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1、材料管理論文15篇 材料管理論文 摘要：實施材料管理的目的是實現(xiàn)項目整體材料量被合理、充分的利用，減少材料的浪費，降低采購的費用，提高項目進(jìn)度，從而達(dá)到降低成本，提升效益的目標(biāo)。運用三維工程設(shè)計軟件中的材料管理模塊，建立統(tǒng)一的材料管理體系，夯實工程設(shè)計類公司材料管理的基礎(chǔ)，能夠在未來變化的市場形勢下，使公司能在國際市場競爭激烈的環(huán)境中處于有利的地位。 關(guān)鍵詞 材料管理 材料論文 材料 材料管理論文:金屬納米材料管理 摘要綜述

2、了國內(nèi)外塊狀納米材料的制備技術(shù)進(jìn)展及存在的問題。提出了超短時脈沖電流直接晶化法和深過冷直接晶化法兩類潛在的塊狀金屬納米晶制備技術(shù)，并對今后的研究及發(fā)展前景進(jìn)行了展望。 關(guān)鍵詞納米晶塊體材料制備非晶晶化機(jī)械合金化深過冷 自80年代初德國科學(xué)家H.V.Gleiter成功地采用惰性氣體凝聚原位加壓法制得純物質(zhì)的塊狀納米材料后［1］，納米材料的研究及其制備技術(shù)在近年來引起了世界各國的普遍重視。由于納料材料具有獨特的納米晶粒及高濃度晶界特征以及由此而產(chǎn)生的小尺寸量子效應(yīng)和晶界效應(yīng)，使其表現(xiàn)出一系列與普通多晶體和非晶態(tài)固體有本質(zhì)差別的力學(xué)、磁、光、電、聲等性能［2］，使得對

3、納米材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能及其應(yīng)用研究成為90年代材料科學(xué)研究的熱點。為使這種新型材料既有利于理論研究，又能在實際中拓寬其使用范圍，探索高質(zhì)量的三維大尺寸納米晶體樣品的制備技術(shù)已成為納米材料研究的關(guān)鍵之一。本文綜述國內(nèi)外現(xiàn)有塊狀金屬納米材料的制備技術(shù)進(jìn)展，并提出今后可能成為塊狀金屬納米材料制備的潛在技術(shù)。 1現(xiàn)有塊狀金屬納米材料的制備技術(shù) 1.1惰性氣體凝聚原位加壓成形法 該法首先由H.V.Gleiter教授提出［1］，其裝置主要由蒸發(fā)源、液氮冷卻的納米微粉收集系統(tǒng)、刮落輸運系統(tǒng)及原位加壓成形(燒結(jié))系統(tǒng)組成。其制備過程是：在高真空反應(yīng)室中惰性氣

4、體保護(hù)下使金屬受熱升華并在液氮冷鏡壁上聚集、凝結(jié)為納米尺寸的超微粒子，刮板將收集器上的納米微粒刮落進(jìn)入漏斗并導(dǎo)入模具，在10-6Pa高真空下，加壓系統(tǒng)以1～5GPa的壓力使納米粉原位加壓(燒結(jié))成塊。采用該法已成功地制得Pd、Cu、Fe、Ag、Mg、Sb、Ni3Al、NiAl、TiAl、Fe5Si95等合金的塊狀納米材料［3］。近年來，在該裝置基礎(chǔ)之上，通過改進(jìn)使金屬升華的熱源及方式(如采用感應(yīng)加熱、等離子體法、電子束加熱法、激光熱解法、磁濺射等)以及改良其它裝備，可以獲得克級到幾十克級的納米晶體樣品。納米超飽和合金、納米復(fù)合材料等也正在利用此法研究之中。目前該法正向多組分、計量控制、多副模具

5、、超高壓力方向發(fā)展。 該法的特點是適用范圍廣，微粉表面潔凈，有助于納米材料的理論研究。但工藝設(shè)備復(fù)雜，產(chǎn)量極低，很難滿足性能研究及應(yīng)用的要求，特別是用這種方法制備的納米晶體樣品存在大量的微孔隙，致密樣品密度僅能達(dá)金屬體積密度的75%～90%，這種微孔隙對納米材料的結(jié)構(gòu)性能研究及某些性能的提高十分不利。近年來，盡管發(fā)展了一些新的納米粉制備方法如電化學(xué)沉積［4］、電火花侵蝕(sparkerosion)［5］等方法，但與這些方法相銜接的納米粉的分散、表面處理及成型方法尚未得到發(fā)展。 1.2機(jī)械合金研磨(MA)結(jié)合加壓成塊法 MA法是美國INCO公司于6

6、0年代末發(fā)展起來的技術(shù)。它是一種用來制備具有可控微結(jié)構(gòu)的金屬基或陶瓷基復(fù)合粉末的高能球磨技術(shù)：在干燥的球型裝料機(jī)內(nèi)，在高真空Ar2氣保護(hù)下，通過機(jī)械研磨過程中高速運行的硬質(zhì)鋼球與研磨體之間相互碰撞，對粉末粒子反復(fù)進(jìn)行熔結(jié)、斷裂、再熔結(jié)的過程使晶粒不斷細(xì)化，達(dá)到納米尺寸［6］。然后、納米粉再采用熱擠壓、熱等靜壓等技術(shù)［7］加壓制得塊狀納米材料。研究表明，非晶、準(zhǔn)晶、納米晶、超導(dǎo)材料、稀土永磁合金、超塑性合金、金屬間化合物、輕金屬高比強(qiáng)合金均可通過這一方法合成。 該法合金基體成分不受限制、成本低、產(chǎn)量大、工藝簡單，特別是在難熔金屬的合金化、非平衡相的生成及開發(fā)特殊使用合金等方面顯示

7、出較強(qiáng)的活力，該法在國外已進(jìn)入實用化階段。如美國INCO公司使用的球磨機(jī)直徑為2m，長3m，每次可處理約1000kg粉體，這樣的球磨機(jī)1993年在美國安裝有七座，英國安裝有二座，大多用來加工薄板、厚板、棒材、管材及其它型材。近年來，該法在我國也獲得了廣泛的重視。其存在的問題是研磨過程中易產(chǎn)生雜質(zhì)、污染、氧化及應(yīng)力，很難得到潔凈的納米晶體界面，對一些基礎(chǔ)性的研究工作不利。 1.3非晶晶化法 該法是近年來發(fā)展極為迅速的一種新工藝，它是通過控制非晶態(tài)固體的晶化動力學(xué)過程使晶化的產(chǎn)物為納米尺寸的晶粒。它通常由非晶態(tài)固體的獲得和晶化兩個過程組成。非晶態(tài)固體可通過熔體激冷、

8、高速直流濺射、等離子流霧化、固態(tài)反應(yīng)法等技術(shù)制備，最常用的是單輥或雙輥旋淬法。由于以上方法只能獲得非晶粉末、絲及條帶等低維材料，因而還需采用熱模壓實、熱擠壓或高溫高壓燒結(jié)等方法合成塊狀樣品［8］。晶化通常采用等溫退火方法，近年來還發(fā)展了分級退火［9］、脈沖退火［10］、激波誘導(dǎo)［11］等方法。目前，利用該法已制備出Ni、Fe、Co、Pd基等多種合金系列的納米晶體，也可制備出金屬間化合物和單質(zhì)半導(dǎo)體納米晶體，并已發(fā)展到實用階段。此法在納米軟磁材料的制備方面應(yīng)用最為廣泛。值得指出的是，國外近年來十分重視塊體非晶的制備研究工作，繼W.Klement、H.S.Chen、H.W.Kui等采用真空吸鑄法及

9、合金射流法制備出Mg-La-TM、La-Al-TM、Zr-Al-TM系非晶塊體之后，近幾年日本以Inoue為代表的研究小組在非晶三原則指導(dǎo)下，又成功地采用合金射流成形及深過冷與合金射流成形相結(jié)合的方法制備了厚度分別為2mm、3mm、12mm、15mm、40mm、72mm的Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge)［12］、(Fe,Co,Ni)70Zr8B20Nb2［13］、(Nd,Pr)-Fe-(Al,Ga)［14］、Zr-Al-Cu-Ni［15］、Pd-Cu-Si-B［16］系的非晶塊體。我國北京科技大學(xué)的何國、陳國良最近也采用合金射流成形法獲得8mmZr65Al7.5Cu17.5N

