陶瓷的加工及改性-陶瓷工藝學

第六章陶瓷的加工及改性第一節(jié)陶瓷的機械加工方法陶瓷加工的特點：①陶瓷都有尺寸和表面精度要求，但由于燒結收縮率大，無法保證燒結后瓷體尺寸的精確度，因此燒結后需要再加工②陶瓷材料有高硬度、高強度、脆性大的特性，屬于難加工材料7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理分類方式加工方法機械磨料加工固結磨料加工磨削珩磨超精加工紗布砂紙加工懸浮磨料加工研磨超聲波加工拋光滾筒拋光刀具加工切削加工切割化學蝕刻化學研磨化學拋光光化學光刻電化學電解研磨電解拋光電學電火花加工電子束加工離子束加工等離子體加工光學激光加工陶瓷材料的加工方法7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.1.1陶瓷的切削加工（cutting）一、陶瓷材料的切削加工特點（1）陶瓷材料具有很高的硬度、耐磨性，對于一般工程陶瓷的切削，只有超硬刀具材料才能夠勝任（2）陶瓷材料是典型的硬脆材料（3）陶瓷材料的切削特性由于材料種類、制備工藝不同而有很大差別二、陶瓷材料的切削加工

（1）選擇切削性能優(yōu)良的新型切削刀具（2）選擇合適的刀具幾何參數(shù)（3）切削用量的選擇（4）設計的專用夾具、緩沖震動、施冷卻潤滑7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.1.2陶瓷的機械磨削加工

一、磨削加工機理（grinding）陶瓷材料和金屬材料的磨削機理①材料脆性剝離是通過空隙和裂紋的形成或延展、剝落及碎裂等方式來完成的②在晶粒去除過程中，材料是以整個晶粒從工件表面上脫落的方式被去除的。③陶瓷和金屬的磨削過程模型如右圖。金屬材料依靠剪切作用產(chǎn)生帶狀或接近帶狀的切屑，而磨削陶瓷時，材料內部先產(chǎn)生裂紋，隨著應力的增加，間斷裂紋的逐漸增大，連接，從而形成局部剝落。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理二、磨削加工設備①砂輪（grindingwheel）和磨料（abrasives）的選擇②磨削工藝及條件的選擇a砂輪磨削速度b工件給進速度（feedingspeed）c冷卻液的選擇（coolingmedia）d磨削深度ap（rubbingdepth）e磨削方式（rubbingway）、方向及機床剛性（machinerigidity）7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.1.3陶瓷的研磨、拋光加工一、陶瓷的研磨（grinding）①研磨加工是利用涂敷或壓嵌游離磨粒與研磨劑的混合物在一定剛性的軟質研具上，研具與工件向磨粒施加一定壓力，磨粒作滾動與滑動，從被研磨工件上去除極薄的余量，以提高工件的精度和降低表面粗糙度的加工方法，研磨加工示意圖如下圖。研磨加工示意圖7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理②研磨過程材料剝離的機理主要是以滾碾破碎為主。磨粒越粗，材料剝離率越大，研磨效率越高，但表面粗糙度增大；磨粒硬度越高，研磨效率越高，但卻容易使球面出現(xiàn)機械損傷，導致表面粗糙度相對較低。

③研磨工程陶瓷用的磨料一般采用B4C和金剛石粉，磨料粒度范圍為250~600目，冷卻液可選用煤油或機油。但對于較大尺寸的制品，不適合采用端面研磨機加工，通常采用研磨砂布進行加工。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理二、陶瓷的拋光（polishing）

①拋光是使用微細磨粒彈塑性的拋光機對工件表面進行摩擦使工件表面產(chǎn)生塑性流動，生成細微的切屑，材料的剝離基本上是在彈性的范圍內進行。②拋光的方法：一般的拋光使用軟質、富于彈性或粘彈性的材料和微粉磨料。③拋光加工的用途：它是制備許多精密零件如硅芯片、集成電路基板、精密機電零件等的重要工藝。④拋光時在加工面上產(chǎn)生的凹凸，或加工變質層極薄，所以尺寸形狀精度和表面粗糙度比研磨高。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理第二節(jié)陶瓷的特種加工技術6.2.1電火花加工電火花加工的原理是基于工件和工具（正、負電極）之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除（corrosionremoving）多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀以及表面質量預定的加工要求。下圖為放電加工示意圖放電間隙示意圖7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理電火花加工必須具備以下幾個條件：（1）放電必須是瞬時的脈沖性放電。（2）火花放電必須在有較高絕緣強度的介質中進行。（3）要有足夠的放電強度，以實現(xiàn)金屬局部的熔化和氣化。（4）工具電極與工件被加工表面之間要始終保持一定的放電間隙絕緣陶瓷的電火花放電加工原理示意圖和高速電火花穿孔機原理示意圖如下圖所示電火花加工示意圖高速電火花穿孔機原理示意圖7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.2.2電子束加工

電子束加工（electronbeammachining）是在真空的條件下，利用聚焦后能量密度極高（106~109W/cm2）的電子束，以極高的速度沖擊到工件表面極小的面積上，在極短的時間（幾分之一微秒）內，其能量的大部分轉變?yōu)闊崮?，使被沖擊的大部分的工件材料達到數(shù)千度以上的高溫，從而引起材料的局部融化或氣化。下圖為電子束加工工作原理示意圖。電子束加工工作原理示意圖①工件變形小、效率高、清潔②制電子束能量密度的大小與能量注入時間，達到熱處理，焊接，打孔，切割等加工目的

③光刻加工特點：7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理

①原理：激光加工是利用能量密度極高的激光束照射到被加工陶瓷工件表面上，工件局部表面吸收激光能量，使自身溫度上升，從而能夠改變工件表面的結構和性能，甚至造成不可逆的破壞。材料在高溫、熔融、汽化和沖擊波的作用下被蝕除，從而進行打孔、畫線、切割以及表面處理等加工。②特點：（1）加工速度快、無噪聲，能實現(xiàn)各種復雜面型的高精度的加工目的。（2）可以進行微區(qū)加工，也可以進行選擇性加工（3）因此其熱影響區(qū)很?。?）大氣中進行，便于大工件加工（5）數(shù)控機床機器人連接起來構成各種加工系統(tǒng)。（6）難保證重復精度和表面粗糙度；設備復雜昂貴，加工成本高。激光加工原理示意圖6.2.3激光加工（lasermachining）7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理

超聲波磨削加工是利用工具端面作超聲頻振動，通過磨料懸浮液加工硬脆材料的一種加工方法。加工原理如圖所示。超聲波加工機理6.2.4超聲波加工（ultrasonicmachining）特點：（1）適合加工各種硬脆材料，特別是不導電的非金屬材料（2）加工設備結果簡單，操作、維修方便（3）可以得到高質量的表面，而且可以加工薄壁、窄縫零件7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理第三節(jié)施釉

