高压相变连接方法

㈠ 高压物理学的物性相变

考察高压力作用下凝聚体物理性质的变化特征是高压物理中另一类宽广的研究领域。对高压下凝聚态物质性质的研究，发现了许多新现象，已在数千种物质中发现了相变，如分子晶体转变为金属、非超导物质在高压下变成超导体，加深了磁性、超导等现象物理机制的认识，指导了新材料的研究。高压科学研究正在发现许多常压下不曾有过的新现象、新物质、新规律，形成新理论。决定凝聚态物理性质的，除组成原子的类别和晶体结构形式外，结构缺陷、物质中原子的运动、电子的运动以及彼此之间的相互作用均是导致物质具有特殊物理性质的重 要因素。凝聚体的物理性质是在有大量原子、大量电子参与下所表现出来的集体行为，它深受外加压力的影响。研究高压物性，一方面为掌握物相变化规律所必须；另一方面又是认识凝聚体中各种集体现象的途径。如不同半导体对称性相似的导带能谷具有相似的压力系数，而同一半导体对称性不同导带能谷具有不同的压力系数的经验规则，曾在固体能带理论发展及有关物性研究中起过重要作用。高压原位研究对检验和发展现有模型与理论的作用是任何其他手段无法代替的。高压可改变物质中电子的关联作用及电子与晶格的相互作用，使许多非超导体成为超导体。高压可导致固体中的电子的非局域化，使绝缘体、半导体和分子晶体变为金属。高压研究很可能在电子关联、电子–声子相互作用，以及各种元激发过程等物质科学最基本问题的认识上取得新的突破。高压在凝聚态物理的研究中扮演越来越重要的角色。如在高温超导体的研究中，高压原位（30吉帕）测试在HgBa2Ca3O8+δ超导体中得到了160K超导转变。元素超导中有近一半是在加压条件下实现超导的，温度最高的元素超导体Li也是在高压下实现的（在十几万压力下Tc可达到20K）。由于Li是类似于H的碱金属族元素在高压超导，所以为探索金属氢的超导电性点燃了新希望。
在压力作用下物质的体积收缩，自由能改变，这时受压物质也会发生结构形态的改变：液态的物质会凝固结晶；非晶态的物质的晶化规律可能改变；晶态的固体可能发生晶体结构上的或电子结构上的变化；高压下半导体、绝缘体乃至分子固体氢可能成为金属态（见金属氢、金属化现象）等。这些现象统称为高压相变，它的变化机制与过程是高压物理科学的一个极为丰富的探索领域。高压下的X射线衍射、中子衍射、核磁共振、穆斯堡尔谱、拉曼散射、布里渊散射、光学测温、超声测量、核共振非弹性散射（NRIXS），以及非弹性X射线散射等是提供高压相变信息的有效方法。物质在高压相变时常伴随着物性的改变，因此高压下各种物性的测量也常被用于高压相变的研究（见高压相变）。

㈡ 什么是 相变

相变（英语：Phase Change）是指物质在外部参数（如：温度、压力、磁场等等）连续变化之下，从一种相（态）忽然变成另一种相，最常见的是冰变成水和水变成蒸气。

然而，除了物体的三相变化（固态、液态、气态）自然界还存在许许多多的相变现象。

例如日常生活中另一种较常见的相变是加热一块磁铁，磁铁的铁磁性忽然消失。其他在物理学中重要相变列举如下：

物质从金属变成超导体的超导相变。

液态氦从正常液体变成超流体的λ相变。

(2)高压相变连接方法扩展阅读:

相变的种类:

第一个尝试将相变加以分类的是奥地利数学家、物理学家保罗·埃伦费斯特。

相变分为一级相变和二级相变甚至多级相变，从数学角度讲，一级相变的热力学函数连续，但其状态参量的一阶导数不连续。

二级相变的热力学函数及其关于状态参量的一阶导数都连续，但其关于状态参量的二阶导数不连续。

从理论角度来看，一级相变在相变发生时，两相之间有潜热和体积等跃变。二级相变在相变发生时，两相之间无潜热和体积跃变，但有热容跃变。

㈢ 管道五种常见的连接方式

1.法兰连接
法兰连接就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，然后在两个法兰盘之间加上法兰垫，最后用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。