10、i10［17］的非晶塊體，這些研究結(jié)果為該法制備及應(yīng)用塊體納米材料注入了極大生機(jī)。 該法的特點是成本低，產(chǎn)量大，界面清潔致密，樣品中無微孔隙，晶粒度變化易控制，并有助于研究納米晶的形成機(jī)理及用來檢驗經(jīng)典的形核長大理論在快速凝固條件下應(yīng)用的可能性。其局限性在于依賴于非晶態(tài)固體的獲得，只適用于非晶形成能力較強(qiáng)的合金系。 1.4高壓、高溫固相淬火法 該法是將真空電弧爐熔煉的樣品置入高壓腔體內(nèi)，加壓至數(shù)GPa后升溫，通過高壓抑制原子的長程擴(kuò)散及晶體的生長速率，從而實現(xiàn)晶粒的納米化，然后再從高溫下固相淬火以保留高溫、高壓組織。胡壯麒等利用此法已獲得43(

11、mm)的Cu60Ti40及33(mm)的Pd78Cu6Si16晶粒尺寸為10～20(nm)的納米晶樣品［18，19］。該法的特點是工藝簡便，界面清潔，能直接制備大塊致密的納米晶。其局限性在于需很高的壓力，大塊尺寸獲得困難，另外在其它合金系中尚無應(yīng)用研究的報道。 1.5大塑性變形與其它方法復(fù)合的細(xì)化晶粒法 1.5.1大塑性變形方法 在采用大塑性變形方法制備塊狀金屬納米材料方面，俄羅斯科學(xué)院R.Z.Valiev領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開展了卓有成效的研究工作，早在90年代初，他們就發(fā)現(xiàn)采用純剪切大變形方法可獲得亞微米級晶粒尺寸的純銅組織［20］，近年來他們在

12、發(fā)展多種塑性變形方法的基礎(chǔ)上，又成功地制備了晶粒尺寸為20～200(nm)的純Fe、Fe-1.2%C鋼、Fe-C-Mn-Si-V低合金鋼、Al-Cu-Zr、Al-Mg-Li-Zr、Mg-Mn-Ce、Ni3Al金屬間化合物、Ti-Al-Mo-Si［21-23］等合金的塊體納米材料。 1.5.2塑性變形加循環(huán)相變方法 1996年我國趙明、張秋華等［24］將碳管爐中氬氣保護(hù)下熔煉的Zn78Al22超塑性合金，經(jīng)固溶處理后通過小塑性變形和循環(huán)相變(共析轉(zhuǎn)變)，獲得了晶粒尺寸為100～300(nm)的塊狀納米晶體。 該方法與其他方法相比具有適用范圍寬，可制

13、造大體積試樣，試樣無殘留縮松(孔)，可方便地利用掃描電鏡詳細(xì)研究其組織結(jié)構(gòu)及晶粒中的非平衡邊界層結(jié)構(gòu)，特別有利于研究其組織與性能的關(guān)系等特點并可采用多種變形方法制備界面清潔的納米材料，是今后制備塊體金屬納米材料很有潛力的一種方法。如將此法與粉末冶金及深過冷等技術(shù)相結(jié)合，則可望利用此法制備金屬陶瓷納米復(fù)合材料［21］，并拓寬其所能制備的合金成份范圍。 除以上主要方法外，近年來還發(fā)展的有噴霧沉積法、離子注入法等塊體金屬納米材料制備技術(shù)，在此不再一一贅述。 2直接制備塊狀納米晶的潛在技術(shù) 2.1脈沖電流直接晶化法 近年來，關(guān)于脈沖電流對

14、金屬凝固組織的影響已屢見報道：80年代，印度學(xué)者A.K.Mistra首先在Pb68Sb15Sn7共晶及Pb87Sb10Sn3亞共晶合金中通以40mA/cm2的直流電，發(fā)現(xiàn)凝固后組織明顯細(xì)化［25］，M.Nakada等人在Sn85Pb15合金凝固過程中通脈沖電流后，也發(fā)現(xiàn)凝固組織細(xì)化且發(fā)生枝晶向球狀晶轉(zhuǎn)變［26］，J.P.Barnak等研究了高密度脈沖電流對Sn60Pb40和Sn63Pb37合金凝固組織的影響［27］。結(jié)果證實，脈沖電流可增加過冷度，并可使共晶的晶粒度降低一個數(shù)量級，且晶粒度隨脈沖電流密度增加而降低。周本濂等不僅在實驗上研究了脈沖電流對合金凝固組織的影響［28］，而且在理論上用經(jīng)

15、典熱力學(xué)和連續(xù)介質(zhì)電動力學(xué)對脈沖電流作用熔體的結(jié)晶成核理論和結(jié)晶晶粒尺寸的計算作了深入研究［29，30］，指出脈沖電流密度達(dá)到0.1GA/m2時，在理論上可獲得大塊納米晶，按該理論對Sn60Pb40合金進(jìn)行計算，結(jié)果與實驗值基本一致。由于理論上要求的一些金屬納米化的臨界脈沖電流密度在工程上能夠達(dá)到且與實驗值基本符合，加之脈沖電流的快速弛豫特點可限制納米晶粒的長大，使作者相信，隨著脈沖電流對金屬凝固影響機(jī)制的進(jìn)一步研究及實驗裝置的進(jìn)一步完善，超短時脈沖電流處理在某些合金上有可能使熔體直接冷凝成大塊納米晶材料，并成為直接晶化法制備納米晶材料的潛在技術(shù)之一。 2.2深過冷直接晶化法

16、 快速凝固對晶粒細(xì)化有顯著效果的事實已為人所知。急冷和深過冷是實現(xiàn)熔體快速凝固行之有效的兩條途徑。急冷快速凝固技術(shù)由于受傳熱過程限制只能生產(chǎn)出諸如薄帶、細(xì)絲或粉體等低維材料而在應(yīng)用上受到較大的限制。深過冷快速凝固技術(shù)，通過避免或清除異質(zhì)晶核而實現(xiàn)大的熱力學(xué)過冷度下的快速凝固，其熔體生長不受外界散熱條件控制［31］，其晶粒細(xì)化由熔體本身特殊的物理機(jī)制所支配，它已成為實現(xiàn)三維大體積液態(tài)金屬快速凝固制備微晶、非晶和準(zhǔn)晶材料的一條有效途徑［35］。由于深過冷熔體的凝固組織與急冷快速凝固組織具有很好的相似性［36］并且國外已在Fe-Ni-Al、Pd-Cu-Si［37］等合金中利用急冷快速凝

17、固獲得納米組織，另外，近年來周堯和、楊根倉教授領(lǐng)導(dǎo)的課題組在Ni-Si-B合金中利用深過冷方法已制備出晶粒尺寸約為200nm的大塊合金，并已探討出多種合金系有效的熔體凈化方法，加之作者近期又在Fe-B-Si系共晶合金中利用深過冷及深過冷加水淬方法成功地制備了幾十～200nm,1110(mm)的塊狀納米材料，見圖1a、圖1b所示，因此有理由相信，通過進(jìn)一步研究深過冷晶粒細(xì)化的物理機(jī)制，進(jìn)而為深過冷晶粒的納米化設(shè)想提供理論基礎(chǔ)，同時研究出各種實用合金的熔體凈化技術(shù)以及深過冷與其它晶粒細(xì)化技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合制備技術(shù)，深過冷方法可望成為塊體金屬納米材料制備新的實用技術(shù)。從目前的實驗結(jié)果來看，深過冷晶粒

