直蝕

地下徑流在徑流沖蝕通道中的沖刷作用下形成的侵蝕稱(chēng)作地下沖蝕或地下沖刷侵蝕。沖蝕作用必須具備各種節(jié)理裂隙(尤其是構(gòu)造節(jié)理、垂直節(jié)理、濕陷裂隙、卸荷裂隙等等)或動(dòng)植物孔洞等自由空間和通道，或者具備由其它形式潛蝕作用所形成的自由空間和通道，因而地層的結(jié)構(gòu)特征以及許多情況下前期發(fā)生的滲流變形破壞是地下水流沖蝕作用的前提條件。

管涌

所謂管涌，是指在任意方向滲透水流作用下，在砂或砂質(zhì)土層內(nèi)部空腔或外部的滲流出口處，細(xì)顆粒在粗顆粒形成的孔隙通道中集中移動(dòng)、流失，或伴隨著細(xì)顆粒的流失粗顆粒也繼而流失，從而形成管狀侵蝕通道的現(xiàn)象。這樣定義的優(yōu)點(diǎn)有：(1)指出管涌是在滲流作用下形成的，以與有壓或無(wú)壓的孔流、空腔流、管流、洞穴流乃至于地下河流等作用下的各種侵蝕現(xiàn)象相區(qū)別；(2)發(fā)生管涌的滲流方向是任意方向的，避免了有的文獻(xiàn)只把管涌分為“垂直管涌”和“水平管涌”的局限性；(3)指明了發(fā)生管涌的土是砂或砂質(zhì)土，因?yàn)轲ば酝林幸话悴话l(fā)生管涌；(4)指出管涌既可發(fā)生在土層內(nèi)部空穴壁或洞穴壁滲流出口處(層內(nèi)管涌)，也可以發(fā)生在土層外部臨空面滲流出口處(即一般意義上的管涌)；(5)指明了細(xì)顆粒是“集中”移動(dòng)或流失，并最終能夠形成管狀侵蝕通道，避免了和“滲透壓密”等概念的混淆；(6)對(duì)發(fā)生于層間的接觸管涌亦適用；(7)既包含了無(wú)害管涌，僅細(xì)顆粒移動(dòng)、流失，雖然此時(shí)滲流量和滲流速度增大，但粗顆粒骨架并不發(fā)生破壞)，也包含了有害管涌，包含粗顆粒的移動(dòng)、流失，隨著孔隙擴(kuò)大和滲流流速增加，較粗的顆粒也相繼被水流逐漸帶走而形成貫通的徑流管道，是一種漸進(jìn)性質(zhì)的破壞)。滲流垂直于兩種不同介質(zhì)接觸面運(yùn)動(dòng)時(shí)，在土層中形成管狀通道，或滲流沿著兩種不同介質(zhì)接觸面運(yùn)動(dòng)時(shí)將顆粒帶出而形成管狀通道的現(xiàn)象，這兩種現(xiàn)象統(tǒng)稱(chēng)接觸管涌。

滲透壓密

在任意方向的滲流作用下，細(xì)顆粒在土體內(nèi)發(fā)生移動(dòng)，但由于滲透邊界條件限制而不流失于土體外，飽和土體在滲透力作用下會(huì)發(fā)生的體積縮小現(xiàn)象，正如松散堆積體在自重作用下產(chǎn)生自重壓密一樣，這種在滲透力作用下發(fā)生的土體整體或局部體積縮小的現(xiàn)象可稱(chēng)為滲透壓密。以往大多都是研究土體在外荷載或自重作用下的壓密，很少研究由于滲透力產(chǎn)生的壓密問(wèn)題。實(shí)際上盡管人們已經(jīng)利用滲透壓密原理為工程服務(wù)，但對(duì)滲透壓密機(jī)理的理論揭示很少，致使限制了對(duì)一些問(wèn)題的深入認(rèn)識(shí)。如土的滲透系數(shù)與施加于試樣的水力比降有關(guān)，其本質(zhì)是滲透壓密作用的反映。水力沖填壩、尾礦壩利用滲透壓密作用提高初期填土的干密度，堤壩的滲流控制時(shí)用天然淤積鋪蓋來(lái)提高防滲性能等，均屬于利用滲透壓密原理為工程服務(wù)的典型實(shí)例，但通常只認(rèn)為是自重作用而忽視了滲透壓密。另外，許多工程問(wèn)題又與滲透壓密性狀有關(guān)，如一些工程的天然鋪蓋，在運(yùn)行多年后仍產(chǎn)生裂縫，主要是水頭的變化引起鋪蓋滲透壓密產(chǎn)生的不均勻沉降所造成。2100433B

