高壓相變連接方法

㈠ 高壓物理學的物性相變

考察高壓力作用下凝聚體物理性質的變化特徵是高壓物理中另一類寬廣的研究領域。對高壓下凝聚態物質性質的研究，發現了許多新現象，已在數千種物質中發現了相變，如分子晶體轉變為金屬、非超導物質在高壓下變成超導體，加深了磁性、超導等現象物理機制的認識，指導了新材料的研究。高壓科學研究正在發現許多常壓下不曾有過的新現象、新物質、新規律，形成新理論。決定凝聚態物理性質的，除組成原子的類別和晶體結構形式外，結構缺陷、物質中原子的運動、電子的運動以及彼此之間的相互作用均是導致物質具有特殊物理性質的重 要因素。凝聚體的物理性質是在有大量原子、大量電子參與下所表現出來的集體行為，它深受外加壓力的影響。研究高壓物性，一方面為掌握物相變化規律所必須；另一方面又是認識凝聚體中各種集體現象的途徑。如不同半導體對稱性相似的導帶能谷具有相似的壓力系數，而同一半導體對稱性不同導帶能谷具有不同的壓力系數的經驗規則，曾在固體能帶理論發展及有關物性研究中起過重要作用。高壓原位研究對檢驗和發展現有模型與理論的作用是任何其他手段無法代替的。高壓可改變物質中電子的關聯作用及電子與晶格的相互作用，使許多非超導體成為超導體。高壓可導致固體中的電子的非局域化，使絕緣體、半導體和分子晶體變為金屬。高壓研究很可能在電子關聯、電子–聲子相互作用，以及各種元激發過程等物質科學最基本問題的認識上取得新的突破。高壓在凝聚態物理的研究中扮演越來越重要的角色。如在高溫超導體的研究中，高壓原位（30吉帕）測試在HgBa2Ca3O8+δ超導體中得到了160K超導轉變。元素超導中有近一半是在加壓條件下實現超導的，溫度最高的元素超導體Li也是在高壓下實現的（在十幾萬壓力下Tc可達到20K）。由於Li是類似於H的鹼金屬族元素在高壓超導，所以為探索金屬氫的超導電性點燃了新希望。
在壓力作用下物質的體積收縮，自由能改變，這時受壓物質也會發生結構形態的改變：液態的物質會凝固結晶；非晶態的物質的晶化規律可能改變；晶態的固體可能發生晶體結構上的或電子結構上的變化；高壓下半導體、絕緣體乃至分子固體氫可能成為金屬態（見金屬氫、金屬化現象）等。這些現象統稱為高壓相變，它的變化機制與過程是高壓物理科學的一個極為豐富的探索領域。高壓下的X射線衍射、中子衍射、核磁共振、穆斯堡爾譜、拉曼散射、布里淵散射、光學測溫、超聲測量、核共振非彈性散射（NRIXS），以及非彈性X射線散射等是提供高壓相變信息的有效方法。物質在高壓相變時常伴隨著物性的改變，因此高壓下各種物性的測量也常被用於高壓相變的研究（見高壓相變）。

㈡ 什麼是 相變

相變（英語：Phase Change）是指物質在外部參數（如：溫度、壓力、磁場等等）連續變化之下，從一種相（態）忽然變成另一種相，最常見的是冰變成水和水變成蒸氣。

然而，除了物體的三相變化（固態、液態、氣態）自然界還存在許許多多的相變現象。

例如日常生活中另一種較常見的相變是加熱一塊磁鐵，磁鐵的鐵磁性忽然消失。其他在物理學中重要相變列舉如下：

物質從金屬變成超導體的超導相變。

液態氦從正常液體變成超流體的λ相變。

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相變的種類:

第一個嘗試將相變加以分類的是奧地利數學家、物理學家保羅·埃倫費斯特。

相變分為一級相變和二級相變甚至多級相變，從數學角度講，一級相變的熱力學函數連續，但其狀態參量的一階導數不連續。

二級相變的熱力學函數及其關於狀態參量的一階導數都連續，但其關於狀態參量的二階導數不連續。

從理論角度來看，一級相變在相變發生時，兩相之間有潛熱和體積等躍變。二級相變在相變發生時，兩相之間無潛熱和體積躍變，但有熱容躍變。

㈢ 管道五種常見的連接方式

1.法蘭連接
法蘭連接就是把兩個管道、管件或器材，先各自固定在一個法蘭盤上，然後在兩個法蘭盤之間加上法蘭墊，最後用螺栓將兩個法蘭盤拉緊使其緊密結合起來的一種可拆卸的接頭。