18、細(xì)化的程度與合金的化學(xué)成分、相變類型、熔體凈化所獲得熱力學(xué)過冷度的大小及凝固過程中的組織粗化密切相關(guān)。為進(jìn)一步提高細(xì)化效果，除精心的設(shè)計合金的化學(xué)成分之外，發(fā)展更有效的凈化技術(shù)是關(guān)鍵，另外探索深過冷技術(shù)與急冷、塑性變形及高壓技術(shù)等相結(jié)合的復(fù)合細(xì)化技術(shù)，可望進(jìn)一步拓寬深過冷直接晶化法制備納米晶的成分范圍。相信通過今后的不懈努力，該技術(shù)將會成為塊狀納米晶制備的又一實用化技術(shù)。 3展望 縱觀納米材料的研究發(fā)展，不難看出，納米材料的推廣應(yīng)用關(guān)鍵在于塊體納米材料的制備，而塊體金屬納米材料制備技術(shù)發(fā)展的主要目標(biāo)則是發(fā)展工藝簡單，產(chǎn)量大適用范圍寬，能獲得樣品界面清潔，無微孔隙

19、的大尺寸納米材料制備技術(shù)。其發(fā)展趨勢則是發(fā)展直接晶化法納米晶制備技術(shù)。 從實用化角度來看，今后一段時間內(nèi)，絕大多數(shù)納米晶樣品的制備仍將以非晶晶化法和機(jī)械合金化法為主，它們發(fā)展的關(guān)鍵是壓制過程的突破。此外在機(jī)械合金化技術(shù)中，尚需進(jìn)一步克服機(jī)械合金化過程中所帶來的雜質(zhì)和應(yīng)力的影響。對于能采用塑性變形等技術(shù)可直接獲得亞微米級晶粒的合金系，拓寬研究系列，研究出與各種合金成分所對應(yīng)的實用穩(wěn)定的塑性變形及熱處理工藝，并全面進(jìn)行該類納米晶材料的性能研究工作是此類技術(shù)走向?qū)嵱玫漠?dāng)務(wù)之急。 從長遠(yuǎn)角度來看，高壓高溫固相淬火、脈沖電流和深過冷直接晶化法以及與之相關(guān)的復(fù)合塊狀納米材料

20、制備技術(shù)及其基礎(chǔ)研究工作，是今后納米材料制備技術(shù)的研究重點。 相信隨著塊狀納米材料制備技術(shù)的不斷研究和發(fā)展，在不遠(yuǎn)的將來會有更多的納米材料問世，并產(chǎn)生巨大的社會、經(jīng)濟(jì)效益。 材料管理論文:氮化物襯底材料管理 寬帶隙的GaN基半導(dǎo)體在短波長發(fā)光二極管、激光器和紫外探測器，以及高溫微電子器件方面顯示出廣闊的應(yīng)用前景；對環(huán)保，其還是很適合于環(huán)保的材料體系。半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展分類所示的若干主要階段，其每個階段均能形成富有特色的產(chǎn)業(yè)鏈。世界各國現(xiàn)在又投入了大量的人力、財力和物力，以期望取得GaN基高功率器件的突破，并且居于此領(lǐng)域的制高點?！暗镆r底材料與半導(dǎo)

21、體照明的應(yīng)用前景”文稿介紹了氮化物襯底材料與半導(dǎo)體照明的應(yīng)用前景的部分內(nèi)容。 GaN、AlN、InN及其合金等材，是作為新材料的GaN系材料。對襯底材料進(jìn)行評價要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是發(fā)展GaN基技術(shù)的重要目標(biāo)。評價襯底材料要綜合考慮襯底與外延膜的晶格匹配、襯底與外延膜的熱膨脹系數(shù)匹配、襯底與外延膜的化學(xué)穩(wěn)定性匹配、材料制備的難易程度及成本的高低的因素。InN的外延襯底材料就現(xiàn)在來講有廣泛應(yīng)用的。自支撐同質(zhì)外延襯底的研制對發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)的氮化物半導(dǎo)體激光器、大功率高亮度半導(dǎo)體照明用LED，以及高功率微波器件等是很重要的?！暗镆r底材料的評價因素及研

22、究與開發(fā)”文稿介紹了氮化物襯底材料的評價因素及研究與開發(fā)的部分內(nèi)容。 氮化物襯底材料與半導(dǎo)體照明的應(yīng)用前景 GaN是直接帶隙的材料，其光躍遷幾率比間接帶隙的高一個數(shù)量級。因此，寬帶隙的GaN基半導(dǎo)體在短波長發(fā)光二極管、激光器和紫外探測器，以及高溫微電子器件方面顯示出廣闊的應(yīng)用前景；對環(huán)保，其還是很適合于環(huán)保的材料體系。 1994年，日本的Nicha公司在GaN/Al2O3上取得突破，1995年，GaN器件第一次實現(xiàn)商品化。1998年，GaN基發(fā)光二極管LED市場規(guī)模為US$5.0億，2000年，市場規(guī)模擴(kuò)大至US$13億。據(jù)權(quán)威專家的預(yù)計，GaN

23、基LED及其所用的Al2O3襯底在國際市場上的市場成長期將達(dá)到50年之久。GaN基LED及其所用的Al2O3襯底具有獨特的優(yōu)異物化性能，并且具有長久耐用性。預(yù)計，2005年GaN基器件的市場規(guī)模將擴(kuò)大至US$30億，GaN基器件所用的Al2O3襯底的市場規(guī)模將擴(kuò)大至US$5億。 半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展分類所示的若干主要階段，其每個階段均能形成富有特色的產(chǎn)業(yè)鏈： （1）第一階段 第一階段（特種照明時代，2005年之前），其中有：儀器儀表指示；金色顯示、室內(nèi)外廣告；交通燈、信號燈、標(biāo)致燈、汽車燈；室內(nèi)長明燈、吊頂燈、變色燈、草坪燈；城市景觀美化的建筑輪廓

24、燈、橋梁、高速公路、隧道導(dǎo)引路燈，等等。 （2）第二階段 第二階段（照明時代，2005~2010年），其中有：CD、DVD、H-DVD光存儲；激光金色顯示；娛樂、條型碼、打印、圖像記錄；醫(yī)用激光；開拓固定照明新領(lǐng)域，衍生出新的照明產(chǎn)業(yè)，為通用照明應(yīng)用打下基礎(chǔ)，等等。 （3）第三階段 第三階段（通用照明時代，2010年之后），包括以上二個階段的應(yīng)用，并且還全面進(jìn)入通用照明市場，占有30~50%的市場份額。 到達(dá)目前為止（處于第一階段，特種照明時代），已紛紛將中、低功率藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)、綠色LED、白光LED、

25、藍(lán)紫色LED等實現(xiàn)了量產(chǎn)，走向了商業(yè)市場。高功率藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和全波段InN-GaN等，將會引發(fā)新的、更加大的商機(jī)，例如，光存儲、光通訊等。實現(xiàn)高功率藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)、激光二極管(LD)和全波段InN-GaN實用化，并且達(dá)到其商品化，這需要合適的襯底材料。因此，GaN材料及器件發(fā)展，需要尋找到與GaN匹配的襯底材料，進(jìn)一步提高外延膜的質(zhì)量。 另外，就基礎(chǔ)研究和中長期計劃考慮，科技發(fā)展越來越需要把不同體系的材料結(jié)合到一起，即稱之為異質(zhì)結(jié)材料。應(yīng)用協(xié)變襯底可以將晶格和熱失配的缺陷局限在襯底上，并且為開辟新的材料體系打下基礎(chǔ)。已提出了多種協(xié)變襯底

26、的制備技術(shù)，例如，自支撐襯底、鍵合和扭曲鍵合、重位晶格過渡層，以及SOI和VTE襯底技術(shù)等。預(yù)計，在今后的10~20年中，大尺寸的、協(xié)變襯底的制備技術(shù)將獲得突破，并且廣泛應(yīng)用于大失配異質(zhì)結(jié)材料生長及其相聯(lián)系的光電子器件制造。 世界各國現(xiàn)在又投入了大量的人力、財力和物力，并且以期望取得GaN基高功率器件的突破，居于此領(lǐng)域的制高點。 氮化物襯底材料的評價因素及研究與開發(fā) GaN、AlN、InN及其合金等材料，是作為新材料的GaN系材料。對襯底材料進(jìn)行評價，要就襯底材料綜合考慮其因素，尋找到更加合適的襯底是作為發(fā)展GaN基技術(shù)的重要目標(biāo)。