潛蝕是滲透到地下的水分對(duì)巖土的水蝕作用，或地下水在一定水力坡度下，由于動(dòng)水壓力產(chǎn)生的滲流作用，將土體中較細(xì)顆粒沖動(dòng)帶走的現(xiàn)象?？蓪?dǎo)致滑坡和塌陷，破壞壩基及其他水工建筑物。直蝕，即潛蝕作用下直接對(duì)巖土體結(jié)構(gòu)造成破壞，一般多指物理潛蝕（化學(xué)潛蝕），地下一切以水的各種物理作用為主的侵蝕現(xiàn)象。由此看來(lái)，地下物理風(fēng)化剝蝕及地下重力侵蝕兩種地下侵蝕由于并非地下水直接作用，且無(wú)一般無(wú)明顯的物質(zhì)流失。物理潛蝕(機(jī)械潛蝕)只包括兩種情況：在多孔介質(zhì)中的滲流作用下發(fā)生的潛蝕，即滲流潛蝕，其主要作用力是滲流力；地下孔流、空腔流、管流、洞穴流乃至于地下河流等挾沙水流等水動(dòng)力沖刷作用為主的潛蝕，其主要作用力是地下徑流的沖刷力 。

指泵入口處液體所具有的總水頭與液體汽化時(shí)的壓力頭之差，單位用米（水柱）標(biāo)注，用（NPSH）表示，具體分為如下幾類(lèi)：

NPSHa——裝置汽蝕余量又叫有效汽蝕余量，越大越不易汽蝕；

NPSHr——泵汽蝕余量，又叫必需的汽蝕余量或泵進(jìn)口動(dòng)壓降，越小抗汽蝕性能越好；

NPSHc——臨界汽蝕余量，是指對(duì)應(yīng)泵性能下降一定值的汽蝕余量；

[NPSH]——許用汽蝕余量，是確定泵使用條件用的汽蝕余量，通常取[NPSH]=（1.1～1.5）NPSHc。

離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，液體壓力沿著泵入口到葉輪入口而下降，在葉片入口附近的K點(diǎn)上，液體壓力pK最低。此后由于葉輪對(duì)液體作功，液體壓力很快上升。當(dāng)葉輪葉片入口附近的壓力pK小于液體輸送溫度下的飽和蒸汽壓力pv時(shí)，液體就汽化。同時(shí)，使溶解在液體內(nèi)的氣體逸出。它們形成許多汽泡。當(dāng)汽泡隨液體流到葉道內(nèi)壓力較高處時(shí)，外面的液體壓力高于汽泡內(nèi)的汽化壓力，則汽泡又重新凝結(jié)潰滅形成空穴，瞬間內(nèi)周?chē)囊后w以極高的速度向空穴沖來(lái)，造成液體互相撞擊，使局部的壓力驟然增加(有的可達(dá)數(shù)百個(gè)大氣壓)。這樣，不僅阻礙液體正常流動(dòng)，尤為嚴(yán)重的是，如果這些汽泡在葉輪壁面附近潰滅，則液體就像無(wú)數(shù)個(gè)小彈頭一樣，連續(xù)地打擊金屬表面。其撞擊頻率很高(有的可達(dá)2000～3000Hz)，于是金屬表面因沖擊疲勞而剝裂。如若汽泡內(nèi)夾雜某種活性氣體(如氧氣等)，它們借助汽泡凝結(jié)時(shí)放出的熱量(局部溫度可達(dá)200～300℃)，還會(huì)形成熱電偶，產(chǎn)生電解，形成電化學(xué)腐蝕作用，更加速了金屬剝蝕的破壞速度。上述這種液體汽化、凝結(jié)、沖擊、形成高壓、高溫、高頻沖擊負(fù)荷，造成金屬材料的機(jī)械剝裂與電化學(xué)腐蝕破壞的綜合現(xiàn)象稱(chēng)為氣蝕。