陶瓷的施釉是指通過高溫的方式，在陶瓷體表面上附著一層玻璃態(tài)層物質。施釉的目的在于改善坯體的表面物理性能和化學性能，同時增加產(chǎn)品的美感，提高產(chǎn)品的使用性能。6.3.1釉的作用與分類一、釉的作用（1）釉能夠提高瓷體的表面光潔度。（2）釉可提高瓷件的力學性能和熱學性能。（3）提高瓷件的電性能，如壓電、介電和絕緣性能。（4）改善瓷體的化學性能。（5）使瓷件與金屬之間形成牢固的結合。（6）釉可以增加瓷器的美感，藝術釉還能夠增加陶瓷制品的藝術附加值，提高其藝術欣賞價值。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理二、釉的分類（1）按釉中主要助熔物劃分：如鉛釉、石灰釉、長石釉等。（2）按釉的制備方法劃分：生料釉：即指釉料配方組成中未使用熟料－熔塊的釉。熔塊釉：即指由熔塊與一些生料按配比制作而成的釉料。（3）按照釉的燒成溫度劃分：易熔釉或低溫釉：指熔融溫度一般不超過1150℃的釉中熔釉或中溫釉：指熔融溫度一般在1150~1300℃的釉難熔釉或高溫釉：指熔融溫度一般達1130℃的釉（4）按釉燒成后外觀特征和具有的特殊功能劃分：透明釉、乳濁釉、畫釉、結晶釉、紋理釉、無光釉、臘光釉、熒光釉、香味釉、金屬光澤釉、彩虹釉、抗菌釉、自潔釉等。（5）按釉的用途劃分：裝飾釉、電瓷釉、化學瓷釉、面釉、底釉、鈞釉等。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.3.2釉的特點和性質一、釉的熔融性能（1）釉的熔融溫度范圍①定義：我們把釉隨著溫度的升高，從開始出現(xiàn)液相的始熔溫度到完全成為液相的流淌溫度之間的溫度區(qū)域范圍稱為釉的熔融溫度范圍。②釉的始熔溫度和流淌溫度的測定：釉的熔融性質通常用高溫顯微鏡測定。首先，將待測釉料制作成高度和直徑均為3mm的圓柱體，并置于高溫電爐中加熱升溫，升溫速度為8~10℃/mm，對釉料受熱變化的行為照相記錄，如下圖。釉料受熱變化的行為7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理

二、釉的高溫粘度（viscosity）（1）釉的高溫粘度對釉面質量的影響：如果粘度過小，引起堆釉、流釉或干釉等缺陷并易使裝飾紋樣模糊或消失；如果粘度過大，會使釉面出現(xiàn)桔釉或光澤度差等缺陷。（2）影響釉高溫粘度的主要因素：①配方中助熔劑種類及含量；②燒成溫度（3）釉的高溫粘度測定：首先用5g釉粉加工成圓球或小圓柱體，然后將該釉粉試樣置于以45度角放置的瓷質粘度測定板的圓槽中，試樣在高溫爐中升溫至成熟溫度，然后冷卻并取出試樣測定其在流動槽中的流動長度L，它即代表著釉的粘度大小。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理三、釉的膨脹系數(shù)及坯釉膨脹系數(shù)的適應性（1）坯釉膨脹系數(shù)互不適應時的兩種表現(xiàn)：當α釉>α坯時：冷卻時釉層會受到坯體所給予的拉伸應力作用，即在釉層中產(chǎn)生張應力。當此張應力超過釉層的抗張應力極限時，釉層被拉斷形成釉裂。當α釉<α坯時：冷卻時坯層收縮大于釉層，使釉層受到壓應力作用，當此壓應力超過一定極限時即發(fā)生釉層的剝落現(xiàn)象，即剝釉。（2）膨脹系數(shù)的選擇確定：對于有釉面的陶瓷制品，一般希望釉的膨脹系數(shù)比坯體的略?。▋烧卟钪禐?.0×10-6/℃左右較佳）。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理四、釉的力學性能（1）釉層的強度：釉面機械強度與釉、坯之間的應力分布有很大關系。（2）釉的彈性：釉的彈性對釉面質量的影響：如果釉的彈性很小，有裂紋產(chǎn)生；釉的彈性大可以緩解機械外應力的破壞作用。釉的組成對彈性的影響：配方中引入離子半徑較大、電荷較低的金屬氧化物（如Na2O、K2O等）可使彈性模量減少，而彈性值增大；反之，引入離子半徑小、極化能力強的金屬化合物（BeO、MgO、Li2O等）則使彈性提高釉的彈性模量，使釉的彈性減小。（3）釉面硬度：影響釉硬度的因素：釉的組成，在釉層中適當增加Al2O3、B2O3、ZrO2、CaO、ZnO、MgO的含量有利于增加釉的硬度；K2O、Na2O的增加會降低其硬度；適當提高燒成溫度，可使其硬度得到提高。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理

五、釉面光澤度①定義：光澤度是表示釉面對入射光作鏡面反射的能力。②影響因素：釉面光澤度與釉面的折射率、燒成制度有關。反射率R提高，則光澤度越大；在釉中增加高折射率的金屬氧化物，如PbO、ZnO有利于使折射率增大，同時可以提高釉面的密度，從另一方面來提高釉面的光澤度。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.3.3施釉工藝

一、基本施釉方法（1）浸釉法：即將產(chǎn)品用手工全部浸入釉料中，使之附著一層釉漿（2）噴釉法：噴釉法是利用壓縮空氣將釉漿噴成霧狀，使粘附于坯體上（3）澆釉法：將釉漿澆到坯體上以形成釉層（4）刷釉法：用于在同一坯體上施幾種不同釉料二、新型施釉方法（1）流化床法：利用壓縮空氣設法使加有少量有機樹脂的干釉粉在流化床內懸浮而呈現(xiàn)流化狀態(tài)，然后將預熱到100~200℃坯體浸入到流化床中，與釉粉保持一段時間的接觸（2）熱噴施釉法：先進行坯料的素燒，后在熾熱狀態(tài)的素燒坯體上進行噴釉（3）干壓施釉法：壓施釉法是將成型、上釉一次完成的一種方法。釉料和坯體均通過噴霧干燥來制備。成型時，先將坯料裝入模具加壓一次，然后撒上少許有機結合劑，再撒上釉粉，然后加壓。（4）機器人施釉7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.3.5燒釉（1）制定燒成制度的依據(jù)：①以坯釉的化學組成及其在燒成過程中的物理化學變化為依據(jù)。②以坯件的種類、大小、形狀和薄厚為依據(jù)。③以窯爐的結構、種類、燃料種類以及裝窯疏密等為依據(jù)。④以相似產(chǎn)品的成功燒成經(jīng)驗為依據(jù)。（2）溫度制度及其控制：溫度制度包括：升溫速率、燒成溫度（止火溫度）、保溫時間和冷卻速度等。（3）氣氛制度及其控制：①氣氛類型②燒成氣氛的選擇依據(jù)7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理第四節(jié)陶瓷表面金屬化6.4.1陶瓷表面金屬化的用途一、制造電子元器件二、用于電磁屏蔽三、應用于裝飾方面生產(chǎn)美術陶瓷6.4.2陶瓷表面金屬化的方法陶瓷的金屬化方法很多，在電容器，濾波器及印刷電路等技術中，常采用被銀法。此外還有采用化學鍍鎳法、燒結金屬粉末法、活性金屬法、真空氣相沉積和濺射法等。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理一、被銀法

被銀法又名燒滲銀法。這種方法是在陶瓷的表面燒滲一層金屬銀，作為電容器，濾波器的電極或集成電路基片的導電網(wǎng)絡（1）瓷件的預處理：瓷件金屬化之前必須預先進行凈化處理。清洗的方法很多，通常可用70~80℃的熱肥皂水浸洗，再用清水沖洗。（2）銀漿的配置：銀漿的配方主要是由含銀的原料，熔劑及粘合劑組成。

（3）銀電極漿料的制備：將制備好的含銀原料，熔劑和粘合劑按一定配比進行配料后，在剛玉或瑪瑙磨罐中球磨40~90h，使粉體粒度＜5μm并混合均勻。（4）涂敷工藝：有手工，機械，浸涂，噴涂或絲網(wǎng)印刷等（5）燒銀：燒銀的目的是在高溫作用下使瓷件表面上形成連續(xù)、致密、附著牢固、導電性良好的銀層7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理二、化學鍍鎳法

優(yōu)點：（1）鍍層厚度均勻，能使瓷件表面形成厚度基本一致的鍍層。（2）沉積層具有獨特的化學、物理和機械性能，如抗腐蝕、表面光潔、硬度高、耐磨良好等。（3）投資少，簡便易行，化學鍍不需要電源，施鍍時只需直接把鍍件浸入鍍液即可?；瘜W鍍的工藝流程為：陶瓷片→水洗→除油→水洗→粗化→水洗→敏化→水洗→活化→水洗→化學鍍→水洗→熱處理。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理三、真空濺射鍍膜（vacuumsputteringcoating）

