化学气相沉积原理与设备复习题

1、名词解释( 5 小题，每题 4 分，共 20 分)Chemical Vapor Deposition ( CVD ) ： 是指在一定的温度下，利用气态(或将液态或固态的物质转化为气态)的物质，在固体表面上进行化学反应，并生成固态沉积物的一种工艺方法温度 用来表示物体冷热程度物理量，它反应了物体内部大量粒子热运动的剧烈程度和粒子热运动平均动能的大小。温度高的物体 内部粒子热运动烈，粒子热运动平均动能大，反之依然。热量 物体吸收或放出热能的多少。热量总是从高温物体自发的传向低温物体，就像水从高处f低处；电流从高电位f低电位。导热(热传导) 指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠

2、分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。热对流 流体中(气体或液体)温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而把热量由一处传递到另一处的现象。热辐射 (Thermal radiation) 由热运动产生的，以电磁波形式传递能量的现象。黑体： 能吸收投入到其表面上的所有热辐射的物体， 包括所有方向和所有波长， 因此， 相同温度下，黑体的吸收能力最强。等温面： 同一时刻、温度场中所有温度相同的点连接起来所构成的面。热流密度 单位时间、单位面积上所传递的热量，它具有明确的方向性，其方向与温度相反；流体压缩性： 在温度不变的情况下，流体的压强增大，体积减小，密度增大的性质。流体膨

3、胀系数： 表示流体膨胀性的一个指标。 它是指温度每增加1K， 流体的体积或密度的相对变化率流量： 单位时间内通过过流端面的流体的体积或质量。过流断面 : 流体运动时,与流体的运动方向垂直的流体横断面，过流端面可能是平面,也可能是曲面。质量传递 物质从高浓度区向低浓度区转移的过程称为质量传递(传输)过程。或系统内部的物质在浓度梯度、化学位梯度和应力梯度的推动力下，由于质点的热运动而导致定向迁移，从宏观上表现为物质的定向输送，此过程叫做质量传输或扩散。测量原理 是指实现测量所依据的物理现象和物理定律的总称。如热电欧测温时依据的是热电效应，弹性模量测量时所依据的虎克定律。准确度 是表示测量结果中系统

4、误差大小的程度，即测量仪器的指示值接近测量真值的能力。系统误差小，意味着准确度高，精确度（精度） 是准确度和精密度（或重复性 ） 的综合反映。它综合表示测量结果和实际值的偏差程度。测量仪表死区：测量仪表输入量的变化不致引起输出量的可觉察的变化的有效区间。死区常用输入量程的百分率表示。C/C复合材料：C/C复合材料是由碳纤维及其制品（碳毡或碳布）增强的碳基复合材料。填空题（每空1 分，共 20 分）1）从温度来分沉积化学可分为：（1）低温沉积（LTCVD,W200C,如高频等离子或微波等离子CVD） ； （ 2 ）中温沉积（MTCVD, 500800，如硬质合金刀具沉积耐磨涂层） ； （3）高温

5、沉积（ HTCVD,9001200 , 如陶瓷和复合材料涂层） ； （4） 超高温沉积（ 1200 c，如SiC陶瓷或热解石墨等）。CVD的基本原理一CVD的热力学原理；CVD的动力学原理；CVD的热量传输原理； CVD 的流量传输原理； CVD 的质量传输原理热力学第一定律的本质就是能量守恒原理。也就说能量可以在一物体与其他物体之间传递，可以从一种形式转化成另一种形式，但是不能无中生有，也不能自行消失。热力学第二定律指出：凡是自发的过程都是不可逆的，而一切不可逆过程都可以归结为热转换为功的不可逆性。热力学第二定律本质就是熵增加原理。理想气体的内能，焓也只是（温度） 的函数，也就是说，在恒温时

6、，改变体积或压力，理想气体的内能和焓保持不变盖斯定律 一个化学反应不管是一步完成，还是分几步完成，该反应的热效应相同。换句话说，也就是反应热效应只与起始状态和终了状态有关，而与变化途径无关盖斯定律的重要意义 ，在于它能使热化学方程像普通代数方程那样进行计算，从而可以根据已经准确测定的反应热来计算难于测量或不能直接测量的反应热。一切实际发生的过程都是热力学的不可逆过程。热量传递过程的推动力 ：温差热量传递的三种基本方式 ：导热 （ 热传导 ） 、对流 （ 热对流 ） 和热辐射。导热系数 是表征材料导热能力的大小 ， 是一种物性参数， 与材料种类和温度关。金属非金属 ; 固相 液相 气相温度场 是

7、某时刻空间所有各点温度分布的总称，它是时间和空间的函数气体的导热 ：由于分子的热运动和相互碰撞时发生的能量传递气体的温度升高时 ，气体分子运动速度增大，定容比热随T 升高也增大，因此气体的热导率随温度升高而增大。15）液体的热导率随压力 p的升高而增大16）纯金属的导热：依靠自由电子的迁移和晶格的振动，但自由电子者对热导率的 贡献比后者的要大，主要依靠前者；温度升高，热导率下降。17）合金的导热：依靠自由电子的迁移和晶格的振动；其中起着主要作用用的是后 者，温度升高，热导率上升。18）非金属的导热：依靠晶格的振动传递热量，因此温度升高，其热导率上升。19）气体的粘度随温度的升高而增大，液体粘度