27、 一、評價襯底材料綜合考慮因素 評價襯底材料要綜合考慮以下的幾個因素： （1）襯底與外延膜的晶格匹配 襯底材料和外延膜晶格匹配很重要。晶格匹配包含二個內(nèi)容： 外延生長面內(nèi)的晶格匹配，即在生長界面所在平面的某一方向上襯底與外延膜的匹配； 沿襯底表面法線方向上的匹配。 （2）襯底與外延膜的熱膨脹系數(shù)匹配 熱膨脹系數(shù)的匹配也很重要，外延膜與襯底材料在熱膨脹系數(shù)上相差過大不僅可能使外延膜質(zhì)量下降，還會在器件工作過程中，由于發(fā)熱而造成器件的損壞。 （3）襯底與外延膜的化學(xué)穩(wěn)定

28、性匹配 襯底材料需要有相當(dāng)好的化學(xué)穩(wěn)定性，不能因為與外延膜的化學(xué)反應(yīng)使外延膜質(zhì)量下降。 （4）材料制備的難易程度及成本的高低 考慮到產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要，襯底材料的制備要求簡潔，而且其成本不宜很高。 二、InN的外延襯底材料的研究與開發(fā) InN的外延襯底材料就現(xiàn)在來講有廣泛應(yīng)用的，其中有：InN；α－Al2O3(0001)；6H-SiC；MgAl2O4(111)；LiAlO2和LiGaO2；MgO；Si；GaAs(111)等。 Ⅲ-Ⅴ族化合物，例如，GaN、AlN、InN，這些材料都有二種結(jié)晶形式：一種

29、是立方晶系的閃鋅礦結(jié)構(gòu)，而另一種是六方晶系的纖鋅礦結(jié)構(gòu)。以藍(lán)光輻射為中心形成研究熱點的是纖鋅礦結(jié)構(gòu)的氮化鎵、氮化鋁、氮化銦，而且主要是氮化鎵、氮化鋁、氮化銦的固溶體。這些材料的禁帶是直接躍遷型，因而有很高的量子效率。用氮化鎵、氮化鋁、氮化銦這三種材料按不同組份和比例生成的固溶體，其禁帶寬度可在2.2eV到6.2eV之間變化。這樣，用這些固溶體制造發(fā)光器件，是光電集成材料和器件發(fā)展的方向。 （1）InN和GaN 因為異質(zhì)外延氮化物薄膜通常帶來大量的缺陷，缺陷損害了器件的性能。與GaN一樣，如果能在InN上進(jìn)行同質(zhì)外延生長，可以大大減少缺陷，那么器件的性能就有巨大的

30、飛躍。 自支撐同質(zhì)外延GaN,AlN和AlGaN襯底是目前最有可能首先獲得實際應(yīng)用的襯底材料。 （2）藍(lán)寶石(α-Al2O3)和6H-SiC α-Al2O3單晶，即藍(lán)寶石晶體。(0001)面藍(lán)寶石是目前最常用的InN的外延襯底材料。其匹配方向為：InN(001)//α－Al2O3(001),InN[110]//α－Al2O3[100][11,12]。因為襯底表面在薄膜生長前的氮化中變?yōu)锳lON,InN繞α－Al2O3(0001)襯底的六面形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)30，這樣其失匹配度就比原來的29%稍有減少。雖然(0001)面藍(lán)寶石與InN晶格的失配率高達(dá)2

31、5%，但是由于其六方對稱，熔點為2050℃，最高工作溫度可達(dá)1900℃，具有良好的高溫穩(wěn)定性和機(jī)械力學(xué)性能，加之對其研究較多，生產(chǎn)技術(shù)較為成熟，而且價格便宜，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最為廣泛的襯底材料。 6H-SiC作為襯底材料應(yīng)用的廣泛程度僅次于藍(lán)寶石。同藍(lán)寶石相比，6H-SiC與InN外延膜的晶格匹配得到改善。此外，6H-SiC具有藍(lán)色發(fā)光特性，而且為低阻材料，可以制作電極，這就使器件在包裝前對外延膜進(jìn)行完全測試成為可能，因而增強(qiáng)了6H-SiC作為襯底材料的競爭力。又由于6H-SiC的層狀結(jié)構(gòu)易于解理，襯底與外延膜之間可以獲得高質(zhì)量的解理面，這將大大簡化器件的結(jié)構(gòu)；但是同時由于其層狀

32、結(jié)構(gòu)，在襯底的表面常有給外延膜引入大量的缺陷的臺階出現(xiàn)。 （3）鎂鋁尖晶石(MgAl2O4) MgAl2O4晶體，即鋁酸鎂晶體。MgAl2O4晶體是高熔點(2130℃)、高硬度（莫氏8級）的晶體材料，屬面心立方晶系，空間群為Fd3m,晶格常數(shù)為0.8085nm。MgAl2O4晶體是優(yōu)良的傳聲介質(zhì)材料，在微波段的聲衰減低，用MgAl2O4晶體制作的微波延遲線插入損耗小。MgAl2O4晶體與Si的晶格匹配性能好，其膨脹系數(shù)也與Si相近，因而外延Si膜的形變扭曲小，制作的大規(guī)模超高速集成電路速度比用藍(lán)寶石制作的速度要快。此外，國外又用MgAl2O4晶體作超導(dǎo)材料，有很

33、好的效果。近年來，對MgAl2O4晶體用于GaN的外延襯底材料研究較多。由于MgAl2O4晶體具有良好的晶格匹配和熱膨脹匹配，(111)面MgAl2O4晶體與GaN晶格的失配率為9%，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，以及良好的機(jī)械力學(xué)性能等優(yōu)點，MgAl2O4晶體目前是GaN較為合適的襯底材料之一，已在MgAl2O4基片上成功地外延出高質(zhì)量的GaN膜，并且已研制成功藍(lán)光LED和LD。此外，MgAl2O4襯底最吸引人之處在于可以通過解理的方法獲得激光腔面。 在前面的研究基礎(chǔ)上，近來把MgAl2O4晶體用作InN的外延襯底材料的研究也陸續(xù)見之于文獻(xiàn)報道。其之間的匹配方向為：InN(

34、001)//MgAl2O4(111)，InN[110]//MgAl2O4[100]，InN繞MgAl2O4(111)襯底的四方、六方形格子結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)30。研究表明(111)面MgAl2O4晶體與InN晶格的失配率為15%，晶格匹配性能要大大優(yōu)于藍(lán)寶石，(0001)面藍(lán)寶石與InN晶格的失配率高達(dá)25%。而且，如果位于頂層氧原子層下面的鎂原子占據(jù)有效的配位晶格位置，以及氧格位，那么這樣可以有希望將晶格失配率進(jìn)一步降低至7%，這個數(shù)字要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于藍(lán)寶石。所以MgAl2O4晶體是很有發(fā)展?jié)摿Φ腎nN的外延襯底材料。 （4）LiAlO2和LiGaO2 以往的研究是把LiAl

35、O2和LiGaO2用作GaN的外延襯底材料。LiAlO2和LiGaO2與GaN的外延膜的失配度相當(dāng)小，這使得LiAlO2和LiGaO2成為相當(dāng)合適的GaN的外延襯底材料。同時LiGaO2作為GaN的外延襯底材料,還有其獨到的優(yōu)點：外延生長GaN后，LiGaO2襯底可以被腐蝕，剩下GaN外延膜，這將極大地方便了器件的制作。但是由于LiGaO2晶體中的鋰離子很活潑，在普通的外延生長條件下（例如，MOCVD法的化學(xué)氣氛和生長溫度）不能穩(wěn)定存在，故其單晶作為GaN的外延襯底材料還有待于進(jìn)一步研究。而且在目前也很少把LiAlO2和LiGaO2用作InN的外延襯底材料。 （5）MgO

