纯酰素拟雌激素样作用研究 张荣轩博士撰写的《纯酰素拟雌激素样作用研究》医学论文利用体外MCF-7 细胞增殖实验及在体大鼠双侧卵巢切除模型，观察纯酰素对MCF-7 细胞的刺激增殖作用，并通过检测纯酰素干预后的雌激素水平，评价纯酰素的拟雌激素样作用。结果：纯酰素1 μg/ml 浓度以下对MCF-7 细胞有较为明显的刺激增殖作用；纯酰素50 mg/kg及100 mg/kg 均可显著升高去卵巢雌鼠的血清E2 水平，并降低LH 和FSH 血清水平，对雌鼠的子宫指数有明显的恢复作用。结论：纯酰素表现明显的拟雌激素样作用。(《纯酰素拟雌激素样作用研究》发表在国家医学期刊《中医学报》 2014年第0卷第B12期 402-403页，共2页)。 纯酰素激活免疫作用研究张荣轩博士撰写的《纯酰素激活免疫作用研究》医学论文利用单核巨噬细胞实验考察纯酰素对巨噬细胞吞噬功能的影响；应用环磷酰胺造成小鼠免疫低下考察纯酰素对白细胞水平的影响；应用小鼠溶血素抗体生成实验考察纯酰素对抗体生成的影响。结果纯酰素100 mg/kg和200 mg/kg可明显促进单核巨噬细胞的吞噬能力，同时可增强由环磷酰胺引起的免疫低下，升高免疫低下小鼠的白细胞水平。纯酰素50、100、200 mg/kg可促进小鼠的溶血素抗体生成。结论：纯酰素可明显增强单核巨噬细胞的吞噬能力，升高免疫低下小鼠的白细胞水平，促进小鼠的抗体生成，增强机体的体液免疫作用。(《纯酰素激活免疫作用研究》一文刊登在国家医学期刊《中国医药指南》2015年2月第13卷第4期)。
纯酰素拟雌激素样作用研究 张荣轩博士撰写的《纯酰素拟雌激素样作用研究》医学论文利用体外MCF-7 细胞增殖实验及在体大鼠双侧卵巢切除模型，观察纯酰素对MCF-7 细胞的刺激增殖作用，并通过检测纯酰素干预后的雌激素水平，评价纯酰素的拟雌激素样作用。结果：纯酰素1 μg/ml 浓度以下对MCF-7 细胞有较为明显的刺激增殖作用；纯酰素50 mg/kg及100 mg/kg 均可显著升高去卵巢雌鼠的血清E2 水平，并降低LH 和FSH 血清水平，对雌鼠的子宫指数有明显的恢复作用。结论：纯酰素表现明显的拟雌激素样作用。(《纯酰素拟雌激素样作用研究》发表在国家医学期刊《中医学报》 2014年第0卷第B12期 402-403页，共2页)。 纯酰素激活免疫作用研究张荣轩博士撰写的《纯酰素激活免疫作用研究》医学论文利用单核巨噬细胞实验考察纯酰素对巨噬细胞吞噬功能的影响；应用环磷酰胺造成小鼠免疫低下考察纯酰素对白细胞水平的影响；应用小鼠溶血素抗体生成实验考察纯酰素对抗体生成的影响。结果纯酰素100 mg/kg和200 mg/kg可明显促进单核巨噬细胞的吞噬能力，同时可增强由环磷酰胺引起的免疫低下，升高免疫低下小鼠的白细胞水平。纯酰素50、100、200 mg/kg可促进小鼠的溶血素抗体生成。结论：纯酰素可明显增强单核巨噬细胞的吞噬能力，升高免疫低下小鼠的白细胞水平，促进小鼠的抗体生成，增强机体的体液免疫作用。(《纯酰素激活免疫作用研究》一文刊登在国家医学期刊《中国医药指南》2015年2月第13卷第4期)。
作者: Raymond George Klaus Hassmann【摘要】燃料电池具有非同寻常的性能： 电效率可达60％以上，而且可以在带着部分负荷运行的情况下进行维修，除了有低比率碳氧化物排放外几乎没有任何有害的排放物。文章介绍按温度划分的4种主要燃料电池(PEMFC、PAFC、MCFC和SOFC)的性能，重点介绍高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的应用及其发展前景。 With demonstration projects fuel cells are Well uder way toward penetrating the power market,covering a wide range of application．This paper introduces the main four types of fuel cells which are PEMFC,PAFC，MCFC and SOFC．Then it puts the emphasis on SOFC and its application market． 燃料电池是通过由电解液分隔开的2个电极中间的燃料(如天然气、甲醇或纯净氢气)的化学反应直接产生出电能。与汽轮发电机生产的电能相比，燃料电池具有非同寻常的特性：它的电效率可达60％以上，可以在带部分负荷运行的情况下进行维修，而且除了排放低比率碳氧化物外，几乎没有任何其他的有害排放物。1 燃料电池的分类 目前研制的燃料电池技术在运行温度上有不同的类型，从比室温略高直到高达1000℃的范围。大多数工业集团公司的注意力集中在以下4种主要类型上：(1)运行温度在60-80℃之间的聚合物电解液隔膜型燃料电池(PEMFC)；(2)运行温度在160-220℃之间的磷酸类燃料电池(PAFC)；(3)运行温度在620-660℃之间的熔融碳酸盐类燃料电池(MCFC)；(4)运行温度在880-1000℃之间的固体氧化物燃料电池(SOFC)。 可以将这些类型的燃料电池划分为低温型(100℃及以下)、中温型(约200℃左右)及高温型(600-l000℃)燃料电池。 表1简要地列出了各种类型燃料电池的性能。中温型和高温型燃料电池适于用在静止式装置上，而低温型燃料电池对于静止装置和移动式装置都适用。 实用装置的功率容量差别也很大，可以给笔记本电脑及移动电话供电(数以W计)，也可以给居民住宅(数kW)或是分散的电热设备和动力设备(数百KW到数MW)供电。 最适于用来驱动汽车的是低温型燃料电池。 根据使用期限成本进行的经济性比较结果表明，就发电成本而言，SOFC型燃料电池要PEM型低30％。这个结果是根据SOFC型燃料电池的电效率比PEM型的高，这2种燃料电池最终都可以达到l000美元／KW的投资成本这一假设条件而推导出来的。 2 高温燃科电池 高温型燃料电池具有许多适于在静止式装置上使用的特性。但是在高温型燃料电池产生出电能之前需要较长的加热过程，因而这种技术不能应用于要求在短时间内频繁起动的各种实用装置。此外，高温型燃料电池还具有以下特点： (1)不需要使用贵金属来催化电化学反应。