8、随温度的升高而下降20）导热微分方程式的理论基础：傅里叶定律 +热力学第一定律。21）导热过程的单值性条件包括四项：几何条件、物理条件、时间条件、边界条件22）平均流速确定的原则：平均流速通过过流端面的流量应等于实际流速通过该断 面的流量。GaAs薄膜一种很重要的半导体材料，制备GaAs半导体薄膜时，常用的原材料有三甲基钱（CH） 3Ga（g）和氢化神 AsH3C/C复合材料的性能与热解碳的结构有很大的关系，而热解碳的结构又与产生 热解碳的有机前驱体的 反应机理有关。25）甲烷的分子结构是由一个碳原子和四个氢原子组成，燃烧产物主要是二氧化碳 和水26）几乎所有的有机化合物和氧化物有剧毒。因此，

9、在使用这些化合物时，应严格 遵守有关的安全防护规则进行操作。27）僦气为惰性气体，其来源较其它的惰性气体，如氨（He）、窟（Ne）、氟（Kr）、氤（Xe）、氢（Rn）要广泛，且价格较低，故在化学气相沉积中，僦气是一种非常重要，应用非常广泛的气体。28）在CVD工艺中，僦气有如下三个重要的作用。载气；将将CVD原料带入或送入反应室或原子化器；屏蔽气（保护剂）：保证反应室内元器件或制品不受外界（如空气等）的影响。稀释性气体：降低先驱体气体的浓度。29）工业上分储液态空气制 N2,制取高纯 N2需将N2通过灼热铜网以除去 O2,通过 P2O5除去H2O之后，储入钢瓶,黑瓶黄字。而O2是蓝瓶黑字，最危

10、险的是 H2瓶，深绿瓶红字。30）氮气有稀释大气中氧气的作用。因为含量在60%A上的浓氧会损伤人和动物的呼吸系统，造成“氧中毒”CVD系统一般可分为封闭系统（ Closed reactor system ）和开放系统（Open reactor system ）,其中在科研和生产中，应用最广的是开放系统。32）感应加热系统根据使用的电流频率，可将其分为工频，中频，高频之分。工频加热系统：电流频率 50赫芝；33） CVD设备是安全生产合格 CVD制品的保证。因此 CVD设备设计或制造的总目标 是在满足各项设计要求或使用性能的提前下，应可能减少制造风险，降低制造成本，缩短制造周期和提高设备的使用性

11、能。为了达到这个目标,在设备研制中应遵循以下几个原则：（1）继承性；（2）可靠性；（3）可制造性；（4） 经济性；（5） 先进性。34）分子间引力（内聚力）和分子无规则热运动产生动量交换。Temp分子间引力，分子动量交换，对于液体，分子间内聚力起主要作用；对于气体，分子的 动量交换起主要作用35）密封机理就是在这些潜在的接触面之间的泄露通道上，提供一个物理的堵漏体，以达到防漏效果二一般来说，泄漏有三种情形：接触面泄露、渗透泄露和破坏性泄露。37）为了防止接触面之间的泄露，可采取密封件或密封胶的密封方法，两种方法也 可以结合使用。38）为了实现对一种物理量的测量，需要涉及测量原理、测量方法和测量

12、系统三个 基本要素。39）红外测温仪的关键部件是红外探测器，它可分为热探测器（如热敏电阻）和光 子探测器（如光电导元件）两大类。40）某个压力测量装置的测量范围为0.110MPa则其量程为（）。41）所以选用仪表时，在满足被测量的数值范围的前提下，尽可能选择量程（小） 的仪表，并使测量值在上限或量程的（三分之二）左右，避免使测量值出现在 仪表下限或量程的（三分之一）以下。42）在测量时，选择温度测量系统的依据主要有（测量温度范围）；（使用场合）；（传输方式，如远距离传输）（等）。43）作为新型结构材料，C/ C还具有随温度的（升高），强度不但不降低，反而呈 现出（升高）的特性，使碳/碳复合材料

13、成为目前唯一可用于高温达3000c以上的复合材料。44）精确度或精度是（准确度）和（精密度/重复性）的综合反映。它综合表示测量结 果和实际值的偏差程度。45）为了实现对一种物理量的测量，需要涉及（测量原理）、（测量方法）和测量系统三个基本要素3.简答题（5小题，每题6分，共30分）CVD技术的作用或用途 （1）制备涂（镀）层，改善和提高材料或零件的表面性能 （提高或改善材料或部件的抗氧化、耐磨、耐蚀以及某些电学、光学和摩擦学性能）；开发新型结构材料 或功能材料（制备纤维增强陶瓷基复合材料、C/C复合材料等；制备纳米材料；制备难熔材料的粉末、晶须、纤维（ SiCf,Bf） ；制备功能材料； ）C

14、VD 技术的优点有哪些？ （ 1） CVD 设备简单，维护方便； （ 2）CVD 设备操作简单，灵活性强 （温度，炉压等） ； （ 3 ）可以制备多种金属、合金、陶瓷、化合物的涂层、 复合涂层或梯度涂层 ； （ 4 ） 绕镀性好， 可在复杂形状的基体上以及颗粒材料上镀制； （ 5 ） CVD 工艺可以制备出先进的纤维、泡沫、粉末，甚至复合材料；（ 6 ）因沉积温度高，沉积物与基体的结合强度高； （ 7 ） CVD 工艺制备出的涂层致密、均匀，所以可以较好的控制涂层的密度，纯度、结构和晶粒度； （ 8 ）采用等离子和激光辅助技术可以显著地促进化学反应，使沉积可在较低的温度下进行；CVD 技术的缺

15、点有哪些？ （ 1 ） CVD 的反应气体、反应尾气都可能具有一定的腐蚀性，可燃性及毒性，反应尾气中还可能有粉末状以及碎片状的物质； （ 2）此外与PVD相比，CVD工艺的 沉积工艺的温度较高（一般为9001200C）;被处理的工件在如此高的温度下，会变形，会出现晶粒长大，会出现基材性能下降。简单分析 一 下 CVD 工艺的沉积过程 （ 1 ） 混合气体， 主要是惰性气体（ N2,Ar2 ） ，还原气体（如 H2） ,和反应气体（如NH3 ， CH4,CO2 等） ；有时在室温下也常用高蒸气压的液体，如 TiCl4, SiCl4, CH3SiCl3 等等，把这类液体加热到一定温度（小于60 ）