它是在功能陶瓷表面形成導電層的方法，如鍍鋁，金等，具有鍍膜質量較高，簡便實用等優(yōu)點。該方法配合光刻技術可以形成復雜的電極圖案，也可形成合金和難熔金屬的導電層以及各種氧化物，鈦酸鋇等化合物薄膜。真空蒸發(fā)鍍膜原理如下圖所示真空蒸發(fā)鍍膜示意圖常用的有電阻加熱法和電子束加熱法。（1）電阻加熱法是用高熔點金屬（鎢、鉬）做成絲或舟型加熱器，用來存放蒸發(fā)材料，利用大電流通過加熱器時產(chǎn)生的熱量來直接加熱膜料。（2）電子束加熱法由一個提供電子的熱陰極、加速電子的加速極和陽極（膜料）所組成，其特點是能量高度集中能使膜料源的局部表面獲得極高的溫度，對高、低熔點的膜料都能加熱氣化7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理第五節(jié)陶瓷－金屬封接技術（bondingofceramicsandmetals）

作為陶瓷－金屬的連接，不管采用哪種類型的封接工藝，都必須滿足下列性能要求：（1）電氣特性優(yōu)良，包括耐高電壓，抗飛弧，具有足夠的絕緣，介電能力等；（2）化學穩(wěn)定性高，能抗耐適當?shù)乃?、堿清洗，不分解，不腐蝕。（3）熱穩(wěn)定性好，能夠承受高溫和熱沖擊作用，具有合適的線膨脹系數(shù)；（4）可靠性高，包括足夠的氣密性，防潮性和抗風化作用等；7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.5.1玻璃焊料封接（glasswelding）①玻璃焊料封接又稱為氧化物焊料法，即利用附著在陶瓷表面的玻璃相（或玻璃釉）作為封接材料。②玻璃焊料適合于陶瓷和各種金屬合金的封接（包括陶瓷與陶瓷的封接），特別是強度和氣密性要求較高的功能陶瓷。一、玻璃焊料－金屬封接條件（1）兩者的膨脹系數(shù)接近（2）玻璃能潤濕金屬表面二、封接前金屬的處理（1）金屬的清潔處理：①機械凈化；②去油；③化學清洗；④電化學清洗；⑤烘干（2）金屬的預氧化：即將金屬置于氫氣或真空中進行高溫加熱使金屬表面能形成一層氧化物而達到潤濕的效果。三、玻璃焊料－金屬封接的工藝參數(shù)（1）溫度（2）時間（3）氣氛7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.5.2燒結金屬粉末法封接（powdermetallurgybonding）

用這種方法將陶瓷和金屬件焊接到一起時，其主要工藝分為兩個步驟：陶瓷表面金屬化和加熱焊料使陶瓷與金屬焊封。其中，最關鍵的工藝是陶瓷表面的金屬化工藝流程簡述如下：（1）漿料制備：其中主要成分為金屬氧化物或金屬粉末，還含有一些無機粘合劑，有機粘合劑。再加上適量的液體，就可置入球磨機中濕磨12~60小時，直到平均粒徑到1~3μm為止。（2）刷漿：將上述制得的金屬漿料，以一定方式涂刷于需要金屬化的陶瓷表面上，這層金屬漿料的厚度，以干后達到12~26μm為宜。（3）燒滲：在高溫及還原性氣氛的作用下，一部分金屬氧化物將被還原成金屬，另一部分則可能熔融并添加到陶瓷的玻璃相中，或與陶瓷中之某些晶態(tài)物質，通過化學反應而生成一種新的化合物，形成一種粘稠的過渡層，并將陶瓷表面完全潤濕。而在冷卻過程中這粘稠的過渡層，則凝固為玻璃相，填充于陶瓷表面與金屬粉粒之間。（4）將陶瓷金屬化表面與金屬進行焊接7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.5.3活性金屬封接法（activemetallicbonding）

①在直接焊封之前，陶瓷表面不需要先進行金屬化，而采用一種特殊的焊料金屬，直接置于需要焊接的金屬和陶瓷之間，利用陶瓷－金屬母材之間的焊料在高溫下熔化，其中的活性組員與陶瓷發(fā)生反應，形成穩(wěn)定的反應梯度層，從而使兩種材料結合在一起。這種金屬焊料可以直接制成薄層墊片狀，或采用膠態(tài)懸濁漿涂刷。②必須嚴格控制焊封的溫度和時間，以防止焊料對瓷件的過分侵蝕，才能保證必要的焊封質量；活化金屬焊接工藝，必須在高度真空下進行，通常真空度必須高于10-4Pa。對于大型工件來說，是非常麻煩且難以實現(xiàn)的。因此，這種工藝至今未得到廣泛的應用。特點：7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.5.4封接的結構形式（configuration）應用于電子元件、器件中的陶瓷－金屬的封接，雖然種類繁多，形式不一，但就基本結構而言，不外乎對封、壓封、穿封三種，如圖6.16所示。如果元件本身結構比較簡單，則可以使用其中之一種，如小型密封電阻，電容，電路基片等。如元器件本身比較復雜，則可能有其中的2~3種形式組合而成，如穿心式電容器，陶瓷絕緣子，真空電容器等。一、對封：對封是通過焊封將金屬直接平焊于金屬化后的陶瓷端面上。如右圖（1）、（2）所示

二、壓封：即金屬件在外，瓷件在內。如右圖（3）、（4）所示三、穿封：當穿過瓷件的金屬件的直徑較細，可以直接采用如右圖（5）所示的實心穿封；金屬件較粗應改用如右圖（6）所示壓穿封陶瓷－金屬封接的主要結構形式7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理第六節(jié)陶瓷表面改性新技術一、熱噴涂法（thermalspraying）：利用氧乙炔（丙烷）火焰、電弧或等離子等高溫熱源將欲涂覆的各種涂層材料熔化或軟化，并用高速射流使之霧化成微細顆粒液滴或高溫顆粒，噴射到經(jīng)過預處理的基體表面工件表面，從而與基體形成一層牢固的涂層的技術，達到高度耐磨、減摩、耐蝕、耐高溫以及修補恢復尺寸等目的二、冷噴涂法：利用高壓氣體攜帶粉末顆粒從軸向進入噴槍產(chǎn)生超音速流，粉末顆粒經(jīng)噴槍加速后在完全固態(tài)下撞擊基體，通過產(chǎn)生較大的塑性變形而沉積于基體表面形成涂層三、溶膠－凝膠法（sol-gel）：用易水解的金屬醇鹽或無機鹽，在某種溶劑中發(fā)生水解反應，經(jīng)水解縮聚形成均勻的溶膠，將溶膠涂覆在金屬的表面，再經(jīng)干燥、熱處理（焙燒）后形成涂層6.6.1陶瓷材料傳統(tǒng)的表面改性技術7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理四、物理－化學氣相沉積法（physical–chemicalvapordeposition）：氣相沉積是指以材料的氣態(tài)（或蒸汽）或氣態(tài)物質化學反應的產(chǎn)物在工件表面形成涂層的技術，前者稱為物理氣相沉積（PVD），后者稱為化學氣相沉積（CVD）。物理氣相沉積有濺射法、離子鍍法、真空蒸鍍法等。對于陶瓷基體來說，用的較多的是濺射法。濺射法是通過待鍍材料源和基板一起放入真空室內，然后利用正離子轟擊作為陰極的靶，以動量傳遞的方法使靶材中的原子、分子溢出并在基板表面上凝聚成膜?；瘜W氣相沉積是指在相當高的溫度下，混合氣體與基體的表面相互作用，使混合氣體中的某些成分分解，并在基體表面形成一種金屬或化合物的固態(tài)薄膜或鍍層。五、熔鹽反應法（moltensaltreaction）：其原理是利用過渡金屬在熔鹽里歧化反應，在陶瓷表面沉積金屬薄膜和涂層，從而改善陶瓷表面的潤濕性能7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理6.6.2陶瓷表面改性新技術一、離子注入技術（ionimplanting）：

