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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划实验性超声波夹具材料超声波焊接机夹具的设计两个热塑性塑料零件的超声波焊接要求超声波振动通过焊接头传递到组合件的上半部,最后传至两半的结合处或界面上.在此,振动能量转换成热能,用以熔化塑料.当振动停止后,塑料在压力下固化,在结合面上产生焊接.两个结合表面的设计,对于获得最佳焊接结果来说是非常重要的.有各种各样的连接设计,每一种都有特色和优点.各种设计的使用取决于许多因素,例如塑料类型、零件几何形状、焊接的要求.夹具装置：塑料超声波焊接的一个重要因素是夹具装置.夹具装置的主要用途是固定零
2、件,使之与焊接头对准,同时对组合件提供适当的支撑.被焊接的材料、零件几何形状、壁厚和零件的对称性均可影响能量向界面的传递,因此设计夹具时必须加以考虑.某些用途,例如铆接和嵌插,要求在焊接头接触区下面有坚硬的承托装置.铝质的夹具装置可提供必要的刚度,可以镀铬来防止零件出现疤痕和提高耐磨性.在一些用途中,夹具必须具有一定程度的弹性以保证在连结区产生异相状态.异相状态一般在最差的结合处出现,这是待焊接的范围；不过,由于某些零件材料和几何形状,结合的两半可能合成一整体,上下同时振动,如果这种状态出现,将承槽由刚性材料改为弹性材料,或者将硬度计由软性材料改为另一种材料,往往足以在连结区重新建立异相状态.
3、简单的实验性夹具可用木料、环氧树脂或熟石膏建造.对于更精密、更长寿命的夹具将要用铝、钢、黄铜、铸塑尿烷,或其它的弹性材料.夹具设计范围广,从快速拆卸夹具到简单的金属板均有.应用的要求和生产率通常决定夹具的设计.超声辅助法合成硫化铋及其储氢性能研究一实验目的1.了解新型非金属储氢材料的研究进展2.掌握硫化铋储氢材料的超声辅助合成方法3.熟悉电化学储氢电极制备及材料性能测试二实验原理1.储氢材料的研究进展氢能源是一种新型的环境可持续能源形式。而缺乏安全、方便、高效的储存系统是氢能源利用的一个重要障碍。当前主要的材料储氢体系：物理储存；不可逆化学储存；可逆化学储存；气固相吸附。2.储氢材料的合成方法
4、传统金属及合金储氢材料的合成制备方法为电弧熔炼法、高温固相法、化学还原法、机械合金化法等。新型非金属储氢材料的主要是指具有电化学储氢功能性的碳纳米材料、硫化物、氧化物、氢氧化物等。其储氢机理中，常以过渡金属或重金属离子为催化剂、而其富含的带电荷的硫原子、氧原子、氢氧根离子等可作为与氢原子相互作用的重要基团。此类新型储氢材料的合成方法与常见的纳米和功能材料相类似，主要分为物理法、化学法和综合法。物理粉碎、喷雾干燥、激光轰击、超声等都属于物理法；溶胶凝胶、水热、溶剂热、沉淀、共沉淀等都属于化学法；本次实验将要采用的超声辅助沉淀法属于典型的综合法。3.电化学储氢电极和储氢器件储氢合金和新型非金属储氢
5、材料的储氢基于电化学储氢，主要应用于镍氢电池负极，其电极反应如下。正极反应：Ni(OH)2+OH-=NiOOH+H2O+e负极反应：M+xH2O+xe-=MHx+xOH-总反应：xNi(OH)2+M=xNiOOH+MHx(注：MHx表示吸氢状态下形成的金属氢化物)三.实验步骤1.Bi2S3的超声辅助合成在100mL的干燥小烧杯中,称取五水合硝酸铋，然后依次加入浓盐酸和20mL蒸馏水，置于超声波振荡器中，使烧杯内液面略低于外部液面，开启超声。再称取硫代乙酰胺并用15-20mL蒸馏水溶解，然后在超声下将硫代乙酰胺溶液分批次缓慢倒入硝酸铋溶液中，升温至40-50摄氏度，超声沉淀20-30分钟。沉淀结
6、束后，离心分离出沉淀，再用蒸馏水离心洗涤5次，无水乙醇离心洗涤两次，最后将离心管置于真空干燥箱中100摄氏度干燥1-2小时。2.电极制备和器件组装正极制备：于30mL瓷坩埚中称取干燥的Ni(OH)2、PVDF用玻璃棒搅拌混匀5min，然后滴加5-8滴NMP溶液，待浸润后搅拌20min成均匀的糊状浆液，再用玻璃棒蘸取并涂抹于已经称重后的泡沫镍网的下半部分，蘸取2-3次即可，小心的置于烘箱120摄氏度烘干1小时，冷却后再次称重并记下涂覆样品后的泡沫镍重量，最后用另一片泡沫镍空片将样品夹合，在20MPa压力下保压1分钟压制成正极极片。负极制备：于30mL瓷坩埚中分别称取干燥的Bi2S3、乙炔黑、PV
7、DF再用玻璃棒依次搅拌混匀5min，然后滴加15-20滴NMP溶液，待浸润后搅拌20min成均匀的糊状浆液，再用玻璃棒蘸取并涂抹于已经称重后的泡沫镍网的下半部分，蘸取2-3次即可，小心的置于烘箱120摄氏度烘干1小时，冷却后再次称重并记下涂覆样品后的泡沫镍重量，最后用另一片泡沫镍空片将样品夹合，在20MPa压力下保压1分钟压制成正极极片。器件组装：将正、负极极片分别穿孔，并将极片下半部分浸润在装有50mL6mol/LKOH溶液的小烧杯中将电极活化24小时以上。按照红色-正极、黑色-负极的对应关系将测试夹具分别夹在正负极上，制成Ni-H电池测试器件。3.储氢性能测试在LAND电池测试仪上，进行重