一般情况下使用陶瓷材料。 (2)对CO完全没有限制。CO参加到电化学反应过程并像H2一样被氧化。 (3)对燃料表现出高度灵活性。可以给这类燃料电池发电设备供应天然气，天然气在设备内部被转换成H2和CO。这意味着无需任何外部燃料，从而大大简化了发电设备的平衡问题。 (4)高温可以将燃气轮机连接到该系统上，在这种情况下，燃料电池发电设备是在300kPa压力下运行，并在不考虑燃气轮机输出的情况下将燃料电池的功率密度提高约20％，因此使总的电效率提高10％，可成倍地降低使用期限成本。 (5)较高的运行温度也为排热提供了更多的灵活性。在电效率达60％或更高水平的联合循环系统中可限制废热排放，而在单循环下则会排放出更多的热量。 MCFC和SOFC是这类高温型燃料电池的2种技术。它们使用的材料不同。MCFC是在一只陶瓷容器中放入液态的金属碳酸盐作为电解液，如果没有采取防止电极老化的措施，燃料电他的使用寿命会受到影响。 在MCFC中电化学反应是由CO3离子引发的。MCFC采用的是颊型电池，和SOFC型的管形设计方案相比，这种颊型电他的功率密度要稍微高一些。这在成本上要比SOFC型装置优越。但在另一方面，由于SOFC所用的陶瓷材料非常稳定，可以用在950-1000℃范围内，所以SOFC装置在抗老化性能上更具优越性。到目前为止，所有的长期电池试验和正在运行的试验性机组都表明SOFC型装置的使用寿命可以达到70 000-80 000h，是MCFC型的2倍。 MCFC和SOFC 2种技术在进行100-250kW功率范围的单循环现场试验中，成本都有大幅度的下降。目前在MCFC开发上占有主导地位的是美国的Fuel Cell Energy公司及其在德国的授权单位MTU，日本的Ishikawajima-Harima重工(IHI)和三菱公司等。而Siemens Westinghouse在SOFC开发上处于领先水平。3 中温型燃料电池 目前磷酸类燃料电池(PAFC)是具有最先进技术的燃料电池。80年代，IFC(国际燃料电池公司)决定对其前期商业化生产线进行投资，制造和销售200kW的PAFC装置，并将其投入市场。东芝公司在80年代末就已经努力使PAFC技术进入商用市场。从此，PAFC技术就一直在静止燃料电池的市场中占据着显赫的位置。迄今为止，全球已经安装了150多套PAFC燃料电池装置。 研究表明，这种燃料电池未能实现市场商业化的原因大致有以下几方面： (1)电效率最高为40％，超过维修期限后会降到35％甚至更低水平。通常情况下设备的使用期限不超过20 000运行h。 (2)有些试验性的设备(如东芝公司管理的1套11MW设备未能达到顶期的性能水平。 (3)美国和日本政府大幅度削缩用于PAFC技术研究和开发的投资。 (4)从迄今积累的经验及在改善设计参数和降低产品成本方面的潜力来看，让PAFC技术成功地跻身于当今的市场中的可能性是极低的。4 SOFC在配电市场方面的潜力 Siemens Westinghouse公司根据对市场的分析，决定采取必要的措施加快SOFC技术进入市场的步伐。预计在2003-2004年提供第l批产品，进入商业性生产前的试验阶段，装置容量从目前的2MW扩大到15MW。 北美和欧洲被认为是SOFC燃料电池技术最有希望的市场。Hagler Bailly公司和西门子公司对功率范围为250 kW-l MW的市场进行了调查，结果表明到2005年SOFC燃料电池的市场容量为每年10000MW。北美和欧洲几乎各占50％。考虑到北美洲用户的结构和他们的需求，在北美洲各类小型发电机组的总容量在2010年可能达到每年约1000MW，其中600MW可能是燃料电池发电装置。在各种类型的燃料电池中，SOFC的市场份额约占40％，到2010年在北美洲SOFC的全年销售额将达到4亿美元。 在竞争日益激烈的配电市场中的另一个获胜者是微型燃气轮机，主要是作为备用电源或辅助电源。由于SOFC和微型燃气轮机的特性适于不同的应用场所，SOFC效率高但投资成本也高，而微型燃气轮机成本低但效率也低，因而这2种技术不会产生市场上竞争。而往复式发动机会逐渐失去其在市场中的份额。 欧洲电网要比北美洲电网强大得多，欧洲电网强化了集中的大型发电厂的作用。因此在北美洲经常出现的分散式电热设备和动力装置的供电质量和供电可靠性问题在欧洲是不突出的。但另一方面，在欧洲对能量储存更为敏感。 此外，一些国家政府将颁布新的规程和法律及新的能源价格，预计欧洲各国之间市场份额会有重大差异。在有些情况下这个过程会给SOFC用于配电装置起到一定的促进作用。此外，欧洲的自由化近程落后于北美洲。因此，市场预测结果会有很大程度的不确定性。5 SOFC技术应用的扩展 使用天然气作为燃料的SOFC是车载式装置，其扩展应用可有以下几种形式：(1)家庭应用：新一代燃料电池将是扁平管型的，其功率密度是目前所用圆柱型燃料电池技术的2倍，因而将制造出5kW的燃料电池装置。这种设计方案是可行的，在配电市场中可以替代圆柱型燃料电池。(2)l0MW以上的系统装置：很显然，只要SOFC技术占有了功率范围在250-10MW的市场，那么下一步最必然的是要争取占有l0MW以上更大规模发电设备的市场。通过把更多SOFC链接起来便能实现这个目标，也满足了高效率低成本的要求。20MW级规模燃料电池的电效率已经接近甚至超过70％。(3)用液态燃料运行：使用天然气作为燃料将SOFC的应用局限在靠近天然气供气网的区域内，从而使这项新技术的应用受到限制。因此存在着让SOFC使用液态燃料的迫切要求。因此，应与大型石油公司合作进行该课题的研究开发，选择一种适宜的液体燃料并设计出最适于使用这种新燃料的SOFC发电装置，以便为边远的用户服务。 (4)C02的分离：Shell公司和 Siemens Westinghouse公司正在共同研制一种能将CO2从完全反应后的燃料中分离的SOFC设飞方案。例如，当把其装在用于回收油的平台上时，可以把CO2用泵压到地下储层中，这不但可省去CO2的排放税，还可提高原油的产出量。 (5)综合性应用：CO2分离装置可能是点火的火花装置，它使得SOFC在一种封闭且可再生的能量循环中成为关键性部件。经过-段时间，SOFC能产生出热量和电力，例如用于大型暖房的设施中，SOFC装置产生的C02可用来加快植物的生长。而任何一种农作物收获后的剩余有机物都可以转化为气体供给SOFC作燃料。