它是將所需的元素（氣體或金屬蒸汽）通入電離室電離后形成正離子，將正離子從電離室引出進入幾十至幾百千伏的高壓電場中加速后注入材料表面，在零點幾微米的表層中增加注入元素的濃度，同時產(chǎn)生輻照損傷，從而改變材料的結構和各種性能。（1）離子注入技術原理及裝置

離子注入是指從離子源中引出離子，經(jīng)過加速電位加速，離子獲得一定的初速度爾后進入磁分析器，使離子純化，從磁分析器中引出所需要注入的純度極高的離子。加速管將選出的離子進一步加速到所需的能量，以控制注入的深度。聚焦掃描系統(tǒng)將粒子束聚焦掃描，有控制地注入陶瓷材料表面。離子注入裝置如右圖所示離子注入機示意圖7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理離子注入技術的特點：①離子注入是一個非平衡過程，注入元素不受擴散系數(shù)、固溶度和平衡相圖的限制，理論上可將任何元素注入到任何基體材料中去。②離子注入是原子的直接混合，注入層厚度為0.1μm，但在摩擦條件下工作時，由于摩擦熱作用，注入原子不斷向內遷移，其深度可達原始注入深度的100~1000倍，使用壽命延長。③離子注入元素是分散停留在基體內部，沒有界面，故改性層與基體之間的結合強度很高，附著性好；④離子注入是在高真空（10-4~10-5Pa）和較低的溫度下進行的，因此工件不產(chǎn)生氧化脫碳現(xiàn)象，也沒有明顯的尺寸變化，故適宜工件的最后表面處理。⑤缺點：有時無法處理復雜的凹面和內腔；注入層較?。浑x子注入機價格昂貴，加工成本較高。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理①金屬蒸汽真空弧離子源是利用陰、陽極間的真空電弧放電原理來建立等離子體的右圖為MEVVA源的電源原理。（2）金屬蒸汽真空離子源技術（metalvaporvacuumarc）MEVVA源的電源原理②特點：（1）能給出的離子種類多（2）注入效率高（3）離子電荷態(tài)高，可大幅度地降低注入機的制造成本（4）離子束純度高，進一步降低注入機的制造成本（5）可實現(xiàn)多種元素的離子在相同條件下的注入和摻雜，并省去重復抽真空的時間。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理（3）離子注入對陶瓷表面材料表面力學性能的影響①離子注入對陶瓷表面材料斷裂韌性的影響：陶瓷材料的致命缺陷是脆性大，利用離子注入可以在一定程度上提高陶瓷的斷裂韌性。②離子注入對陶瓷抗彎強度的影響：因為離子注入使材料表面產(chǎn)生輻照損傷，體積膨脹，產(chǎn)生表面壓應力，這是材料強度增加的主要原因，但是如果材料表面的裂紋尺寸超過了注入引起的表面壓應力的厚度，其增強效果會減小。③離子注入對陶瓷硬度的影響：一般來說，低劑量注入時，離子束引起表面硬化，使得材料硬度會增大，但是劑量增到一定程度時，當陶瓷表面呈無定形后，硬度就會急劇下降。④離子注入對陶瓷摩擦性能的影響：陶瓷材料的摩擦損失常與表面性能有密切關系。離子注入可以改善材料的表面性能，從而提高材料表面的抗磨損性能7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理二、等離子體噴涂（plasmaspraying）（1）等離子體與表面的相互作用低溫等離子體中存在具有一定能量分布的電子、離子和中性粒子，通過它們與材料表面的撞擊，會將自己的能量傳遞給材料表面的原子或分子，產(chǎn)生解析、濺射、刻蝕、蒸發(fā)等各種物理、化學過程。一些粒子還會注入到材料表面引起級聯(lián)碰撞、散射、激發(fā)、重排、異構、缺陷、晶化或非晶化，從而改變材料表面的組織和性能。（2）脈沖等離子沉積（pulseplasmadeposition）用于薄膜合成、表面改性技術中的脈沖能量束一般為脈沖激光束、脈沖電子束、脈沖等離子束。與脈沖電子束、脈沖激光束相比，脈沖等離子體具有電子溫度高、等離子體密度高、定向速度高、功率大等特點。脈沖等離子體應用于材料表面改性具有設備簡單、處理溫度可以在室溫進行、沉積速率高、薄膜與基底粘結力強等優(yōu)點，并兼有激光表面處理、電子束處理、沖擊波轟擊、離子注入、濺射、化學氣相沉積等綜合性特點。在制備薄膜時可在室溫下合成亞穩(wěn)態(tài)相和其他化合物材料。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理（3）脈沖高能量密度等離子體①脈沖高能量密度等離子體的基本構思：將高能量密度等離子體，瞬間地作用在材料表面，可以導致材料表面出現(xiàn)局部急劇熔化，緊接著急劇冷卻凝固，加熱或冷卻速率可達108~1010K/s。因此可以在基材表面形成一層微晶或非晶薄膜，從而達到改善材料表面性能的目的。通過改變同軸槍內、外電極材料，工作氣體種類及工藝參數(shù)，可以獲得不同種類和比例的等離子體束，從而可以在室溫下制備各種穩(wěn)態(tài)和亞穩(wěn)態(tài)相的薄膜②脈沖高能量密度等離子體的產(chǎn)生裝置是根據(jù)同軸等離子體加速器的概念設計的，裝置如右圖所示脈沖高能量密度等離子體同軸槍原理圖7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理（4）脈沖高能量密度等離子體表面改性①脈沖高能量密度等離子體技術用于陶瓷表面金屬化的原因：（1）通常用銅代替鋁作為集成電路的金屬材料，目前方法沉積得到的銅膜由于與氧化鋁基底的潤濕性很差，造成金屬膜與基底結合不牢。（2）脈沖高能量密度等離子體在處理材料時，等離子體能夠與基底材料直接發(fā)生反應，這樣，制備薄膜及膜/基混合可同步實現(xiàn)，能夠有效提高膜/基結合力。②脈沖高能量密度等離子體技術用于刀具表面改性方面利用脈沖高能量密度等離子體技術在Si3N4陶瓷刀具和硬質合金刀具表面沉積Ti(C,N)涂層后，具有很好的硬度效果

7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理三、激光技術（laserspraying）

激光表面處理采用大功率密度的激光束、以非接觸性的方式加熱材料表面，借助于材料表面本身傳導冷卻，來實現(xiàn)其表面改性的工藝方法。優(yōu)點：①能量傳遞方便，可以對被處理工件表面有選擇地局部強化；②能量作用集中，加工時間短，熱影響區(qū)小，激光處理后，工件變形小；③可處理表面形狀復雜的工件，而且容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線；④激光表面改性的效果比普通方法更顯著，速度快，效率高，成本低；⑤通常只能處理一些薄板金屬，不適宜處理較厚的板材，但可以作為建筑衛(wèi)生陶瓷的表面修補；激光表面處理包括激光表面硬化、激光沖擊硬化、激光表面熔化、激光表面合金化和激光表面涂覆等（1）激光表面處理技術的原理及特點7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理（2）激光表面噴涂右圖為激光表面噴涂噴嘴示意圖。該裝置有激光發(fā)生器、噴涂材料供給裝置、高壓氣體供給裝置組成。該方法屬于同步吹送法，它的特點是利用高溫度、高能量密度的激光作為光源，使噴涂材料和噴涂氣氛的氣體反應來制作非金屬涂層。激光噴涂噴嘴示意圖7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理（3）脈沖激光沉積鍍膜它是將準分子脈沖激光器所產(chǎn)生的高功率脈沖激光束聚焦作用于靶材料表面，使靶材料表面產(chǎn)生高溫及熔蝕，并進一步產(chǎn)生高溫高壓等離子體（T≥104K），這種等離子體定向局域膨脹發(fā)射并在襯底上沉積而形成薄膜。典型的PLD沉積裝置主要由激光掃描系統(tǒng)、真空室制膜系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)組成（圖6.21）。脈沖激光沉積鍍膜示意圖優(yōu)點：①易于保證鍍膜后化學計量比的穩(wěn)定②反應迅速，生長快。③定向性強、薄膜分辯率高，能實現(xiàn)微區(qū)沉積④生長過程中可原位引入多種氣體⑤易制多層膜和異質膜⑥易于在較低溫度下原位生長取向一致的結構和外延單晶膜⑦高真空環(huán)境對薄膜污染少可制成高純薄膜⑧可制膜種類多7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理四、爆炸噴涂（explosionspraying）

