壓設備(包括架空線路與電纜引入線在內(nèi))全部停電，通至鄰接高壓室的門全部閉鎖，室外高壓設備(包括架空線路與電纜引入線在內(nèi))全部停電。

2．部分停電的工作

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第四章 電氣安全用具與安全標識

授課課題：電氣安全用具與安全標識知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握電氣安全用具與安全標識使用基本要求

2.了解的電氣安全用具與安全標識基礎知識

授課重、難點 掌握電氣安全用具與安全標識使用基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

第一節(jié) 絕緣安全用具 2課時

絕緣安全用具分為兩種：一是基本絕緣安全用具；二是輔助絕緣安全用具。

I．基本絕緣安全用具

絕緣強度足以抵抗電氣設備運行電壓的安全用具。高壓設備的基本絕緣，安全用具有絕緣棒、絕緣夾鉗和高壓試電筆等。低壓設備的基本絕緣安全用具有絕緣手套、裝有絕緣柄的工具和低壓試電筆等。

2．輔助絕緣安全用具

絕緣強度不足以抵抗電氣設備運行電壓的安全用具。高壓設備的輔助絕緣安全用具有絕緣手套、絕緣鞋、絕緣墊及絕緣臺等。

低壓設備的輔助絕緣安全用具有絕緣臺、絕緣墊及絕緣鞋(靴)等。

一、絕緣棒

絕緣棒俗稱令克棒，一般用電木、膠木、塑料、環(huán)氧玻璃布棒或環(huán)氧玻璃布管制成。在結(jié)構(gòu)上可分為工作部分、絕緣部分和手握部分．如圖4—1所示。

絕緣棒用以操作高壓跌落式熔斷器、單極隔離開關、柱上油斷跚器及裝卸臨時接地線等，在不同工作電壓的線路上使用的絕緣

二、隔離板和臨時遮欄

三、安全腰帶

第二節(jié) 安全用具的檢驗與存放 2課時

一、日常檢查

使用安全用具前應檢查表面是否清潔，有無裂紋、鉆印、劃痕、屯刺、孔洞、斷裂等外傷。

二、定期檢驗

定期檢驗除包括日常檢查內(nèi)容外，還要定期進行耐壓試驗和眥漏電流試驗，檢查內(nèi)容、試驗標準、試驗周期可參考表4—3。

對新安全用具，應取表中較大的數(shù)值，使用中的安全用具，可取表中較小的數(shù)值。

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三、存放

安全用具使用完畢后，應存放于干燥通風處，并符合下列要求： 1．絕緣桿應懸掛或架在支架上，不應與墻接觸。

2．絕緣手套應存放在密閉的櫥內(nèi)，并與其它工具儀表分別存放。3．絕緣靴應放在櫥內(nèi)，不應代替一般套鞋使用。4．絕緣墊和絕緣臺應經(jīng)常保持清潔、無損傷。

5．高壓試電筆應存放在防潮的匣內(nèi)，并放在干燥的地方。6．安全用具和防護用具不許當其它工具使用。

第三節(jié)安全標識 2課時

一、安全色

安全色是表達安全信息含義的顏色，表示禁止、警告、指令、提示等。國家規(guī)定的安全色有紅、藍、黃、綠四種顏色。紅色表示禁止、停止；藍色表示指令、必須遵守的規(guī)定；黃色表示警告、注意；綠色表示指示、安全狀態(tài)、通行：

為使安全色更加醒目的反襯色叫對比色。國家規(guī)定的對比色是黑白兩種顏色。

安全色與其對應的對比色是：紅一白、黃一黑、藍一白、綠一白。

黑包用于安全標志的文字、圖形符號和警告標志的幾何圖形。白色作為安全標志紅、藍、綠色的背景色，也可用于安全標志的文字和圖形符號。

在電氣上用黃、綠、紅i色分別代表L1、L2L3三個相序；涂成紅色的電器外殼是表示其外殼有電；灰色的電器外殼是表示其外殼接地或接零；線路上黑色代表T作零線；明敷接地扁鋼或圓鋼涂黑色。用黃綠雙色絕緣導線代表保護零線。直流電中紅色代表正極，藍色代表負極，信號和警告回路用白色。

二、安全標志

安全標志是提醒人員注意或按標志上注明的要求去執(zhí)行，保障人身和設施安全的重要措施。安全標志一般設置在光線充足、醒目、稍高于視線的地方。

對于隱蔽工程(如埋地電纜)在地面上要有標志樁或依靠永久性建筑掛標志牌，注明工程位置。

對于容易被人忽視的電氣部位，如封閉的架線槽、設備上的電

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第五章 直接接觸電擊防護

授課課題：直接接觸電擊防護知識 授課課時：3 授課目的要求：1.掌握直接接觸電擊防護的基本要求

2.了解直接接觸電擊防護的基礎知識

授課重、難點 掌握直接接觸電擊防護的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

為搞好安全用電，必須采取先進的技術(shù)措施和管理措施防止直接觸及帶電體。絕緣、遮欄和阻擋物、電氣間隙和安全距離、安全電壓和安全電源、漏電保護等都是防止直接接觸電擊的防護措施。

第一節(jié) 絕緣 1課時

絕緣是用絕緣物把帶電體封閉起來。該絕緣物只在遭到破壞時才可能除去。良好的絕緣是設備和線路正常運行的必要條件，也是防止觸電事故的重要措施。

一、絕緣材料

電工絕緣材料的電阻率一般在10。n·m以上。瓷、玻璃、云母、橡膠、木材、膠木、塑料、布、紙、礦物油等都是常用的絕緣材料。

絕緣材料按其正常運行條件下容許的最高工作溫度分為若干級，稱為耐熱等級。絕緣材料的耐熱等級見表5-1。

第二節(jié) 遮欄和阻擋物 1課時

屏護是采用屏護裝置控制不安全因素，即采用遮欄、護罩、護蓋、箱閘等把帶電體同外界隔絕開來。

采用阻擋物進行保護時，對于設置的障礙必須防止這樣兩種情況的發(fā)生：一是身體無意識的接近帶電部分；二是在正常工作中。無意識地觸及運行中的帶電設備。

第三節(jié) 電氣間隙和安全距離 1課時

為了防止人體觸及或接近帶電體造成觸電事故，避免車輛或其它器具碰撞或過分接近帶電體造成事故，防止火災、過電壓放電

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第四節(jié) 漏電保護裝置 1課時

一、概述

低壓配電線路的故障主要是三相短路、兩相短路及接地故障。由于相間短路產(chǎn)生很大的短路電流，故可用熔斷器、斷路器等開關設備來自動切斷電源。由于其保護動作值按躲過正常負荷電流整

第五節(jié) 安全電壓和電氣隔離 2課時

根據(jù)歐姆定律，電壓越高，電流也就越大。因此，可以把可能加在人身上的電壓限制在某一范圍之內(nèi)，使得在這種電壓下，通過人體的電流不超過允許的范圍。這一電壓就叫做安全電壓，也叫做安全特低電壓。應當指出，任何情況下都不要把安全電壓理解為絕對沒有危險的電壓。具有安全電壓的設備屬于Ⅲ類設備。

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第六章 間接接觸電擊防護

授課課題：間接接觸電擊防護知識 授課課時：3 授課目的要求：1.掌握間接接觸電擊防護的基本要求

2.了解間接接觸電擊防護的基礎知識

授課重、難點 掌握間接接觸電擊防護的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

電氣設備裸露的導電部分接保護導體(保護接地、保護接零等)、采取安全電壓和漏電保護等都是防止間接接觸電擊的安全措施．，保護接地與保護接零是防止間接接觸電擊最基本的措施。在與前我國電氣標準從傳統(tǒng)標準向國際標準過渡的情況下，掌握保護接地和保護接零的原理、特點、應用和安全條件十分重要。

第一節(jié) IT 系 統(tǒng)1課時

IT系統(tǒng)就是電源系統(tǒng)的帶電部分不接地或通過阻抗接地，電氣設備的外露導電部分接地的系統(tǒng)。第一個大寫英文“I”表示配電網(wǎng)不接地或經(jīng)高阻抗接地、第二個大寫英文“T”表示電氣設備金屬外殼接地。顯然，IT系統(tǒng)就是保護接地系統(tǒng)。

一、IT系統(tǒng)安全原理

1．不接地配電網(wǎng)電擊的危險性

第二節(jié) TT系統(tǒng)1課時

圖6-3所示的配電網(wǎng)俗稱三相四線配電網(wǎng)。這種配電網(wǎng)引出三條相線(L．、L：、L{線)和一條中性線(N線，_T作零線)。在這種低壓中性點直接接地的配電網(wǎng)中，如電氣設備金屬外殼未采取任何安全措施，則當外殼故障帶電時，故

障電流將沿低阻值的低壓上

第三節(jié) TN 系 統(tǒng)1課時

目前，我國地面上低壓配電網(wǎng)絕大多數(shù)都采用中性點直接接地的三相四線配電網(wǎng)。在這種配電網(wǎng)中，TN系統(tǒng)是應用最多的配電及防護方式。

一、TN 系統(tǒng)安全原理和基本安全條件 1．TN系統(tǒng)安全原理

TN系統(tǒng)是電源系統(tǒng)有一點直接接地．負載設備的外露導電部分通過保護導體連接到此接地點的系統(tǒng)，即采取接零措施的系統(tǒng)字母“I”和“N”分別表示

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和接地線組成。接地體分為自然接地

機電教研室 肖宏志18 配電網(wǎng)中性點直接接地和電氣設第四節(jié) 接地裝置

一、接地裝置安全要點接地裝置由接地體(極)l 自然導體的利用 2．接地裝置的材料

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第七章電氣防火防爆

授課課題：電氣防火防爆

授課課時：6 授課目的要求：1.掌握電氣火災與爆炸的原因

2.掌握危險物質(zhì) 3掌握危險環(huán)境

4防爆電氣設備和防爆電氣線路

授課重、難點 掌握防爆電氣設備和防爆電氣線路 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

火災和爆炸可以造成重大經(jīng)濟損失，而且往往造成人身傷亡和設備毀壞。電氣火災和爆炸在火災和爆炸事故中占有很大的比例。僅就電氣火災而言，不論是發(fā)生頻率還是所造成的經(jīng)濟損失。

在火災中所占的比例都呈上升的趨勢。在很多地區(qū)，引起火災的電氣原因已經(jīng)成為火災的第一原因。電氣火災已經(jīng)超過全部火災的20％，有的地區(qū)或部門已經(jīng)超過30％。就造成的經(jīng)濟損失而言．電氣火災所占比例還要更大一些。本章將介紹電氣防火、防爆的基本知識。

第一節(jié) 電氣火災與爆炸的原因 2課時

電氣火災與爆炸的原因很多。除設備缺陷、安裝不當?shù)仍O計和施工方面的原因外，電流產(chǎn)生的熱量和火花或電弧是直接原因。

一、電氣設備過熱

電氣設備過熱主要是由電流產(chǎn)生的熱量造成的。

導體的電阻雖然很小，但其電阻總是客觀存在的。因此，電流通過導體時要消耗一定的電能。這部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，使導體溫度升高，并加熱其周圍的其它材料。

對于電動機和變壓器等帶有鐵磁材料的電氣設備，除電流通過導體產(chǎn)生的熱量外，還有在鐵磁材料中產(chǎn)生的熱量，這部分熱量是由于鐵磁材料的渦流損耗和磁滯損耗造成的。因此，這類電氣設備的鐵芯也是一個熱源。

當電氣設備的絕緣質(zhì)量降低時，通過絕緣材料的泄漏電流增引起電氣設備過熱的不正常運行大體包括以下幾種情況：

1．短路 2．過載

過載會引起電氣設備發(fā)熱。3．接觸不良

接觸部分是電路中的薄弱環(huán)節(jié)，是發(fā)生過熱的一個重點部位。4．鐵芯發(fā)熱

變壓器、電動機等設備的鐵芯，如鐵芯絕緣損壞或承受長時間過電壓，渦流損耗和磁滯損耗將增加而使設備過熱．

5．散熱不良

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電工工藝學教案 各種電氣設備在設計和安裝時都考慮有一定的散熱或通風措施，如果這些措施受到破壞，就會造成設備過熱。

二、電火花和電弧

電火花是電極間的擊穿放電，電弧是大量的電火花匯集而成的。

第二節(jié) 危險物質(zhì) 1課時

爆炸性物質(zhì)、可燃氣體、可燃液體、自燃物質(zhì)、遇水燃燒物質(zhì)、易燃固體、氧化劑等都屬于有爆炸和火災危險的物質(zhì)。本節(jié)所說的

第三節(jié) 危險環(huán)境 2課時

不同危險環(huán)境應當選用不同類型的防爆電氣設備，并采用不同的防爆措施。因此，首先必須正確劃分所在環(huán)境危險區(qū)域的大小和級別。

一、氣體、蒸氣爆炸危險環(huán)境

根據(jù)爆炸性氣體混合物出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間將此類危險環(huán)境分為0區(qū)、l區(qū)和2區(qū)。危險區(qū)域的大小受通風條件、釋放源特征和危險物品性能參數(shù)的影響。

1．O區(qū)(0級危險區(qū)域)指正常運行時連續(xù)出現(xiàn)或長時間出現(xiàn)或短時間頻繁出現(xiàn)爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域。除有危險物質(zhì)的封閉空間(如密閉容器內(nèi)部空間、固定頂液體貯罐內(nèi)部空間等)以外，很少存在0區(qū)：

2．1區(qū)(1級危險區(qū)域)指正常運行時預計周期性出現(xiàn)或偶然出現(xiàn)爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域。

3．2區(qū)(2級危險區(qū)域)指正常運行時不出現(xiàn)，即使出現(xiàn)也只是短時間偶然出現(xiàn)爆炸性氣體、蒸氣或薄霧的區(qū)域。

上述正常運行指正常的開車、運轉(zhuǎn)、停車；密閉容器蓋的正常開閉；產(chǎn)品的取出；安全閥、排氣閥的工作狀態(tài)。正常運行時，所有運行參數(shù)均在設計范圍之內(nèi)。

爆炸危險區(qū)域的級別主要受釋放源特征和通風條件的影響。連續(xù)釋放比周期性釋放的級別高；周期性釋放比偶然短時間釋放的級別高。良好的通風(包括局部通風)可降低爆炸危險區(qū)域的范圍和等級。

爆炸危險區(qū)域的范圍和等級還與危險蒸氣密度等因素有關。

第四節(jié) 防爆電氣設備和防爆電氣線路 1課時

爆炸危險環(huán)境使用的電氣設備，結(jié)構(gòu)上應能防止由于在使用中產(chǎn)生火花、電弧或危險溫度成為安裝地點爆炸性混合物的引燃源。

一、防爆電氣設備

1．防爆電氣設備結(jié)構(gòu)特征 2 防爆電氣線路

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第八章 防雷與防靜電

授課課題：防雷與防靜電知識 授課課時：4 授課目的要求：1.掌握防雷與防靜電知識的基本要求

2.了解防雷與防靜電的基礎知識

授課重、難點 掌握防雷與防靜電知識的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

雷電和靜電有許多相似之處，都是相對于觀察者靜止的電荷聚集的結(jié)果，放電主要危害都是引起火災和爆炸等。但雷電與靜電電荷產(chǎn)生和聚集的方式不同、存在的空間不同、放電能量相差甚遠、防護措施也有很多不同之處。本章將分別介紹雷電和靜電的特點和防護技術(shù)。