法兰连接的主要特点是拆卸方便、强度高、密封性能好。安装法兰时要求两个法兰保持平行，法兰的密封面不能碰伤，并且要清理干净。法兰垫片，要根据设计规定选用。

直径较大的管道常常会使用到法兰连接，法兰连接一般用在主干道连接阀门、止回阀、水表、水泵等处，以及需要经常拆卸、检修的管段上。

2.焊接
金属管道常常会用到焊接的方式连接。焊接是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属的制造工艺及技术，通常有以下几种方式：
熔焊——加热欲接合工件使局部熔化形成熔池，必要时可加入熔填物辅助，熔池冷却凝固后便接合。
压焊——焊接过程必须对焊件施加压力。
钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。
焊接适用于金属管道，多用于暗装管道和直径较大的管道。当管径小于22mm时宜采用承插或套管焊接，承口应迎介质流向安装，当管径大于或等于22mm时宜采用对口焊接。
焊接最大的问题是有造成腐蚀的风险，焊接口在长期使用情况下容易生锈。焊接质量对焊接技术依赖性比较大，管道连接质量难以稳定控制。

3.卡压式连接
卡压式连接常见于薄壁管道的链接。其采用径向收缩外力（液压钳）将管件卡紧在管子上，并通过O型密封圈止水，达到连接效果。类似原理还有环压式连接。
卡压式连接安装简便，但其对于冷水系统、直饮水系统的明装管道较为适用。因为当管内的密封圈老化时需要更换会比较麻烦。热水系统要尽量避免使用，因为密封圈和金属材料的热胀冷缩性质不一样，且密封圈经冷热循环更容易老化。因此暗装管道和热水系统一般不推荐使用这种连接方式的管道。

4.螺纹连接
螺纹连接采用将带有圆锥管螺纹内、外接口的两个连接件旋紧的方式连接，通过连接口螺纹的压力密封，达到连接效果。在传统的镀锌钢管中被广泛使用。

螺纹连接适用于管径小于或等于100mm的镀锌钢管，多用于明装管道。由于螺纹连接的丝扣常常会破坏镀锌层表面，极易造成管道的腐蚀。

5.承插连接
承插连接主要用于带承插接头的铸铁管、混凝土管、陶瓷管、塑料管等，有柔性连接和刚性连接两类。

刚性承插连接是用管道的插口插入管道的承口内，对位后先用嵌缝材料嵌缝，然后用密封材料密封，刚性连接采用石棉水泥或膨胀性填料密封，重要场合可用铅密封，使之成为一个牢固的封闭的整体。

柔性承插连接接头在管道承插口的止封口上放入富有弹性的橡胶圈，然后施力将管子插端插入，形成一个能适应一定范围内的位移和振动的封闭管。

6.沟槽连接
沟槽式连接又称卡箍连接，可用于消防水、空调冷热水、给水、雨水等系统直径大于或等于100mm的镀锌钢管连接。具有操作简单、不影响管道的原有特性、施工安全、系统稳定性好，维修方便、省工省时等特点。

7.热熔连接
热熔连接时PPR管道所采用的管道连接方式，它是使用加热的方式，使得PPR连接部位达到熔点产生融化，在使用承插的方式让管材和管件融合在一起。
热熔连接是一种可靠性强的永久连接，一旦完成热熔之后，几乎不会发生漏水事故。PPR管道正是因为这种可靠的连接，取得了广泛的应用。

8.电熔连接
电熔连接一般是熔接PE管所用到的一种连接方式。通过给嵌于管件内壁的铜丝通电加热，使熔合区部位塑料树脂发生相变，高分子链段在一定压力下互相渗透，交强，通过冷却材料重新结晶排列，使熔合部位结合成一个整体。
相比于电熔焊接，热熔焊接质量能通过翻边量和削皮量直接的表现出来。焊接强度和焊接稳定性能比较高，通过检查焊口的方式能基本保证焊接管线的质量。电容焊接是用电熔套内部融化把两个管口连接起来的，由于电熔套的包裹，焊接口的好坏不能从外表直接看出来，只能间接的通过观察孔指示柱冒出的长度判断电熔焊接过程是否完毕，管线只有通过试压才能做到对焊接口的质量检验。