出版物主编论著6本，参与编写7本：主编著作：《临床肿瘤学概论》（教材） 清华大学出版社 2011年主编著作：《磁性药物材料》清华大学出版社 2011年编委著作：《Nanocomposite Materials,Theory and Applications》INTECH Publisher 2011年主编著作：《肿瘤热疗生物学》人民卫生出版社 2010年主编著作：《肿瘤磁感应治疗》人民卫生出版社 2009年编委著作：《放射肿瘤学》（教材）科学技术文献出版社 2007年主编著作：《肿瘤质子放射治疗学》中国医药出版社 2004年编委著作：《中国生物工程产业调研报告》中国科技出版社 2004年编委著作：《中国临床肿瘤学教育专辑（2004）》云南科技出版社 2004年编委著作：《肿瘤精确放射治疗学》山东科技出版社 2004年编委著作：《前列腺癌的治疗》北京医科大学出版社 2002年主编著作：《放射性粒子近距离治疗肿瘤》北京医科大学出版社 2001年编委著作：《二十一世纪中国发展建议书》经济科学出版社 1998年专利成果已申请发明专利7项、实用新型专利4项：细胞在常温条件下长期存活装置（发明） ；专利号：ZL8基因工程细胞的太空搭栽装置（发明）四氧化三铁微粒作为制备肿瘤加温治疗辅助药物的应用（发明）在交变磁场中筛选升温物质的方法（发明） ；模拟血管床（发明） ；用模拟血管床显示铁磁物质的方法（发明） ；从无源太空搭载系统中回收微载体上细胞的方法（发明） ；动物太空舱中的生存系统 ；（实用新型） ；专利号：ZL5一种用于人体内的管道支架（实用新型） ；专利号：ZL3用于在交变磁场中筛选升温物质的器具（实用新型）用于检测X射线光斑的靶屏 （实用新型） 近三年发表在学术期刊上的文章 Xia QS,Liu XA,Xu B,Zhao TD,Li HY,Chen ZH,Xiang Q,Geng CY,Pan L,Hu RL,Qi YJ,Sun GF,Tang JT Feasibility study of high-temperature thermoseed inductive hyperthermia in melanoma Oncology R 2011,25,4: 953- Zhou JM,Wang XW,Du LH,Tang JT Effect of hyperthermia on the apoptosis and proliferation of CaSki Molecular Medicine R 2011,4,1: 187- Feng SS,Zhao LY,Tang JT Nanomedicine for oral N 2011,6,3: 407- Xie XX,Shao XF,Tang JT et Effect of hyperthermia on invasion ability and TGF-beta⑴expression of breast carcinoma MCF-7 Oncology R 2011,25,6: 1573- Chen HH,Zhou RR,Tang JT Solitary fibrous tumor extending both extracranially and Clinical R 2011,66,6: 582- Li XH,Feng ZM,Ouyang WW,Tang JT,et Synthesis and characterization of Fe3O4 magnetic nanoparticles and their heating effects under radiofrequency capacitive Journal of Centeral South University of T 2010,17,6: 1185- Zhao LY,Tang JT,Feng SS Nanothermotherapy by high performance magnetic N 2010,5,9: 1305- Zhao LY,Yang B,Dai XC,Wang XW,Gao FP,Zhang XD,Tang JT Glutaraldehyde mediated conjugation of amino-coated magnetic nanoparticles with albumin protein for Journal of Nanoscience and N 2010,10,11: 7117- Ouyang WW,Gao FP,Wang LF,Xie XX,Lei FL,Zhou JM,Liao YP,Zhong MZ,Tang JT Thermoseed hyperthermia treatment of mammary orthotopic transplantation tumors in rats and impact on immune Oncology R 2010,24,4: 973- Zhao DL,Teng P,Xu Y,Xia QS,Tang JT Magnetic and inductive heating properties of Fe3O4/polyethylene glycol composite nanoparticles with core-shell Journal of Alloys and C 2010,502,2: 392- Hu Q,Pan RL,Wang LW,Peng B,Tang JT,Liu XM Platycodon grandiflorum induces apoptosis in SKOV3 human ovarian cancer cells through mitochondrial dependent American Journal of Chinese M 2010,38,2: 373- Wang XF,Tang JT,Shi LQ Induction heating of magnetic fluids for hyperthermia IEEE Transactions on M 2010,46,4: 