第一節(jié) 雷電的種類及危害 2課時

一、雷電的種類

1．按照雷電的危害方式分類

(1)直擊雷：大氣中帶有電荷的雷云對地電壓可高達幾億伏。當雷云同地而凸出物之間的電場強度達到空氣擊穿的強度時，會發(fā)生激烈放電，并出現(xiàn)閃電和雷鳴現(xiàn)象稱為直擊雷。每一次放電過程分為先導放電、主放電和余光三個階段。先導放電是雷云向大地發(fā)展的不太明亮一種放電。當先導放電接近大地時，立即發(fā)生從大地向雷云發(fā)展的極明亮的主放電。主放電有微弱余光。大約50％的直擊雷有重復放電性質(zhì)。平均每次雷擊有三四個沖擊，最多能出現(xiàn)幾十個沖擊。第一個沖擊的先導放電是階段形先導放電；第二個沖擊以后的先導放電是箭形先導放電，階段形先導放電時間為5～20ms，箭形先導放電時間約為lms；主放電時間不超過0．05一0.1ms；余光延續(xù)時間為30—50ms。

(2)感應雷：感應雷也稱作雷電感應或感應過電壓，分靜電感應和電磁感應兩種。靜電感應是由于雷云接近地面，在架空線或地

二、雷電的危害 1．雷擊的主要對象

(1)雷擊區(qū)的形成首先與地理條件有關。山區(qū)和平原相比匕，山區(qū)有利于雷云的形成和發(fā)展，易受雷擊。

(2)雷云對地放電地點與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有密切關系。不同性質(zhì)的巖石分界地帶、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的斷層地帶、地下金屬礦床或局部導“電良好

(3)雷云對地的放電途徑總是朝著電場強度最大的方向推進，因此如果地面上有較高尖頂建設物或鐵塔等，由于其尖頂處有較

第四節(jié) 防靜電 2課時

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與流電相比，靜電是相對靜止的電荷。靜電現(xiàn)象是一種常見的帶電現(xiàn)象，如雷電、電容器殘留電荷、摩擦帶電等。近20多年來，人們對于靜電現(xiàn)象、靜電的利用以及靜電的危害進行了較多的研究。靜電的利用，可以列出電噴漆、靜電除塵、靜電植絨、靜電復印等很多例子，但這些都是利用由外來能源產(chǎn)生的高壓靜電場來進行工作的，和下面敘述的生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的有害靜電不完全一樣，以下著重講述靜電的產(chǎn)生、靜電的危害及消除靜電危害的措施。

一、靜電的產(chǎn)生

物質(zhì)是由分子組成的，分子是由原子組成的，原子是由原子核和其外圍電子組成的。兩種物質(zhì)緊密接觸后再分離時，一種物質(zhì)把電子傳給另一種物質(zhì)而帶正電，另一種物質(zhì)得到電子而帶負電，這樣就產(chǎn)生了靜電。一般認為，兩種接觸的物質(zhì)相距小于25×10

二、靜電的危害

靜電的危害方式有以下三種類型： 1．爆炸或火災

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第九章 高壓配電裝置

授課課題：高壓配電裝置知識 授課課時：7 授課目的要求：1.掌握高壓配電裝置知識的基本要求

2.了解高壓配電裝置知識的基礎知識

授課重、難點 掌握高壓配電裝置知識的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

高壓配電裝置包括保護電器和開關電器。前者指各種高壓熔斷器；后者指各種高壓斷路器、高壓負荷開關和高壓隔離開關。

第一節(jié) 高壓熔斷器 2課時

6～10kV高壓熔斷器中，戶內(nèi)廣泛采用RN，、RN。型管式熔斷器，戶外廣泛采用RW4型等跌落式熔斷器。

一、RN型戶內(nèi)高壓管式熔斷器 1．型號與結(jié)構(gòu)

R N1型和RN。型的結(jié)構(gòu)基本相同，都是戶內(nèi)用的充有石英砂填料的密閉管式熔斷器，不過RN。型的尺寸較小。RN，型適于3～35kV的電力線路和電氣設備作短路過負荷保護用。RN，型適于3～35KV的電壓互感器作短路保護用。圖9—1是RN，和RN，型高壓管式熔斷器的外形圖。圖9—2是RN，及RN：型高壓管式熔斷器的熔管內(nèi)結(jié)構(gòu)示意圖。

RN廠10型熔斷器的額定電壓為10kV：額定電流為0．5A；最大開斷電流(有效值)約為50kA；熔管電阻為(100±7)Q。當流過0．6～1．8A的電流時，1min內(nèi)熔斷。

RN。和RN。是普通型熔斷器、RN。和RN。是帶有片狀熔體的熔斷器、RN。和RN。是改進型熔斷器。其中，RN。、RN。、RN。是用于保護電壓互感器的熔斷器。

RN廠10型熔斷器的額定電壓為10kV；額定電流有50A、75A和200A等三種規(guī)格；50A規(guī)格的可裝有額定電流2、3、5、第二節(jié) 高壓隔離開關 2課時

高壓隔離開關主要用來隔離高壓電源，以保證其它電氣設備的安全檢修。由于它沒有專門的滅弧裝置，所以不能帶負荷操作。

fr!是可用來通斷一定限度的小電流，如激磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路及電壓互感器和避雷器回路等。

一、高壓隔離開關的結(jié)構(gòu)與型號

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電工工藝學教案 1．高壓隔離開關的結(jié)構(gòu)

高壓隔離開關主要由片狀靜觸頭、雙刀動觸頭、瓷絕緣、傳動機構(gòu)(轉(zhuǎn)軸、拐臂)和框架(底座)組成。GN。型高壓隔離開關的結(jié)構(gòu)見圖9—4。動觸頭兩條銅板之間裝有夾緊彈簧。兩條銅板流過同方向的電流時，產(chǎn)生向內(nèi)的作用力，可提高運行的穩(wěn)定性。在兩條銅板接觸端的外側(cè)，都貼裝著一條鍍鋅鋼板。其作用是加大動觸頭

第三節(jié) 高壓負荷開關 1課時

高壓負荷開關專門用在高壓裝置中通斷負荷電流，因此，負荷開關具有滅弧裝置。但是由于負荷開關在設計時只考慮通斷負荷電流，斷流能力不大；因此不能用它來切斷短路電流。線路的短路故障只有借助與它串聯(lián)的高壓熔斷器來進行保護。高壓負荷開關分戶內(nèi)式和戶外式兩大類。

第四節(jié) 高壓斷路器 1課時

高壓斷路器又叫高壓開關，用在高壓裝置中通斷負荷電流，并在嚴重過載和短路時自動跳閘，切斷過載電流和短路電流。因此，高壓斷路器具有相當完善的滅弧結(jié)構(gòu)和足夠的斷流能力，以適應其工作要求。

高壓斷路器的種類、型號及滅弧特點

第五節(jié) 高壓開關柜 1課時

高壓開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護發(fā)電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓交流電動機的起動和保護之用，其中安裝有高壓開關設備、保護電器、監(jiān)測儀表和母線、絕緣子等。

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第十章 電力變壓器

授課課題：電力變壓器知識 授課課時：5 授課目的要求：1.掌握電力變壓器的基本要求

2.了解電力變壓器的基礎知識

授課重、難點 掌握電力變壓器的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

變壓器是變配電站的核心設備，本章主要討論有關電力變壓器的一些安全知識。

第一節(jié) 變壓器工作原理 1課時

電力變壓器是靜止的電氣設備，起升高或降低電壓的作用，工業(yè)企業(yè)的變壓器都是起降低電壓作用的。通常是把6～10kV的高壓電降低為0．4kV的低壓電，供給電氣設備使用。這種變壓器稱作配電變壓器。

第二節(jié) 變壓器分類及技術(shù)參數(shù) 2課時

一、變壓器的分類：

變壓器按用途一般分為電力變壓器和特殊變壓器二大類。1．電力變壓器分類

(1)按作用分，有升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、聯(lián)紹變壓器等。

(2)按結(jié)構(gòu)分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器等。

(3)按相數(shù)分，有單相變壓器，三相變壓器。

(4)按冷卻方式分，有油浸自冷變壓器，干式空氣自冷變壓器、干式澆鑄絕緣變壓器、油浸風冷變壓器、油浸水冷變壓器、強迫油循環(huán)風冷變壓器、強迫油循環(huán)水冷變壓器等。

(5)按繞組使用材料分，有銅線變壓器、鋁線變壓器。

(6)按調(diào)壓方式分，有無載調(diào)壓變壓器，有載調(diào)壓變壓器。2．特殊用途變壓器分類

按用途分類主要有整流變壓器、電爐變壓器、電焊變壓器、礦用變壓器、船用變壓器、中頻變壓器、試驗變壓器、調(diào)壓變壓器等。

二、變壓器銘牌和技術(shù)參數(shù) 典型變壓器的銘牌如下：

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第三節(jié) 變壓器結(jié)構(gòu) 1課時

一、變壓器主體結(jié)構(gòu)

1．油浸電力變壓器的結(jié)構(gòu)見圖10—5。變壓器由器身、油箱、冷卻裝置、保護裝置和出線裝置組成。器身包括鐵芯、繞組(繞圈)、絕緣、引線和分接開關；油箱包括油箱本體和油箱附件(放油閥、接地螺釘、小車、銘牌等)；冷卻裝置包括散熱器和冷卻器；保護裝置包括儲油柜、油標、安全氣道、吸濕器、測溫元件和氣體繼電器；出線裝置包括高、低壓套管。

第四節(jié) 變壓器安裝和運行 1課時

一、變壓器安裝

安裝變壓器前，應仔細閱讀產(chǎn)品說明書，掌握各安全注意項。對新購入或大修后的變壓器均應嚴格驗收。對于經(jīng)過運輸?shù)淖儔浩鳎惭b前應測量絕緣電阻。安裝前應核對銘牌，檢查該變壓器與工程設計是否相符。

安裝前應檢查變壓器外觀有無缺陷；零、附件是否齊全，完好各部密封是否完好，有無滲、漏油痕跡；油面是否在允許范圍之內(nèi)等。

變壓器安裝位置的選擇應考慮到運行、安裝和維修的方便 1．室內(nèi)變壓器安裝要求

室內(nèi)變壓器的安裝應注意以下問題：

(1)油浸電力變壓器的安裝應略有傾斜。從沒有儲油柜的

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第十一章 互感器

授課課題：互感器知識 授課課時：2 授課目的要求：1.掌握互感器的基本要求

2.了解互感器的基礎知識

授課重、難點 掌握互感器的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

互感器的功能是把線路上的高電壓變換成低電壓，把線路上的大電流變換成小電流，以便于各種測量儀表和繼電保護裝置使用。

第一節(jié) 互感器的種類與工作原理 2課時

一、種類

變換電壓的叫電壓互感器；變換電流的叫電流互感器。有了互感器，不但大大簡化了儀表和繼電器的結(jié)構(gòu)，有利于儀表和繼電器產(chǎn)品的標準化，而且能使工作人員遠離高壓部分，免受高壓威脅。

二、工作原理

互感器的原理與變壓器相似。圖11—1是互感器在電力系統(tǒng)中的接線原理圖。圖中，TA和TV分別表示電流互感器和電壓互感器：A和V分別表示電流表和電壓表；I>和U>分別表示電流繼電器和電壓繼電器；wh表示電能表(也可接功率表和功率因數(shù)表)。由圖可知，電流互感器是串聯(lián)在線路上運行的，而電壓互感器是并聯(lián)在線路上運行的。

我國生產(chǎn)的電壓互感器二次邊額定電壓為100V和100珂V；我國生產(chǎn)的電流互感器二次邊額定電流為5A和1A。

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第十三章 電力電容器

授課課題：電力電容器知識 授課課時：1 授課目的要求：1.掌握電力電容器的基本要求

2.了解電力電容器的基礎知識

授課重、難點 掌握電力電容器的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

電力電容器包括移相電容器、串聯(lián)電容器、耦合電容器、均壓電容器等多種電容器。本章指的是移相電容器。移相電容器的直接作用是并聯(lián)在線路上提高線路的功率因數(shù)。因此，移相電容器也稱為并聯(lián)補償電容器。安裝移相電容器能改善電能質(zhì)量、降低電能損耗，還能提高供電設備的利用率。

運行中電容器的爆炸危險和斷電后殘留電荷的危險是必須重視的安全問題。

第一節(jié) 電力電容器補償原理與計算

1一、結(jié)構(gòu)和型號

電容器由外殼和芯子組成。外殼用密封鋼板焊接而成。外殼上裝有l(wèi)出線絕緣套管、吊攀和接地螺釘。芯子由一些電容元件串、并聯(lián)組．成。電容元件用鋁箔制作電極、用電容器紙或復合絕緣膜作為絕緣介質(zhì)。

課時

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第十四章 低壓配電裝置

授課課題：低壓配電裝置知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握低壓配電裝置的基本要求

2.了解低壓配電裝置的基礎知識

授課重、難點 掌握低壓配電裝置的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

低壓電器可分為控制電器和保護電器，控制電器主要用來接通和斷開線路，以及用來控制用電設備。刀開關、低壓斷路器、電磁啟動器屬于低壓控制電器。保護電器主要用來獲取、轉(zhuǎn)換和傳遞信號，并通過其他電器對電路實現(xiàn)控制。熔斷器、熱繼電器屬于低壓保護電器。

第一節(jié) 保護電器 2課時

保護電器主要包括各種熔斷器、磁力起動器的熱斷電器、電磁式過電流繼電器和失壓(欠壓)脫扣器、低壓斷路器的熱脫扣器、電磁式過電流脫扣器和失壓(欠壓)脫扣器等。繼電器和脫扣器的區(qū)別在于：前者帶有觸頭，通過觸頭進行控制；后者沒有觸頭，直接由機械運動進行控制。

一、保護類型

保護電器分別起短路保護、過載保護和失壓(欠壓)保護的作用。

短路保護是指線路或設備發(fā)生短路時，迅速切斷電源。熔斷器、電磁式過電流繼電器和脫扣器都是常用的短路保護裝置。應當注意，在中性點直接接地的三相四線制系統(tǒng)中，當設備碰殼接地時，短路保護裝置應該迅速切斷電源，以防觸電。在這種情況下，短路保護裝置直接承擔人身安全和設備安全兩方面的任務。

過載保護是當線路或設備的載荷超過允許范圍時，能延時切斷電源的一種保護。熱繼電器的熱脫扣器是常用的過載保護裝置；

二、電氣設備外殼防護等級

電機和低壓電器的外殼防護包括兩種防護，第一種防護是對固體異物進入內(nèi)部以及對人體觸及內(nèi)部帶電部分或運動部分的防護；第二種防護是對水進入內(nèi)部防護，電氣線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分。電氣線路可分為電力線路和控制線路。前者完成輸送電能的任務；后者供保護和測量的連接之用。電氣線路除應滿足供電可靠性或控制可靠性的要求外還必須滿足各項安全要求。

電氣線路種類很多。按照敷設方式，分為架空線路、電纜線路穿管線路等；按照導體的絕緣，分為塑料絕緣線、橡皮絕緣線、裸線等等。

一、架空線路

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架空線路指檔距超過25m，利用桿塔敷設的高、低壓電力線路。架空線路主要由導線、桿塔、絕緣子、橫擔、金具、拉線及基娜組成。

二、電纜線路

電力電纜線路主要由電力電纜、終端接頭和中間接頭組成。電力電纜分為油浸紙絕緣電纜、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜和聚氯乙烯絕緣電纜。

第二節(jié) 電氣線路常見故障 2課時

電氣線路故障可能導致觸電、火災、停電等多種事故。下面對電氣線路的常見故障作一簡要分析。

一、架空線路和電纜線路故障 1．架空線路故障

架空線路敞露在大氣中，容易受到氣候、環(huán)境條件等因素的影響。造成危害的建筑物及其他設施：線路上有無樹枝、風箏、鳥巢等雜物，如有應設法清除。

(2)電桿有無傾斜、變形、腐朽、損壞及基礎下沉等現(xiàn)象；橫擔和金具是否移位、固定是否牢固、焊縫是否開裂、是否缺少螺母等。

(3)導線和避雷線有無斷股、背花、腐蝕外力破壞造成的傷痕；導線接頭是否良好、有無過熱、嚴重氧化、腐蝕痕跡；導線對地、鄰近建筑物、或鄰近樹木的距離是否符合要求。

(4)絕緣子有無破裂、臟污、燒傷及閃絡痕跡；絕緣子串偏斜程度、絕緣子鐵件損壞情況如何。

(5)拉線是否完好、是否松弛、綁扎線是否緊固、螺絲是否銹蝕等。(6)保護間隙(放電間隙)的大小是否合格；避雷器瓷套有無破裂、臟污、燒傷及閃絡痕跡，密封是否良好，固定有無松動；避雷器上引線有無斷股、連接是否良好；避雷器引下線是否完好、固定有無變化、接地體是否外露、連接是否良好。