噴涂時，首先將定量的乙炔和氧由供氣口送入水冷噴腔的內腔，再從另一入口送入氮氣，同時將粉末從供料口送入，這些粉末在燃燒氣體中浮游，火花塞點火，氣體爆炸產(chǎn)生的熱能和壓力轉化成動能，使粉末達到熔融狀態(tài)并高速撞擊基材表面從而形成涂層，圖6.22是爆炸噴涂的原理示意圖。爆炸噴涂原理示意圖7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理五、陶瓷粉體的表面包覆改性（surfacecoating）

包裹粉體在結構陶瓷領域的應用主要在：①提高陶瓷粉體的分散性；②提高燒結助劑或彌散相在粉體中的均勻性；③阻止彌散體與基體之間的反應。在功能陶瓷領域除可以降低粉體表面的缺陷濃度、提高分散性外，還可以改善其電、磁、光、催化以及燒結性能。從粉體包覆改性過程中顆粒表面發(fā)生的物理化學變化的角度，有以下幾種包覆改性方法：（1）表面吸附改性（surfaceadsorption）表面吸附改性是利用物理或化學吸附原理，使包覆材料均勻附著在陶瓷粉體上，以形成連續(xù)完整的包覆層。（2）非均相成核法（heterogeneousnucleation）非均勻形核法是利用改性劑微粒在被包覆顆粒基體上的非均勻形核并生長來形成包覆層。7/29/2023河南省精品課程——陶瓷工藝原理安全閥基本知識如果壓力容器(設備/管線等)壓力超過設計壓力…1.盡可能避免超壓現(xiàn)象堵塞(BLOCKED)火災(FIRE)熱泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的發(fā)生?2.使用安全泄壓設施爆破片安全閥如何避免事故的發(fā)生?01安全閥的作用就是過壓保護!一切有過壓可能的設施都需要安全閥的保護!這里的壓力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!設定壓力(setpressure)安全閥起跳壓力背壓(backpressure)安全閥出口壓力超壓(overpressure)表示安全閥開啟后至全開期間入口積聚的壓力.幾個壓力概念彈簧式先導式重力板式先導+重力板典型應用電站鍋爐典型應用長輸管線典型應用罐區(qū)安全閥的主要類型02不同類型安全閥的優(yōu)缺點結構簡單,可靠性高適用范圍廣價格經(jīng)濟對介質不過分挑剔彈簧式安全閥的優(yōu)點預漏--由于閥座密封力隨介質壓力的升高而降低,所以會有預漏現(xiàn)象--在未達到安全閥設定點前,就有少量介質泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE彈簧式安全閥的缺點過大的入口壓力降會造成閥門的頻跳,縮短閥門使用壽命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle彈簧式安全閥的缺點彈簧式安全閥的缺點=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通產(chǎn)品平衡背壓能力差.在普通產(chǎn)品基礎上加裝波紋管,使其平衡背壓的能力有所增強.能夠使閥芯內件與高溫/腐蝕性介質相隔離.平衡波紋管彈簧式安全閥的優(yōu)點優(yōu)異的閥座密封性能,閥座密封力隨介質操作壓力的升高而升高,可使系統(tǒng)在較高運行壓力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先導式安全閥的優(yōu)點平衡背壓能力優(yōu)秀有突開型/調節(jié)型兩種動作特性可遠傳取壓先導式安全閥的優(yōu)點對介質比較挑剃,不適用于較臟/較粘稠的介質,此類介質會堵塞引壓管及導閥內腔.成本較高.先導式安全閥的缺點重力板式產(chǎn)品的優(yōu)點目前低壓儲罐呼吸閥/緊急泄放閥的主力產(chǎn)品.結構簡單.價格經(jīng)濟.重力板式產(chǎn)品的缺點不可現(xiàn)場調節(jié)設定值.閥座密封性差,并有較嚴重的預漏.受背壓影響大.需要很高的超壓以達到全開.不適用于深冷/粘稠工況.幾個常用規(guī)范ASMEsectionI-動力鍋爐(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低壓安全閥設計(LowpressurePRV)API520-火災工況計算與選型(FireSizing)API526-閥門尺寸(ValveDimension)API527-閥座密封(SeatTightness)介質狀態(tài)(氣/液/氣液雙相).氣態(tài)介質的分子量&Cp/Cv值.液態(tài)介質的比重/黏度.安全閥泄放量要求.設定壓力.背壓.泄放溫度安全閥不以連接尺寸作為選型報價依據(jù)!如何提供高質量的詢價?彈簧安全閥的結構彈簧安全閥起跳曲線彈簧安全閥結構彈簧安全閥結構導壓管活塞密封活塞導向不平衡移動副(活塞)導管導閥彈性閥座P1P1P2先導式安全閥結構先導式安全閥的工作原理頻跳安全閥的頻跳是一種閥門高頻反復開啟關閉的現(xiàn)象。安全閥頻跳時，一般來說密封面只打開其全啟高度的幾分只一或十幾分之一，然后迅速回座并再次起跳。頻跳時，閥瓣和噴嘴的密封面不斷高頻撞擊會造成密封面的嚴重損傷。如果頻跳現(xiàn)象進一步加劇還有可能造成閥體內部其他部分甚至系統(tǒng)的損傷。安全閥工作不正常的因素頻跳后果1、導向平面由于反復高頻磨擦造成表面劃傷或局部材料疲勞實效。2、密封面由于高頻碰撞造成損傷。3、由于高頻振顫造成彈簧實效。4、由頻跳所帶來的閥門及管道振顫可能會破壞焊接材料和系統(tǒng)上其他設備。5、由于安全閥在頻跳時無法達到需要的排放量，系統(tǒng)壓力有可能繼續(xù)升壓并超過最大允許工作壓力。安全閥工作不正常的因素A、系統(tǒng)壓力在通過閥門與系統(tǒng)之間的連接管時壓力下降超過3%。當閥門處于關閉狀態(tài)時，閥門入口處的壓力是相對穩(wěn)定的。閥門入口壓力與系統(tǒng)壓力相同。當系統(tǒng)壓力達到安全閥的起跳壓力時，閥門迅速打開并開始泄壓。但是由于閥門與系統(tǒng)之間的連接管設計不當，造成連接管內局部壓力下降過快超過3%，是閥門入口處壓力迅速下降到回座壓力而導致閥門關閉。因此安全閥開啟后沒有達到完全排放，系統(tǒng)壓力仍然很高，所以閥門會再次起跳并重復上述過程，既發(fā)生頻跳。導致頻跳的原因導致接管壓降高于3%的原因1、閥門與系統(tǒng)間的連接管內徑小于閥門入口管內徑。2、存在嚴重的渦流現(xiàn)象。3、連接管過長而且沒有作相應的補償（使用內徑較大的管道）。4、連接管過于復雜（拐彎過多甚至在該管上開口用作它途。在一般情況下安全閥入口處不允許安裝其他閥門。）導致頻跳的原因B、閥門的調節(jié)環(huán)位置設置不當。安全閥擁有噴嘴環(huán)和導向環(huán)。這兩個環(huán)的位置直接影響安全閥的起跳和回座過程。如果噴嘴環(huán)的位置過低或導向環(huán)的位置過高，則閥門起跳后介質的作用力無法在閥瓣座和調節(jié)環(huán)所構成的空間內產(chǎn)生足夠的托舉力使閥門保持排放狀態(tài)，從而導致閥門迅速回座。但是系統(tǒng)壓力仍然保持較高水平，因此回座后閥門會很快再次起跳。導致頻跳的原因C、安全閥的額定排量遠遠大于所需排量。