1043- Tan G,Wang HQ,Chen Y,Yuan QX,Li G,Zhang XD,Zhu PP,Zhong XF,Tang JT X-ray diffraction enhanced imaging study of intraocular tumors in human Chinese Physics C 2010,34,2: 237- Wang GN,Pan RL,Liao YH,Chen Y,Tang JT,Chang Q An LC-MS/MS method for determination of forsythiaside in rat plasma and application to a pharmacokinetic Journal of Chromatography B-analytical Technologies in the Biomedical and Life S 2010,878,1: 102- Gao FP,Cai YY,Zhou J,Xie XX,Ouyang WW,Zhang YH,Wang XF,Zhang XD,Wang XW,Zhao LY,Tang JT Pullulan acetate coated magnetic nanoparticles for hyperthermia: preparation,characterization and in vitro Nano R 2010,3,1: 23- Yang R,Zhao LY,Tang JT,et Magnetic thermochemotherapy mediated by the novel composite blend of magnetic nanoparticles and drug-loaded polymeric Science&Technology R 2010,28,14: 26- Yang X,Wang XW,Tang JT,et Comparison between different modified magnetic nanoparticles in Science&Technology R 2010,28,15: 26- Wang XF,Wang XW,Tang JT,et Magnetic induction hyperthermia treamtents by using multiple magnetic Science&Technology R 2010,28,16: 97- Ouyang WW,Gao FP,Tang JT,et Thermoseed induction heating on mammary orthotopic transplantation tumor in Science&Technology R 2010,28,17: 26- Cai DY,Fang Y,Cao XR,Zhang XD,Tang JT Transcranial magnetic stimulation: modeling,calculating and system Proceedings of the 2009 2 international conference on biomedical engineering and 2009,1-4: 931- Su JW,Zhu XZ,Zhang XD,Tang JT,Liu L Ballistocardiogram measurement system using three load-cell sensors platform in Proceedings of the 2009 2 international conference on biomedical engineering and 2009,1-4: 977- Zhang YY,Zhang W,Geng CY,Lin TJ,Wang XW,Zhao LY,Tang JT Thermal ablation versus conventional regional hyperthermia has greater anti-tumor activity against melanoma in mice by upregulating CD4(+) cells and enhanceing IL-2 Progress In Natural S 2009,19,12: 1699- Du LH,Zhou JM,Wang XW,Sheng L,Wang GH,Xie XX,Xu GQ,Zhao LY,Liao YP,Tang JT Effect of local hyperthermia induced by nanometer magnetic fluid on the rabbit VX2 liver tumor Progress In Natural S 2009,19,12: 1705- Zhou JM,Li N,Xia QS,Du LH,Wang XW,Zhao LY,Wang XF,Tang JT Hyperthermia by a nitinol stent in an alternating magnetic field: safety and feadibility in rabbit esophageal Progress In Natural S 2009,19,12: 1713- Zhao DL,Wang XX,Zeng XW,Xia QS,Tang JT Preparation and inductive heating property of Fe3O4-chitosan composite nanoparticles in an AC magnetic field for localized Journal of Alloys and C 2009,477,1-2: 739- Li ZL,Morishima S,Tang JT,Otsiki Y Apoptotic effects of Tian-long compound on endometrial adenocarcinoma cells in Medical