36、 MgO晶體屬立方晶系，是NaCl型結(jié)構(gòu)，熔點為2800℃。因為MgO晶體在MOCVD氣氛中不夠穩(wěn)定，所以對其使用少，特別是對于熔點和生長溫度更高的InN薄膜。 （6）GaAs GaAs(111)也是目前生長InN薄膜的襯底材料。襯底的氮化溫度低于700℃時，生長InN薄膜的厚度小于0.05μm時，InN薄膜為立方結(jié)構(gòu)，當(dāng)生長InN薄膜的厚度超過0.2μm時，立方結(jié)構(gòu)消失，全部轉(zhuǎn)變?yōu)榱浇Y(jié)構(gòu)的InN薄膜。InN薄膜在GaAs(111)襯底上的核化方式與在α－Al2O3(001)襯底上的情況有非常大的差別，InN薄膜在GaAs(111)襯底上的核化方式?jīng)]

37、有在白寶石襯底上生長InN薄膜時出現(xiàn)的柱狀、纖維狀結(jié)構(gòu)，表面上顯現(xiàn)為非常平整。 （7）Si 單晶Si，是應(yīng)用很廣的半導(dǎo)體材料。以Si作為InN襯底材料是很引起注意的，因為有可能將InN基器件與Si器件集成。此外，Si技術(shù)在半導(dǎo)體工業(yè)中已相當(dāng)?shù)某墒??？梢韵胂?，如果在Si的襯底上能生長出器件質(zhì)量的InN外延膜，這樣則將大大簡化InN基器件的制作工藝，減小器件的大小。 （8）ZrB2 ZrB2是2001年日本科學(xué)家首次提出用于氮化物外延新型襯底。ZrB2與氮化物晶格匹配，而且其具有匹配的熱膨脹系數(shù)和高的電導(dǎo)率。主要用助熔劑法和浮區(qū)法生長

38、。 自支撐同質(zhì)外延襯底的研制對發(fā)展自主知識產(chǎn)權(quán)的氮化物半導(dǎo)體激光器、大功率高亮度半導(dǎo)體照明用LED，以及高功率微波器件等是很重要的。 材料管理論文:水泥防水材料管理 摘要：隨著人們環(huán)境保護(hù)意識的逐步提高，無機(jī)環(huán)保型防水材料應(yīng)用范圍越來越廣，“水泥基滲透結(jié)晶型防水材料”已逐漸成為地下混凝土結(jié)構(gòu)防水堵漏工程的主要新型防水材料。國家主管部門為提高各地對該產(chǎn)品的認(rèn)識，加速產(chǎn)品的市場推廣應(yīng)用，于二00二年頒布了國標(biāo)GB18445-2001，同年，為適應(yīng)工程需要，又在國標(biāo)GB50208-2002《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》中明確了驗收標(biāo)準(zhǔn)，這對水泥基滲透結(jié)晶型防

39、水材料的廣泛應(yīng)用起到了很好的推動作用。然而行業(yè)內(nèi)還是存在一些不同的觀點：有的認(rèn)為混凝土本身具備自我抗?jié)B能力，何必用這種滲透結(jié)晶型材料；有的感到此材料主要應(yīng)用于地鐵、隧道等大型項目，一般民用建筑采用滲透結(jié)晶型材料有些大材小用；有的對滲透深度和防水作用表示懷疑；也有的認(rèn)為這類材料只適用于防水，不適用于堵漏工程等等。 關(guān)鍵詞：水泥滲透；結(jié)晶型防水材料應(yīng)用范圍 一、要發(fā)揮防水材料防水和堵漏的共用性 滲透結(jié)晶型防水材料屬于剛性防水材料，它具有其它材料難以比擬的二次抗?jié)B性以及與結(jié)構(gòu)的相融性。眾所周知，混凝土結(jié)構(gòu)最大的缺點就是開裂，結(jié)構(gòu)的開裂就會帶來滲漏，特別

40、是地下工程，由于長期處于地下水的侵蝕和包圍中，一旦開裂，滲漏特別嚴(yán)重?，F(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)施工通過添加外加劑雖然能有效地控制結(jié)構(gòu)前期的開裂，但是，結(jié)構(gòu)在振動荷載、失水和降溫引起的沉降、干縮和老化作用下產(chǎn)生的開裂滲漏是不能預(yù)期的，而防水的目的應(yīng)該是針對結(jié)構(gòu)后期開裂帶來的滲漏，是一種預(yù)防性的措施，也就是說，怎樣預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)因不確定因素造成的開裂滲漏才是防水施工具有的實際意義。而因施工等原因造成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)、鋼筋孔產(chǎn)生的滲漏水現(xiàn)象，在結(jié)構(gòu)形成的初期滲漏就開始了，這時的治理被習(xí)慣性稱為堵漏施工。無論是防水還是堵漏施工都要對結(jié)構(gòu)起到補(bǔ)強(qiáng)的作用，只有結(jié)構(gòu)得到了補(bǔ)強(qiáng)，才能延緩滲漏的再次發(fā)生。 不

41、妨舉個實例，在浙江某會展中心的地下外墻防水施工中，因混凝土結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)一些問題，基面蜂窩狀情況比較嚴(yán)重，要返工事實上不太可能。施工單位在征得甲方、設(shè)計、監(jiān)理等各方面認(rèn)可后，果斷采用“水泥基滲透結(jié)晶型防水材料”做地下外墻防水施工，設(shè)計每平方米用料2公斤，需要處理的基面，先采用堵漏的方式進(jìn)行修復(fù)，再在基面表層做防水涂層，這樣做既加強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，也大大提高了結(jié)構(gòu)表層的抗裂抗?jié)B作用，使該項目順利通過了土建結(jié)構(gòu)的質(zhì)量驗收。 由于防水涂層的堅固，能有效封住結(jié)構(gòu)基面微小開裂帶來的滲漏。因此防水涂層的加強(qiáng)，不僅能增加水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的水化反應(yīng)空間，同時，也能確保防水涂層中有充足

42、的活性水化反應(yīng)物質(zhì)來增加對混凝土結(jié)構(gòu)的滲透結(jié)晶，對混凝土結(jié)構(gòu)能直接起到補(bǔ)強(qiáng)的作用，這是聚氨脂涂料或其它防水材料所無法達(dá)到的良好效果。 任何事物都有它的兩面性，水泥基滲透結(jié)晶型防水材料的防水原理其實不復(fù)雜，但如果缺少防水涂層的作用，滲透結(jié)晶物就吃不住高水壓穿透，更抗不住結(jié)構(gòu)開裂。反之，沒有在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的滲透結(jié)晶物，防水涂層再堅固，但缺少了抗水的密實度，照樣要漏水。同樣道理，在堵漏施工中，對滲漏結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)也就是做好堵漏施工的關(guān)鍵。筆者對防水和堵漏的概念是：防水是前期的措施后期的堵漏，堵漏是前期的手段后期的防水，只有把防和堵有機(jī)的結(jié)合起來，才能提高整體建筑工程的質(zhì)量。

43、 二、只有提高防水涂層的質(zhì)量，才能達(dá)到真正的防水目的 水泥基滲漏結(jié)晶型防水材料的抗?jié)B防水作用是顯著的，但如何真正有效地發(fā)揮滲透結(jié)晶的作用，卻有待重新認(rèn)識。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，試塊在涂刷防水材料后的抗?jié)B壓力為1.2MPa，經(jīng)過28天的養(yǎng)護(hù)，二次抗?jié)B壓力要求達(dá)到0.8MPa，以此類推，再過28天的三次抗?jié)B壓力是否更小，那么若干次后的抗?jié)B能力呢？這和抗折抗壓強(qiáng)度正好相反，這是否說明滲透結(jié)晶型防水材料每次抗?jié)B能力的遞減，隨著時間的加長其防水能力也在衰退呢？其實不然。試驗室里的測試數(shù)據(jù)，和實際工程運用情況往往是有一定差異的?！八嗷鶟B透結(jié)晶型防水材料”因其活性化學(xué)物質(zhì)滲透結(jié)晶的特性，隨著時