16、 ， 再通过一定的载体氢， 氩与气泡的液体， 从供气系统中把上述蒸气带入沉积反应室；也有把固体金属或化合物转变成初始气体，如气化铝就是通过金属铝与氯气或者盐酸蒸气的反应而形成的。（ 2）当混合气体通入沉积反应室后，反应室通过发热体或感应加热，使沉积室达到要求沉积夫人反应温度。 （ 3 ）反应气体从沉积反应室排出， 须经过气体排放处理系统， 去除废气中的有害有毒成分， 去除固体颗粒，在其进入大气之前，将其冷却。如何区别CVD工艺和PVD工艺？ 一一（ 1） CVDE艺是指在气相沉积的过程中，参与沉积的原料在固体表面或沉积室中 进行化学反应 （分解反应或化合反应） ， 且生成非挥发性的固态沉积物的

17、过程。 （ 2） PVD（ Physical Vapor Deposition ）工艺是指在气相沉积的过程中，参与沉积的各原料通过加热蒸发 成气相，或通过电子、离子、光子等荷能粒子的能量把金属或化合物靶溅射 出相应的原子、离子、分子，且在固体表面上沉积成固态沉积物的过程。 在此过程中，不涉及到物质的化学反应影响化学气相沉积因素有哪些？先躯体种类；工艺方法（ tcvi ， icvi ， pcvd ） ；反应条件（温度，压力，流量） ；触媒种类；气体浓度；衬基结构；温度梯度；炉内真空度等化学动力学研究的主要内容是什么？（ i ） 各种因素（浓度、温度、催化剂、溶剂、光照等）对化学反应速率影响的规律

18、； （ ii ） 化学反应过程经历的具体步骤，即所谓反应机理（或反应历程） 。热辐射具有那些特点： a 任何物体，只要温度高于0 K ，就会不停地向周围空间发出热辐射； b 可以在真空中传播； c 伴随能量形式的转变； d 具有强烈的方向性； e辐射能与温度和波长均有关； f 发射辐射取决于温度的4 次方。请总结一下三传现象的异同点 质量传输是物质分子本身的迁移的现象；热量传输是分子所含热能的传递的现象；动量传输是物质分子机械能的传递的现象。这三者都是由分子扩散及流体微团位移而引起的 , 机理是相同的 , 描述所用的微分方程是一样的试分析一下扩散系数的影响因素一一温度T D ;杂质与缺陷的影响

19、；杂质的作用增加缺陷浓度， D ； 使晶格发生畸变， D ； 与基质结合成化合物， D ， 如发生淀析；缺陷的影响：点缺陷一一提供机制；线缺陷(位错)一一提供扩散通道。CVD 的化学反应类型有许多种，请列出 4 种化学反应的类型，并举例说明(写出化学反应的方程式即可)1 热分解反应：SiH4 (g)- Si + 2H2 ； TiI4 (g)- Ti+2I2 (g)； CH4 (g)-C + 2H2 ; SiH2CI2 (g)- Si + 2HCI (g) ;2 还原反应： 氢气还原反应 SiCl4 (g) + 2H2 - Si + 4HCl ；金属还原反应TiI4 (g) + 2Zn2 - T

20、i + 4ZnI(g)3 氧化反应： SiH4 (g) + O2 - SiO2 + 2H24 水 解 反应 2AlCl3 (g) 3CO2 3H2 -Al2O3 6HCl 3CO ； SiCl4+2H2O(g) -SiO2+4HCl5 氮化反应或氨解反应： 3SiH4 (g ) 4NH3 - Si3N4 12H2 TOC o 1-5 h z 6碳化反应：TiCl4 (g) CH4 - TiC 4HCl7歧化反应：2SiI2 (g) - Si SiI48合成反应：(CH3)3Ga AsH3 - GaAs3CH49基体反应：Ti 2BCl3 3H2 - TiB26HCl为了获得合格的 CVD 制品

21、，所选用的先驱体应该具有那些特点？室温的稳定性；反应的洁净性试试 反应的付产物不应污染需要沉积的产物；较低温度下的挥如性试试 以便较容易的送入反应室， 而不必担心冷凝在输送管道中；沉积产物的高纯度性；反应的单一性试试 反应时不形成副反应或寄生反应。一般而言， CVD 设备应该具备哪些功能？将反应气体及其稀释剂等通入反应器，并能进行测量和调控；能为反应部位提供热量， 并通过自动系统将热量反馈至加热源， 以便控制涂覆温度。将沉积区域内的副产品气体抽走，并能安全处理；加热元器件及炉体的降温冷却等简述一下喷射真空泵的工作原理蒸气喷射器将具有一定压力、一定温度的蒸气通过圆锥形的喷嘴，蒸气在通过喷嘴后迅速

22、膨胀，压力和温度急剧降低，喷射速度提高。在喷嘴出口压力可降低到 133 Pa 以 下，温度在冰点以下，而速度可超过声速的23倍，也就是将蒸气的位能转化为动能。如此高速低压的蒸气流带动需要抽吸的气体流一起进入扩散管。而后再经过扩散管增压、减速，将其排入大气。泄漏检测（检漏）方法有几种，各是什么？. 水压法（密闭容器内部装水，并给水加压，观察有无水漏出） ；.压降法（看压力表，压力或真空度是否下降） ；.听音法（根据气体漏出时发出的声音）；.充气法（外部涂肥皂水，放入水中等）；.仪器捡漏法（如超声波检漏法，氦质谱捡漏法） ；制备辐射测温计的理论依据是什么？任何物体只要温度大于0K ，都会产生热辐射