由于所選的安全閥的喉徑面積遠遠大于所需，安全閥排放時過大的排量導致壓力容器內局部壓力下降過快，而系統(tǒng)本身的超壓狀態(tài)沒有得到緩解，使安全閥不得不再次起跳頻跳的原因閥門拒跳：當系統(tǒng)壓力達到安全閥的起跳壓力時，閥門不起跳的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門整定壓力過高。2、閥門內落入大量雜質從而使閥辦座和導套間卡死或摩擦力過大。3、彈簧之間夾入雜物使彈簧無法被正常壓縮。4、閥門安裝不當，使閥門垂直度超過極限范圍（正負兩度）從而使閥桿組件在起跳過程中受阻。5、排氣管道沒有被可靠支撐或由于管道受熱膨脹移位從而對閥體產(chǎn)生扭轉力，導致閥體內機構發(fā)生偏心而卡死。安全閥拒跳的原因閥門不回座或回座比過大：安全閥正常起跳后長時間無法回座，閥門保持排放狀態(tài)的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門上下調整環(huán)的位置設置不當。2、排氣管道設計不當造成排氣不暢，由于排氣管道過小、拐彎過多或被堵塞，使排放的蒸汽無法迅速排出而在排氣管和閥體內積累，這時背壓會作用在閥門內部機構上并產(chǎn)生抑制閥門關閉的趨勢。3、閥門內落入大量雜質從而使閥瓣座和導套之間卡死后摩擦力過大。安全閥不回座或回座比過大的因素：4、彈簧之間夾入雜物從而使彈簧被正常壓縮后無法恢復。5、由于對閥門排放時的排放反力計算不足，從而在排放時閥體受力扭曲損壞內部零件導致卡死。6、閥桿螺母（位于閥桿頂端）的定位銷脫落。在閥門排放時由于振動使該螺母下滑使閥桿組件回落受阻。安全閥不回座或回座比過大的因素：7、由于彈簧壓緊螺栓的鎖緊螺母松脫，在閥門排放時由于振動時彈簧壓緊螺栓松動上滑導致閥門的設定起跳值不斷減小。

8、閥門安裝不當，使閥門垂直度超過極限范圍（正負兩度）從而使閥桿組件在回落過程中受阻。

9、閥門的密封面中有雜質，造成閥門無法正常關閉。

10、鎖緊螺母沒有鎖緊，由于管道震動下環(huán)向上運動，上平面高于密封面，閥門回座時無法密封安全閥不回座或回座比過大的因素：謝謝觀看癌基因與抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突變概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分類.癌基因產(chǎn)物的作用.癌基因激活的機理主要內容疾病：

——是人體某一層面或各層面形態(tài)和功能（包括其物質基礎——代謝）的異常，歸根結底是某些特定蛋白質結構或功能的變異，而這些蛋白質又是細胞核中相應基因借助細胞受體和細胞中信號轉導分子接收信號后作出應答（表達）的產(chǎn)物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法規(guī)Whatisgene?基因：

—是遺傳信息的載體

—是一段特定的DNA序列（片段）

—是編碼RNA或蛋白質的一段DNA片段

—是由編碼序列和調控序列組成的一段DNA片段基因主宰生物體的命運：微效基因的變異——生物體對生存環(huán)境的敏感度變化關鍵關鍵基因的變異——生物體疾病——死亡所以才有：“人類所有疾病均可視為基因病”之說注：如果外傷如燒傷、骨折等也算疾病的話，外傷應該無法歸入基因病的行列。Genopathy問：兩個不相干的人，如果他們患得同一疾病，致病基因是否相同？再問：同卵雙生的孿生兄弟，他們患病的機會是否一樣，命運是否相同？┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子(復制)中發(fā)生堿基對的______、______

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結構基因變異的概念：英語句子中的一個字母的改變，可能導致句子的意思發(fā)生怎樣的變化？可能導致句子的意思不變、變化不大或完全改變THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理：替換、增添、缺失堿基對，可能會使性狀不變、變化不大或完全改變。基因的結構改變,一定會引起性狀的改變??原句：1.基因多態(tài)性與致病突變基因變異與疾病的關系2.單基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多態(tài)性polymorphism是指DNA序列在群體中的變異性（差異性）在人群中的發(fā)生概率>1%（SNP&CNP)<1%的變異概率叫做突變基因多態(tài)性特定的基因多態(tài)性與疾病相關時，可用致病突變加以描述SNP:散在單個堿基的不同，單個堿基的缺失、插入和置換。

CNP:DNA片段拷貝數(shù)變異，包括缺失、插入和重復等。同義突變、錯義突變、無義突變、移碼突變

致病突變生殖細胞基因突變將突變的遺傳信息傳給下一代(代代相傳),即遺傳性疾病。體細胞基因突變局部形成突變細胞群（腫瘤）。受精卵分裂基因突變的原因物理因素化學因素生物因素基因突變的原因（誘發(fā)因素）紫外線、輻射等堿基類似物5BU/疊氮胸苷等病毒和某些細菌等自發(fā)突變DNA復制過程中堿基配對出現(xiàn)誤差。UV使相鄰的胸腺嘧啶產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體,DNA復制時二聚體對應鏈空缺，堿基隨機添補發(fā)生突變。胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外線誘變物理誘變(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)與T類似，多為酮式構型。間期細胞用酮式5BU處理，5BU能插入DNA取代T與A配對；插入DNA后異構成烯醇式5BU與G配對。兩次DNA復制后,使A/T轉換成G/C，發(fā)生堿基轉換,產(chǎn)生基因突變?；瘜W誘變(chemicalinduction)堿基類似物(baseanalogues)誘變AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物變異的根本來源，為生物進化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別，以適應不同的外界環(huán)境，是生物進化的重要因素之一。2.致病突變是導致人類遺傳病的病變基礎。基因突變的意義概述：腫瘤細胞惡性增殖特性（一）腫瘤細胞失去了生長調節(jié)的反饋抑制正常細胞受損,一旦恢復原狀，細胞就會停止增殖，但是腫瘤細胞不受這一反饋機制抑制。（二）腫瘤細胞失去了細胞分裂的接觸抑制。正常細胞體外培養(yǎng)，相鄰細胞相接觸，長在一起，細胞就會停止增殖，而腫瘤細胞生長滿培養(yǎng)皿后，細胞可以重疊起生長。（三）腫瘤細胞表現(xiàn)出比正常細胞更低的營養(yǎng)要求。（四）腫瘤細胞生長有一種自分泌作用，自己分泌生長需要的生長因子和調控信號,促進自身的惡性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因組內正常存在的基因，其編碼產(chǎn)物通常作為正調控信號，促進細胞的增殖和生長。癌基因的突變或表達異常是細胞惡性轉化（癌變）的重要原因。——凡是能編碼生長因子、生長因子受體、細胞內信號轉導分子以及與生長有關的轉錄調節(jié)因子等的基因。如何發(fā)現(xiàn)癌基因的呢?11910年，洛克菲勒研究院一個年輕的研究員Rous發(fā)現(xiàn)，雞肉瘤細胞裂解物在通過除菌濾器以后，注射到正常雞體內，可以引起肉瘤，首次提出雞肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔徑細菌過不去但病毒可以通過從病毒癌基因到細胞原癌基因的研究歷程：Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年，Stewart和Eddy分離出一種病毒，注射到小鼠體內可以引起肝臟、腎臟、乳腺、胸腺、腎上腺等多種組織器官的腫瘤，因而把這種病毒稱為多瘤病毒。50年代末、60年代初，癌病毒研究成了一個極具想像力的研究領域，主流科學家開始進入癌病毒研究領域polyomavirus這期間，Temin發(fā)現(xiàn)RSV有不同亞型，且引起細胞惡變程度不同，推測RNA病毒將其遺傳信息傳遞給了正常細胞的DNA。這與Crick提出的中心法則是相違背的讓事實屈從于理論還是堅持基于實驗的結果？VSTemin發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶，1975年獲諾貝爾獎TeminCrickTemin的實驗設計：實驗設計簡單而巧妙：將合成DNA所需的“原料”，即A、T、C、G四種脫氧核苷酸，與破壞了外殼的RSV一起在體外40℃的條件下溫育一段時間結果在試管里獲得了一種新合成的大分子，它不能被RNA酶破壞，但卻可以被DNA酶所分解，證明這種新合成的大分子是DNA用RNA酶預先破壞RSV的RNA，再重復上述的試驗，則不能獲得這種大分子，說明這個DNA大分子是以RSV的RNA為模板合成的1969年，一個日本學者里子水谷來到Temin的實驗室，這是一個非常擅長實驗的年輕科學家。按Temin的設想，他們開始尋找RSV中存在“逆轉錄酶”的證據(jù)DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法規(guī)據(jù)說，1975年Temin因發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶而獲諾貝爾獎時，Bishop懊惱不已，因為早在1969年他就認為Temin的RNADNA的“前病毒理論”有可能是正確的，并且也進行了一些實驗，但不久由于資深同事的規(guī)勸而放棄了這方面的努力。但Bishop馬上意識到：逆轉錄酶的發(fā)現(xiàn)為逆轉錄病毒致癌的研究提供了一條新途徑。一個RSV，三個諾貝爾獎！??！1989年，UCSF的Bishop和Varmus根據(jù)逆轉錄病毒的復制機制發(fā)現(xiàn)了細胞癌基因，并獲諾貝爾獎。Cellularoncogene啟示：Perutz說:“科學創(chuàng)造如同藝術創(chuàng)造一樣，都不可能通過精心組織而產(chǎn)生”Bishop說:“許多人引以為豪的是一天工作16小時，工作安排要以分秒計……可是工作狂是思考的大敵，而思考則是科學發(fā)現(xiàn)的關鍵”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科學的本質和藝術一樣，都需要直覺和想像力請給自己一些思考的時間吧！癌基因的分類目前對癌基因尚無統(tǒng)一分類的方法，一般有下面3種分類方法：一、按結構特點分（6）類（一）src癌基因家族（二）ras癌基因家族（三）sis癌基因家族（四）myc癌基因家族（五）myb癌基因家族（六）其它：如fos，erb－A等。三、按細胞增殖調控蛋白特性分成（4）類（一）生長因子（二）受體類（三）細胞內信號轉換器（四）細胞核因子二、按產(chǎn)物功能分（8）類（一）生長因子類（二）酪氨酸蛋白激酶（三）膜相關G蛋白（四）受體，無蛋白激酶活性（五）胞質絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（六）胞質調控因子（七）核反式調控因子（八）其它:db1、bcl－2癌基因產(chǎn)物參與信號轉導

