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2025年4月30日 星期三
掌握国际标准话语权 提升我国非优势产业技术水平
所属分类:新闻资讯
来源:西安电炉研究所有限公司
作者:刘西萍
更新日期:2011-08-08

         IEC60703:2008《具有电子枪的电热装置的试验方法》、IEC60519-7:2008《电热装置的安全 第7部分 对具有电子枪装置的特殊要求》两项国际标准研制荣获国家质检总局和国家标准委联合颁发的2010年中国标准创新贡献一等奖。
         《电子枪的电热装置》两项国际标准研制由西安电炉研究所有限公司、西安交通大学、西北有色金属研究院、机械工业北京电工技术经济研究所联合承担。项目主持由西交大的赵玉清教授和西炉所的刘西萍教高承担。两位专家也因此获得IEC1906标准贡献奖。
         该两项国际标准研制获得了“十一五”国家重大科技专项《我国优势技术国际标准研究制定》子项课题的支持。课题以我国自主技术为基础,在技术和概念上具有创新,高质量、高水平和高效率地完成国际标准研制工作,获得IEC/TC27的高度认可。
         项目根据电子束技术的发展以及应用范围的不断扩大,尤其是我国在有关理论方面的创新成果,在安全要求中首次提出了多项安全规定与防护措施,对该装置产生危害的环境条件进行了限制和规范,在方法标准中新增了多项测试项目,对应采用了研制开发的测试软件,使标准的技术要求达到了国际先进水平。在国际标准研制的同时,同步完成了两项国家标准的修订。标准研制过程中自主创新开发的一种新型电子枪成果已转让和应用于有关企业,取得了良好的经济和社会效益。
         电子束电热装置是利用高速电子轰击炉料时所产生的热能来进行熔炼和加热的一种电热装置,是一种综合多种技术的高科技产品,广泛应用于航空、船舶、电子、石化、光学和机械工业等许多领域,在我国有色金属生产中发挥着非常重要和其他装置难以替代的作用。
         目前,世界上虽然有许多国家使用该装置,但具备生产这类装置能力的仅有德国、日本、美国和中国等少数国家。我国电子束加热装置的整体生产和设计水平与国外相比有一定差距,我们的技术优势在电子枪和离子源设计、电磁场分析方面。在研制过程中我们充分发挥自身的优势技术,运用研制过程中的各项研究成果,解析德国有关技术,使标准方案得到国际同行的认可。
该项目的技术特点是:
         ①标准应用范围:采用2007年被授权的《一种金属离子源》发明专利,将开发的新型电子枪系统的关键技术纳入;②电子枪系统试验:采用我国研发的用泊松方程自洽解的快速计算方法、离子源引出系统的优化设计、加速全局优化-鲍威尔法和模拟退火发的组合、e型电子枪中非均匀磁场偏转系统的聚焦特性研究,带电粒子束源关键技术与应用和发明专利:一种新型金属离子源等论文和成果;③电子束特性试验:采用带电粒子束源关键技术与应用、电子束离子束技术、A new semi-analytical method analyzing the magnetic field in unbalanced magnetron sputtering system、非平衡磁控溅射系统磁场的半解析法、电子光学中四级场分布的半解析法计算、强激光与粒子束等论文和成果;④系统的高压和真空系统连锁控制:采用非晶金刚石离子镀膜机自动化控制系统的设计、基于模糊神经网络的冷阴极潘宁离子源束流控制系统等论文和成果。
         项目研制中的创新技术体现在以下方面:
         ①提出了电子枪各种参数的测定方法,保证电子束性能的稳定,装置的可靠;②首次提出了可以适用于不同带电粒子束源电极的优化算法和场分布的快速计算方法,并应用于各种带电粒子束源的优化设计;③提出了一种新的磁场计算方法,更加有效、便捷地进行磁场分析计算,并利用开发了计算机模拟软件,计算了不同结构的磁场分布,证明其正确性和有效性,并利用其开发了一种新型电子枪,并形成产品;④首次提出了电子束加热装置电子束特性的测试参数、测试方法;⑤规范了有关术语和定义,使其意义更为明确;⑥建立的模糊控制数学模型,并应用于带电粒子束源的优化计算;⑦建立了电子束加热装置产生危害的环境条件和规范;⑧建立了电子束加热装置的安全连锁控制模式;⑨建立了电子束加热装置的控制功能模式。
两项标准建立了检测该装置性能指标和安全防护措施的全面评价体系。 
         我国在该装置的关键部件电子和离子枪方面具有国际领先水平,生产的电子束枪很多指标超过德国的产品,但由于之前未建立国际认可的完善标准和评价体系,致使我国目前的整机性能因与国外有一定差距,每年要花费上百亿资金进口设备。
         自从承担了国际标准的修订后,随着相关用户对我国技术实力的了解,尤其是对关键部件电子枪的技术水平认可度的提高,在整机的关键部件上取代进口的趋势也越来越强。以电子束蒸发装置为例,结合标准研制开发的新型电子枪成果已转让成都南光机器有限公司。该公司以前高端产品全部靠进口,自2007年来应用新型电子枪成果以来,开发了新的整机产品,不但技术水平大幅度提高,赶上国外先进水平,价格也仅为国外的50%或更少,提高了市场竞争力,也具备了开发国际市场的能力。 
         业内人士认为,通过实施这两项国际标准及同步修订的国家标准,将会力促国家级电炉检测中心建立电子束电热装置认可实验室,使我国整机产品配备上国产电子枪,研制出高水平电子束炉,在提高国产整机水平的同时,还可限制每年上百亿元的依赖国外电热装置加工的进口产品,为国家大幅度地节约了外汇,提高了自主产品的竞争力。

 

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