二、電纜線路巡視檢查

電纜線路的定期巡視一般每季度一次；戶外電纜終端頭每月巡視一次。電纜線路巡視檢查主要包括以下內(nèi)容：

(1)直埋電纜線路標樁是否完好；沿線路地面上是否堆放礦渣、建筑材料、瓦礫、垃圾及其他重物，有無臨時建筑；線路附近地面是否開挖；線路附近有無酸、堿等腐蝕性排放物，地面上是否堆放石灰等可構(gòu)成腐蝕的物質(zhì)；露出地面的電纜有無穿管保護，保護管有無損壞或銹蝕，固定是否牢固；電纜引入室內(nèi)處的封堵是否嚴密；洪水期間或暴雨過后，巡視附近有無嚴重沖刷或塌陷現(xiàn)象等。

(2)溝道內(nèi)的電纜線路溝道的蓋板是否完整無缺；溝道是否滲水、溝內(nèi)有無積水、溝道內(nèi)是否堆放有易燃易爆物品；電纜鎧裝或鉛包有無腐蝕，全塑電纜有無被老鼠嚙咬的痕跡；洪水期間或

第四節(jié) 線路巡視檢查 2課時

巡視檢查是運行維護的基本內(nèi)容之一。通過巡視檢查可及時發(fā)現(xiàn)缺陷，機電教研室 肖宏志 邵陽職業(yè)技術(shù)學院

電工工藝學教案 以便采取防范措施，保障線路的安全運行。巡視人員應將發(fā)現(xiàn)的缺陷記入記錄本內(nèi)，并及時報告上級。

一、架空線路巡視檢查

架空線路巡視分為定期巡視、特殊巡視和故障巡視。定期巡視是日常工作內(nèi)容之一。10kV及10kV以下的線路，至少每季度巡視一次。特殊巡視是運行條件突然變化后的巡視，如雷雨、大雪、重霧天氣后的巡視、地震后的巡視等。故障巡視是發(fā)生故障后的巡視。巡視中一般不得單獨排除故障。

架空線路巡視檢查主要包括以下內(nèi)容：

(1)沿線路的地面是否堆放有易燃、易爆或強烈腐蝕性物質(zhì)；沿線路附近有無危險建筑物，有無在雷雨或大風天氣可能對線路

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第十六章 異步電動機

授課課題：異步電動機知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握異步電動機的基本要求

2.了解異步電動機的基礎知識

授課重、難點 掌握異步電動機的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

電動機是一種將電能轉(zhuǎn)換為機械能的動力設備，能帶動生產(chǎn)機械工作，也是廠礦企業(yè)使用最廣泛的動力機。

電動機分為交流電動機和直流電動機兩大類。交流電動機又分異步電動機和同步電動機。因為異步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，工作可靠，維護方便等優(yōu)點，所以被廠礦企業(yè)廣泛采用。本章主要介紹異步電動機的構(gòu)造、原理、運行、維護及故障處理等內(nèi)容。

第一節(jié) 異步電動機的構(gòu)造與工作原理 2課時

一、構(gòu)造

三相異步電動機也叫三相感應電動機，主要由定子和轉(zhuǎn)子兩個基本部分組成。轉(zhuǎn)子又可分為籠型和線繞型兩種。三相籠型異步電動機的結(jié)構(gòu)如圖

第二節(jié) 異步電動機的技術(shù)參數(shù) 2課時

電動機的銘牌上和產(chǎn)品樣本中都標出電動機的額定功率(軸動率)尸Ⅳ，額定轉(zhuǎn)速刀，額定電壓U^，額定電流I，效率17，功率因數(shù)cosP，以及起動電流倍數(shù)，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，過負荷能力等主要技術(shù)參數(shù)。了解銘牌參數(shù)的意義，才能正確選擇、使用和維修電動機。下面介紹三相異步電動機銘牌上面的額定值和技術(shù)參數(shù)。

一、額定電壓U，二、額定電流I，額定電流表示電動機在額定電壓及額定功率運行時，電源輸入電動機的定子繞組中的線電流，單位是A，如果銘牌上標有兩個電流值，則說明為定子繞組在兩種不同接法時的線電流值。

三、額定功率PV 額定功率表示電動機在額定狀態(tài)下運行時，轉(zhuǎn)軸上輸出的機械功率，單位是w或kw。電動機的額定功率PⅣ應小于額定狀態(tài)下輸入的電功率，這是因為電動機有功率損耗所致。

四、額定轉(zhuǎn)速

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電動機在額定電壓、額定頻率和額定功率下工作時轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，叫做額定轉(zhuǎn)速，拖動大小不同的負載時，轉(zhuǎn)速也不同。一般空載轉(zhuǎn)速略高于額定轉(zhuǎn)速，過載時轉(zhuǎn)速會低于額定轉(zhuǎn)速。單位為

五、定額

定額也稱為工作方式或運行方式，按運行持續(xù)的時間分為連續(xù)、短時和斷續(xù)三種基本工作制，是選擇電動機的重要依據(jù)。

十五、起動電流

電動機轉(zhuǎn)速為零(靜止)加上額定電壓時的線電流，稱為起動電流。異步電動機直接起動時，其起動電流很大，可達額定電流的5～7倍，起動電流也是異步電動機起動性能的重要指標。

第三節(jié) 異步電動機的起動 2課時

當電動機的定子繞組接入三相電源后，轉(zhuǎn)子便開始轉(zhuǎn)動。在剛起動的瞬間，因刀=0、S=1，旋轉(zhuǎn)磁場以最大速度切割轉(zhuǎn)子繞組，便在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生較大的感應電動勢；由于轉(zhuǎn)子繞組的阻抗很小，將通過很大的電流。這和變壓器的工作原理一樣，定子繞組相

一、籠式異步電動機的起動 1．全壓起動 2．降壓起動

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第十七章 手持式電動工具及移動式電

氣設備

授課課題：手持式電動工具及移動式電氣設備知識 授課課時：4 授課目的要求：1.掌握手持式電動工具及移動式電氣設備的基本要求

2.了解手持式電動工具及移動式電氣設備的基礎知識

授課重、難點 掌握手持式電動工具及移動式電氣設備的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

手持電動工具包括手電鉆、手砂輪、沖擊電鉆、電錘、手電鋸等工具。移動式設備包括蛙夯、振搗器、水磨石磨平機、電焊機等電氣設備。

第一節(jié) 基本分類與結(jié)構(gòu) 2課時

一、基本分類

1．根據(jù)手持式電動工具不同的應用范圍分類

(1)金屬切削類：電鉆、磁座鉆、電絞刀、電動刮刀、電剪刀、電沖剪、電動曲線鋸、電動鋸管機、電動往復鋸、電動型材切割機、電動型攻絲機、多用電動工具。

(2)砂磨類：電動砂輪機、電動砂光機、電動拋光機。(3)裝配類：電扳手、電動螺絲刀、電動脫管機。

(4)林木類：電刨、電動開槽機、電插、電動帶鋸、電動木工砂光機、電鏈鋸、電圓鋸、電動木鉆、電動木銑、電動打枝機、電動木工刃具砂輪機。

(5)農(nóng)牧類：電動剪毛機、電動采茶機、電動剪枝機、電動糧食插秧機、電動噴油機。

(6)建筑道路類：電動混凝土振動器、沖擊電鉆、電錘、電鎬、電動地板刨光機、電動打夯機、電動地板砂光機、電動水磨石機、電動磚瓦銑溝機、電動鋼筋切斷機、電動混凝土鉆機。

(7)鐵道類：鐵道螺釘電扳手、枕木電鉆、枕木電鎬。

第二節(jié) 安全性能要求 2課時

為了安全生產(chǎn)，避免和減少對操作者的傷害，工具的安全性能必須符合安全操作的要求。

一、手持電動工具的安全要求

使用手持電動工具應當注意以下安全要求：

1．辨認銘牌，檢查工具或設備的性能是否與使用條件相適應。

2．檢查其防護罩、防護蓋、手柄防護裝置等有無損傷、變形或松動。

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電工工藝學教案 3．檢查電源開關是否失靈、是否破損、是否牢固、接線有無松動。4．電源線應采用橡皮絕緣軟電纜；單相用三芯電纜、三相用四芯電纜；電纜不得有破損或龜裂、中間不得有接頭。

5．I類設備應有良好的接零或接地措施，且保護導體應與工作零線分開；保護零線(或地線)應采用截面積0．75～1．5mm。以上的多股軟銅線，且保護零線(地線)最好與相線、工作零線在同護套內(nèi)。

6．使用I類手持電動工具應配合絕緣用具，并根據(jù)用電特征安裝漏電保護器或采取電氣隔離及其他安全措施。

7．絕緣電阻合格，帶電部分與可觸及導體之間的絕緣電阻I類設備不低于2M Q、II類設備不低于7M Q。

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第十八章 照明

授課課題：照明電氣設備知識 授課課時：6 授課目的要求：1.掌握照明電氣設備的基本要求

2.了解照明電氣設備的基礎知識

授課重、難點 掌握照明電氣設備的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

電氣照明是工廠供電的一個組成部分，良好的照明是保證安全生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率和保護工作人員視力健康的必要條件。照明設備的不正常運行可能導致人身傷亡事故或火災。為此，必須保持照明設備的安全運行。

第一節(jié) 照明方式與種類

一、照明方式 1．一般照明

一般照明是指在整個場所或場所的某部分照度基本上相同的照明。對于工作位置密度很大而對光照方向又無特殊要求，或工藝上不適宜裝設局部照明設置的場所，宜單獨使用一般照明。它的優(yōu)點是在工作表面和整個視界范圍內(nèi)，具有較佳的亮度對比；可采用較大功率的燈泡，因而光效較高；照明裝置數(shù)量少，投資費用較低。

2．局部照明

局部照明是指局限于工作部位的固定的或移動的照明，對于局部地點需要高照度并對照射方向有要求時宜采用局部照明。

3．混合照明

混合照明是指一般照明與局部照明共同組成的照明。對于工作部位需要較高照度并對照射方向有特殊要求的場所，宜采用混合照明。混合照明的優(yōu)點是可以在工作平面、垂直和傾斜表面上，甚至工件的內(nèi)臟里，獲得高的照度，易于改善光色，減少裝置功率和節(jié)約運行費用。

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第十九章 電工測量

授課課題：電工測量知識 授課課時：2 授課目的要求：1.掌握電工測量設備的基本要求

2.了解電工測量設備的基礎知識

授課重、難點 掌握電工測量設備的基本要求 授課形式：新授課 授課方法：講授 授課內(nèi)容：

電工測量的過程，是將被測的電量或磁量與同類標準量相比較的過程，根據(jù)比較的方法不同，測量的方法也不一樣。所以在測量中除了應正確選擇儀表和正確使用儀表之外，還要掌握正確的測量方法。

第一節(jié) 電工儀表基本知識

一、電工儀表種類

(1)按照工作原理，電工儀表分為磁電式、電磁式、電動式、感應式等儀表。

磁電式儀表由固定的永久磁鐵、可轉(zhuǎn)動的線圈及轉(zhuǎn)軸、游絲、指針、機械調(diào)零機構(gòu)等組成。線圈位于永久磁鐵的極靴之間。當線圈中流過直流電流時，線圈在永久磁鐵的磁場中受力，并帶動指針、轉(zhuǎn)軸克服游絲的反作用力而偏轉(zhuǎn)。當電磁作用力與反作用力平衡時，指針停留在某一確定位置，刻度盤上給出一相應的讀數(shù)。機械調(diào)零機構(gòu)用于校正零位誤差，在沒有測量訊號時借以將儀表指針調(diào)到指向零位。磁電式儀表的靈敏度和精確度較高、刻度盤分度均勻。磁電式儀表必須加上整流器才能用于交流測量，而且過載能力較小。磁電式儀表多用來制作攜帶式電壓表、電流表等表計。

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第五篇：金屬工藝學教案

金屬工藝學教案

緒論

一、為什么要學金屬工藝學（機械工程材料工藝學）？

金屬工藝學是一門傳授有關制造金屬零件工藝方法的綜合性技術(shù)基礎課。它主要傳授各種工藝方法本身的規(guī)律性及其在機械制造中的應用和相互關系；金屬零件的加工工藝過程和結(jié)構(gòu)工藝性；常用金屬材料性能對加工工藝的影響；工藝方法的綜合比較等。研究的對象：常用的工程材料、材料的各種加工處理工藝。

例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、塑料等材料及熱處理工藝、焊接工藝、鑄造工藝、切削加工工藝等加工處理工藝。

舉例：常用主軸材料：45。技術(shù)要求：調(diào)質(zhì)處理。

箱體材料：HT200。技術(shù)要求：退火。國家工業(yè)發(fā)展的三大支柱：材料、信息、微機。1.工程材料是國家工業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎。

工業(yè)和日常生活都離不開工程材料的使用，研究材料最終是為人類的文明進步而服務。2.作為工科類專業(yè)所必須掌握的一門功課。基礎課→（橋梁）→ 專業(yè)課

機械工程材料工藝學是一門技術(shù)基礎課，對專業(yè)課和基礎課起著橋梁的作用。

二、機械工程材料工藝學課程有什么特點？

1.本課程同實踐緊密相聯(lián)系，是一門實踐性很強的學科。

2.通過生產(chǎn)實踐才能融會貫通地學習掌握（安排了鉗工、金工實習）。

3.為了彌補實踐方面的不足，采用錄像教學以及到工廠參觀和實習，通過師生的相互努力來學好這門功課。

三、怎樣才能學好機械工程材料工藝學？

1.注意各章節(jié)的聯(lián)系、學習、復習、鞏固、應用、總結(jié)。2.要理解、要提問題、不能累計問題。

3.抓住主要內(nèi)容：金屬材料及熱處理基本知識，鑄造、鍛造、焊接、切削加工基本常識。

隨著科學技術(shù)和生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，金屬工藝學的內(nèi)容構(gòu)成也有所發(fā)展。應當指出，本課程的發(fā)展必然是有關學科的相互滲透和綜合，而不是兼收并蓄、包羅萬象、內(nèi)容越來越復雜。它仍屬工藝學范疇。

金屬工藝學是實踐性很強的技術(shù)基礎課，它有利于對學生進行技能訓練，有利于培養(yǎng)學生具有更高的實際能力和開拓精神。

第一篇 金屬材料導論

合金的定義：一種金屬為基礎，加入其他金屬或非金屬，經(jīng)過熔煉或燒結(jié)制成的具有金屬特性的材料（導電性、延展性、光澤、導熱性）。

常用的是：鋼和鐵、銅合金、鋁合金等（理論聯(lián)系實際）。

第一章 金屬材料的主要性能 第一節(jié) 金屬材料的力學性能（機械性能）

材料的性能：

使用性能：物理性能、化學性能、力學性能（機械性能）。

工藝性能：熱處理性能、鑄造性能、焊接性能、鍛造性能、切削加工性能。

力學性能的定義：材料在外力作用下，表現(xiàn)出（靜載荷、動載荷、交變載荷）的性能。

一、強度與塑性 概念：靜載荷、應力

試驗：拉伸實驗 試樣－低碳鋼、L0＝5d0、L0＝10d0 GB（6397－86）要求同學們實驗指導書（圖書館查資料，鍛煉學生的自學能力）。材料的力學性能實驗。分析：（從中導出材料的強度和塑性）1.強度：