Molecular 2009,42,1: 32- Zhao DL,Zeng XW,Xia QS,Tang JT Preparation and coercivity and saturation magnetization dependence of inductive heating property of Fe3O4 nanoparticles in an alternating current magnetic field for localized Journal of Alloys and C 2009,469,1-2: 215- Peng B,Hu Q,Liu XM,Wang LW,Chang Q,Li JR,Tang JT,et Duchesnea phenolic fraction inhibits in vitro and in vivo growth of cervical cancer through induction of apoptosis and cell cycle Experiment Biology and M 2009,234,1: 74- ；霍美俊，张长清，闫妍，赵凌云，貌盼勇，盛军，唐劲天 抗EV71多克隆抗体偶联的靶向磁性纳米颗粒对病毒的特异性富集 科技导报 2010,28⒃： 25- 谢小雪,高福平,雷锋林,欧阳炜伟,周菊梅,杜乐辉,张莹莹,王晓文,申良方,廖遇平,唐劲天 ；比较不同温度对乳腺癌侵袭转移能力的影响 国际肿瘤学杂志 2010,37⑵ : 153- 邱学军, 顾本广, 赵洪斌, 史荣, 刘杰, 阳兵, 唐劲天, 王田苗, 刘达 从一张白卷到五彩缤纷的肿瘤治疗设备 中国医疗器械信息 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作者: Raymond George Klaus Hassmann【摘要】燃料电池具有非同寻常的性能： 电效率可达60％以上，而且可以在带着部分负荷运行的情况下进行维修，除了有低比率碳氧化物排放外几乎没有任何有害的排放物。文章介绍按温度划分的4种主要燃料电池(PEMFC、PAFC、MCFC和SOFC)的性能，重点介绍高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的应用及其发展前景。 With demonstration projects fuel cells are Well uder way toward penetrating the power market,covering a wide range of application．This paper introduces the main four types of fuel cells which are PEMFC,PAFC，MCFC and SOFC．Then it puts the emphasis on SOFC and its application market． 燃料电池是通过由电解液分隔开的2个电极中间的燃料(如天然气、甲醇或纯净氢气)的化学反应直接产生出电能。与汽轮发电机生产的电能相比，燃料电池具有非同寻常的特性：它的电效率可达60％以上，可以在带部分负荷运行的情况下进行维修，而且除了排放低比率碳氧化物外，几乎没有任何其他的有害排放物。1 燃料电池的分类 目前研制的燃料电池技术在运行温度上有不同的类型，从比室温略高直到高达1000℃的范围。大多数工业集团公司的注意力集中在以下4种主要类型上：(1)运行温度在60-80℃之间的聚合物电解液隔膜型燃料电池(PEMFC)；(2)运行温度在160-220℃之间的磷酸类燃料电池(PAFC)；(3)运行温度在620-660℃之间的熔融碳酸盐类燃料电池(MCFC)；(4)运行温度在880-1000℃之间的固体氧化物燃料电池(SOFC)。 可以将这些类型的燃料电池划分为低温型(100℃及以下)、中温型(约200℃左右)及高温型(600-l000℃)燃料电池。 表1简要地列出了各种类型燃料电池的性能。中温型和高温型燃料电池适于用在静止式装置上，而低温型燃料电池对于静止装置和移动式装置都适用。 实用装置的功率容量差别也很大，可以给笔记本电脑及移动电话供电(数以W计)，也可以给居民住宅(数kW)或是分散的电热设备和动力设备(数百KW到数MW)供电。 最适于用来驱动汽车的是低温型燃料电池。 根据使用期限成本进行的经济性比较结果表明，就发电成本而言，SOFC型燃料电池要PEM型低30％。这个结果是根据SOFC型燃料电池的电效率比PEM型的高，这2种燃料电池最终都可以达到l000美元／KW的投资成本这一假设条件而推导出来的。 2 高温燃科电池 高温型燃料电池具有许多适于在静止式装置上使用的特性。但是在高温型燃料电池产生出电能之前需要较长的加热过程，因而这种技术不能应用于要求在短时间内频繁起动的各种实用装置。此外，高温型燃料电池还具有以下特点： (1)不需要使用贵金属来催化电化学反应。一般情况下使用陶瓷材料。 (2)对CO完全没有限制。CO参加到电化学反应过程并像H2一样被氧化。 (3)对燃料表现出高度灵活性。可以给这类燃料电池发电设备供应天然气，天然气在设备内部被转换成H2和CO。这意味着无需任何外部燃料，从而大大简化了发电设备的平衡问题。 (4)高温可以将燃气轮机连接到该系统上，在这种情况下，燃料电池发电设备是在300kPa压力下运行，并在不考虑燃气轮机输出的情况下将燃料电池的功率密度提高约20％，因此使总的电效率提高10％，可成倍地降低使用期限成本。 (5)较高的运行温度也为排热提供了更多的灵活性。在电效率达60％或更高水平的联合循环系统中可限制废热排放，而在单循环下则会排放出更多的热量。 MCFC和SOFC是这类高温型燃料电池的2种技术。它们使用的材料不同。MCFC是在一只陶瓷容器中放入液态的金属碳酸盐作为电解液，如果没有采取防止电极老化的措施，燃料电他的使用寿命会受到影响。 在MCFC中电化学反应是由CO3离子引发的。MCFC采用的是颊型电池，和SOFC型的管形设计方案相比，这种颊型电他的功率密度要稍微高一些。这在成本上要比SOFC型装置优越。