44、間的推移，它的防水效果反而會越來越好，這一點，已經(jīng)被大量工程實例所證實。當(dāng)然，如果混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量好，在正常沒有滲水的混凝土結(jié)構(gòu)基面上，用任何防水材料作防水施工表面效果都會是不錯的。但一旦結(jié)構(gòu)開裂帶來滲漏，那么防水施工所帶來的實際意義到底有多大？因此，只有把防水材料的施工確定在提高涂層的防水質(zhì)量上，結(jié)合結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)，才能達(dá)到真正的防水目的。 要提高涂層的防水質(zhì)量，確定每平方米多少材料用量其實也是做好防水施工的關(guān)鍵，特別是水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，存在著一個水化反應(yīng)空間問題，也就是說，防水材料用量越多，防水涂層越厚，水化反應(yīng)空間也就越大。反之則越小，有限的水化反應(yīng)空間，要催化更多的

45、活性化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生更多的滲透結(jié)晶也是有限的。所以我們必須強(qiáng)調(diào)，涂層厚度按國標(biāo)要大于0.8㎜，一般不超過2㎜，其間關(guān)鍵是和成本控制形成一個最恰當(dāng)?shù)谋壤? 無論是何種原因產(chǎn)生的滲漏，都是因為這個部位就是該結(jié)構(gòu)的缺陷處，常規(guī)的用聚氨酯壓漿的堵漏施工，它的施工方法不可能增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)，只是維持了結(jié)構(gòu)原來的破壞狀態(tài)，再說聚氨酯的聚化物長期浸泡在水中會逐漸變成糊狀物而失去抗水性，一旦表層封堵結(jié)構(gòu)裂開就喪失了堵漏的作用。因此，提高防水涂層的質(zhì)量就顯得更為重要了。 還是舉個實例，在南京地鐵三山街站站臺層底板裂縫的堵漏施工中，施工單位只用滲透結(jié)晶型防水材料進(jìn)行實堵，該站站臺層底板開

46、裂縫寬有1毫米左右，屬嚴(yán)重的貫穿滲水縫，施工中先開鑿堵漏槽，規(guī)格為1012厘米的“U”形狀，在槽內(nèi)用速凝型材料干粉來進(jìn)行吸水初堵，止水后用比槽相應(yīng)寬的鋼絲網(wǎng)片緊貼堵漏材料，再用緩凝型材料進(jìn)行精堵至接近槽口剩2～3毫米，然后再用比槽口兩邊各寬3厘米的鋼絲網(wǎng)片罩住槽面，用“水泥基滲透結(jié)晶型防水材料”做防水涂層抹平覆蓋住鋼絲網(wǎng)片。這樣的施工其特點在于：首先，滲透結(jié)晶型防水材料的自膨脹率一般在0.24～0.79之間，10厘米寬的堵漏結(jié)構(gòu)其膨脹值大約1毫米左右，能有效地補(bǔ)償?shù)装彘_裂縫微小的再張開，下層的“U”型鋼絲網(wǎng)片在裂縫再張開的過程中起緩沖作用，上層的網(wǎng)片是防止今后地鐵在運行中的震動把堵漏結(jié)構(gòu)震裂，

47、其實都是為加強(qiáng)堵漏結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力來確保堵 漏結(jié)構(gòu)的完整，以封堵住底板的漏水，再加上表層的防水涂層的抗?jié)B作用，可以說是萬無一失了。這雖然是個特例，至少可以說明，無論是混凝土結(jié)構(gòu)防水還是堵漏，都是在混凝土結(jié)構(gòu)表層起到一個防擋水的作用。要想真正達(dá)到防水目的，就必須提高防水涂層的質(zhì)量，“水泥基滲透結(jié)晶型防水材料”由于施工簡單而往往容易使施工人員忽視這個問題，這在施工過程中應(yīng)該引起我們的重視。 三、水是決定滲透結(jié)晶深度的主要因素。 混凝土結(jié)構(gòu)的裂滲是個世界性的問題，許多發(fā)達(dá)國家雖然解決了結(jié)構(gòu)前期的毛孔滲水問題，但終究解決不了結(jié)構(gòu)的開裂帶來的滲漏。結(jié)構(gòu)的開裂就

48、象人患了癌癥，現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)水平雖不能根治，但能延長人的壽命?，F(xiàn)在的防水技術(shù)也一樣，防水材料雖不能根治混凝土結(jié)構(gòu)的開裂，但最起碼要有延緩結(jié)構(gòu)開裂、防擋因開裂帶來滲漏水的作用。 滲透結(jié)晶對防水到底有多大作用，在防水界尚有爭論，通過幾萬倍的電子顯微鏡看到在混凝土結(jié)構(gòu)中存在的晶體有多大的抗水作用，也許還不好評價，至于說通過長期的養(yǎng)護(hù)，結(jié)晶體能滲透到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部十幾毫米或幾十毫米甚至更多，到底滲透多深，廠家都比較含糊其辭。其實普通水泥通過水化反應(yīng)本身就有結(jié)晶體生成，特別是現(xiàn)在應(yīng)用較多的外加劑，都能通過水的作用催化水泥產(chǎn)生更多結(jié)晶體。 水泥基滲透結(jié)晶型防水材料確實能產(chǎn)生大量

49、結(jié)晶，但滲透的深度還受條件限制，受到地下水酸堿度的影響，更受混凝土結(jié)構(gòu)毛孔分布結(jié)構(gòu)的影響，因為混凝土結(jié)構(gòu)中的毛孔是由水泥漿包裹砂粒，水泥沙漿包裹石子的網(wǎng)格狀錯迭結(jié)構(gòu)。根據(jù)我們的研究和分析，只要水通過混凝土結(jié)構(gòu)防水表層對結(jié)構(gòu)的侵淫有多深，那么結(jié)晶體的滲透就可能有多深。好比蜂窩結(jié)構(gòu)、開裂縫造成的滲水，滲透結(jié)晶是根據(jù)水的回流來決定的，水在流動過程中碰上防水涂層產(chǎn)生回流，把防水涂層中的有效活性化學(xué)物質(zhì)帶到了內(nèi)部與結(jié)構(gòu)內(nèi)部的游離子反應(yīng)生成結(jié)晶物。因此，水的回流有多深那么結(jié)晶體的形成也應(yīng)該有多深，多棱柱狀的結(jié)晶體在毛孔和開裂縫內(nèi)形成團(tuán)狀結(jié)晶體，吸附在孔縫壁間吸水膨脹，起到止水的作用。在無水狀態(tài)下，防水涂層

50、中的結(jié)晶體就不太可能會被激化滲透（碳激化的類似產(chǎn)品除外）。這也是為什么滲透結(jié)晶型防水材料，在施工過程中必須先把混凝土基面濕潤的主要原因。所以說防水涂層所產(chǎn)生的結(jié)晶，部分通過水對結(jié)構(gòu)表層的侵淫式回流滲透到了結(jié)構(gòu)表層內(nèi)部毛孔中，充實了毛孔中的結(jié)晶含量使結(jié)構(gòu)表層更加密實，而大量結(jié)晶體則停留在涂層毛孔中吸水膨脹密實防水涂層。這種防水效果，絕對不是混凝土自防水所能達(dá)到的。 滲透結(jié)晶型防水材料，其防水理念針對的是混凝土結(jié)構(gòu)一貫的病害特征，具有綜合性的治理作用，既適合防水同時也適合堵漏，它的推廣應(yīng)用把防水和堵漏提升到了同一個概念。由于大量結(jié)晶很快就能產(chǎn)生，因此活性化學(xué)物對結(jié)構(gòu)內(nèi)部的侵淫也在很

51、短的時間內(nèi)就產(chǎn)生了。一般的防水材料在結(jié)構(gòu)表層結(jié)晶的致密度要過28天才起抗水作用，而“滲透結(jié)晶型防水材料”在結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)晶的致密度15天后就起到抗水作用，它的早強(qiáng)能夠適應(yīng)低溫寒流氣候的施工而不影響施工效果，亦無需太多養(yǎng)護(hù)。 實踐證明“水泥基滲透結(jié)晶型防水材料”在地下工程中的防水抗?jié)B性能雖不至于神乎其神，但卻優(yōu)于普通防水材料，已是一個不爭的事實。據(jù)2002年6月4日《房地產(chǎn)時報》報道：“水泥基滲透結(jié)晶型防水材料，過去一直被大量應(yīng)用在地鐵、隧道、橋梁和各類地下建筑防水工程。最近，該材料應(yīng)用到住宅小區(qū)的防滲堵漏，收到良好效果?！笨梢娝膽?yīng)用范圍已變得越來越廣泛。 材料管理