23、能，同时物体在吸收热辐射能时，也一定会把热辐射能转变为热能。辐射测温仪就是据此原理制成的。简述一下热电偶的制作工艺流程将两种不同类型的热电极的一端焊接起来，分别套上绝缘体，装在外保护管内，并配一个接线端子盒即可制成一只普通的热电偶。在制备热电偶时，如何选择热电极？热电极材料的选择是根据所测温度的高低决定的。 热电极粗细根据实际需要而定， 贵 金属热电极的一般直径0.30.6mm；普通金属热电极，工业用 1.53.5mm,实验室用。热电极长短取决于安装部位的深度，一般在 2503000mm。热电极的焊接形式 可采用电弧焊，接触焊等。在大多数情况下，热电偶需要连接补偿导线，为什么？在测温的过程中，

24、热电偶的冷端一般离热源较近，冷端温度是不断变化的，而离热源较远的地方的温度一般是相对稳定的。故为了使冷端温度恒定，就需要将热电偶加长，或采用0150c的热电特性与热电偶相同的导线将热电偶的冷端延伸到温度恒定的地方。产生滞后量的原因是什么？产生滞后量的原因是由于测量仪器内部存在着摩擦、间隙、死区，存在着机械材料或电器材料的滞后特性等。简述 CVD 设备设计或制造的总目标和在设备研制中应遵循哪几个原则。 CVD 设备设计或制造的总目标是在满足各项设计要求或使用性能的提前下，应可能减少制造风险，降低制造成本，缩短制造周期和提高设备的使用性能。在设备研制中应遵循以下几个原则： （ 1） 继承性； （

25、2 ） 可靠性； （ 3） 可制造性； （ 4） 经济性； （ 5 ） 先进性。简述电加热元件材料和性能要求或如何合理选择电加热元件的材料？? 具有良好的耐热性及高温强度电加热元件的工作温度一般比炉温高100200 C,故保证所选元件材料在高温下不熔化，不氧化，不挥发，不变形等? 具有较大的电阻率 R=(pL)/S:当R,S不变时，p越大，L越小，故节省材料， 便于安装；当R,L不变时，p越大，S越大，则提高强度，延长寿命。? 具有较小的电阻温度系数(1/ C)即材料的电阻率对温度的变化的敏感度要低。? 具有较小的热膨胀系数? 具有良好的加工性画图说明往复真空泵工作原理往复泵的结构和工作原理如

26、图所示， 主要部件有气缸1及在其中做往复直线运动的活塞 2, 活塞的驱动是用曲柄连杆机构 3(包括十字头)来完成的。除上述主要部件外还有排气阀 4 和吸气阀5等重要部件，以及机座、曲轴箱、动密封和静密封等辅助部件。运转时，在电动机的驱动下， 通过曲柄连杆机构的作用，使气缸内的活塞做往复运动。当活塞在气缸内从左端向右端运动时，由于气缸的左腔体积不断增大，气缸内气体的密度 减小，而形成抽气过程，此时被抽容器中的气体经过吸气阀5进入泵体左腔。当活塞达到最右位置时，气缸左腔内就完全充满了气体。接着活塞从右端向左端运动，此时吸气阀5关闭。气缸内的气体随站活塞从右向左运动而逐渐被压缩，当气缸内气体的压力达

27、到或稍 大于一个大气压时，排气阀 4被打开，将气体排到大气中，完成一个工作循环。当活塞再 左向右运动时，又重复前一循环，如此反复下去，被抽容器内最终达到某一稳定的平衡压 力。为提高抽气效率，一般在气缸的两端均设有吸气阀和排气阀，然后用管路将气缸两端 的吸气口和排气口并联起来。4、推导题或证明题(2小题，每题10分，共20分)(1)若物性参数均为常数，而且无内热源，试证明:222/ t t t、t2+a( 2 -)； or atx y z（2）热导率入、比热容 c和密证明：假设：（1）所研究的物体是各向同性的连续介质;J度P均为已知。d时间内、沿x轴方向、经x表面导入的热量：dQx qx dyd

28、z dd时间内、沿 x轴方向、经 x+dx表面导出的热量：dQx dx qx dx dydz d Jqx dx qx -qx dxxd时间内、沿 x轴方向导入与导出微元体净热量：_qxdQx dQx dxx dxdydz d Jxd时间内、沿 y轴方向导入与导出微元体净热量：八 八qydQy dQy dy dxdydz d J yd时间内、沿z轴方向导入与导出微元体净热量：dQz dQz dz-qz dxdydz d Jzdt时间内，导入与导出净热量：无内热源，微元体中内热源的发热量为0,dt时间内，微元体中热力学能的增量:由 1+2=3:3 - pc -dxdydz - drctd,小&、

29、1、6 .用、四丁 三 =（义77）十丁（同丁）+7（2k）十外dr G 由 加 加 比 S:（无 qv）又、c和一二 嫌一 -十一）： or 一 rjv7 均为常数，则、 一 （2）利用泰勒级数展开法，试证明二维导热微分方程式:t 2 t2t -a(J )的解析解xy为：tipj1(1 4E)tJjE(tipijtipijtipj i tpj i),并说明E的含义及其解析解使用条,2x)04用节点（i,j）的温度ti,j来表示节点（i+1,j）的温度ti+j用节点（i,j）的温度ti,j来表示节点（i-1,j）的温度ti-1,j：若取上面两式右边的前三项并相加，整理后，即得二阶导数的中心差分