但在另一方面，由于SOFC所用的陶瓷材料非常稳定，可以用在950-1000℃范围内，所以SOFC装置在抗老化性能上更具优越性。到目前为止，所有的长期电池试验和正在运行的试验性机组都表明SOFC型装置的使用寿命可以达到70 000-80 000h，是MCFC型的2倍。 MCFC和SOFC 2种技术在进行100-250kW功率范围的单循环现场试验中，成本都有大幅度的下降。目前在MCFC开发上占有主导地位的是美国的Fuel Cell Energy公司及其在德国的授权单位MTU，日本的Ishikawajima-Harima重工(IHI)和三菱公司等。而Siemens Westinghouse在SOFC开发上处于领先水平。3 中温型燃料电池 目前磷酸类燃料电池(PAFC)是具有最先进技术的燃料电池。80年代，IFC(国际燃料电池公司)决定对其前期商业化生产线进行投资，制造和销售200kW的PAFC装置，并将其投入市场。东芝公司在80年代末就已经努力使PAFC技术进入商用市场。从此，PAFC技术就一直在静止燃料电池的市场中占据着显赫的位置。迄今为止，全球已经安装了150多套PAFC燃料电池装置。 研究表明，这种燃料电池未能实现市场商业化的原因大致有以下几方面： (1)电效率最高为40％，超过维修期限后会降到35％甚至更低水平。通常情况下设备的使用期限不超过20 000运行h。 (2)有些试验性的设备(如东芝公司管理的1套11MW设备未能达到顶期的性能水平。 (3)美国和日本政府大幅度削缩用于PAFC技术研究和开发的投资。 (4)从迄今积累的经验及在改善设计参数和降低产品成本方面的潜力来看，让PAFC技术成功地跻身于当今的市场中的可能性是极低的。4 SOFC在配电市场方面的潜力 Siemens Westinghouse公司根据对市场的分析，决定采取必要的措施加快SOFC技术进入市场的步伐。预计在2003-2004年提供第l批产品，进入商业性生产前的试验阶段，装置容量从目前的2MW扩大到15MW。 北美和欧洲被认为是SOFC燃料电池技术最有希望的市场。Hagler Bailly公司和西门子公司对功率范围为250 kW-l MW的市场进行了调查，结果表明到2005年SOFC燃料电池的市场容量为每年10000MW。北美和欧洲几乎各占50％。考虑到北美洲用户的结构和他们的需求，在北美洲各类小型发电机组的总容量在2010年可能达到每年约1000MW，其中600MW可能是燃料电池发电装置。在各种类型的燃料电池中，SOFC的市场份额约占40％，到2010年在北美洲SOFC的全年销售额将达到4亿美元。 在竞争日益激烈的配电市场中的另一个获胜者是微型燃气轮机，主要是作为备用电源或辅助电源。由于SOFC和微型燃气轮机的特性适于不同的应用场所，SOFC效率高但投资成本也高，而微型燃气轮机成本低但效率也低，因而这2种技术不会产生市场上竞争。而往复式发动机会逐渐失去其在市场中的份额。 欧洲电网要比北美洲电网强大得多，欧洲电网强化了集中的大型发电厂的作用。因此在北美洲经常出现的分散式电热设备和动力装置的供电质量和供电可靠性问题在欧洲是不突出的。但另一方面，在欧洲对能量储存更为敏感。 此外，一些国家政府将颁布新的规程和法律及新的能源价格，预计欧洲各国之间市场份额会有重大差异。在有些情况下这个过程会给SOFC用于配电装置起到一定的促进作用。此外，欧洲的自由化近程落后于北美洲。因此，市场预测结果会有很大程度的不确定性。5 SOFC技术应用的扩展 使用天然气作为燃料的SOFC是车载式装置，其扩展应用可有以下几种形式：(1)家庭应用：新一代燃料电池将是扁平管型的，其功率密度是目前所用圆柱型燃料电池技术的2倍，因而将制造出5kW的燃料电池装置。这种设计方案是可行的，在配电市场中可以替代圆柱型燃料电池。(2)l0MW以上的系统装置：很显然，只要SOFC技术占有了功率范围在250-10MW的市场，那么下一步最必然的是要争取占有l0MW以上更大规模发电设备的市场。通过把更多SOFC链接起来便能实现这个目标，也满足了高效率低成本的要求。20MW级规模燃料电池的电效率已经接近甚至超过70％。(3)用液态燃料运行：使用天然气作为燃料将SOFC的应用局限在靠近天然气供气网的区域内，从而使这项新技术的应用受到限制。因此存在着让SOFC使用液态燃料的迫切要求。因此，应与大型石油公司合作进行该课题的研究开发，选择一种适宜的液体燃料并设计出最适于使用这种新燃料的SOFC发电装置，以便为边远的用户服务。 (4)C02的分离：Shell公司和 Siemens Westinghouse公司正在共同研制一种能将CO2从完全反应后的燃料中分离的SOFC设飞方案。例如，当把其装在用于回收油的平台上时，可以把CO2用泵压到地下储层中，这不但可省去CO2的排放税，还可提高原油的产出量。 (5)综合性应用：CO2分离装置可能是点火的火花装置，它使得SOFC在一种封闭且可再生的能量循环中成为关键性部件。经过-段时间，SOFC能产生出热量和电力，例如用于大型暖房的设施中，SOFC装置产生的C02可用来加快植物的生长。而任何一种农作物收获后的剩余有机物都可以转化为气体供给SOFC作燃料。
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给你看下列资料，供参考：船舶螺旋桨用不锈钢的发展方正春(洛阳船舶材料研究所 洛阳 471039)摘 要 概述了船舶螺旋桨用不锈钢的发展,给出了几种性能优良的不锈钢螺旋桨材料,阐述了不锈钢作为螺旋桨材料的优缺点。关键词 不锈钢 铜合金 螺旋桨中图分类号: TG 71 ,U 34 文献标识码:ADevelopment of the Stainless Steel of Marine PropellerFang Zhengchun (Luoyang Ship Material Research Institute , Luoyang 471039 , China)Abstract The development of the stainless steel for marine propeller is Some types of stainless steel usedin propeller have good And in this paper , author also give the comparison between stainless steel and cop2per alloy for marine propeller and show the advantages and disadvantages of stainless Keywords Stainless steel Copper alloy Propeller 长期以来船用螺旋桨材料多选用铜合金,其中镍铝青铜又是首选材料。