52、論文:戴爾電腦原材料管理戰(zhàn)略 摘要：通過對DELL公司成功運用原材料管理戰(zhàn)略的案例分析,介紹了其在原材料采購、供應(yīng)商選擇、原材料庫存以及分配環(huán)節(jié)所采用的戰(zhàn)略，以及強(qiáng)調(diào)了信息系統(tǒng)在DELL整個原材料管理過程中的重要作用。指出了原材料管理在21世紀(jì)全球化供應(yīng)鏈管理中的巨大作用。 關(guān)鍵詞：原材料管理戰(zhàn)略；電子VMI與JIT結(jié)合管理技術(shù)；趨零庫存；看板管理 1案例介紹 DELL作為目前全球在個人電腦和服務(wù)器市場領(lǐng)先的電腦公司，其競爭優(yōu)勢之一在于其在全行業(yè)中最低的成本結(jié)構(gòu)，而此成本結(jié)構(gòu)部分得益于DELL的原材料管理戰(zhàn)略。 DEL

53、L建立了完整的信息系統(tǒng)貫穿于整個原材料管理始終，最終目標(biāo)是除了正在供應(yīng)商和DELL公司之間運送的原配件外，把所有的原料存貨剔除供應(yīng)鏈，使原配件不經(jīng)過庫存直接分配到生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)，有效地以信息代替庫存。同時其互聯(lián)網(wǎng)上訂貨和采購供應(yīng)系統(tǒng)也使公司做到了需求和供給同步，通過平衡供需將額外過時的存貨最小化，為DELL帶來了巨大的成本優(yōu)勢。而對于原材料供應(yīng)商，DELL通過與其共享關(guān)鍵數(shù)據(jù)，使他們能把握原配件需求趨勢的最新信息，并自主預(yù)測和提供恰好滿足DELL需求數(shù)量和質(zhì)量的原配件。 2案例分析 在DELL直銷模式的背后是其出色的供應(yīng)鏈管理，而其成功的供應(yīng)鏈管理又起源于其獨特的

54、原材料管理戰(zhàn)略： 2.1原材料采購戰(zhàn)略 2.1.1電子VMI與JIT相結(jié)合的管理技術(shù) DELL公司前期原材料采購戰(zhàn)略選擇的是ERP管理技術(shù)，本是希望以此來整合外部資源，但實踐證明ERP無法幫助公司來實現(xiàn)這個目標(biāo)，于是公司轉(zhuǎn)向了VMI與JIT相結(jié)合的原材料采購管理技術(shù)。 VMI與JIT相結(jié)合的原材料采購技術(shù)的具體流程是：首先通過建立供應(yīng)鏈的信息平臺，利用信息系統(tǒng)來接受客戶訂單；然后通過供應(yīng)鏈的管理平臺將各個訂單的消息傳遞給各個原配件供應(yīng)商；同時，DELL進(jìn)行及時的需求預(yù)測，每天三次將最新的預(yù)測結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)提供給核心供應(yīng)商，通知他們所

55、需配件的相關(guān)信息，而供應(yīng)商即可根據(jù)預(yù)測的結(jié)果及時組織相應(yīng)的生產(chǎn)并迅速組織運貨到裝配廠，從而保證DELL的生產(chǎn)。在此過程中，DELL為了保證原材料的供應(yīng)速度，其整個流程都是通過互聯(lián)網(wǎng)或其他電子設(shè)備來進(jìn)行的，因此說其采取的管理技術(shù)是電子VMI與JIT相結(jié)合的技術(shù)。 DELL在原材料采購上采用此種技術(shù)，不僅可以靈敏的響應(yīng)市場需求變化，有利于實現(xiàn)零配件的趨零庫存；同時能使DELL將庫存負(fù)擔(dān)，原配件的進(jìn)貨與配送負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移給供應(yīng)商，從而減少了庫存風(fēng)險以及原配件的存儲成本；同時采用電子化的采購管理技術(shù)，有利于擴(kuò)大采購市場的范圍，縮短了供需距離，簡化了采購手續(xù)，縮短了采購時間，減少了采購成本，進(jìn)

56、而提高了工作效率。 然而在實際操作的過程中，該管理技術(shù)仍存在一些風(fēng)險和不足：首先這樣的管理技術(shù)對企業(yè)的信息系統(tǒng)以及供應(yīng)商的業(yè)務(wù)運作要求特別高；其次由于這樣的原材料采購技術(shù)是小批量，多頻次的采購，因此難以享受數(shù)量折扣，且采購次數(shù)過多，勢必加大采購成本；再就是由于采取趨零庫存，公司沒有可供緩沖的原材料的存貨，那么一旦遭遇管理、網(wǎng)絡(luò)或其他的差錯，就可能導(dǎo)致生產(chǎn)的中斷和損失。 針對以上這些弊端，DELL在采購批量、供應(yīng)商的選擇以及防范由于沒有緩沖庫存造成的中斷問題上作出了相應(yīng)的調(diào)整，選擇了合理的應(yīng)對戰(zhàn)略，通過以下三個戰(zhàn)略的配合，更好的控制了因采用電子VMI和JIT相結(jié)合

57、的管理技術(shù)所帶來的風(fēng)險，彌補(bǔ)了其弊端，保證了生產(chǎn)的及時準(zhǔn)確執(zhí)行。 2.1.2總量定購批量折扣戰(zhàn)略 由于DELL實行原材料的趨零庫存，因此就無法通過實行大規(guī)模采購原材料來享受批量折扣，取而代之的是小規(guī)模多頻次的采購。DELL為了應(yīng)對此種小規(guī)模多頻次采購帶來的采購成本上升問題，制定出了總量定購到達(dá)策略，即向供應(yīng)商承諾一個年度原材料采購總額，以此總額來獲得一個總批量折扣。此樣的話不僅可以避免采購成本的上升，同時還有利于與供應(yīng)商保持“長期合作”的關(guān)系。2.1.3原配件供應(yīng)商選擇戰(zhàn)略－雙贏戰(zhàn)略 對于供應(yīng)商，DELL不僅要求他們具有很強(qiáng)的研發(fā)、制造、財務(wù)及品

58、質(zhì)、成本控制能力，能響應(yīng)DELL快速的節(jié)奏；同時還要求他們具有寬廣的眼界，廣泛的客戶，從而能跟市場保持很密切地聯(lián)系。不僅如此，DELL還對供應(yīng)商設(shè)立了專門的評估小組測評每個供應(yīng)商在成本、技術(shù)、服務(wù)等方面的表現(xiàn)，并每天將評比的分?jǐn)?shù)公布在網(wǎng)上，使供應(yīng)商能及時改進(jìn)不足，得到進(jìn)步和發(fā)展。 2.1.4信息替代庫存戰(zhàn)略以及平衡供需戰(zhàn)略 DELL的小批量原材料采購，實現(xiàn)了原材料的趨零庫存，但同時也易造成由于沒有緩沖庫存導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷以及供需失衡的風(fēng)險。為了解決這個問題，DELL選取了信息替代庫存的戰(zhàn)略，即通過設(shè)置專門的組織，利用高效的信息系統(tǒng)來收集全球電腦零部件供應(yīng)方面的可能

59、突發(fā)事件，并對其可能發(fā)生的時間、程度以及導(dǎo)致的具體情況進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測，以預(yù)測來防范風(fēng)險。同時DELL還配合了平衡供需戰(zhàn)略，當(dāng)原材料采購供應(yīng)系統(tǒng)不能滿足網(wǎng)上訂貨時，其會暫時以低價提供過時的或額外的其他相似材料來操縱需求，以此調(diào)整供給和需求之間的平衡。 2.2原材料庫存管理戰(zhàn)略 DELL原材料采取趨零庫存戰(zhàn)略,在其生產(chǎn)工廠里頂多保存供8小時生產(chǎn)使用的零部件存貨，所有訂單的整個生產(chǎn)流程也絕對不超過3天。趨零庫存戰(zhàn)略有利于節(jié)約原材料的存儲空間及成本，但是此種庫存戰(zhàn)略對于DELL本身以及其供應(yīng)商的人員都提出了很高的要求；且由于此種戰(zhàn)略原材料停留時間很短，就要求供應(yīng)商能對生