30、：此外，温度对时间的微分可转变成差分:ex2t一。+ Tf l-,人 2 X三一-:- + o(x )2导热微分方程式可转变为节点的差分方程:当A x= A y,有考二(1一4初七+片(%/+丸+%J%)&X2. = 式中， N ,由(1 4E户0,得 4,即为使用条件。(3 )对于二维、非稳态流动的流体，请推导流体的连续性方程式：(u) ( v) c - -0,并据此写出稳态，不可压缩流体的质量守恒定律。 x y从流场中取出边长为 dx、dy的微元体，M :质量流量；u、v: X、Y向流体的速度，单位时间内、沿x轴方向、经x表面流入微元体的质量:单位时间内、沿x轴方向、经x+dx表面流出微元

31、体的质量:单位时间内、沿x 轴方向流入微元体的净质量DxDxdxdy同理，单位时间内、沿 y轴方向流入微元体的净质量:M广叫办一笺2班办 TOC o 1-5 h z r dydy如犯也=空心心单位时间内微元体内流体质量的变化 ：匚一鎏2赤妙一争心心=掣/流入微元体的净质量 =微元体内流体质量的变化：出如dr ( u) ( v) 0即x y O对于二维、稳态流动、密度为常数时：(4)对二维静止的液体或固体而言，当扩散系数为常数时，请证明下式成立:_2 _2 _C C CD(2-2-)。x y推导：取一体积元dxdy,分析在x方向上，通过dy截面的质点数J。则在单位时间内，dy 截面，通过x-x+

32、dx间的质点数见下图:考虑两个相距为dx平面的平行平面。y+dy yCJx=D dyxJx dx J x(JxCC)dx D dy 一(D)dxdyx方向的扩散净增量为x+dxC、，J x+dx J x (D )dxdyx x同理：y方向的扩散净增量Jy jy + dy JyC(D )dxdyy y因为在dxdy体积单元内的质点扩散净增量为dJ(C2C1) dydxdtdC dxdydt又因为：dJ dC dxdy J dtjy D(2cT xC 2C2C、tD(22)xy2 一A)dxdy，所以: y5、计算题(3小题，每题10分,共30分)1)设一窑墙，用粘土砖和红墙二层砌成，窑墙内表面温

33、度为 1200 C ,外表面温度其中内墙用粘土砖,外墙用红砖，厚度均为230mm。100 C,红砖容许的使用温度为700 c以下。求每平方米窑墙的热损失，并判断红砖在此条件下能否使用。已知粘土砖和红砖的导热系数各 为：入 1= 0.70 + x 10 3t W/(m. C)；入 2X10 3 t W/(m. C)。解：假定交界处的温度为600 C,则：入 1X10 3 X (1200+600) /2 = 1.20 W/(m. C)入 2= 0.46 + 0.44X 10 3 X (600+100) /2=W/(m. C)q(1200 100)(0.23/1.2 0.23/0.61) 193.后

34、t2si t1 q10.231200 19301.20830C或校核交界处的温度：t2,.s2ts+ q 一0.23100+1930828C故t20.612 830 c830 600) /600X 100%= 38.3%与假设温度相比较：误差=(误差超过5%,故重新设定交界处温度为830 C ,此时:入 1X10 3 x (1200+830) /2 = 1.26 W/(m. C)入 2X10 3 X (830+100) /2 = 0.66 W/(m. C)-22080W/m(1200 100)(0.23/1.26 0.23/0.66)t2校核交界处的温度：t1 q 立 1200 2080023

35、6 820c11.20t2t3+ q 包 100+ 2080023 825 c20.66或t2 820C与假设温度相比较：误差小于5%,故第二次假设正确。答：每平方米窑墙的热损失为2080W/m2。由于t2= 820 C大于红砖的使用温度极限700 C,故红砖在此条件下不能使用。2）用喉管造成负压以抽走吸池中的液体。已知大管：d = 80mm,流速 u=2m/s,压强 p1=1kgf/cm 2 （表压），p 1 = 1000 kg/m3;液 体p y= 1200 kg/m 3,当地重力加速度为/s2; 抽吸的液体的高度 h为1米。求喉管的直径d2=?（忽略阻力）解：A-A1为等压面，据静力学方

36、程：Pygh+p2=0,p2 = pygh；列柏努利方程1 22色u_握二万二2U222U22俳12Ui2p2) 2(Piygh112宏)2 9.81 104 1200(10009.81 1270.8 必 16.5(m/s)22由连续式万程：u1dl u2d2d2 d1 u1 u2 80 2/16.5 0.0279m 27.9mm答：喉管的直径为 28mm。3） 一根水平放置的蒸汽管道，其保温层外径d=583 mm,外表面实测平均温度及空气温度分别为tw=48C, tf = 23C,此时空气与管道外表面间的自然对流换热的表面传热系数h=3.42 W /（m2 K）,保温层外表面的发射率，即黑度

37、 e=,黑体的辐射系数为X 10- 8W/ （）。问：（1）此管道的散热必须考虑哪些热量传递方式;(2)计算每米长度管道的总散热量。解：(1)此管道的散热有辐射换热和自然对流换热两种方式。(2)把管道每米长度上的散热量记为ql(a)当仅考虑自然对流时，单位长度上的自然对流散热qi,cd h tdh(tw tf)3.14 0.583 3.42 (48 23)156.5(W/m)(b)近似地取管道的表面温度为室内空气温度，于是每米长度管道外表面与室内物体及墙壁之间的辐射为：qi,rd (T4 T4)3.14 0.583 5.67 108 0.9 (48 273) (23 273力274.7(V/m