定義：塑性變形、斷裂的能力。衡量指標：屈服強度、抗拉強度。（1）屈服點：

定義：發(fā)生屈服現(xiàn)象時的應力。公式：σs＝Fs/Ao（MPa）Fs－材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的力。So－材料的原始橫截面面積。

條件屈服強度規(guī)定：σr0.2＝F0.2/Ao(無明顯的屈服現(xiàn)象的材料)應用：汽缸蓋和汽缸體之間的密封性（螺栓聯(lián)接）超過螺栓材料本身的屈服強度。（2）抗拉強度： 定義：最大應力值。

公式：σb＝Fb/Ao（Fb－最大的載荷；So－材料的原始截面面積。）應用：汽缸的密封、鋼繩吊重物、機車的牽引等。σs/σb 屈強比：越小，可靠性越高；越大，可靠性越低。2.塑性：

定義：發(fā)生塑性變形，不破壞的能力。衡量指標：伸長率、斷面收縮率。（1）伸長率：

定義公式：δ＝（L1－L0）/L0 ×100％（L1－拉斷后的長度；L0－原來的試樣長度）注意：長、短試樣測出的δ值不相等（比較大小，要同樣的試樣）。L0＝5d0 δ5 L0＝10d0 δ10＝δ

δ5>5% －塑性材料、δ5<5％－脆性材料。45：δ5≈18.7% δ1<δ5（2）斷面收縮率：

定義公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％（S0－原截面面積；S1－斷口處斷面面積）Ψ5 Ψ10

Ψ值越大，塑性越好。

總結(jié)：δ Ψ越大，塑性越好，越易變形但不會斷裂。

二、硬度

硬度：抵抗更硬物體壓入的能力。

衡量：布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。1.布氏硬度：HB 試驗：GB84。一定直徑的鋼球HBS（硬質(zhì)合金HBW），規(guī)定的載荷及時間后測出的壓痕深度差即硬度的大小。

HB＝F/S(N/mm2)<650 舉例：鋼球直徑：10mm，載荷：30KN（F＝30D2），時間：規(guī)定10（s）。材料：壓痕直徑：d0＝3.92mm 查表： HBS＝239（1）應用范圍：鑄鐵、有色金屬、非金屬材料。

（2）優(yōu)缺點： 精確、方便、材料限制、非成品檢驗和薄片。2.洛氏硬度：HR、（HRA、HRB、HRC）

試驗：GB83。一定錐形的金剛石（淬火鋼球），在規(guī)定載荷和時間后，測出的壓痕深度差即硬度的大小（表盤表示）。

HRA、HRB、HRC。一般通常習慣用HRC（無單位）。（1）應用范圍：鋼及合金鋼。

（2）優(yōu)缺點：測成品、薄的工件，無材料限制，但不精確。3.維氏硬度：

試驗：GB83。一定錐形的金剛石，在規(guī)定的載荷、時間后測出的壓痕深度差即硬度的大小。HV＝F/S（1）應用范圍：測薄片和鍍層。（2）優(yōu)缺點：數(shù)值精確，但操作麻煩。4.肖氏硬度HS、銼氏硬度、顯微硬度HM 總結(jié)：數(shù)值越大，硬度越高。但相互之間不能比較，必須查表為同單位才行。

三、韌性

概念：動載荷、“梅氏”試樣（金屬夏比試驗）。沖擊韌度：抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。

衡量指標：αk＝Ak/A（J/cm2）（αk－一次性沖擊試驗的標準。）多次沖擊：Ak↓→σs、σb。Ak↑→Ψ、δ

αk和溫度有關：溫度越低，αk越小。（低溫易沖斷）脆性臨界轉(zhuǎn)變溫度。

四、疲勞強度

概念：交變載荷、疲勞現(xiàn)象 試驗：疲勞實驗法。衡量指標：疲勞強度σ-1 鋼：107、有色金屬：108。σmax=σ-1

五、蠕變和松弛：（補充內(nèi)容）1.蠕變： 蠕變強度 高溫下容易產(chǎn)生。2.松弛：松弛強度 高溫下容易產(chǎn)生。

第二節(jié) 金屬材料的物理、化學及工藝性能

金屬的性能：物理性能、化學性能。

一、物理性能：

1.比重：單位體積內(nèi)物體的重量。密度：單位體積內(nèi)物體的質(zhì)量。

鐵：7.8克/厘米

3、銅：8.9克/厘米

3、鋁：2.7克/厘米

3、鈦：4.51克/厘米3 γ<5g/cm3→輕金屬、γ>5g/cm3→重金屬。

應用：飛機制造業(yè)、子彈頭、檢驗材料、煉鐵、煉鋼、鉛球等。2.熔點：固體→液體的溫度點。

凝固點：液體→固體的溫度點。

鐵：1538℃、銅：1083℃、鋁：660℃、鈦：1660℃。

應用：耐高溫材料（飛機、導彈、航天）、防火安全閥、熔斷器（保險絲）等。3.熱脹性：一般而言，金屬材料具有熱脹冷縮的性能。材料不同，熱脹冷縮的大小也不同。

應用：電線的形態(tài)、橋梁的架設、鋼軌的鋪設、精密的測量工具、電冰箱、電飯鍋等。4.導熱性：金屬具有傳導熱能的性質(zhì)。導熱材料的順序：銀、銅、鋁等。

金屬材料的雜質(zhì)越多、導熱性越差。高速鋼導熱性差，加熱要緩慢，以防開裂。應用：陶瓷、水壺的水垢等。

5.導電性：金屬具有傳遞電流的性質(zhì)。導電材料的順序：銀、銅、鋁等。

應用：電火花加工（下冊P.78～80、電解加工、電子束加工及制造電線、電纜、玻璃拉絲模等。

6.磁性；金屬材料在磁場的情況下磁化（分為軟磁和硬磁）。例如：鐵、鎳、鈷等。

應用：手表材料、磨床的磨削加工（P.71下冊）等。

二、化學性能： 1.耐蝕性（耐酸堿性）：金屬材料抵抗腐蝕的性能。例如：鋼鐵生鐵銹、銅生銅綠（造成重大事故）。應用：食品行業(yè)、飲料行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、化工行業(yè)等。2.抗氧化性：高溫時抵抗氧化的能力。應用：鍛打、電焊、熱處理等。

3.化學穩(wěn)定性：在常溫下，化學穩(wěn)定的性能。應用：耐熱設備、高溫鍋爐等。

三、工藝性能：是指是否易于進行冷、熱加工的性能。

包括：熱處理性能（第三章）、鑄造性能（第二篇）、焊接性能（第三篇）、鍛造性能（第四篇）、切削加工性能（第五篇）。（最后要和書名金屬工藝學聯(lián)系上）以上各種工藝性能將在以后有關章節(jié)中分別介紹。

第二章 鐵碳合金（鋼和鑄鐵）

第一節(jié) 純鐵的晶體結(jié)構(gòu)及其同素異晶轉(zhuǎn)變

一、金屬的結(jié)晶

結(jié)晶：液態(tài)金屬凝結(jié)成固態(tài)金屬的現(xiàn)象。

概念：理論結(jié)晶溫度－金屬在無限緩冷冷卻下結(jié)晶得到的結(jié)晶溫度To。（計算出來的）

實際結(jié)晶溫度－金屬以實際冷卻速度冷卻結(jié)晶得到的結(jié)晶溫度Tn。（實際測量出來的）（平時澆注的溫度）

一、金屬結(jié)晶的過冷現(xiàn)象：

過冷現(xiàn)象：金屬的實際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度，Tn

金屬的實際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度，Tn

金屬的實際結(jié)晶溫度總是低于理論結(jié)晶溫度，Tn

晶界；晶粒。晶粒越多，晶界也越多，則晶粒移動所受的阻力越大，宏觀來看，材料越不容易發(fā)生變形，即材料的硬度越高，強度越好。總結(jié)：晶粒越小，則材料的力學性能越好。采用的主要途徑是：

晶核數(shù)目越多－晶粒越多－晶粒越細小，從而提高材料的力學性能。（1）提高過冷度：（>107℃/s 非晶態(tài)金屬）實驗測出：冷卻速度越大，生核速率越大>長大速率。

（2）變質(zhì)處理（孕育處理）：在液態(tài)金屬中，加入一些細小的金屬粉末（變質(zhì)劑）（孕育劑）形成非自發(fā)晶核，使晶核數(shù)目增多，晶粒變細小。

（3）機械振動：使枝晶破碎成為幾個晶核，使晶核數(shù)目增多（超生波振動等）。

二、純金屬的晶體結(jié)構(gòu)

概念：原子球、結(jié)點、晶格、晶胞、晶格常數(shù)（a、b、c、α、β、γ）致密度：晶胞中原子占有的體積與晶胞體積之比。純金屬的晶格類型： 1.體心立方晶胞

例如：純鐵（α-Fe）912℃↓、W、Mo、V、Cr（β－Ti）882℃↑ 立方體: a＝b＝c ； α＝β＝γ＝90o 原子數(shù)：8×1/8＋1＝2 致密度：0.68 原子的晶格結(jié)構(gòu)不同，則性能不同，即使原子的晶格結(jié)構(gòu)相同，但由于原子的質(zhì)量不同，性能也不同。2.面心立方晶格 立方體 a＝b＝c α＝β＝γ＝90o 原子數(shù)：8×1/8＋6×1/2＝4 致密度：0.74 舉例：銅：a＝b＝c=3.608×108、銅原子M＝63.54×1.67×10－24g 銅原子的直徑：D＝2.5505?，計算銅的密度？ 純鐵（γ－Fe）912～1394℃、Al、Cu、Ag、Mn等。

三、純鐵的同素異晶轉(zhuǎn)變（舉列鉆石和石墨）

純鐵：α－Fe→（912℃）γ－Fe（1394℃）→δ-Fe（1538℃）→L

二次結(jié)晶或重結(jié)晶。提問：一定質(zhì)量的純鐵加熱到912～1394℃時，體積是增加還是減少，若繼續(xù)加熱到1394～1538℃時，體積是增大還是減少？

第二節(jié) 鐵碳合金的基本組織

元素（金屬＋非金屬）共為108種，而純金屬一般共為83種。Fe：HB80、σb＝200MPa、C：HB3、σb≈0。Fe＋C組成的合金化合物：HB800、σb=400MPa。Al：HB25、σb＝80MPa。

Al＋Mg＋Mn組成的鋁合金化合物：HB70、σb＝280MPa。而工業(yè)中的金屬材料均為合金。

合金定義：金屬元素同另一種或幾種金屬元素或非金屬元素組成的具有金屬特性的新材料。金屬特性：導電性、導熱性、塑性、光澤。

例如：鋼鐵合金：Fe＋C＋Mn＋Si、鋁合金：（Al＋Mg＋Mn）、（Al＋Ze＋Mn）、銅合金：（Cu＋Zn）、（Cu＋Sn）、（Cu＋Ni）等。

產(chǎn)生具有優(yōu)良的使用性能和工藝性能方面的新材料（特出的物理、化學性能）。組元：合金中的最小單元。

合金系：合金中百分含量不同的組元構(gòu)成的一系列合金。鋁合金（Al＋Mg＋Mn）。鋁合金：Al：99％、97％、95％、……..Mg：0.5％、2％、2％、……….Mn：0.5％、1％、3％、……….二元合金系、三元合金系、四元合金系。相：具有同一化學成分，同一聚集狀態(tài)，且有明顯界面分開的獨立均勻部分。例如：液→單相、固相→單相、液＋固→兩相。

一、固溶體：

定義：溶質(zhì)原子進入溶劑中，依然保持晶格類型的金屬晶體。置換固溶體：d質(zhì)/d劑>0.85。（胖子到教室形象舉例）晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。無限置換固溶體：Cu＋Ni 有限置換固溶體：Cu+Zn 溫度越高，則溶解度（固溶量）越大。

間隙固溶體：d質(zhì)/d劑<0.59。（瘦子到教室形象舉例）晶格歪扭、畸變，晶體缺陷。

只能形成有限固溶體：C→α－Fe、727℃ 0.0218％。

因形成固溶體使材料強度、硬度升高的現(xiàn)象－固溶強化。（合金的好處）1.鐵素體F：C→α－Fe中形成的固溶體。單相、層片狀、體心立方晶格。20℃ 0.0008％C（工業(yè)純鐵）。727℃ 0.0218％C。

機械性能：δ＝30～50％、ψ＝70～80％、αku＝160～200J/cm2、σb＝180～280MPa、HBS50～80（770℃↓磁性）。（應用簡略提一下）

（飽和的鹽水凝固點－21℃、其沸點108℃。飽和NaOH溶液沸點314℃。）

2.奧氏體A：C→γ－Fe中形成的固溶體。單相、層片狀、面心立方晶格。727℃ 0.77%C、1148℃ 2.11%C。

機械性能：δ＝40～60％、σb＝400～50MPa、HBS＝170～220、抗磁性。（應用提一下）

二、金屬化合物（中間相）（強化相）形成：溫度降低時析出的一種新材料。Fe3C、Fe2.4C、VC、WC、CuZn、Cu21Zn22 σ↑、HRC↓、δ↓、ψ↓、αku↓。滲碳體C：F＋C層片相間疊加。硬度極高，而塑性、韌性極低。

三、機械混合物：

定義：α－固溶體＋β－固溶體＋…＋α－金屬化合物＋β－金屬化合物

例如：鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金等。1.珠光體P：F＋Fe3C 兩相，機械混合物。0.77％C。

機械性能：δ＝20～25％、σb＝800～850MPa、HBS＝280～260。強度高、硬度較高。（應用提一下）

2.萊氏體Ld、Ld′： 兩相機械混合物，含碳量：4.3％C。

Ld＝A＋C 727～1148℃。（高溫萊氏體）

Ld′＝P＋C 20～727℃。（低溫萊氏體）

機械性能：HB＝560～600、δ＝4～5％。性能與滲碳體相近。（應用較少）

總結(jié)：硬度最高的是滲碳體，強度最好的是珠光體，高溫下奧氏體塑性最好，常溫下鐵素體塑性最好，萊氏體硬度較高。

一、鐵碳合金狀態(tài)圖的建立

（1）配制不同成分的鐵碳合金，用熱分析法測定各合金的冷卻曲線。

（2）從各冷卻曲線上找出臨界點，并將各臨界點分別畫到成分－溫度坐

標中。

（3）將意義相同的臨界點連接起來。

二、Fe－Fe3C合金狀態(tài)圖的分析： 1.點（特性點）：

A 1538℃ 100％Fe的熔點 ； D 1227℃ 100％Fe3C的熔點； G 912℃ 100％Fe的同素異晶轉(zhuǎn)變點（重結(jié)晶溫度點）； C 1148℃ 4.3％C 共晶點L→Ld（A＋C）共晶反應； F 1148℃ 6.69％C 虛點 ； P 727℃ 100％Fe虛點；

K 727℃ 6.69％C虛點、E 1148℃ 2.11％C 碳在γ－Fe中的最大固溶量； S 727℃ 0.77％C 碳在γ－Fe中的最小固溶量，共析點A→P 共析反應。