8、放电测试，充电时以100mA/g电流密度充电，截止充电电压为，放电时以50和100mA/g电流密度各两次放电至。(来自:写论文网:实验性超声波夹具材料)四.数据处理1.以电压和充放电比容量作图并分析；2.写出此电池电极反应式和总反应式，根据容量核算电化学储氢比例。五.思考题1.氢能源为何被认为是环境可持续能源。2.超声辅助在硫化铋沉淀法合成过程中的主要作用。参考文献：1.戴贵平，刘敏，王茂章，成会明；纳米碳管电化学储氢的研究进展；新型碳材料，XX,17：70-74.2.郭生武，程羽，柳永宁；电极制备工艺对储氢合金电化学性能的影响；稀有金属材料与工程；XX，30：380-383.一.超声波主要应
9、用技术二.超声波塑料焊接的相容性和适应性：热塑性塑料,由于各种型号性质不同,造成有的容易进行超声焊接,有的不易焊接.表中黑方块表示两种塑料的相容性好,容易进行超声焊接,圆圈表示在某些情况下相容,焊接性能尚可,空格表示两种塑料相容性很差,不易焊接.-表示相容-表示在煤屑情况下相容表中所列仅供参考,因为熟知的变化可导致结果略有差异.应用：超声波焊接的焊口设计：两个热塑性塑料零件的超声波焊接要求超声波振动通过焊接头传递到组合件的上半部,最后传至两半的结合处或界面上.在此,振动能量转换成热能,用以熔化塑料.当振动停止后,塑料在压力下固化,在结合面上产生焊接.两个结合表面的设计,对于获得最佳焊接结果来说
10、是非常重要的.有各种各样的连接设计,每一种都有特色和优点.各种设计的使用取决于许多因素,例如塑料类型、零件几何形状、焊接的要求.夹具装置：塑料超声波焊接的一个重要因素是夹具装置.夹具装置的主要用途是固定零件,使之与焊接头对准,同时对组合件提供适当的支撑.被焊接的材料、零件几何形状、壁厚和零件的对称性均可影响能量向界面的传递,因此设计夹具时必须加以考虑.某些用途,例如铆接和嵌插,要求在焊接头接触区下面有坚硬的承托装置.铝质的夹具装置可提供必要的刚度,可以镀铬来防止零件出现疤痕和提高耐磨性.在一些用途中,夹具必须具有一定程度的弹性以保证在连结区产生异相状态.异相状态一般在最差的结合处出现,这是待焊
11、接的范围；不过,由于某些零件材料和几何形状,结合的两半可能合成一整体,上下同时振动,如果这种状态出现,将承槽由刚性材料改为弹性材料,或者将硬度计由软性材料改为另一种材料,往往足以在连结区重新建立异相状态.简单的实验性夹具可用木料、环氧树脂或熟石膏建造.对于更精密、更长寿命的夹具将要用铝、钢、黄铜、铸塑尿烷,或其它的弹性材料.夹具设计范围广,从快速拆卸夹具到简单的金属板均有.应用的要求和生产率通常决定夹具的设计.焊接：图10表示简单的对接焊连接和有能量导向部分的理想连接的时间-温度曲线.能量导向部分允许迅速焊接,同时达到最大的强度.在导向部分的材料如图示在整个结合区内流动.图11表示焊前按要求比
12、例设计能量导向部分改进对接焊与导致的材料流动.工件尺寸的选择应是如图示能量导向部分熔化后足够分布于结合面之间,通常,对于易焊的树脂能量导向部分最小高度为英寸.对于某些需要高能量的树脂,即结晶型、低刚度或高熔化温度的非晶型树脂,需要较大的能量定向部分,其最小高度为英寸.在工件之间对齐的方法,例如销钉和插口,应包括在工件设计中.必须指出,为熔剂焊封所作的设计一般可以修改,以符合超声波焊接的要求.要避免：能量导向部分设计的典型错误是将结合面削成45度的斜面.图12表示这样做的结果.图13表示便于对齐的阶梯式连接.这种连接设计适合于在侧面不宜有过多的熔体或溢料之场合.榫槽连接法：主要用于焊接和防止内外
13、烧化.不过,需要保持榫舌两侧的间隙使模制较困难.锥度可根据模塑实践经验进行修改,但必须避免在零件之间产生任何障碍.图15表示适用于超声波焊接的各种基本能量导向连接法,这些可作为典型连接部分的参考,对具体用途应稍作修改.图16表示需要严密封接时所用的剪切连接法,特别适合于晶型树脂.因为晶型树脂从固态到熔化改变迅速、温度范围窄、能量导向式连接就不是最佳方法,原因是来自导向部分的熔融树脂在它能与相结合的表面熔合之前会迅速凝固.剪切连接法的焊接方法是：首先熔化较小的开始接触区域,然后继续熔化沿着垂直壁的阻碍部分,使零件压在一起.为了便于自定位,需要引入端,而且必要时可设一个溢料收集点.连接强度与焊缝的垂向尺寸有关,而且可以调整以满足应用的要求.对于超过零件强度的连接强度,建议深度为壁厚的倍.对于连接的典型阻阻碍范围列于下表内：底部零件的壁必须用夹具支持在焊缝处,夹具必须与此零件的外部轮廓吻合,以免在焊接压力下向外挠曲.顶部零件应尽可能薄,实际上象是一个盖子,以防向内挠曲,对于中间壁连接,最好采用图17所示的榫槽连接法,这种连接对于大零件也有用.图18表示各种基本剪切连接设计.目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