38、)故，每米长度管道的总散热量为：156.5+274.7=431.2W/m 。4)某连续生产的窑炉，炉壁由耐火粘土砖、珍珠岩保温砖和红墙三层砌成，其厚度分别 为 230mm、100mm、230mm，导热系数各为：入 1= + X103 t W/(m. C)； 入 2= + X103 t W/(m. C)；入 3= + X103 t W/(m. C)。炉壁内表面温度为1200 C,外表面温度 50Co求：炉壁散失的热流量。解：根据:tt4d1 d2 d3已知：t1= 1200 C, t4=50 C, d1 = , d2=, d3=m; TOC o 1-5 h z 123入1,入2,入3与温度有关，

39、故现估计 t2及t3,假设温度变化与厚度成正比,t1t2d10.230.23t1t4d1d2d30.23 0.100.23 0.56一0 230 23故t2= t1 (t 1-t 4) 1200 1150 730c0.560.56t1 t3d1 d20.23 0.100.33t1 t4 d1 d2 d30.23 0.10 0.23 0.560.330.33故 t3= t(t 1-t 4)1200 1150520c0.560.563 1200 7300.70 0.55 10 1.23W/(m.C)23 730 520人0.052 0.025 10 0.068W/(m.C)2520 50、3 0.

40、46 0.44 10- 0.59W/(m.C)那么：q560W / m2。t1 t4_1200 50d1d2d0.230.100.231231.230.0680.59核算t2及t3：根据q dd0.23。一t2 t1 q-1 1200 5601095C;11.23t3 t1 q(1+) 1200 560(0j23+_i10_) 272c.121.230.068计算的t2、t3值（ 1095C、272C）与第一次估计值（730C、520C）的误差超过 5%, 故需要重算。第二次假设 t2=1100C, t3= 280C;为此：0.70 0.55 10 3 1200211001.33W/(m C)

41、 0.052 0.025 10 3 J002 280 0.069W/(m.C)0.46 0.44 10 3 2802 50 0.53W/(m.C)那么:t1t4-1-2-30.2312000.1050023_ _2559.3W/m1.33 0.069 0.53再次核算t2及t3：t2 t1t3 t1q-1 12001q(5+支)12560嚼 1105C；0.23 . 0.10、1200 560(h) 293c.1.330.0691105-1100” z 100% = 0.45%1100293-280”100% = 4.6%280误差小于5%,故不必再算，则炉壁散失的热流量为 560W/m 2。

42、职业技能鉴定神华鄂尔多斯煤制油分公司题库水处理操作工高级工理论知识一、单项选择.职业道德是指从事一定职业劳动的人们，在长期的职业活动中形成的一种内在的、非强制性的（）。a） A、行为机制B 、规章制度C 、规范行为D 、约束机制答案：D.在企业活动实践中，不符合平等尊重要求的是（ ）oA、根据员工技术专长进行分工B、对待不同服务对象采取一视同仁的服务态度C、师徒之间要平等和互相尊重D、取消员工之间的一切差别答案：D TOC o 1-5 h z .企业生产经营活动中，要求员工遵纪守法是（）oA、约束人的体现B、保证经济活动正常进行所决定的C、领导者人为的规定D、追求利益的体现 答案：B.班组交接

43、班记录填写时，一般要求使用的字体是（ ）oA、宋体 B 、仿宋 C 、正楷 D 、隶书 答案：B.下列选项中不属于班组安全活动的内容是（ ）oA、对外来施工人员进行安全教育B、学习安全文件、安全通报C、安全讲座、分析典型事故，吸取事故教训D、开展安全技术座谈、消防、气防实地救护训练 答案：A.安全部门每月对安全活动记录本进行（）次检查、考核并签字。A、4 B 、1 C 、2 D 、3 答案：B.当物体结构形状复杂，虚线就愈多，为此，对物体上不可见的内部结构形状采用 （）来表示。A、旋转视图B 、局部视图C 、全剖视图D 、端面图答案：C.用剖切平面把物体完全剖开后所得到的剖视图称为（ ）oA、

44、局部剖视图 B 、局部视图C 、半剖视图D 、全剖视图答案：D.假想用剖切平面将零件的某处切断，仅画出断面的图形称为（）图。A、剖视 B 、局部剖视 C 、旋转剖视D 、断面 TOC o 1-5 h z .化工设备图中，表示点焊的焊接焊缝是（ ）oA、0 B 、UC 、 D答案：A.下列选项中，不属于零件图内容的是（）O、零件序号表)”的A、零件尺寸 B 、技术要求C 、标题栏 答案：D.不属于防尘防毒技术措施的是（ ）oA、改革工艺B、湿法除尘C、安全技术教育D、通风净化 答案：C）同时施工、同时投产。C 、同时检修 D、同时受益.防尘防毒治理设施要与主体工程A、同时设计 B 、同时引进 答

45、案：A.我国在劳动安全卫生管理上实行“企业负责，行业管理，国家监察, 体制。A、群众参与B 、群众监督C 、人人参入D 、领导监督答案：B.在HSE管理体系中，不安全行为是指 （）安全规则或安全常识，使事故有可能发生的行为。A、违反 B 、遵守 C 、学习 D 、传授答案：A.在HSE管理体系中，风险评价是评价 （）程度，并确定是否在可承受范围的全过程。A、控制 B 、检测 C 、预防 D 、风险答案：D.在HSE管理体系中，风险评价方法主要分为直接经验分析法、（）法、综合性分析法。A、系统安全分析B、事故数分析C、安全检查表D、工作危害分析答案：A TOC o 1-5 h z .在质量管理过