2.線（特性線）：

（1）AC線：液相線 開始結(jié)晶出奧氏體：L→L＋A。DC線：液相線 開始結(jié)晶出滲碳體：L→L+C。

（2）AE線：固相線 奧氏體結(jié)晶終了線：L＋A→A。ECF線：固相線（共晶線）：共晶反應 L→Ld。

（3）GS線－A3線：從奧氏體中開始析出鐵素體線。

（4）ES線—Acm線：從奧氏體中開始析出滲碳體線（碳在奧氏體中的固溶線）。（5）PSK線－A1線：共析線； 共析反應 A→P（F＋C）共晶體。

（6）PQ線－碳在鐵素體中的溶解度曲線。這種由鐵素體中析出的滲碳體為三次滲碳體。3.分類： 含碳量分類：

工業(yè)純鐵：C≤0.0218％C 鋼：0.0218％

白口鐵：2.11％

共析鋼：0.77％ P 亞共析鋼： C<0.77％ P＋F 過共析鋼： C>0.77％ P＋C 共晶白口鐵分類：

共晶白口鐵：4.3％C Ld′

亞共晶白口鐵：C<4.3％C Ld′＋P＋C 過共晶白口鐵：C>4.3％C Ld′＋C

三、鋼在結(jié)晶過程中的組織轉(zhuǎn)變

實驗：熱分析法－（C：0－6.69％）實用價值。1.共析鋼：

0.77％C：L→L＋A→A→P

分析：在727℃發(fā)生共析反應，A中含碳多少？P中含碳多少？

（727℃:F＝88.78％、C＝11.22％）2.亞共析鋼：

0.5％C：L→L＋A→A→A＋F→P＋F 分析：①A→A＋F 在→點以上A中含碳多少？隨著溫度降低，A中含碳是 逐漸增加還是減少？

②A＋F→P＋F 在冷卻到→點時，A中含碳增加到0.77％C，發(fā)生共析反應 A→P，727℃時，P、F各占百分多少？

727℃: F＝35.34％、P＝64.66％。20℃:F＝92.64％、C＝7.36％。3.共析鋼：

1.0％C：L→L＋A→A→A＋C→P＋C（P＝96.1％、C＝3.9％）

分析：①A→A＋C 在→點以上，A中含碳多少？C中含碳多少？在→點以下，隨著溫度降低，A中含碳逐漸增加還是減少？

②A＋C→P＋C 當冷卻到→時，A中含碳逐漸減少到0.77％C，發(fā)生共析反應 A→P，727℃,P、C相對含量是多少？

Ⅵ.亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵請學生自行分析。鐵碳合金的組織和性能： 工業(yè)純鐵：F 塑性好。

亞共析鋼：F＋P 取決于F、P的含量。共析鋼：P 強度高。

過共析鋼：P＋C 取決于P、C的含量（C為網(wǎng)狀的二次滲碳體，脆、不合格）。亞共晶白口鑄鐵、共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵自行分析。力學性能和含碳量的關系曲線圖。力學性能

4.Fe－Fe3C狀態(tài)圖的應用。正確選材：

①.C≤0.25％，低碳鋼：塑性好，韌性好。②0.25％

共晶成分的鐵碳合金鑄造時，組織致密，不易偏析。②鍛造方面：

鋼加熱到固相線AE以下200℃及A3線上170℃之間，利用奧氏體塑性好。③焊接方面： ④熱處理方面：

課堂討論：碳對鐵碳合金組織和性能的影響。

第四節(jié) 工業(yè)用鋼簡介

一、鋼的分類

碳鋼的分類、編號和用途：（1）分類：

①低碳鋼：<0.25％C ①亞共析鋼： 0.008～0.77％C。②中碳鋼：0.25％≤C<0.60% ②共析鋼： 0.77％C。③高碳鋼：0.60％

①普通碳素鋼：S≤0.05％、P≤0.045％。

②優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S≤0.04％、P≤0.04％。（和國際不接軌）③高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼：S≤0.03％、P≤0.035％。（3）用途：

①碳素結(jié)構(gòu)鋼： ②碳素工具鋼：（4）冶煉：

①平爐鋼（逐漸淘汰）②轉(zhuǎn)爐鋼（使用）③電弧爐鋼。（5）酸堿性：

①酸性鋼 ②堿性鋼 ③中性鋼。鋼的分類：碳素鋼和合金鋼。

二、碳素鋼：

鋼中雜質(zhì)含量對其性能的影響

1.錳Mn：0.25～0.8％Mn，有益元素，脫氧劑。提高鋼的強度和硬度，特別是降低鋼的的脆性。

2.硅Si：<0.4％Si，有益元素，脫氧劑。提高鋼的強度。

3.硫S：<0.050％，有害元素，熱脆（紅脆性）。（FeS＋Fe）為共晶體，985℃為液體。硫的含量越高，熱脆性越嚴重。

4.磷P：<0.0045％，有害元素，冷脆。使鋼常溫下其塑性和韌性急劇下降，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，在低溫時，這種現(xiàn)象更加嚴重。

5.氫H：<0.0001％，有害元素，氫脆，白點。過多的氫分子會導致鋼的開裂。總之，雜質(zhì)元素對鋼材的性能與質(zhì)量影響很大，必須嚴格控制在所規(guī)定的范圍內(nèi)。碳素鋼分如下三類：（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼：

新：Q235A（F、b、Z）、σs≥235MPa。

舊：甲類鋼：A1、A2、A3、………A7滿足機械性能要求的。

乙類鋼：B1、B2、B3、……….B7滿足化學性能要求的。

特類鋼：C2、C3、……..C5滿足機械和化學性能要求的。通常用于制造型材、螺釘、鐵釘、鐵絲、建筑材料等。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼：

普通含錳量鋼：0.25～0.8％Mn。

較高含錳量鋼：0.70～1.20％Mn。

舉例：45： 0.45％C左右、0.50～0.80％Mn左右。

45Mn ： 0.45％C左右、0.70～1.00％Mn左右。常用于齒輪、主軸、連桿→45。彈簧、板簧、發(fā)條→65、65Mn。（3）.碳素工具鋼：

優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼：T＋數(shù)字。

高級優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼：T＋數(shù)字＋A。

舉例：T7、T8、T9、……….T14。含義：0.7％、0.80％、0.9％…….1.4％

T7A、T8A、T9A、……….T14A。主要用于剪刀、斧頭、鋸子、銼刀等。

三、合金鋼：

鋼：非合金鋼、低合金鋼、合金鋼。合金鋼：低合金鋼、合金鋼。

碳鋼在200℃時，機械性能劇烈下降，而合金鋼在650℃時，其機械性能才略為下降。質(zhì)量：優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼（A）、特級優(yōu)質(zhì)鋼（E）。1.合金結(jié)構(gòu)鋼

起首兩位數(shù)字表示平均含碳量的萬分之幾，其后的符號表示所含的主要元素；若元素含量<1.5％，不標數(shù)，元素含量≥1.5％，其后的數(shù)表示其百分含量。最后標“A”則稱為高級優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼（滾動軸承鋼除外）。

例：12CrNi3：0.12％C、Cr<1.5％、3％Ni 20CrMnTi：0.20％C、Cr、Mn、Ti<1.5％ 15Cr、20Mn2B、55Si2MnA 2.合金工具鋼

當含碳量≥1.0％時，不標含碳量數(shù)當含碳量<1.0％時，起首數(shù)表示含碳量的千分之幾。合金元素同上。

例：9Mn2V：0.9％C、2％Mn、V<1.5％ CrWMn：C≥1.0％、Cr、W、Mn<1.5％。W18Cr4V、W12Cr4V4Mo、9SiCr。3.特殊性能鋼

起首數(shù)表示含碳量的千分之幾，若起首為“0”，則表示含碳量<0.10％；若起首數(shù)為“00”，則表示含碳量為≤0.03％，合金元素同上。

第五節(jié) 零件選材的一般原則

選擇材料的一般原則如下：

1.應能滿足零件的工作要求：安全第一。2.應能滿足工藝性能要求：質(zhì)量第一。

3.必須重視材料的經(jīng)濟性：效率第一。（以鐵代鋼，以鑄代鍛）問答題：

一、根據(jù)鐵碳合金狀態(tài)圖，說明下列原因： 1.含碳1.0％的鋼比含碳0.5％的鋼硬度高。2.含碳1.2％的鋼比含碳0.6％的鋼強度高。3.鋼宜壓力加工成形，鑄鐵宜鑄造成形。

4.鉗工鋸T8、T10鋼比鋸10、20鋼費力，鋸條宜鈍。

5.在1100℃含碳0.4％的鋼能鍛造，而含碳4.0％的生鐵不能鍛造。6.捆扎物品的鐵絲一般都用低碳鋼，而吊車用的鋼纜卻用中碳鋼。7.制造滾動軸承的材料均是高碳鋼。8.制造刮刀、刻字刀具均用高碳鋼。9.制造型材的鋼均用08、10號鋼。

二、選擇對應的材料：

A3（Q235A）T13 T8A 10 ZG280－500。彈簧 主軸 螺釘 鋸子 銼子 箱體 油箱蓋。

第一節(jié) 概述

復習舊課：碳素鋼的分類和牌號及其應用。

第四章 鋼的熱處理

現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，為了不斷提高金屬下材料的機械性能，采用兩種方法： ①合金化法－碳鋼中加入合金元素（調(diào)整鋼的化學成分）。②熱處理法－碳鋼進行工藝處理（調(diào)整鋼的組織）。

熱處理：鋼在固態(tài)范圍內(nèi)，通過加熱、保溫、冷卻，改變金屬材料的內(nèi)部組織，改變材料的力學性能。

一個條件，三個過程：Sold hot－keep－cold。分類：

普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。表面熱處理：表面淬火：火焰加熱和感應加熱法。

化學熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。?【第一節(jié)：熱處理的基本原理】（教課書省略）

一、鋼的加熱和保溫時的組織轉(zhuǎn)變：

絕大多數(shù)的熱處理均是把鋼加熱到使其轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體組織且盡量保持細小的晶粒。1.鋼在加熱（冷卻）時組織轉(zhuǎn)變的溫度。AC1－加熱時，珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的溫度。Ar1－冷卻時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的溫度。AC3－加熱時，鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。Ar3－冷卻時，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體的開始溫度。

ACCm－加熱時，二次滲碳體在奧氏體中的溶解的終了溫度。ArCm－冷卻時，二次滲碳體從奧氏體中析出的終了溫度。鋼號： 10 25 30 50 T10 T12 AC1： 727 735 732 727 730 730 AC3： 876 840 813 774 Ar3： 850 824 796 755 Ar1： 710 710 714 718 718 713 ACCm： 800 820 加熱、冷卻時的理想溫度：A1、A3、ACm 實際加熱溫度： AC1、AC3、ACCm（0~＋20℃）實際冷卻溫度： Ar1、Ar3、ArCm（0～－20℃）2.鋼加熱時的變化： 以共析鋼為例：

①加熱到AC1以下時，依然是P； ②加熱到AC1時，A晶核產(chǎn)生；

③繼續(xù)加熱，A晶核長大，F(xiàn)→A、C溶解； ④殘余C溶解； ⑤均勻化。

亞共析鋼、過共析鋼分析：

根據(jù)組織分成三個轉(zhuǎn)變區(qū)：

1.高溫轉(zhuǎn)變區(qū)（珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)）：A1～550℃，P。

A1～650℃, A′→P粗、HRC15～

22、δ＝20％、σb＝550MPa。

650～600℃, A′→P細（索氏體S）、HRC22～

27、δ＝18％、σb＝870MPa。600～550℃, A′→P極細（托氏體T）、HRC27～

43、δ＝18％、σb＝1100MPa。2.高溫轉(zhuǎn)變區(qū)（貝氏體轉(zhuǎn)變區(qū)）：550～Ms，A→A′→B＝C粒＋F。550～350℃, A′→B上（羽毛狀）＝C粒＋F條狀，HRC40～45。350～Ms，A′→B下（竹葉狀）＝C粒＋F針，HRC45～55。3.低溫轉(zhuǎn)變區(qū)（馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)）：Ms～Mf，A→A′→M＋A′殘。M：C→α-Fe（過飽和地溶解），HRC65～66，硬度很高。特點：①Ms～Mf范圍； ②內(nèi)應力很大；

③A′不能100％轉(zhuǎn)變?yōu)镸。

三、鋼的冷卻曲線應用：

等溫冷卻：定性

連續(xù)冷卻：定量

爐冷：10℃/min、空冷：10℃/s、油冷：150℃/s、水冷：600℃/s。

P S＋P S＋T＋M M＋A′殘

臨界冷卻速度Vk＝V臨。】 補充內(nèi)容：

影響C曲線的因素：

①含碳量：C<0.77％ C％↑C曲線右移。C>0.77％ C％↑C曲線左移。

②合金元素：除Co外所有的合金元素均使C曲線右移。③加熱溫度：溫度越高，C曲線右移。

保溫時間：時間越長，C曲線右移。

第二節(jié) 退火和正火 方法：

普通熱處理：退火、正火、淬火、回火。熱處理 表面淬火：火焰加熱和感應加熱法。表面熱處理

化學熱處理：滲碳、滲氮、二元、多元共滲。

一、退火：

把鋼加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（爐冷）的熱處理工藝法。目的：①提高鋼的塑性和韌性（利于切削加工）； ②消除鋼的內(nèi)應力（以防鋼件變形和開裂）； ③均勻組織；

④為隨后的熱處理做準備（組織上為以后的熱處理做準備）。退火的種類：

（1）完全退火：（亞共析鋼）

把鋼加熱到AC3線以上30～50℃的溫度，保溫一定時間（1.5～2.5min/mm30min/m3)（碳鋼按有效厚度或直徑每25毫米為1小時，合金鋼按有效厚度或直徑每20毫米為 1小時，保溫時間與工件形狀、材料質(zhì)量、裝爐量等有關）然后隨爐冷卻的一種工藝。

組織分析：P＋F→A→A′→P＋F（重結(jié)晶退火）。（實際生產(chǎn)中在爐中冷卻到500℃左右即可出爐冷卻）

（2）球化退火：（過共析鋼）

把鋼加熱到AC1線以上20～30℃的溫度，保溫一定時間（5～6min/mm1hour/m3）然后隨爐冷卻的一種工藝。

組織分析：P＋Fe3C網(wǎng)→A＋Fe3C網(wǎng)→A′＋Fe3C球→P＋Fe3C球。

（實際生產(chǎn)中冷卻到500℃以下時，組織轉(zhuǎn)變完成，可取出空冷）。有些難于形成顆粒球狀滲碳體的鋼，可以多次并重復上述過程－循環(huán)退火（周期化退火）。（3）低溫退火：（亞、共、過共析鋼）

把鋼加熱到500～650℃，保溫一定時間（6～8min/mm、1.5hour/m3），然后隨爐冷卻的一種工藝。（低溫退火）若用于消除加工硬化（650～750℃），空冷，則稱為再結(jié)晶退火。組織分析：P＋F→P＋F→P＋F→P＋F P→學生分析。

P＋Fe3C網(wǎng)→學生分析。

（4）擴散退火：（亞、過共析鋼）

把鋼加熱到AC3線以上150～200℃、ACCm線以上150～200℃，保溫一定時間（10～20hour）然后隨爐冷卻的一種工藝。（加熱溫度高，保溫時間長，成本高，鋼的燒損量大，晶粒粗大），這種工藝是為了消除鋼中的成分不均勻的現(xiàn)象。

二、正火：

把鋼加熱到AC3線或ACCm線以上30～50℃的溫度，（4～5min/mm、1hour/m3 經(jīng)過保溫后，隨空氣冷卻的一種工藝。目的：①提高低碳鋼的硬度。（利于切削加工）

②消除網(wǎng)狀滲碳體組織。（冷卻速度較大，網(wǎng)狀來不及形成）③改善鋼的組織。（細化晶粒，均勻組織）因正火是在空氣中冷卻，得到的組織晶粒細小，且縮短了冷卻時間，提高了生產(chǎn)率和設備利用率，是一種比較經(jīng)濟的方法，應用較廣泛。但是難于消除再結(jié)晶退火。

組織分析：P＋F→A→A→A′→S＋F P＋Fe3C網(wǎng)→A→A→A′→S＋Fe3C粒

應用：①對一些大型或形狀復雜的零件，淬火有開裂的危險，用正火； ②對于含碳量0.3～0.5％的鋼件，用正火代替退火；

③含碳量低于0.3％的鋼件，采用正火，能提高硬度利于切削。

第三節(jié)