其原因主要是: (1) 铜合金的耐腐蚀性好,基本上可满足海水中螺旋桨的使用要求; (2) 铜合金的熔点低,便于熔炼和铸造,铸件不需要进行热处理,经加工便可使用。由于铜合金材料强度的大幅度提高受到限制,随着船舶的大型化和单轴功率的增大,迫切需要开发强度更高的螺旋桨材料。此外,近年来港湾和江河水域的海水污染加剧,铜合金螺旋桨的耐蚀性能也开始出现问题。因工业废水和城市污水的排放,使海水中的有机物大量增加,导致厌气性硫酸盐还原菌大量繁殖。海水中的硫酸盐被还原后产生了对铜合金具有强烈腐蚀作用的硫离子。因此,铜合金螺旋桨因这种腐蚀所造成的破坏常有发生,甚至仅使用数日螺旋桨表面便发黑且粗糙不堪。取代铜合金的不锈钢螺旋桨材料便成为螺旋桨材料开发的新方向。本文就船舶螺旋桨用不锈钢的发展及其优缺点概要地加以论述。收稿日期:20022022071 螺旋桨用不锈钢的发展 1 13 %Cr 和18 %Cr 钢13 %Cr 钢是最早用于螺旋桨的马氏体型不锈钢[1 ] ,名义成分为13Cr21Ni21Mo 。这种钢在海水中有良好的耐蚀性,在0 ℃的海水中不会产生间隙腐蚀和点蚀,非常适用于冰区航行的船舶螺旋桨,北欧各国和前苏联已大量采用此钢。但是,这种不锈钢在含中性盐类的海水中使用耐蚀性不佳,有产生间隙腐蚀和点蚀的倾向。此外,这种钢铸件必须进行固熔热处理,给整体铸造螺旋桨的生产带来困难。18 %Cr 钢属于铁素体型不锈钢[2 ] ,在退火状态下使用。由于其强度不高,尤其是腐蚀疲劳强度较低,这是使用中的致命缺点。 2 1828 和1724pH 钢1828 不锈钢为奥氏体型不锈钢。这种钢用于大型螺旋桨时,不仅强度不足,而且晶间腐蚀和点蚀非常敏感,在海水中使用存在着各式各样的问题。第17 卷第6 期 材 料 开 发 与 应 用 2002 年12 月1724pH 钢是美国Armco 公司开发的析出硬化型不锈钢[3 ] 。由于含有δ2铁素体相,对缓冷的大型铸件易导致脆化,不进行复杂的热处理,不能作为螺旋桨材料使用。 3 MCF 不锈钢MCF(Mit subishi Cupro2Ferrous alloy) 不锈钢是日本三菱重工开发的在污染海水环境下使用的螺旋桨材料[1 ] 。在确定成分时,为保证对污染海水的耐蚀性,添加了必要的铬,以形成钝态膜;为防止局部腐蚀的发生和发展,添加了必要的镍、锰和钼。MCF 不锈钢的化学成分见表1 ,力学性能见表2 。表1 MCF 的化学成分( w) % Fe Mn Ni Cr Cu Mo Si C余量15～30 10～20 5～12 < 5 3～6 < 0 < 08表2 MCF 的力学性能编号σbPMPa σ 15PMPa δ5P% HB 壁厚Pmm1 515 188 8 111 302 502 183 0 116 603 488 191 4 111 100 MCF 不锈钢的金相组织为单一的面心立方的γ相。显然,单相组织对材料的耐蚀性是有利的。只要含碳量不超过 08 % ,便不会出现有损于MCF 耐蚀性的碳化铬和σ相。MCF 不锈钢具有以下特点:(1) MCF 的静态强度与高强度黄铜大体相当,但作为螺旋桨设计应力标准的动态腐蚀疲劳强度和抗空泡剥蚀性却与镍铝青铜一样。(2)MCF 的熔点较一般铸钢都低,固相温度为1270 ℃,液相温度为1325 ℃,因此便于熔炼和铸造。采用现有的熔铜中频或工频感应电炉便可生产,而且铸造状态也可保持其力学性能和腐蚀疲劳强度。MCF 不锈钢适用于一般商船螺旋桨,并以中、小桨为主。到1974 年止,已有100 多只桨装船使用,未曾出现任何事故。 4 MSS 不锈钢MSS(Mit subishi Special Steel) 不锈钢是三菱重工开发的用于大型螺旋桨的高强度特殊钢[4 ] 。确定化学成分时,为提高强度,使之成为沉淀硬化型钢,基体组织为马氏提组织,抑制钢析出δ2铁素体相;为提高耐蚀性,尽量添加较多的铬。最终确定的化学成分见表3 ,力学性能见表4 。表3 MCRS 的化学成分( w) % C Si Mn Cr Ni Mo Co Cu B Fe< 15 01～ 9 1～ 5 0～ 0 0～ 0 0～ 0 0～ 0 5～ 0 001～ 005 余量 表4 MSS 的力学性能状态σ 2PMPa σbPMPa δP% HB急冷623 4 36312 ℃Ph 缓冷772 1188 2 3706 ℃Ph 缓冷650 1079 6 341缓冷和时效1052 1123 4 363MSS 钢即使在非常缓慢的冷却速度下也可淬成马氏体组织,强度和韧性都较优异,很适合制作诸如螺旋桨这样的大型铸件。特别是如果在500～600 ℃加热,会产生所谓的“时效硬化”,使强度和韧性进一步提高。如表4 所示,MSS 钢的拉伸强度是现用镍铝青铜螺旋桨的 7 倍,屈服强度和硬度则是镍铝青铜的2 倍多。当冷却速度过快时,MSS 钢的强度和塑性都有下降的趋势,这时应进行缓冷热处理。显然,当进行单叶片组合焊桨施工或桨的补焊后也需缓冷热处理。·44 · 材 料 开 发 与 应 用 2002 年12 月MSS 钢虽然通过添加Cr 、Ni 、Mo 和Cu 等元素使耐蚀性提高,但在海水中也会出现点蚀。实船使用时,应采用外加电流阴极保护。此外,MSS 钢的硬度很高,如果加工量过大,叶片的加工将非常困难,所以,常采用单铸叶片,提高铸件的尺寸精度,减少加工余量,最后将各个叶片组成一整体。MSS 不锈钢作为螺旋桨材料有如下优点:(1) 由于强度高,在设计条件相同的情况下,MSS 不锈钢螺旋桨的重量较轻,仅为镍铝青铜的70 %左右,从而使船尾轴承的故障大为减少。(2) 因强度高,桨叶的叶片厚度减薄,与镍铝青铜相比,其效率提高1 %～3 %。(3) 可制造薄叶化和多叶化的螺旋桨,减轻了桨的振动,降低了噪声。