46、程中，以下哪个常用工具可用于明确“关键的少数”（）oA、排列图 B 、因果图 C 、直方图 D 、调查表答案：A. 98.质量统计排列图的横坐标表示的是（ ）oA、频数 B 、频率 C 、累积百分数D 、项目答案：D.质量统计图中，图形形状像“鱼刺”的图是（）图。A、排列 B 、控制 C 、直方 D 、因果答案：D TOC o 1-5 h z .在质量管理过程中，用于分析原因与结果之间关系的图叫做（）图。A、散布 B 、因果 C 、控制 D 、直方 答案：B.在质量管理过程中，常用于寻找产生质量问题的原因的图是（）图。A、直方 B 、排列 C 、因果 D 、散布 答案：C.在质量统计控制图中，

47、若某个点超出了控制界限，就说明工序处于（）。答案：C.班组管理是在企业整个生产活动中，由 （）进行的管理活动。A、职工自我 B 、企业 C 、车间 D 、班组自身 答案：D.班组管理的职能在于对（）人、财、物合理组织，有效利用。A、班组 B 、企业 C 、车间 D 、生产单位 答案：A.下列关于班组管理的说法不正确的一项是（）。A、波动状态BC、正常状态D答案：D24.质量统计控制图的控制界限，一般都取A、3 B 、2 C、异常状态、异常状态的可能性大（）倍的标准差。、4 D 、6A、班组管理是企业最终端的管理C、班组管理是全面综合的管理答案：B34.生产班组属于（）中心。A、标准成本B 、费

48、用B、班组管理就是班组建设D、班组管理是双重压力下的管理C 、投资 D 、利润26.在计算机应用软件 Word编辑状态下，绘制一文本框，应使用的下拉菜单是（）。答案：A.属于班组经济核算主要项目的是A、设备完好率BC、能耗D答案：C.班组进行成本核算时，一般计算A、间接 B 、直接答案：B.下列选项中报告的作用是（A、向上级领导机关汇报情况C、请求上级领导机关审批答案：A.质量统计控制图的上、下控制限可以用来（）。A、判断产品是否合格B、判断过程是否稳定C、判断过程能力是否满足技术要求D、判断过程中心与技术中心是否发生偏移答案：BA、编辑 B 、表格 C 、插入 D 、工具 答案：C.在计算机

49、应用软件 Word中插入的图片（）。A、可以嵌入到文本段落中B、图片的位置可以改变，但大小不能改变C、文档中的图片只能显示，无法用打印机打印输出D、不能自行绘制，只能从 Office的剪辑库中插入 答案：AAl.宅上图中所指的按钮是（）。（）。、安全生产、环保中的三废处理（）成本。C 、全部 D 、间接、直接）。B、提出意见、建议D、答复上级机关询问 答案：C.下列化学反应中，()属于置换反应。A、NaOH + HCl = NaCl+H2OB、Fe+H2SO4=FeSO4+H2 TC、CaO+H2O = Ca(OH)2D、2NaOH + CO2= Na2CO3+H2O答案：BA、降序按钮B 、

50、升序按钮答案：B29.在分类汇总之前，先进行的操作是A、数据筛选操作BC、选择数据区操作DC、插入字母表D 、删除字母表（）。、排序操作、数据求和操作答案：C30.建立图表的方法是从（）菜单里点击图表。A、编辑 B 、视图 C 、插入 D 、工具.分子间的作用力的特点为（）。A、它是一种吸引力B、具有饱和性C、具有方向性D、作用范围为0.11nm之间答案：A.相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用力，叫做 （）。A、范德华力B 、氢键 C 、极性键 D 、化学键答案：D41.下列化合物中，（）为非极性分子。CO51.下列各有机物中，（）与乙醇互为同分异构体。NHCQD、答案:HClCA、二甲醛

51、 B 、乙烷答案：A52.在不可压缩理想液体恒定流中,、乙烯、乙焕微小流束内不同的过水断面上，单位重量液体所.原子间通过（A、静电作用C、原子核作用答案：B.下列化合物中,）所形成的化学键叫做共价键。、共用电子对、自由电子流动具有（A、动能答案：B）保持相等。B 、机械能、位能、压能既有离子键又有共价键的是NaOH53.在柏努利方程Z2v2g常数中,表本（HClNaClA、位能 答案：B压能、动能、机械能54.流体运动中产生水头损失的内因是D、答案:NH4CIB44.下列金属中，A 、铜 B答案：C）属于两性元素。A、流体具有粘滞性C、流体具有表面张力答案：A、流体具有压缩性、固体边界的影响5

52、5.在圆管层流中,45.下列金属中，在硝酸中溶解而在盐酸中几乎不溶的是A、铜答案：AA、管径 答案：D56.均匀流流速46.下列金属中，与冷水反应能放出氢气的是A、铜答案：D47.有机化合物一般是指含（）元素的化合物及其衍生物。验公式称为A、达西公式C、谢才公式答案：C沿程阻力系数、液体粘度仅为（CC为系数,）的函数。、流速 DR为断面水力半径,、满宁公式、巴甫洛夫斯基公式、雷诺数J为水力坡度。该经A、氧答案：D57. 161.在不可压缩液体恒定总流中,任意两个过水断面所通过的流量相等，这就是48.有机物一般不导电、难溶于水，其化学反应速度一般比较慢，同时常伴有副反应。其具有这些特点的根本原因

53、是A、有机物分子较大C、有机物中有氢键存在答案：D49.有机物中，仅由（A、碳元素和氢元素C、碳元素和氮元素、碳元素不易氧化、有机物中原子以共价键相结合水力学中恒定总流的（A、连续性方程C、动量方程答案：A）的含义。B、能量方程、状态变化方程）组成的这类物质总称为燃。、碳元素和氧元素、氧元素和氢元素答案：A50.决定有机化合物化学特性的原子或原子团称为（A、衍生物答案：BB 、官能团C 、基体、异构体58.与滚动轴承比较，动压轴承具有A、抗振性好C、适应速度范围大答案：A）的特点。、成本低、维修方便59.在滑动轴承中，转子转速越高，油的粘度越大，油膜的承载能力A、越小 答案：B、越大、不变60