淬火和回火 復習舊課：退火和正火的目的及其應用。

一、淬火：

在固態(tài)范圍內(nèi)，把鋼加熱到一定的溫度（亞共析鋼Ac3＋30～50°、共析鋼及過共析鋼Ac1＋30～50°），保溫一定時間，（1.5～2.5min/mm、30min/m3)(時間與鋼的成分、原始組織、工件形狀和尺寸加熱介質(zhì)、裝爐方法，雖經(jīng)驗公式－熱處理手冊，但生產(chǎn)實際中是綜合上述的因素通過實驗才能合理的選定）以大于或等于臨界冷卻速度冷卻下來的一種熱處理工藝。（>Vk）目的：獲得馬氏體組織，從而提高鋼的硬度和耐磨性。（1）嚴格控制淬火加熱溫度。（2）合理選擇淬火冷卻介質(zhì)。

目的：既能得到高硬度的馬氏體，也不會產(chǎn)生變形、開裂。

（a）實際水中的冷卻曲線。（b）實際油中的冷卻曲線。（c）理想淬火劑的冷卻曲線。分析MNQT（c）冷卻曲線：MN－冷卻速度慢，目的是不易變形、開裂； NQ－冷卻速度快，目的是A′不會轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w；

QT—冷卻較慢，目的是既能得到高硬度的馬氏體，不變形、開裂。而且冷卻介質(zhì)使用過程中不易變質(zhì)，不易燃，無毒性，無污染，來源充足，價格便宜，能反復多次重復使用。滿足以上所有要求的淬火劑是理想的淬火劑，但目前尚未找到還有待于我去研究和開發(fā)。水： 碳鋼

優(yōu)點：650～550℃、V＝600℃/S ； A′ P、S、T、B。

缺點：300～200℃、V＝270℃/S ； 易使工件變形、開裂。

（若水溫超過40℃，在650～550℃，冷卻速度大為A′→P、S、T、B,不易淬硬，水中淬火易形成表面蒸氣膜，若不及時去掉，影響工件內(nèi)部冷卻形成軟點。鹽水、堿水有水優(yōu)點以外，并能自由去除薄膜，不會造出淬不硬及軟點，但在200～300℃之間冷卻，依然很快，易變形、開裂）。

礦物油（機油）： 合金鋼

優(yōu)點：300～200℃、V＝30℃/S ； 工件不會變形、開裂。缺點：650～550℃、V＝150℃/S； A′→P、S、T、B。

（機油溫度不能提的太高，過高的油溫將會引起油面的燃燒，油長時間使用易老化，為了尋求理想的淬火介質(zhì)：水玻璃溶液、聚乙烯醇水溶液聚醚水溶液….而當前熱處理工藝發(fā)展的趨勢是：在淬火冷卻介質(zhì)的改進和研究方向，主要是在現(xiàn)有的淬火油中加入各種添加劑，以提高冷卻能力，減緩油的老化，延長使用時間，……..）。（3）正確選擇淬火方法：

（由于淬火冷卻介質(zhì)不能完全滿足淬火質(zhì)量的要求，所以在熱處理工藝方面還應考慮從淬火方法上加以解決）。單液淬火：

把鋼加熱到淬火溫度，經(jīng)保溫后，放入一種冷卻介質(zhì)中。

（這種方法操作簡單，易機械化、自動化，通常工件是形狀簡單的碳鋼和合金鋼。在水中或鹽水中進行單液淬火，操作雖然簡單，單淬火變形大，如果采用油冷又難以取得淬硬的效果，這就可將油、水冷卻結(jié)合起來進行如下的雙液淬火）。應用：卡規(guī)、軸承、鋸子等。雙液淬火：

把加熱到淬火的溫度的工件，經(jīng)保溫后，先放入水或鹽水中冷到400～300℃，再迅速移到油中或空氣中冷卻－水淬油冷法。

（雙液淬火廣泛應用于各種零件或工具，能得到高硬度，又能減少淬火內(nèi)應力，缺點是操作難，且未能很好地改進工件表面與心部的溫差這一缺點。技術(shù)還要熟練）。應用：齒輪、缸體、閥體等。分級淬火：

把工件加熱到淬火溫度，經(jīng)保溫后，迅速冷卻到Ms點，附近，稍加停留（A′ B），待工件表面和中心溫度基本一致時，再取出放入油中或空氣中冷卻冷卻――熱浴淬火法。（這種淬火法由于在奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變前，工件的溫度經(jīng)等溫停留后逐漸趨于一致，使隨后的組織轉(zhuǎn)變得以在表層和內(nèi)部同時進行，由此可大大減小淬火內(nèi)應力和變形，主要應用于形狀復雜、小尺寸的碳鋼和合金鋼。）應用：油泵齒輪、滾珠、滾針等。等溫淬火：

把加熱到淬火溫度的工件，經(jīng)保溫后，放入稍高于Ms點的鹽浴或堿浴中，并等溫到奧氏體轉(zhuǎn)變層成下貝氏體后，再取出空冷。

（等溫淬火硬度雖然沒有分級淬火高，但工件在獲得較高硬度的同時還具有良好的塑性和韌性，還可以有效地減少應力和變形，其缺點是不適應用界面尺寸大的工件，其心部易產(chǎn)生珠光體，生產(chǎn)周期長，適用于薄、細而形狀發(fā)復雜的零件。）應用；油嘴、小圓筒等。冷處理：

把淬冷到室溫的鋼繼續(xù)冷卻到－70～－80℃，保溫一段時間，使殘余過冷奧氏體在繼續(xù)冷卻過程中轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。

（是用干冰－78.5℃或－103℃的液化乙烯、－192℃的液態(tài)氮成本很高，易產(chǎn)生應力、變形，很少應用。）

應用：游標卡尺、螺旋尺、鋼尺、砝碼等。

V1－單液淬火、V2－雙液淬火、V3－分級淬火、V4－等溫淬火。

二、回火：

定義：將淬火后的鋼加熱到Ac1以下某一溫度，保溫一定時間（1～5小時），然后冷卻的一種工藝。

目的：①降低材料的脆性、消除內(nèi)應力； ②獲得要求的力學性能； ③穩(wěn)定工件尺寸；

④降低合金鋼的硬度，使之易被切削。

（1）低溫回火（150～250℃）：組織：回火馬氏體 HRC58～64。

應用于需要高硬度，高耐磨的材料零件。例如：刃具、量具、模具、滾動軸承等。（2）中溫回火（350～500℃）：組織：回火屈氏體 HRC35～45。

應用于需要較高彈性、韌性的材料零件等。例如：彈簧、板簧、發(fā)條、沖擊工具等。

（3）高溫回火（500～650℃）組織：回火索氏體HRC15～25（HB200～250）。應用于受交變載荷作用的材料零件等。例如：軸、絲杠、齒輪、連桿等。淬火＋高溫回火：調(diào)質(zhì)處理。

時效處理：（尺寸穩(wěn)定處理）某些量具等精密工具為了保持淬火后的高硬度和耐磨性及穩(wěn)定的尺寸，需在100～180℃進行長時間的低溫加熱，保溫（10～50小時），隨爐冷卻的工藝。

第四節(jié) 表面淬火和化學熱處理

復習舊課：淬火和回火的應用。

普通熱處理：材料的內(nèi)外力學性能均勻一致：外硬內(nèi)硬、外韌內(nèi)韌，但是，特殊情況下，需要內(nèi)外力學性能不一致的材料：外硬內(nèi)韌。

一、表面淬火（中碳鋼）： 定義：

1.火焰加熱表面淬火： 氧炔焰： M：2～6mm。

2.感應加熱表面淬火：（需經(jīng)正火、調(diào)質(zhì)處理）高頻（10～500KHz）M：0.5～2mm；

感應器 中頻（500～10000Hz）M： 2～8mm；

中頻（50Hz）M：10～15mm；

二、化學熱處理： 定義：

1.滲碳：氣體滲碳、固體滲碳：

低碳鋼 ： 10.5～2mm 后：滲碳＋淬火＋低溫回火。2.滲氮：氣體滲氮。前：調(diào)質(zhì)處理＋滲氮。合金鋼：（0.001～0.8mm）。

3.碳氮二元共滲：氣體、固體、液體共滲。低碳鋼 低碳合金鋼

4.輝光離子氮化（離子氮化）：

第一章 鑄造工藝基礎

第一節(jié) 液態(tài)合金的充型

復習舊課：表面熱處理的特點及其應用。液態(tài)合金填充鑄型的過程，簡稱充型。影響充型能力的主要因素如下：

一、合金的流動性

流動性：4.3％C、高溫、P、鑄型特點。

二、澆注條件 1.澆注溫度

在保證充型能力足夠的前提下，澆注溫度不易太高。2.充型壓力

液態(tài)合金所受的壓力越大，充型能力越好

三、鑄型填充條件

如下因素對充型能力均有影響：

1.鑄型材料：導熱系數(shù)和比熱容越大，激冷越大，充型能力越差。2.鑄型溫度：

3.鑄型中的氣體：開設出氣口，增加透氣性。

第二節(jié) 鑄件的凝固與收縮

一、鑄件的凝固方式 1.逐層凝固： 2.糊狀凝固：

3.中間凝固：大多數(shù)的凝固均是這樣。

二、鑄造合金的收縮 合金的收縮經(jīng)歷三階段：（1）液態(tài)收縮（2）凝固收縮（3）固態(tài)收縮

收縮率與化學成分、澆注溫度、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型條件有關。鑄鐵的最好。

三、鑄件中的縮孔與縮松 1.縮孔與縮松的形成

（1）縮孔 它是集中在鑄件上部或最后凝固部位容積較大的孔洞。（2）縮松 分散在鑄件某區(qū)域內(nèi)的細小縮孔。2.縮孔和疏松的防止（1）定向凝固：設置冒口。（2）安放冷鐵。

第三節(jié) 鑄造內(nèi)應力、變形和裂紋 復習舊課：鑄件的凝固與收縮。

一、內(nèi)應力的形成 1.熱應力

減少熱應力的基本途徑是盡量減少各個部位間的溫度差，使其均勻地冷卻。3.機械應力

它是合金的固態(tài)收縮受到鑄型或型芯的機械阻礙而形成的內(nèi)應力。

二、鑄件的變形與防止

具有殘余內(nèi)應力的鑄件是不穩(wěn)定的，它將自發(fā)地通過變形來減緩其內(nèi)應力，以便趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

防止鑄件變形的措施：

使鑄件壁厚均勻、形狀對稱，采用同時凝固和反變形。也可采用時效處理：自然時效和人工時效。

一、鑄件的裂紋與防止

當鑄造內(nèi)應力超過金屬的強度極限時，便會產(chǎn)生裂紋。兩種： 1.熱烈：

是高溫下形成的裂紋。影響因素：（1）合金性質(zhì)。（2）鑄型阻力。2.冷裂：

是低溫下形成的裂紋。

二、合金性質(zhì)和含磷量。

第四節(jié) 鑄件的質(zhì)量控制

應從如下幾個方面來控制鑄件質(zhì)量：（1）合理選定鑄造合金和鑄件結(jié)構(gòu)。（2）合理制定鑄件的技術(shù)要求。（3）模樣質(zhì)量檢查。（4）鑄件質(zhì)量檢驗。（5）鑄件熱處理。

第二章 常用合金鑄鐵的生產(chǎn) 第一節(jié) 鑄鐵件生產(chǎn)

復習舊課：鑄件的質(zhì)量控制。

鑄鐵的分類：定義：含碳量6.69％>C>2.11％的鐵碳合金。①白口鑄鐵：C以Fe3C形式存在。

②灰口鑄鐵：C以片狀石墨形式存在，G片。③可鍛鑄鐵：C以團絮石墨狀形式存在，G絮。④球墨鑄鐵：C以球狀石墨形式存在，G球。⑤蠕墨鑄鐵： ⑥麻口鑄鐵：

一、灰鑄鐵 灰鑄鐵的性能：（1）鑄造性能好；（2）減摩性能好；（3）減震性能好；（4）切削加工性能好；

（5）缺口敏感性較低：（舉例：麻子臉；黑白衣服，標準好學生）（6）抗拉強度、塑性、韌性比相應的基體的鋼低。2.影響鑄鐵組織和性能的因素（G＝石墨）（1）化學成分：

C、Si→G，Mn、S、P→Fe3C。（2）冷卻速度： V↑→ Fe3C、V↓→G。

3.灰鑄鐵的孕育處理（變質(zhì)處理）：變質(zhì)劑：硅鐵75％。

在鑄鐵未澆注前，向鐵水中加入少量變質(zhì)劑（Si＋Fe）、（Si＋Ca），形成非自發(fā)晶核，細化晶粒，從而提高其力學性能。4.灰鑄鐵的牌號及其生產(chǎn)特點

（1）灰鑄鐵的牌號 HTab： ab為材料的最低抗拉強度。（2）灰鑄鐵的生產(chǎn)特點

二、可鍛鑄鐵

（馬鐵、瑪鋼、展性鑄鐵、韌性鑄鐵）C→G絮狀。成分：

組織特點： G絮狀＋基體。① G絮狀＋F：鐵素體可鍛鑄鐵。② G絮狀＋F：珠光體可鍛鑄鐵。牌號：KTHab－c： ab為最低抗拉強度。

c為最低延伸率。

黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵。

三、球墨鑄鐵】

1950年，我國開始球鐵的研究，1959年無錫柴油機廠利用球鐵代替45、40Cr鋼，壽命、機械性能相近，成本降低50～80％，工時減少30～50％。1964年廣州柴油機廠利用球鐵代替合金鋼，成本降低85％。1.球墨鑄鐵的組織和性能： 2.球墨鑄鐵的生產(chǎn)特點（1）鐵水

（2）球化處理和孕育處理：球化劑和變質(zhì)劑。（3）鑄型工藝（4）熱處理

四、蠕墨鑄鐵 1.蠕墨鑄鐵的性能 2.蠕墨鑄鐵的制取 3.蠕墨鑄鐵的應用

第三節(jié) 銅、鋁合金鑄件生產(chǎn) 復習舊課：鑄鐵件的生產(chǎn)特點。

一、鑄造銅合金 銅及銅合金

1.銅：99.95％Cu（紫銅）

面心立方晶格，比重大，塑性好，強度低，σb＝200～250MPa、δ＝45～50％，耐蝕性強，主要用于制造電線、電纜、配置銅合金。工業(yè)純銅：T1～T5，數(shù)字越大，銅純度越低。

T1：99.95％、T2：99.90％、T3：99.70％、T4：99.50％。2.銅合金：

加入Sn、Zn、Pb、Al、Ni等。①黃銅：（Cu＋Zn）

A.壓力加工黃銅H： H96、H68、HSn62－1。B.鑄造黃銅ZH：ZHSi80－

3、ZHAl67－25。

②青銅：（Cu＋Sn）、（Cu＋Cr）、（Cu＋Pb）、（Cu＋Al）。A.壓力加工青銅QSn：QSn6.5－0.1。B.鑄造青銅ZQSn10－1。③白銅：（Cu＋Ni）。3.熱處理：去應力退火。

二、鑄造鋁合金

1.鋁：99.9968％Al，面心立方晶格，比重小，塑性好，強度低，耐腐蝕能力強，表面易形成Al2O3，主要用于制造電線、電纜、配制合金，σb＝80MPa、δ＝50％、ψ＝80％。工業(yè)純鋁：L1～L5，數(shù)字越大，鋁純度越低。L1：99.50％Al、L2：99.00％Al、L3：98.00％。2.鋁合金：

加入銅、鎂、錳、鋅、硅等。①壓力加工鋁合金（形變鋁合金）：

A.防銹鋁合金LF：Mn＋Mg，LF5、LF11、抗蝕、強度低、焊接性好。B.硬鋁合金LY：Cu＋Mg，LY1、LY11，機械性能好，抗蝕性好。C.超硬鋁合金LC：Cu＋Mg＋Zn，LC4、LC3抗蝕性差、室溫強度高。D.鍛鋁合金LD：Mg＋Si＋Cu，LD5，LD6、鍛造性好、機械性能好。②鑄造鋁合金：