胞外信號作用于膜表面受體→胞內信使物質的生成便意味著胞外信號跨膜傳遞的完成。胞內信使至少有：cAMP（環(huán)磷酸腺苷）IP3（三磷酸肌醇）PG（前列腺素）cGMP（環(huán)磷酸鳥苷）DG（二?；视停〤a2＋（鈣離子）CAM（鈣調素）主要機制是通過蛋白激酶活化引起底物蛋白一連串磷酸化的生物信號反應過程,跨膜機制涉及到：（一）質膜上cAMP信使系統(tǒng)（二）質膜上肌醇脂質系統(tǒng)這兩個系統(tǒng)都是由受體鳥苷酸調節(jié)蛋白（GTP-regulatoryprotein，G蛋白）和效應酶（腺苷酸環(huán)化酶磷脂酶等）組成，有相似的信號轉導過程：即受體活化后引起GTP與不同G蛋白結合活化和抑制效應酶從而影響胞內信使產(chǎn)生而發(fā)生不同的調控效應。（三）受體操縱的離子通道系統(tǒng)（四）受體酪氨酸蛋白激酶的轉導

（一）獲得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如：病毒感染激活原癌基因癌基因活化的機制

（二）染色體易位和重排使無活性的原癌基因轉位至強啟動子或增強子附近而被活化。與基因脆性位點相關。（三）基因擴增（四）點突變三、癌基因的產(chǎn)物與功能（一）癌基因產(chǎn)物作用的一般特點1.目前發(fā)現(xiàn)c-onc均為結構基因.2.癌基因產(chǎn)物可分布在膜質核也可分泌至胞外.（二）癌基因產(chǎn)物分類1.細胞外生長因子：TGF-b2.跨膜生長因子受體:MAPK3.細胞內信號轉導分子:Gprotein/Ras4.核內轉錄因子

（三）癌基因產(chǎn)物的協(xié)同作用實驗證明，用ras或myc分別轉染細胞，可使細胞長期增殖，但不能轉化成癌細胞，在裸鼠體內也不能形成腫瘤。但用ras+myc同時轉染細胞，則使細胞轉化成癌細胞。說明：致癌至少需要2種或以上的onc協(xié)同作用，2種onc在2條通路上發(fā)揮作用，由于細胞增殖調控是多因子，多階段影響的結果。而影響增殖分化的onc達幾十種之多，所以大多數(shù)人認為：癌發(fā)生是多階段多步驟的。Whatistumorsuppressorgene?腫瘤抑制基因（抗癌基因、抑癌基因）——是調節(jié)細胞正常生長和增殖的基因。當這些基因不能表達，或其產(chǎn)物失去活性時，細胞就會異常生長和增殖，最終導致細胞癌變。反之，若導入或激活它則可抑制細胞的惡性表型?！┗蚺c抑癌基因相互制約，維持細胞增殖正負調節(jié)信號的相對穩(wěn)定。影響1歲的兒童“二次打擊”學說兩個等位基因同時突變視網(wǎng)膜母細胞瘤（Retinoblastoma）RB基因變異(13號染色體)

(1)脫磷酸化Rb蛋白（活性）與轉錄因子E2F結合，抑制基因的轉錄活性(2)磷酸化Rb蛋白（失活）與E2F解離，釋放E2F(3)E2F啟動基因轉錄(4)細胞進入增生階段(G1S)因此，Rb蛋白在控制細胞生長方面發(fā)揮重要作用一旦Rb基因突變可使細胞進入過度增生狀態(tài)RB基因的功能等位基因(allele)例如：花顏色基因位于一對同源染色體的同一位置上、控制相對性狀的兩個的基因叫等位基因(allele)一對相同的等位基因稱純合等位基因

一對不同的等位基因稱雜合等位基因

顯性基因隱性基因完全顯性不完全顯性共顯性問：女性的兩條X染色體基因應如何表達？拓展知識：X染色體基因中，有65%完全處于“休眠”狀態(tài)，20%僅在部分女性身上“休眠”，15%則完全逃離“休眠”狀態(tài)一旦其中一條X染色體被損壞，還可以由另一條X染色體來糾正男性卻只有一條X染色體，一旦它遭到破壞，男性就會患上血友病、色盲以及肌肉萎縮癥等各種遺傳病以前人們一直認為，在女性的兩條X染色體中，有一條染色體是完全不起作用或是處于“休眠”狀態(tài)的在Y染色體中，目前仍在“工作”的基因只剩下不到100個X染色體中“工作”的基因>1000個有一個這樣的故事：20年前一次意外事故，三個工人遭受鈷60（Co60)放射性核素的照射結果：一名工人不久死亡一名工人幾年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就診你知道醫(yī)生在為病人檢查時發(fā)現(xiàn)了什么嗎？鎖骨骨折肋骨串珠樣X光片發(fā)現(xiàn)廣泛性骨質缺損骨髓檢查——漿細胞比例為30%左右（正常為0.6-1.3%）(多發(fā)性骨髓瘤）因此，多基因病涉及遺傳因素和環(huán)境因素物理因素化學因素生物因素自發(fā)因素2.多基因病(polygenicdisease)：性狀或疾病的遺傳方式取決于兩個以上微效基因的累加作用，同時還受環(huán)境因素的影響，因此這類性狀也稱為復雜性狀或復雜疾?。╟omplexdisease）也叫：“復雜性狀疾病”近視(myopia)高血壓(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂癥(schizophrenia)哮喘(asthma)腫瘤或癌