54、.在滑动轴承中，轴承宽度与轴颈直径之比A、越大、越小、无法确定L/d越大，油膜的承载能力（、不变、无法确定答案：A61. 166.用皮碗式密封的滚动轴承多用在A、高温 答案：D、高速）的场合。、外露 D、环境清洁答案：B71.下列选项中，（）是一种在很低的浓度下，能阻止或减缓金属在腐蚀性介质中腐蚀速度的化学物质。62.推力滚动轴承能承受（A、轴向C、径向和轴向两个方向 答案：A）的作用力。BA、杀菌剂答案：DB 、阻垢剂C 、防腐剂D 、缓蚀剂、径向、任何方向72.下列腐蚀防护方法中，（）是使电解液中的金属离子在直流电作用下，于阴极（待镀零件）表面沉积出金属而成为镀层的工艺过程。63.转速越快

55、，润滑脂在滚动轴承内承受的剪变应力和产生的切变速度越大，稠化骨A、浸镀 答案：C、衬里防护C 、电镀、喷涂架遭受的破坏越大，有效粘度 （A、上升 答案：C、不变、降低、无法确定73.两台离心泵的流量、量满足Q总=Q=Q,扬程分别用扬程应满足（Q、H和Q、件表示，当它们串联工作时，则流）。64.因滚动轴承的滇子与内圈、外圈的滚道接触表面承受着周期性载荷，即是处于重复弹性变形接触应力状态下的工作特性，其磨损特征是A、疲劳破坏答案：A65.在滚动轴承中,载荷Q由（A、全部滇子答案：BB 、磨损破坏C、胶合破坏（）。D、腐蚀破坏C、D、答案:总二吊H2=H 2 Hi总=H 1=H 2总二吊+ H2载荷

56、Q从轴传递到内座圈， 再通过滚子传递给外座圈和轴承座上。）承受。74.某两台离心泵的流量和扬程分别用 流量应满足Q总=Q+C2,扬程应满足Q、H 和 Q、（）。件表示，当它们并联工作时，则半滇子C 、1/3滚子 D 、2/3滚子66.法兰的公称压力是压力容器（设备）或管道的标准压力等级，它表示在一定材料和一定温度下的（A、最大工作压力C、正常工作压力答案：A67.管道检修的验收标准不包括A、检修记录准确齐全、平均工作压力、最小工作压力D、答案:总=H 1+H 2总=H 1=H 2总=H 1-H 2总=H2-H175. 180.下列表达式中，I表示电流,U表小电压,R表示电阻，E表示电源电动势,

57、表示电源内阻，则闭合电路欧姆定律表达式应为UB、管道油漆完好无损，附件灵活好用，运行一周无泄漏C、提交检修过程有关技术资料D、管道耐压试验报告68.答案：D69.在泵检修完工后，其试运行应满足要求，下列验收标准中错误的是A、压力流量平稳C、泵出口压力和轴承温度符合要求 答案：D、出力满足生产正常需要D 、密封可以小量泄漏答案:70.经过人们的长期研究已经确定，金属与电解液作用所发生的腐蚀，是由于金属表面发生（A、微电池）而引起的。因此，这一类腐蚀，通常叫做电化学腐蚀。B 、原电池C 、电极电位D 、干电池76.下列表达式中，I表小电流，R表小电阻，E表小电源电动势，r表小电源内阻,则闭合电路负

58、载端电压U的计算公式应为（A、U I (R r)E IRC、U IRD、U E Ir答案：C.在仅有电阻参数的交流电路中，错误的说法是 ()。A、纯电阻交流电路中，电压与电流的关系可根据欧姆定律确定B、电流的瞬时值和电阻两端的电压瞬时值成正比C、电流和电压是同频率的正弦量D、在相位上，电流超前于电压90答案：D.负载并联的交流电路中，Z、Z2分别表示两并联支路的阻抗，则其总阻抗Z应为()。A、ZR3R4R3R4R2R、R、R、R接成混联电路，则该电路等效电阻应为()B、Z Z1 Z2C、RRiD、RRi答案：CR2R3 R4R3 R4 / 1R3R4Zi Z2Z1Z2乙Z2乙Z281.对称三相

59、交流电是由()的三个正弦电动势按照一定的方式联接而成的。A、频率相同、最小值相等、彼此具有90相位差B、频率相同、最大值相等、彼此具有90相位差C、频率相同、最大值相等、彼此具有120相位差D、频率不同、最大值相等、彼此具有120相位差答案：C答案：D79.下列图中，()是混联电路图。比 氐o0A、82.三相电源采用星型联接时，其线电压的有效值为相电压有效值的()倍。答案：D.已知对称三相电源中B相的电动势瞬时值函数式为VB=311sin (cot-30 )伏,其它两相的相电压瞬时值函数式为()。A、VA=311sin (co t-120 ), vc=311sin (cot+120 )B、VA

60、=311sin w t, vc=311sin (cot+120 )C、VA=311sin (cot+90 ) , vc=311sin (3 t-90 )D、VA=311sin (cot+90 ), vc=311sin (co t+210 )答案：D.某异步电动机的额定转速n=960转/分，电源频率f=50Hz,则该电动机为(极。A、0 B 、1答案：C.下列各种类型电机中，（A、YB- 200S 4 型C、YB- 2006 型答案：B.固定使用在火灾危险区域、IP30CIP56中“5”表示（、防尘C、IP14D）的技术要求。、防爆D、IP54、防雷、单闭环比值控制系统、变比值控制系统（）。、单