A.鑄造鋁硅合金ZL1：Si、ZL101、Zl104鑄造性能好、耐腐蝕。B.鑄造鋁銅合金ZL2：Cu、ZL203、ZL201、耐熱、鑄造、耐蝕性差。C.鑄造鋁鎂合金ZL3：Mg、ZL302、ZL301、機械性能好抗蝕、比重大。D.鑄造鋁鋅合金ZL4：Zn、ZL401、ZL402、抗蝕性差、壓鑄性好。③熱處理：

變質(zhì)處理（2/3NaF＋1/3NaCl）、時效強化。

三、銅、鋁合金鑄件的生產(chǎn)特點 1.銅合金的熔化 2.鋁合金的熔化 3.鑄造工藝

四、鈦、鈦合金

性能：質(zhì)量輕、比強度高，高溫強度好，低溫韌性優(yōu)異，耐蝕性好。比強度：強度和密度的比值。鈦和鈦合金的基本性能：

鈦為銀白色的金屬，密度為4.5g/mm3，熔點為1668℃，具有同素異晶轉(zhuǎn)變：882℃以下呈密排六方晶格－α－Ti，882℃以上呈體心立方晶格－β－Ti。① 比強度值高：σs＝1300MPa； ② ②熱強度高：500℃，保持高強度； ③耐腐蝕性好：超過不銹鋼； ④疲勞極限高：遠遠超過鋁合金。

二、鈦合金

1.α類鈦合金：加入鋁、錫、鋯等。

TA5、TA7，高溫強度好、組織穩(wěn)定、抗氧化性好，抗蠕變性好，焊接性能好。2.β類鈦合金：加入釩、鉬、鈮、鉻、錳等。TB2，較高的強度，優(yōu)良的沖壓性能。3.（α＋β）類鈦合金 TC4、TC4，常溫下強度較高，優(yōu)良的塑性，易鍛造，扎制，沖壓。總之：是飛機、導彈、宇宙飛船、艦艇的理想結(jié)構(gòu)材料。軸承合金：

在滑動軸承中制造軸瓦及內(nèi)襯的合金。材料：1.錫基軸承合金（巴氏合金）ZChSnSb11－6（ZChSn2）2號。ZChSnSb12－4－10（ZChSn1）1號。2.鉛基軸承合金（巴氏合金）ZChPbSb16－16－2（ZChPb1）1號。ZChPbSb15－5－3（ZChPb2）2號。3.銅基軸承合金 ZQPb30、ZnSn10－1。

各種軸承合金性能的比較

種類 錫基軸承合金 鉛基軸承合金 銅基軸承合金 鑄鐵

抗咬合性 優(yōu) 優(yōu) 中 差

磨合性 優(yōu) 優(yōu) 差 劣

耐蝕性 優(yōu) 中 中 優(yōu)

耐疲勞性 劣 劣 良 優(yōu)

硬度HB 20～30 15～30 50～80 160～180 溫度℃ 150 150 230 150

最大應力MPa 600～1000 600～800 2000 300～600 咬合性：當摩擦條件不良時，軸承材料與軸粘著和焊合性。

磨合性：在不長的工作時間后，軸承與軸能自動吻合，使載荷均勻作用在工作面上，避免局部磨損。

第三章 砂型鑄造

復習舊課：鑄鋼、鑄鋁、鑄銅的生產(chǎn)特點。

砂型鑄造是傳統(tǒng)的鑄造方法，它適用于各種形狀、大小、批量及各種合金鑄件的生產(chǎn)。第一節(jié) 造型方法的選擇

鑄鐵件、鑄鋼件、鑄鋁件、鑄銅件……的制造工藝方法。定義：將熔化的金屬材料澆注到鑄型空腔中，待其冷卻凝固后，得到毛坯的方法。產(chǎn)品：毛坯（鑄件）

一、手工造型 1.單件、小批生產(chǎn)： 2.成批生產(chǎn)

P．55看過錄像后，要學生設計①畫出木模②確定分型面③活塊設計④敘述整個制造過程。

二、機器造型（造芯）1.機器造型（造芯）基本原理（1）填砂；（2）震擊緊砂；（3）輔助壓實；（4）起模。

3.機器造型的工藝特點 第二節(jié) 澆注位置和分型面的選擇

澆注位置是指澆注時鑄型分型面所處的空間位置，而鑄型分型面是指鑄型組元間的結(jié)合面。

一、澆注位置選擇原則

（1）鑄件的重要加工面應朝下。（2）鑄件的大平面應朝下。

（3）將面積較大的薄壁部分置于鑄型下部或處于垂直或傾斜位置。（4）在較厚部位安放冒口。

二、鑄型分型面的選擇原則

定義：以砂子為主要原料形成鑄型型腔的鑄造工藝。（1）以平面為易、越少越好。（2）重要面置于下箱。（3）模型易出 第三節(jié) 工藝參數(shù)的選擇 復習舊課：鑄造工藝設計。

一、機械加工余量和最小鑄孔

二、起模斜度 為了使模樣便于從砂型中取出，凡垂直于分型面的立壁在制造模樣時，必須留出一定的的傾斜度。外壁的起模斜度通常為15′～3o，內(nèi)壁的起模斜度通常為3o～10o。

三、收縮率

通常灰鑄鐵為0.7％～1.0％，鑄鋼為1.3％～2.0％，鋁硅合金為0.8％～1.2％。

四、型芯頭

第四節(jié) 綜合分析舉例

一、支座（1）方案Ⅰ（2）方案Ⅱ（3）方案Ⅲ

A．單件生產(chǎn)、小批生產(chǎn) B．大批量生產(chǎn)

二、C6140車床進給箱體 1.分型面的選擇

方案Ⅰ、方案Ⅱ、方案Ⅲ。A．單件生產(chǎn)、小批生產(chǎn) B．大批量生產(chǎn)

2.鑄造工藝圖

第四章 特種鑄造 第一節(jié) 熔模鑄造

復習舊課：鑄造工藝參數(shù)的選擇。

一、熔模鑄造的工藝過程 1.蠟模制造（1）壓型制造（2）蠟模的壓制（3）蠟模組裝 2.型殼制造（1）浸涂料（2）撒砂（3）硬化 3.焙燒和澆注（1）焙燒（2）澆注

二、熔模鑄造的特點和適用范圍 優(yōu)點：

（1）型腔表面極為光滑

（2）能生產(chǎn)高熔點的黑色金屬鑄件（3）生產(chǎn)批量不受限制。第二節(jié) 金屬型鑄造

一、金屬型構(gòu)造

二、金屬型的鑄造工藝 1.噴刷涂料

2.金屬型應保持一定的工作溫度 3.適合的出型時間

三、金屬型鑄造的特點和適用范圍 第三節(jié) 壓力鑄造

一、壓力鑄造的工藝過程（1）注入金屬（2）壓鑄（3）取出鑄件

二、壓力鑄造的優(yōu)點和適用范圍

（1）鑄件的精度及其表面質(zhì)量較其它鑄造方法均高。

（2）可壓鑄形狀復雜的薄壁件，或直接鑄出小孔、螺紋、齒輪等。（3）鑄件的強度和硬度均較高。

（4）壓鑄的生產(chǎn)率較其它鑄造方法均高。

第四節(jié) 低壓鑄造

一、低壓鑄造的基本原理

二、低壓鑄造的特點和適用范圍（1）充型壓力和充型速度便于控制。（2）鑄件組織較砂型鑄造致密。（3）金屬的利用率提高了90％～98％。（4）利于形成輪廓清晰、表面光潔的鑄件。

第五節(jié) 離心鑄造

一、離心鑄造的基本方式

二、離心鑄造的特點和適用范圍 優(yōu)點：

（1）省工、省料，降低了成本。

（2）極少有縮孔、縮松、氣孔、夾渣等缺陷。（3）便于制造雙金屬鑄件。缺點：

（1）尺寸偏差大，而且內(nèi)表面粗糙。

（2）不適合密度偏析大的合金及輕合金鑄件。

第六節(jié) 其它特種鑄造方法

一、陶瓷型鑄造 1.基本工藝過程

2.陶瓷型鑄造的特點及適用范圍

二、實型鑄造 1.泡沫述塑料模 2.鑄造工藝 3.特點

第七節(jié) 常用鑄造方法的比較

復習舊課：特種鑄造

第五章 鑄件結(jié)構(gòu)設計

進行鑄件設計時，不僅要保證其力學性能和工作性能要求，還必須考慮鑄造工藝和合金鑄造性能對鑄件結(jié)構(gòu)的要求。

第一節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)與鑄造工藝的關系 第二節(jié) 鑄件結(jié)構(gòu)與合金鑄造性能的關系 1.鑄件壁厚要適當。2.鑄件壁厚宜均勻。

3.鑄件壁的連接應平緩、圓滑。4.防裂筋的應用。

5.減緩筋、輻收縮的阻礙。復習舊課：鑄件結(jié)構(gòu)工藝。

第三篇 金屬壓力加工

壓力加工的特點：經(jīng)過壓力加工過的金屬材料，具有細晶粒結(jié)構(gòu)；能使粗大枝晶和各種夾雜物都沿著金屬流動的方向被拉長，呈現(xiàn)出纖維組織；并使鑄造時內(nèi)部缺陷（如微裂紋、氣孔、疏松等）得以壓合，因而提高了金屬的力學性能。很多承受重載荷的、受力復雜的零件都使用鍛件。另外，鍛件還具有適用范圍廣，使用模型鍛造有較高的生產(chǎn)率、節(jié)省材料的特點。與焊接和鑄造等方法相比，使用較廣的自由鍛造所獲得的產(chǎn)品形狀比較簡單，若要生產(chǎn)外形和內(nèi)腔復雜的零件較為困難，甚至是不可能的。

第一章 金屬的塑性變形

第一節(jié) 金屬塑性變形的實質(zhì)

塑性變形：當外力增大到使金屬的內(nèi)應力超過該金屬的屈服點之后，既使外力停止作用，金屬的變形也不消失。

金屬的塑性變形的實質(zhì)是晶體內(nèi)部產(chǎn)生滑移的結(jié)果。在切向應力的作用下，晶體的一部分與另一部分沿著一定的晶面產(chǎn)生相對滑移（該面稱滑移面），從而造成晶體的塑性變形。

第二節(jié) 塑性變形對金屬組織和性能的影響

金屬的變形：

彈性變形、塑性變形、頸縮變形。

彈性變形：去除外力作用時，能恢復原形。塑性變形：去除外力作用時，不能恢復原形。頸縮變形：材料趨向接近斷裂。

加工硬化：隨變形程度的增大，強度和硬度上升而塑性下降的現(xiàn)象。

原理：壓力加工就是利用材料的塑性變形，即使晶體中晶粒相對于另一個晶粒發(fā)生滑移或錯位，達到所要求的變形程度。冷變形：在再結(jié)晶溫度以下的變形。熱變形：在再結(jié)晶溫度以上的變形。

T再＝0.4T熔

例：純鐵：t熔＝1538℃、45：t熔＝1450℃。

純鋁：t熔＝660℃、Cu：t熔＝1083℃。

T熔＝t熔＋273℃（絕對溫標）

加工硬化：塑性變形程度越高，強度和硬度就升高。消除方法：再結(jié)晶退火。

第三節(jié) 金屬的鍛造性

金屬的可鍛性是衡量材料在經(jīng)受壓力加工時獲得優(yōu)質(zhì)制品難以程度的工藝程度。

一．金屬的本質(zhì)

1.化學成分的影響：含碳量；雜質(zhì)含量等。2.金屬組織的影響：奧氏體；鐵素體等組織。

二、加工條件 1.變形溫度的影響 鍛造溫度：

碳鋼： 800℃～（AE－200℃）。合金鋼：830℃～（AE－150℃）。溫度過低：導致鍛件破裂報廢。

溫度過高：將產(chǎn)生過熱、過燒、脫碳和嚴重氧化等缺陷。2.變形速度的影響：一般情況下可忽略不計。3.應力狀態(tài)的影響：壓應力較拉應力為易。

錄像：鍛造

復習舊課：金屬塑性成形原理。第二章 鍛造 第一節(jié) 鍛造方法

一、自由鍛 1.自由鍛工序（1）基本工序 鐓粗、拔長、沖孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯移。（2）輔助工序

2.鍛件分類及基本工序方案

二、模鍛 1.錘上模鍛（1）模鍛模膛（2）制坯模膛 2.曲柄壓力機上模鍛 3.摩擦壓力機上模鍛 4.胎模鍛

第二節(jié) 鍛造工藝規(guī)程的制訂

一、繪制鍛件圖

二、坯料重量和尺寸的確定

三、鍛造工序的確定

四、鍛造工藝規(guī)程中的其它內(nèi)容

第三節(jié) 鍛件結(jié)構(gòu)的工藝性

一、自由鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性

二、模鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性

復習舊課：鍛件的結(jié)構(gòu)工藝性。

第三章 板料沖壓

板料沖壓是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。特點：

（1）可以沖出形狀復雜的零件，且廢料較少。

（2）產(chǎn)品具有較高的精度和較低的表面粗糙度，沖壓件的互換性較好。（3）能獲得重量輕、材料消耗少、強度和剛度都較高的零件。（4）沖壓操作簡單，工藝過程便于機械化。第一節(jié) 分離工序

一、落料及沖孔（通稱沖裁）1.沖裁變形過程 2.凹凸模間隙

3.凹凸模刃口尺寸的確定 4.沖裁件的排樣

二、修整

三、切斷 第二節(jié) 變形工序

一、拉深 1.拉深過程 2.拉深中的廢品 3.旋壓

二、彎曲

三、翻邊

四、成形 第三節(jié) 沖模簡介

一、簡單沖模

二、連續(xù)沖模

三、復合沖模

第四節(jié) 沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性

一、沖壓件的形狀及尺寸

二、簡化工藝及節(jié)省材料的設計

三、沖壓件的厚度

四、沖壓件的精度和表面質(zhì)量

復習舊課：板料沖壓。第四章 特種壓力加工方法簡介 第一節(jié) 精密模鍛 第二節(jié) 零件擠壓 第三節(jié) 零件扎制

一、縱扎

二、橫扎

三、斜扎

復習舊課：板料沖壓。第四篇 焊接 第四章 焊接 第一節(jié) 焊接電弧

焊接：用加熱或加壓的方法，通過材料的原子擴散，使其連接成一個整體的工藝過程。切割：使材料切斷、割離的工藝過程。

焊接分三類：①熔化焊：熔化金屬從而使接頭連接起來。②壓力焊：金屬焊件受壓使接頭連接起來。③釬焊：熔化釬料使焊件接頭連接起來。特點：①省料省時。②拼小成大。③技術(shù)高。④能制雙層金屬。

手工電弧焊 工作原理： 焊接電弧

電路短路－電弧－放電－熱量Q（2000～8000℃）工作區(qū)域：陽極、弧祝區(qū)、陰極區(qū)（直流電）陽極區(qū)：42～43％Q；

弧柱區(qū)：20～38％Q、6000～8000℃； 陰極區(qū)：36～38％Q 2400～3200℃。

陽極接焊件、陰極接焊條－正接法（厚焊件）。陽極接焊條、陰極接焊件－負接法（薄焊件）。電焊機（弧焊機）

直流弧焊機：焊逢質(zhì)量好。交流弧焊機：價格較低。第二節(jié) 焊接接頭的組織與性能

一、焊接工件上溫度的變化與分布

二、焊接接頭的組織和性能 1.焊縫 2.焊接熱影響區(qū)（1）熔合區(qū)（2）過熱區(qū)（3）正火區(qū)（4）部分相變區(qū)