(4) 采用焊接组合的方法,可制造出大型螺旋桨。用MSS 钢制造的直径为1830mm 的4 叶桨,已安装使用在长崎造船所的“Hiyodori2Maru”船上。为获得大型桨的制造经验,用焊接组合的方法,试制了一只直径达 7m 的大型螺旋桨,并已投入使用。 5 MCRS 不锈钢MCRS(Mit subishi Corrosion Resistance Steel)是三菱重工开发的耐蚀不锈钢[5 ,6 ] 。开发的基本思路是,为确保螺旋桨材料最重要的腐蚀疲劳强度, 所开发材料的拉伸强度应达到883 ～980MPa ,因此,其金相组织应以马氏体为基。从防止应力腐蚀开裂的角度考虑,又希望降低其屈服强度,这就需要有残留奥氏体存在。另外,为保持良好的耐蚀性,铬含量应大于16 % ,而铬含量的增加又会使铁素体量增加,从而降低冲击韧性,因此,也需要有奥氏体存在。可是,残留奥氏体过多,不仅使拉伸强度下降,而且抗空泡剥蚀性也变差,因此,残留奥氏体量以控制在5 %～30 %的范围为佳。MCRS 钢的金相组织为马氏体、铁素体和奥氏体三相组织组成。Cr 当量w (Cr) = w (Cr) +w (Mo) + 5 w ( Si) 为17 %～20 % ,Ni 当量w(Ni) = w (Ni) + 30 w (C) + 5 w (Mn) 为6 %～9 %。考虑到耐蚀性, C 含量应在 04 %以下。MCRS 的化学成分见表5 ,力学性能见表6 。表5 MCRS 的化学成分( w) % C Si Mn Cr Ni Mo Co P S Fe< 04 < 5 < 0 17～19 0～ 5 5～ 0 < 5 < 04 < 04 余量表6 MCRS 的力学性能状态σ 2PMPa σbPMPa δP% HB900～950 ℃×10h (空冷) 294～490 883～980 10～30 200～300 MCRS 钢的腐蚀疲劳强度大约为294MPa ,比铜合金高得多,抗空泡剥蚀性是铜合金的 6倍。到1991 年止,日本先后为迎宾船、捕鲸船、油船和高速艇等24 艘船舶配置了36 只这种材料的螺旋桨,业绩辉煌。但是,用这种钢制造螺旋桨比用铜合金制造要困难得多。首先,该钢需要在高温下进行固熔处理,导致螺旋桨铸件变形,给螺旋桨铸造工艺设计带来困难;其次,不锈钢的熔点高,需要较高的浇注温度,对造型材料有更高的耐火度要求。下面就MCRS 钢制造螺旋桨时应注意的问题加以概述。(1) 铸造方案以直径为4800mm 单叶螺旋桨为例,其铸造方案见图1 。图1 铸造方案第17 卷第6 期 方正春:船舶螺旋桨用不锈钢的发展·45 ·当螺旋桨叶片面积较大且叶片较薄时,Cr 含量多的熔液极易氧化产生氧化物,所以,直浇口和内浇口应确保液流平稳、快速浇注,并应设置排出氧化物的外溢冒口。为适应螺旋桨的凝固过程,在桨叶的根部应附加冷铁,在桨毂内面应附加工艺补贴的飞边。(2) 造型根据螺旋桨的形状和几何尺寸的特点,造型方法可采用刮板法和实模法,型心采用实模法。涂料采用氧化锆基涂料,个别地方应涂刷两道。为防止渗碳,不用呋喃树脂砂型而采用载卡尔自硬砂型,桨叶叶面的面砂和芯砂为耐火度高的铬铁矿砂。为防止不锈钢薄壁铸件常见的皱纹,铸型应充分预热干燥,在叶缘处应适当加厚,保证液流通畅。此外,在桨叶的根部使用外冷铁,在桨毂内面使用内冷铁。(3) 固熔热处理固熔热处理是耐蚀性不锈钢铸件必需的一道工序。MCRS 钢的固熔热处理制度是900 ～950 ℃×10h ,空冷。由于固熔热处理将导致螺旋桨的变形,所以,螺旋桨在热处理前后应划线,记录其变形量和变形倾向,并反映到铸造方案中。2 不锈钢螺旋桨材料的优缺点随着船舶的大型化、高速化和海水污染的加剧,不锈钢作为螺旋桨材料似乎是一种趋势。从1972 年以来,日本几乎有一半的螺旋桨是用不锈钢制造的。瑞典的米化公司和塞尔士达公司在所生产的螺旋桨中,不锈钢螺旋桨占90 %。不锈钢作为螺旋桨材料的优点如下:(1) 可以高强度化。在相同的设计条件下,螺旋桨的重量与铜合金相比可大幅度减少,防止船尾轴承磨损,减少桨的转动惯量。(2) 由于强度高,有利于大侧斜桨的设计。叶片可以减薄,并可制成多叶桨,不仅使螺旋桨的推进效率提高,而且减少了桨的振动,降低了噪声。(3) 由于腐蚀疲劳强度和抗空泡剥蚀性能是铜合金的几倍甚至十几倍,使桨的寿命得以提高,特别是在污染海水中,不锈钢更有优势。(4) 采用单叶片分别铸造,再进行焊接组合,可制造超大型螺旋桨。日本大型油船“日石”号所用的直径11m 的螺旋桨便是一例。不锈钢作为螺旋桨材料的缺点如下:总体来说,不锈钢螺旋桨的制造要比铜合金的困难得多。(1) 不锈钢的熔点比铜合金高得多,用于铜合金的造型材料不能用于不锈钢,必须采用耐火度更高的诸如铬铁矿砂等耐火材料。对于含Mn 高的不锈钢,如MCF 钢,因钢水会与石英砂起反应造成化学粘砂,则应采用镁砂作为造型材料。涂料也应采用耐火度高的诸如氧化锆系涂料。(2) 绝大多数不锈钢都需要固溶热处理,以确保其使用性能。这不仅需增添热处理设备,而且导致螺旋桨铸件变形,这种变形又因材质、形状和尺寸的不同而不同,无一定规律性,从而给制定螺旋桨的铸造方案带来相当大的困难。(3) 目前,铜合金螺旋桨的加工,均以劈铲和铣削为主。而对强度和硬度都很高的不锈钢来说,却无法实施,只能以磨削为主,使加工效率下降,劳动强度增大。3 结语我国不锈钢螺旋桨材料的开发与应用尚未完全展开。其原因主要是大型专业螺旋桨生产厂家,一直以生产铜合金螺旋桨为主,生产技术纯熟,业绩辉煌。不锈钢螺旋桨的生产,既无必要的生产条件,又缺乏生产经验。虽然国内一些小厂有过生产不锈钢螺旋桨的记录,但因条件所限和生产技术的落后,断桨事故常有发生,给不锈钢螺旋桨的开发与应用带来负面影响。本文的目的是希望和从事螺旋桨材料开发与应用的同行共勉,推进我国不锈钢螺旋桨材料的发展。参考文献1 植田昭二,等 日本造船学会论文集 1972 (132) :4632 本书编写组 船用螺旋桨铸造 北京:国防工业出版社,19803 王建安,等译 工程材料的组织与性能 北京:机械工业出版社,19834 谷口中,等 日本造船学会论文集 1968 ,123 :595 齐滕正洋,等 三菱重工技报,1991 ,28 (3) :2466 武滕数彦,等 铸物,1991 ,63 (5) :462