(tumororcancer)多基因病的遺傳要點數(shù)量性狀的遺傳基礎是兩對以上基因。這些基因之間沒有顯,隱性的區(qū)別,而是共顯性。每個基因對表型的影響很小,稱為微效基因。微效基因具有累加效應,即一個基因對表型作用很小,但若干個基因共同作用,可對表型產(chǎn)生明顯影響。不僅遺傳因素起作用,環(huán)境因素具有明顯作用。例如：結腸癌（Coloncancer)相關基因：NGX6，SOX7，ITGB1，HSPA9B，MAPK8，PAG，

RANGAP1，SRC和CDC2等。相關信號通路：ras/MEK/ERK，JNK，Rb/E2F，PI3K/AKT及受體相互作用相關通路，免疫反應相關通路以及細胞黏附相關通路等。①早期原發(fā)癌生長②腫瘤血管形成③腫瘤細胞脫落并侵入基質④進入脈管系統(tǒng)⑤癌栓形成⑥繼發(fā)組織器官定位生長⑦轉移癌繼續(xù)擴散例如：糖尿病(diabetes)依賴胰島素型糖尿病在位于第6號染色體上可能包含至少一個對I型糖尿病敏感的基因在人類基因組中，大約10個位點現(xiàn)在被發(fā)現(xiàn)似乎對I型糖尿病敏感其中：1)11號染色體位點IDDM2上的基因

2)葡萄糖激酶基因高血壓(hypertension)目前最受關注的是ATP2B1基因編碼一種膜蛋白，具有鈣泵特性能將高濃度細胞內鈣泵出細胞外。精神神經(jīng)性疾病精神分裂癥基因表達改變/誘導增強家族史家暴基因本質：基因組變異驚嚇—？—基因突變——精神病多基因病的遺傳：易患性(liability)易感性(susceptibility)發(fā)病閾值(threshold)易患性(liability)——在多基因病發(fā)生中，遺傳因素和環(huán)境因素共同作用決定一個個體患某種遺傳病的可能性。possibility遺傳因素(hereditaryfactors)環(huán)境因素(environmentalfactor)易感性(susceptibility)——特指由遺傳因素決定的患病風險，僅代表個體所含有的遺傳因素，易感性完全由基因決定?！谝欢ǖ沫h(huán)境條件下，易感性高低可代表易患性高低。riskwithdisease發(fā)病閾值(threshold)——當一個個體易患性高到一定限度就可能發(fā)病——這種由易患性所導致的多基因病發(fā)病最低限度稱為發(fā)病閾值minimum例如：三核苷酸拷貝數(shù)變異CGG(精氨酸)重復：——重復5-54次，正?！貜?-230次，攜帶者（敏感體質）——重復230-4000次，發(fā)病

如：脆性X染色體綜合征智力低下患者細胞在缺乏胸腺嘧啶或葉酸的環(huán)境中培養(yǎng)時往往出現(xiàn)X-染色體發(fā)生斷裂男性發(fā)病1/1200-2500，女性發(fā)病1/1650-5000FragileXsyndrome閾值效應舉例：長臉，耳外凸智力低下語言障礙對外界反應遲鈍Copynumbervariation問：為什么是三核苷酸重復而不是4、5個？提示：三核苷酸處于閱讀框架內，不容易破壞原有基因的開放閱讀框架(ORF)4、5個核苷酸不在ORF內，變化容易對原有基因造成很大的影響，一般不容易積累保留癌蛋白抗原癌基因抑癌基因P53蛋白積聚，細胞周期變化P53等位基因丟失、點突變腫瘤形成腫瘤促進因子細胞表型變化相關基因作用P53基因阻滯細胞周期：G1和G2/M期

促進細胞調亡：bax/bcl2

維持基因組穩(wěn)定：核酸內切酶活性

抑制腫瘤血管生成：Smad4P53基因可否用于治療癌癥？P53基因功能基因治療：是指以改變人類遺傳物質為基礎的生物醫(yī)學治療。通過將人的正?；蚧蛴兄委熥饔玫腄NA導入人體靶細胞，去糾正基因的缺陷或者發(fā)揮治療作用。抑癌基因P53載體P53基因治療第三節(jié)分析文體特征和表現(xiàn)手法2大考點書法大家啟功自傳賞析中學生，副教授。博不精，專不透。名雖揚，實不夠。高不成，低不就。癱偏‘左’，派曾‘右’。面微圓，皮欠厚。妻已亡，并無后。喪猶新，病照舊。六十六，非不壽。八寶山，漸相湊。計平生，謚曰陋。身與名，一起臭?！举p析】寓幽默于“三字經(jīng)”，名利淡薄，人生灑脫，真乃大師心態(tài)。1.實用類文本都有其鮮明的文體特征，傳記的文體特征體現(xiàn)為作品的真實性和生動性。傳記的表現(xiàn)手法主要有以下幾個方面：人物表現(xiàn)的手法、結構技巧、語言藝術和修辭手法。2.在實際考查中，對傳記中段落作用、細節(jié)描寫、人物陪襯以及環(huán)境描寫設題較多，對于材料的選擇與組織也常有涉及。3.考生復習時要善于借鑒小說和散文的知識和經(jīng)驗，同時抓住傳記的主旨、構思以及語言特征來解答問題。傳記的文體特點是真實性和文學性。其中，真實性是傳記的第一特征，寫作時不允許任意虛構。但傳記不同于一般的枯燥的歷史記錄，它具有文學性，它通過作者的選擇、剪輯、組接，傾注了愛憎的情感；它需要用藝術的手法加以表現(xiàn)，以達到傳神的目的?？键c一分析文體特征從哪些方面分析傳記的文體特征？一、選材方面1.人物的時代性和代表性。傳記里的人物都是某時代某領域較

突出的人物。2.選材的真實性和典型性。傳記的材料比較翔實，作者從傳主

的繁雜經(jīng)歷中選取典型的事例，來表現(xiàn)傳主的人格特點，有

較強的說服力。3.傳記的材料可以是重大事件，也可以是日常生活小事。[知能構建]二、組材方面1.從時序角度思考。通過抓時間詞語，可以迅速理清文章脈絡，

把握人物的生活經(jīng)歷及思想演變過程。2.從詳略方面思考。組材是與主題密切相關的。對中心有用的，

與主題特別密切的材料，是主要內容，則需濃墨重彩地渲染，

要詳細寫；與主題關系不很密切的材料，是次要內容，則輕

描淡寫，甚至一筆帶過。三、句段作用和標題效果類別作用或效果開頭段內容：開篇點題，渲染氣氛，奠定基調，表明情感。結構：總領下文，統(tǒng)攝全篇；與下文某處文字呼應，為下文做鋪墊或埋下伏筆；與結尾呼應。中間段內容：如果比較短，它的作用一般是總結上文，照應下文；如果比較長，它的作用一般是擴展思路，豐富內涵，具體展示，深化主題。結構：過渡，承上啟下，為下文埋下伏筆、鋪墊蓄勢。結尾段內容：點明中心，深化主題，畫龍點睛，升華感情、卒章顯志，啟發(fā)思考。結構：照應開頭；呼應前文；使結構首尾圓合。標題①突出了敘述評議的對象。②設置懸念，激發(fā)讀者的閱讀興趣。③表現(xiàn)了傳主的精神或品質。④點明了主旨，表達了作者的情感。⑤運用修辭，使文章內涵豐富，意蘊深刻，增加了文章的厚度與深度。四、語言特色角度分析鑒賞傳記的類別自傳采用第一人稱，語言或幽默調侃或自然親切；他傳采用第三人稱，語言或樸實自然或文采斐然。語意和句式句子中的關鍵詞所包含的情感、態(tài)度等，