一、改善焊接熱影響區(qū)組織和性能的方法 第三節(jié) 焊接應力與變形 復習舊課：焊接應力和變形。第四節(jié) 焊條電弧焊

一、焊條電弧焊的焊接過程

二、電焊條

1.焊條芯：導電、填充焊縫。

2.藥皮：穩(wěn)定電弧、隔絕空氣、排除渣子。

焊芯組成：C≤0.1％、Si≤0.03％、S<0.04％、P<0.03％。

藥皮組成：穩(wěn)弧劑（K2CO3、Na2CO3）＋造氣劑（淀粉）＋造渣劑（螢石）＋脫氧劑（Mn、Fe）＋粘結(jié)劑（W、Fe）＋合金劑（水玻璃）。3.焊條的種類、型號和牌號 十種分類：

結(jié)構(gòu)鋼焊條J、鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條R、低溫鋼焊條D、不銹鋼焊條G、A、特殊用途焊條W、堆焊焊條B、鑄鐵焊條Z、鎳及鎳合金焊條N、銅及銅合金焊條T、鋁及鋁合金焊條L。4.焊條的選用原則 第五節(jié) 埋弧焊

一、埋弧焊的焊接過程

二、埋弧焊的特點（1）生產(chǎn)率高

（2）焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定（3）節(jié)省金屬材料（4）改善了勞動條件

三、埋弧焊的焊絲與焊劑

四、埋弧焊工藝 第六節(jié) 氣體保護焊

一、氬弧焊 1.不熔化極氬弧焊 2.熔化極氬弧焊 氬弧焊的特點： 脈沖氬弧焊的特點： 二、二氧化碳氣體保護焊 CO2氣體保護焊

第七節(jié) 等離子弧焊接與切割 等離子弧焊接的特點：

（1）等離子弧焊的焊接速度高，生產(chǎn)率高，焊逢表面光潔。（2）可焊接很薄的箔材。

第八節(jié) 微型計算機在電弧焊中的應用 焊接機器人的優(yōu)點： 復習舊課：各種焊接方法。第二章 其它常用焊接方法

第一節(jié) 電阻焊

一、點焊

二、縫焊

三、對焊 第二節(jié) 摩擦焊 摩擦焊的特點：

第三節(jié) 釬焊

一、硬釬焊

二、軟釬焊釬焊的特點：

第四節(jié) 電渣焊電渣焊的特點：

第五節(jié) 真空電子束焊接 真空電子束焊接的特點：

第六節(jié) 激光焊接

激光焊接的特點：復習舊課：各種焊接方法。第三章 常用金屬材料的焊件 第一節(jié) 金屬材料的焊件性

一、焊接性的概念

金屬材料的焊接性，是指被焊金屬在采用一定的焊件方法、焊件材料、工藝常數(shù)及結(jié)構(gòu)形式條件下，獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。

二、鋼材焊接性的估算方法 根據(jù)經(jīng)驗：

W（C）當量<0.4％時，鋼材塑性良好，淬硬傾向不明顯，焊接性良好。

W（C）當量＝0.4％～0.6％時，鋼材塑性下降，淬硬傾向明顯，焊接性能相對較差。W（C）當量>0.6％時，鋼材塑性較低，淬硬傾向很強，焊接性不好。

三、小型抗裂試驗法 第二節(jié) 碳鋼的焊接

一、低碳鋼的焊接

二、中、高碳鋼的焊接 焊接的特點：

第三節(jié) 合金結(jié)構(gòu)鋼的焊接（1）熱影響區(qū)的淬硬傾向（2）焊接接頭的裂紋傾向

第四節(jié) 鑄鐵的補焊 鑄鐵的焊接特點：

第五節(jié) 非鐵金屬及其合金的焊接

一、銅及銅合金的焊接 特點：

二、鋁及鋁合金的焊接 特點：

復習舊課：材料的焊接性。第四章 焊接結(jié)構(gòu)設計 第一節(jié) 焊接結(jié)構(gòu)件的材料 第二節(jié) 焊接接頭的工藝設計

一、焊縫的布置

（1）焊縫布置應盡量分散（2）焊縫的位置應盡可能對稱布置

（3）焊縫應盡可能避開最大應力端面和應力集中位置（4）焊縫應盡量避開機械加工表面（5）焊縫位置應便于焊接操作

二、接頭形式的選擇與設計 1.接頭形式 2.坡口形式 3.接頭過渡形式

4.其它焊接方法的接頭與坡口形式

復習舊課：金屬塑性成形原理。第八章 非金屬材料 1.來源廣泛。2.特殊的性能。第一節(jié) 塑料

是一種高分子材料，在一定條件下（加熱、加壓），可塑制成型，在使 用條件下保 持固定的形狀。

一、塑料的特性：

主要成分：樹脂＋填充劑＋增塑劑＋穩(wěn)定劑＋潤滑劑＋著色。樹脂：酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯、聚氯乙稀、尼龍。高分子：幾千個、幾萬個、幾十萬個原子組成。低分子：H2O、CaCO3、C2H5OH、C12H22O11（蔗糖）

1968年開始研究、開發(fā)；1909年 2萬噸、1930年 10萬噸、1960年 640萬噸、1986年 1億噸。

1.重量輕：比重約在0.83～2.2之間，平均比重為鋁1/2，鋼1/5，鉛1/8； 最輕：聚4－甲基戊烯，最重：聚四氟乙烯。

2.優(yōu)越的化學穩(wěn)定性：聚四氟乙烯能耐“王水”，不必涂料。

3.優(yōu)良的電絕緣性能：在高頻、超高頻條件下，陶瓷、云母不能相比。

4.比強度高：是空間技術(shù)上使用的結(jié)構(gòu)材料。衡量材料：比強度：強度：密度。比彈性模量：彈性模量：密度。5.優(yōu)良的耐磨、自潤滑和吸震性能。電子設備的傳動機構(gòu)、隔音材料。6.粘結(jié)能力強：環(huán)氧樹脂－“萬能膠”。

7.卓越的成型性能：節(jié)約材料，節(jié)省工時，工人技術(shù)低，大批生產(chǎn)。

主要缺點：耐熱性不能很高，導熱系數(shù)小，表面硬度低，容易老化，機械性能低。

二、塑料的分類及用途：

按應用狀況分：通用塑料、工程塑料、耐高溫塑料。按介電性能分：低頻塑料、高頻塑料。按填料的形狀分：粉狀塑料、纖維塑料、層狀塑料。按樹脂的性質(zhì)：

熱固性塑料、熱塑性塑料 1.熱固性塑料

由加熱硬化的合成樹脂制得，這一變化過程既有物理變化，又有化學變化，變化過程不可逆。再加熱不再軟化，不再具有可塑性，過高分解。

常用的包括：

①酚醛塑料：（PF）電木粉，膠木粉。苯酚＋甲醛＋木屑＋石棉＋云母等。

良好的耐熱性，耐磨性，電絕緣性，不耐氧化性酸類，應用于電話機外殼，開關、插頭、齒輪、帶輪、管、棒等。②氨基塑料：（電玉粉）。

尿醛樹脂（UF）＋密胺樹脂（MF）＋石棉。

自熄性，防毒性，耐電弧性，耐熱性，易著色。應用于日用品，餐具，電器零件，泡沫塑料、隔音材料等。③有機硅塑料

有機硅樹脂＋石棉＋玻璃纖維。

絕緣、耐高低溫、防潮、防鹽霧、耐輻射。應用于電動機、變壓器、電子器件涂料等。④環(huán)氧樹脂塑料 粘結(jié)劑 2.熱塑性塑料

可以多次反復加熱而仍具有可塑性的合成樹脂，這一過程只有物理變化而無化學變化，其變化過程是可逆的。①聚氯乙稀（PVC）氯綸

聚氯乙稀＋穩(wěn)定劑＋填料＋增塑劑。

機械性能頗高，堅韌、絕緣性好，耐酸堿，化學穩(wěn)定性好，自熄性，較難成型，耐熱性不高，（－15～＋55℃）。應用于電線包皮、農(nóng)用薄膜、彎頭，日用品等。②聚乙烯：（PE）（高分子石蠟）

無毒，柔軟性好，耐沖擊性，透明性，易成型加工，高溫絕緣材料，耐熱性低，硬度、機械強度低。應用于無線電傳真、通訊、探測、雷達用途中的高頻絕緣電線，理想的包裝材料、農(nóng)業(yè)薄膜。

③聚丙烯（PP）丙綸

耐水性，絕緣性能，化學穩(wěn)定性、易成形加工，比水輕，耐磨性差，收縮性差，低溫呈脆性，易受紫外線照射老化。應用于容器、包裝袋、齒輪、微波元件等。④氟塑料：聚四氟乙烯（PTFE）（泰氟隆）（塑料王）氟綸

耐熱，耐寒性（－195～＋250℃），耐強酸，強堿，自熄性，絕緣性，熱膨脹性大，強度低，成型困難。應用于電容器、防火涂料。

⑤聚酰胺（PA）（尼龍Nylon、晴綸、錦綸）尼龍3、4、5、46、56、抗拉強度高，耐磨性和自潤滑性，耐熱性較低，絕緣性不高。應用于軸承、墊圈、滑輪、襯套等。

⑥ABS塑料

堅固、堅韌、堅硬，一定的化學穩(wěn)定性和絕緣性能，不耐燃，不透明，耐候性不好。應用于電視機、收錄機的外殼、電話機殼、話筒等。

第二節(jié) 橡膠

是一種高分子材料，在一定條件下（加熱、加壓）可塑制成型，在使用條件下保持固定的形狀。

一、橡膠的特性：

主要成分：聚異戊二稀（橡膠樹、橡膠草的漿液）1.高彈性：800～1000％ 2.良好的吸收振動的能力。3.良好的耐蝕性。4.良好的絕緣性。5.一定的耐磨性。6.足夠的強度。

主要缺點：耐熱性不高，容易老化，易燃性，龜裂。

二、橡膠的分類及用途： 按來源分：天然橡膠、合成橡膠。按應用分：通用橡膠、特殊橡膠。1.天然橡膠：

由橡膠樹或橡膠草的漿液經(jīng)去雜質(zhì)和分離水分等加工程序而提煉的天然的聚異戊二稀，易溶解于醚、汽油、苯、有機溶劑，使用溫度100℃以下。2.合成橡膠：

由石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品為原料，通過有機合成制成單體，經(jīng)聚合或縮聚制得彈性很高的材料。常用的包括：

①丁苯橡膠（SBR）：第一位。苯乙烯＋丁二稀。

（80～100℃）耐老化，耐熱性好，抗拉強度和耐磨性類似天然橡膠 加工性能不及天然橡膠。應用于輪胎、膠板。②丁腈橡膠（NBR）： 丁二稀＋丙稀腈。

耐油性、密封性好、耐熱較好150℃，不耐臭氧及寒冷，加工性較差。應用于密封圈、油管等。③順丁橡膠（BR）第二位。

聚丁二稀橡膠。優(yōu)異的彈性、耐磨性，耐寒性。120℃以下，不耐熱，易燃。應用于輪胎、運輸帶等。

④聚氨酯橡膠（UR）： 氨基甲酸酯。

耐磨、耐油性好，強度較高。不耐熱，80℃以下。應用于膠帶、實心輪胎、耐磨制品等。⑤氟橡膠（FPM）： 氟基單體。200℃以下，耐高溫，耐蝕性好，抗輻射。應用于墊圈、化工襯里、高級密封件等。

第三節(jié) 陶瓷

是多晶體，由無數(shù)細小晶體聚集組成。

一、陶瓷的特性：

主要成分：氧化鋁＋氧化硅＋粘土。1.硬度高：氧化鋁陶瓷硬度（HRC68～70）2.抗壓強度高： 3.耐高溫： 4.耐磨損： 5.耐蝕性： 6.導熱選擇性： 7.導電選擇性：

主要缺點：脆性大，不能敲、彎、拉、剪切，急冷急熱。

二、陶瓷的分類及用途：

按用途：普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）、特種陶瓷。1.普通陶瓷： 粘土＋長石＋石英。

良好的耐熱性，耐蝕性，抗壓強度大。脆。應用于日常生活中（日用陶瓷、衛(wèi)生陶瓷）和工業(yè)上（電瓷、耐酸陶瓷）2.特種陶瓷：

氧化物＋氮化物＋碳化物。

①電瓷 SiO2＋Al2O3＋K2O＋Na2O＋CaO＋MgO。

良好的絕緣性、耐蝕性，脆。應用于高、低壓輸電線路使用。②耐酸陶瓷： SiO2＋Al2O3＋CaF。

良好的耐酸、耐堿性能，脆。主要應用于化工容器、熱交換器（>170℃）③過濾陶瓷： Al2O3＋SiO2＋SiC。良好的過濾和分離性能（0.2～200μm），耐酸堿，脆。④高溫、耐腐蝕陶瓷（BN 氮化硼陶瓷）。

良好的耐熱（2800℃），耐蝕性，硬度低，脆。應用于坩鍋等。

第四節(jié) 復合材料

由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的或不同組織的材料組成的。

一、復合材料的特性： 1.較高的強度、剛度、耐蝕性。2.減磨、耐磨、隔熱、減震。

主要缺點：抗沖擊能力差、質(zhì)量不穩(wěn)定、成本較高。

二、分類及用途：

纖維復合材料、層疊復合材料、細粒復合材料、骨架復合材料。1.纖維復合材料

玻璃纖維復合材料：熱固性樹脂＋玻璃纖維。（玻璃鋼）抗拉、抗彎、抗壓強度好，沖擊韌性差。應用于儀器、儀表、機械零件等。2.層疊復合材料：（三合板）

多層復合：鋼＋青銅＋塑料。耐磨、機械性能好，難于制造。應用于軸承、墊片等。3.細粒復合材料

夾層結(jié)構(gòu)材料：兩層薄而強的面板，中間夾一層輕而弱的芯子組成。面板：紙、木材、塑料。芯子：紙、棉布、石棉。

質(zhì)輕，比強度、比剛度高，表面光滑。應用于隔音裝置、防火板、火車車箱等。

第五節(jié) 涂料

由一種有機高分子膠體的混和溶液，涂抹在物體表面上能結(jié)成干膜。

一、涂料的特性： 1.保護作用，標志。2.裝飾作用，偽裝。

主要缺點：有刺激性味，易磨損。

二、涂料的分類：

按涂料用途：建筑用漆、船舶用漆、汽車用漆。按施工方法：刷用漆、噴漆。

按成膜類：油酯類Y、瀝青類L、橡膠類J。1.酚醛樹脂漆

酚醛樹脂＋油類＋顏料＋溶劑＋輔助材料。

漆膜硬，光澤，干燥快、防潮、防銹。應用于家居、建筑、船舶、機械等。2.瀝青

瀝青＋油料＋顏料＋溶劑。

耐水性，絕緣性，耐酸堿，黑又亮。應用于縫紉機、自行車、五金等。

復習舊課：焊接結(jié)構(gòu)設計。第一章 金屬切削的基礎知識 第一節(jié) 切削運動及切削要素

一、零件表面的形狀及切削要素 切削運動包括主遠動和進給運動 主運動的速度最高，消耗功率最大。

二、切削用量 1.切削速度V 2.進給量f 3.背吃刀量a

三、切削層參數(shù)

1.切削層公稱橫截面積A 2.切削層公稱寬度b 3.切削層公稱厚度h 第二節(jié) 刀具材料及刀具構(gòu)造

一、刀具材料

1.對刀具材料的基本要求（1）較高的硬度（2）足夠的強度和韌度（3）較好的耐磨性（4）較高的耐熱性 較好的工藝性 2.常用的刀具材料 高速鋼 硬質(zhì)合金 陶瓷刀具

3.其它新型刀具材料簡介（1）高速鋼的改進（2）硬質(zhì)合金的改進（3）人造金剛石（4）立方氮化硼

二、刀具角度

1.車刀切削部分的組成（1）前刀面（2）后刀面（3）切削刃

2.車刀切削部分的主要角度（1）刀具靜止參考系 a.基面 b.切削平面 c.正交平面 d.假定工作平面（2）車刀主要角度 a.主偏角 b.副偏角 c.前角 d.后角 e.刃傾角