法蘭連接的主要特點是拆卸方便、強度高、密封性能好。安裝法蘭時要求兩個法蘭保持平行，法蘭的密封面不能碰傷，並且要清理干凈。法蘭墊片，要根據設計規定選用。

直徑較大的管道常常會使用到法蘭連接，法蘭連接一般用在主幹道連接閥門、止回閥、水表、水泵等處，以及需要經常拆卸、檢修的管段上。

2.焊接
金屬管道常常會用到焊接的方式連接。焊接是一種以加熱、高溫或者高壓的方式接合金屬的製造工藝及技術，通常有以下幾種方式：
熔焊——加熱欲接合工件使局部熔化形成熔池，必要時可加入熔填物輔助，熔池冷卻凝固後便接合。
壓焊——焊接過程必須對焊件施加壓力。
釺焊——採用比母材熔點低的金屬材料做釺料，利用液態釺料潤濕母材，填充接頭間隙，並與母材互相擴散實現鏈接焊件。
焊接適用於金屬管道，多用於暗裝管道和直徑較大的管道。當管徑小於22mm時宜採用承插或套管焊接，承口應迎介質流向安裝，當管徑大於或等於22mm時宜採用對口焊接。
焊接最大的問題是有造成腐蝕的風險，焊介面在長期使用情況下容易生銹。焊接質量對焊接技術依賴性比較大，管道連接質量難以穩定控制。

3.卡壓式連接
卡壓式連接常見於薄壁管道的鏈接。其採用徑向收縮外力（液壓鉗）將管件卡緊在管子上，並通過O型密封圈止水，達到連接效果。類似原理還有環壓式連接。
卡壓式連接安裝簡便，但其對於冷水系統、直飲水系統的明裝管道較為適用。因為當管內的密封圈老化時需要更換會比較麻煩。熱水系統要盡量避免使用，因為密封圈和金屬材料的熱脹冷縮性質不一樣，且密封圈經冷熱循環更容易老化。因此暗裝管道和熱水系統一般不推薦使用這種連接方式的管道。

4.螺紋連接
螺紋連接採用將帶有圓錐管螺紋內、外介面的兩個連接件旋緊的方式連接，通過連介面螺紋的壓力密封，達到連接效果。在傳統的鍍鋅鋼管中被廣泛使用。

螺紋連接適用於管徑小於或等於100mm的鍍鋅鋼管，多用於明裝管道。由於螺紋連接的絲扣常常會破壞鍍鋅層表面，極易造成管道的腐蝕。

5.承插連接
承插連接主要用於帶承插接頭的鑄鐵管、混凝土管、陶瓷管、塑料管等，有柔性連接和剛性連接兩類。

剛性承插連接是用管道的插口插入管道的承口內，對位後先用嵌縫材料嵌縫，然後用密封材料密封，剛性連接採用石棉水泥或膨脹性填料密封，重要場合可用鉛密封，使之成為一個牢固的封閉的整體。

柔性承插連接接頭在管道承插口的止封口上放入富有彈性的橡膠圈，然後施力將管子插端插入，形成一個能適應一定范圍內的位移和振動的封閉管。

6.溝槽連接
溝槽式連接又稱卡箍連接，可用於消防水、空調冷熱水、給水、雨水等系統直徑大於或等於100mm的鍍鋅鋼管連接。具有操作簡單、不影響管道的原有特性、施工安全、系統穩定性好，維修方便、省工省時等特點。

7.熱熔連接
熱熔連接時PPR管道所採用的管道連接方式，它是使用加熱的方式，使得PPR連接部位達到熔點產生融化，在使用承插的方式讓管材和管件融合在一起。
熱熔連接是一種可靠性強的永久連接，一旦完成熱熔之後，幾乎不會發生漏水事故。PPR管道正是因為這種可靠的連接，取得了廣泛的應用。

8.電熔連接
電熔連接一般是熔接PE管所用到的一種連接方式。通過給嵌於管件內壁的銅絲通電加熱，使熔合區部位塑料樹脂發生相變，高分子鏈段在一定壓力下互相滲透，交強，通過冷卻材料重新結晶排列，使熔合部位結合成一個整體。
相比於電熔焊接，熱熔焊接質量能通過翻邊量和削皮量直接的表現出來。焊接強度和焊接穩定性能比較高，通過檢查焊口的方式能基本保證焊接管線的質量。電容焊接是用電熔套內部融化把兩個管口連接起來的，由於電熔套的包裹，焊介面的好壞不能從外表直接看出來，只能間接的通過觀察孔指示柱冒出的長度判斷電熔焊接過程是否完畢，管線只有通過試壓才能做到對焊介面的質量檢驗。