60、產(chǎn)需求做出快速的響應(yīng)，同時要保障高供應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量的可靠度；再就是此種戰(zhàn)略，要求DELL必須保證最低的生產(chǎn)機(jī)器故障率和設(shè)備更換時間，對每道工序都要進(jìn)行質(zhì)量檢查，只有這樣才能保證生產(chǎn)的流暢。 2.3原材料分配管理戰(zhàn)略 由于DELL采用接單后生產(chǎn)(build-to-order)及準(zhǔn)時化(just-in-time)的生產(chǎn)方式,其裝配車間不設(shè)置任何倉儲空間,因此原配件是直接送到裝配線上的，并通過“看板管理”技術(shù)在供應(yīng)鏈的各環(huán)節(jié)上進(jìn)行分配。即根據(jù)客戶需求的產(chǎn)品分析每種原材料在各個工序的分配，然后由原材料各個工序到生產(chǎn)線工作臺附近的隨需庫存點領(lǐng)取，并向供應(yīng)商下達(dá)各原材料的供應(yīng)指

61、令。這種看板分配原材料的方式，可以保證DELL只采購和分配各產(chǎn)品所需數(shù)量的原材料、不多給，同時上游環(huán)節(jié)會嚴(yán)格控制質(zhì)量，不將不良的原材料提供給各工序，嚴(yán)格控制數(shù)量和質(zhì)量，防止了原材料的浪費，有利于實現(xiàn)均衡生產(chǎn)，保持原材料的周轉(zhuǎn)速度，實現(xiàn)趨零庫存。 3結(jié)語 通過對上述DELL原材料管理戰(zhàn)略案例的分析可知，DELL通過采用電子VMI與JIT相結(jié)合的原料采購戰(zhàn)略，配合上供應(yīng)商選擇的雙贏戰(zhàn)略、總量定購批量折扣戰(zhàn)略以及存貨剔除合平衡供需戰(zhàn)略，不僅實現(xiàn)了趨零庫存，節(jié)約了采購成本，保證了原料采購的質(zhì)量和效率，同時也彌補(bǔ)了在實際運行中，因采用電子VMI和JIT相結(jié)合的管理技術(shù)的不

62、足，保證了生產(chǎn)的及時準(zhǔn)確執(zhí)行。且看板管理在原材料分配中的運用，嚴(yán)格控制了原料分配的數(shù)量和質(zhì)量，也有利于節(jié)約成本。由此可看出DELL高效的原材料管理戰(zhàn)略，以及貫穿其中的先進(jìn)的信息技術(shù)，造就了DELL在整個行業(yè)中的低成本結(jié)構(gòu)，賦予了DELL無可比擬的競爭優(yōu)勢。 材料管理論文:公路工程項目材料管理探究 摘要：公路工程項目的材料管理涉及采購、組織供應(yīng)、檢查驗收以及使用等多個環(huán)節(jié)，是一項需要貫穿項目全程的管理工作。然而，實際的工程項目中這方面的工作卻普遍沒有做到位，采購成本偏高、材料領(lǐng)用隨意等現(xiàn)象普遍存在，對公路工程的質(zhì)量與效益均產(chǎn)生了不良影響。為了盡可能的避免上述情況，具體

63、項目中就要注重改進(jìn)材料管理工作，為實現(xiàn)工程效益最大化奠定基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：公路工程；材料管理；現(xiàn)狀；改進(jìn)對策 1前言 對于公路工程而言，材料管理不僅在工程管理工作中占據(jù)重要地位，同時還是影響工程質(zhì)量的最關(guān)鍵因素之一。所以，項目建設(shè)的過程中必須要在明確材料管理的意義及作用的基礎(chǔ)上，總結(jié)以往的工作經(jīng)驗，找出當(dāng)前的不足并加以改進(jìn)。 2當(dāng)前材料管理工作中的不足 結(jié)合我國公路工程目前的建設(shè)情況來講，材料管理工作方面存在的主要問題有：第一，材料計劃沒有得到充分重視。這種情況表現(xiàn)為計劃管理工作不全面，導(dǎo)致的后果包括工程材料不符合要

64、求、超儲積壓、停工請料等，可給工程帶來巨大的窩工損失。第二，現(xiàn)場管理不到位。雖然公路工程項目部大多都建立了規(guī)范材料領(lǐng)用的制度，但在具體執(zhí)行的過程中，很多要求卻并未真正落實到位，表現(xiàn)為“領(lǐng)料有數(shù)但余料卻沒有回收”、材料浪費現(xiàn)象普遍等。還有的工程中過分強(qiáng)調(diào)產(chǎn)出值，但卻沒有進(jìn)行科學(xué)的下料計算，致使損耗率過高。再加上看管工作存在疏漏，工程材料遺失的幾率較高。第三，成本核算不規(guī)范。不少工程中進(jìn)行的成本核算工作都浮于表面，原因在于考核沒有和獎懲措施結(jié)合起來，致使考核起不到實質(zhì)的約束作用。這種情況是管理制度未得到規(guī)范執(zhí)行的表現(xiàn)，對工程成本的影響十分顯著。由于成本超支和自身經(jīng)濟(jì)利益沒有直接關(guān)系，管理人員在工作

65、中就會比較松懈，甚至有的人對成本的實際情況根本就不了解，在進(jìn)度沒有明顯滯后的情況下，他們就錯誤的認(rèn)為一切正常。這種情況使得成本超支情況無法被及時發(fā)現(xiàn)，部分項目甚至直至最終結(jié)算時才意識到了虧損。第四，成本控制意識薄弱。成本控制是工程管理中的一項重要工作，關(guān)系到實際成本的高低。然而，真正負(fù)責(zé)此項工作的項目部卻大多沒有按照工程企業(yè)的要求落實“先算后做”，而是經(jīng)常違反規(guī)定按照“邊干邊算”的模式推進(jìn)，甚至還有的項目采取“干了再算”的模式。另外再加上責(zé)任權(quán)限不清，管理工作的秩序難以保障，致使明知成本虧損也無法確定原因。第五，管理人員能力水平及素質(zhì)都需要提升。很多工程中負(fù)責(zé)此項工作的人員綜合水平都比較低，經(jīng)

66、常是“有經(jīng)驗的無學(xué)歷”、“有學(xué)歷的經(jīng)驗不足”。這樣的管理隊伍無法與材料管理工作的要求相適應(yīng)，并且，由于缺乏激勵措施，管理人員在工作中往往都缺乏責(zé)任心。 3公路工程項目材料管理工作的改進(jìn)建議 3.1采購環(huán)節(jié) 采購是影響材料成本的關(guān)鍵，所以，要想實現(xiàn)材料成本的有效控制，就必須要給予采購環(huán)節(jié)充分重視，并通過相應(yīng)措施來達(dá)到采購控制的目的。對此，本文建議采取下述措施。一、保證物資計劃合理。物資計劃是采購的重要依據(jù)，如果該項計劃不合理，采購也會受到影響。所以，采購環(huán)節(jié)中必須重視對物資計劃的合理性進(jìn)行確認(rèn)。在進(jìn)行該項計劃的編制時，必須要首先進(jìn)行物資需求匯總，并整理成表，在此基礎(chǔ)上方可根據(jù)需求量確定采購量。二、進(jìn)行必要的市場調(diào)查。市場供需情況是材料價格的重要影響因素，關(guān)系到材料成本的高低。所以，在采購控制方面，必須要進(jìn)行市場調(diào)查。負(fù)責(zé)此項工作的人員必須要親臨市場，掌握真實的價格信息。這也就要求相關(guān)人員關(guān)注市場，并留心市場出現(xiàn)的變化，為保證造價合理奠定基礎(chǔ)。三、優(yōu)化采購方式。當(dāng)前的市場環(huán)境使得采購具有更大的選擇空間，可供貨的廠家多也就意味著