離心泵最易發(fā)生氣蝕的部位有

a.葉輪曲率最大的前蓋板處，靠近葉片進(jìn)口邊緣的低壓側(cè)；

b.壓出室中蝸殼隔舌和導(dǎo)葉的靠近進(jìn)口邊緣低壓側(cè)；

c.無(wú)前蓋板的高比轉(zhuǎn)數(shù)葉輪的葉梢外圓與殼體之間的密封間隙以及葉梢的低壓側(cè)；

d.多級(jí)泵中第一級(jí)葉輪。

提高離心泵抗氣蝕性能有下列兩種措施：

a.提高離心泵本身抗氣蝕性能的措施!

(1)改進(jìn)泵的吸入口至葉輪附近的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。增大過(guò)流面積；增大葉輪蓋板進(jìn)口段的曲率半徑，減小液流急劇加速與降壓；適當(dāng)減少葉片進(jìn)口的厚度，并將葉片進(jìn)口修圓，使其接近流線型，也可以減少繞流葉片頭部的加速與降壓；提高葉輪和葉片進(jìn)口部分表面光潔度以減小阻力損失；將葉片進(jìn)口邊向葉輪進(jìn)口延伸，使液流提前接受作功，提高壓力。

(2)采用前置誘導(dǎo)輪，使液流在前置誘導(dǎo)輪中提前作功，以提高液流壓力。

(3)采用雙吸葉輪，讓液流從葉輪兩側(cè)同時(shí)進(jìn)入葉輪，則進(jìn)口截面增加一倍，進(jìn)口流速可減少一倍。

(4)設(shè)計(jì)工況采用稍大的正沖角，以增大葉片進(jìn)口角，減小葉片進(jìn)口處的彎曲，減小葉片阻塞，以增大進(jìn)口面積；改善大流量下的工作條件，以減少流動(dòng)損失。但正沖角不宜過(guò)大，否則影響效率。

(5)采用抗氣蝕的材料。實(shí)踐表明，材料的強(qiáng)度、硬度、韌性越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好，抗氣蝕的性能越強(qiáng)。

b.提高進(jìn)液裝置有效氣蝕余量的措施

(1)增加泵前貯液罐中液面的壓力，以提高有效氣蝕余量。

(2)減小吸上裝置泵的安裝高度。

(3)將上吸裝置改為倒灌裝置。

(4)減小泵前管路上的流動(dòng)損失。如在要求范圍盡量縮短管路，減小管路中的流速，減少?gòu)澒芎烷y門(mén)，盡量加大閥門(mén)開(kāi)度等。

以上措施可根據(jù)泵的選型、選材和泵的使用現(xiàn)場(chǎng)等條件，進(jìn)行綜合分析，適當(dāng)加以應(yīng)用。

什么叫氣蝕余量？什么叫吸程？各自計(jì)量單位及表示字母？

答：泵在工作時(shí)液體在葉輪的進(jìn)口處因一定真空壓力下會(huì)產(chǎn)生液體汽體，汽化的氣泡在液體質(zhì)點(diǎn)的撞擊運(yùn)動(dòng)下葉輪等金屬表面產(chǎn)生剝落，從而破壞葉輪等金屬，此時(shí)真空壓力叫汽化壓力，氣蝕余量是指在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過(guò)汽化壓力的富余能量。單位為米液柱，用（NPSH）r表示。

吸程即為必需氣蝕余量Δ/h：即泵允許吸液體的真空度，亦即泵允許幾何安裝高度。單位用米。吸程=標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（10.33米）--氣蝕余量--安全量（0.5）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓能壓上管路真空高度10.33米

如題：泵氣蝕余量為5.0米，則吸程Δh=10.33-5.0-0.5=4.67米

濕法刻蝕是一種刻蝕方法，是將刻蝕材料浸泡在腐蝕液內(nèi)進(jìn)行腐蝕的技術(shù)。

主要在較為平整的膜面上刻出絨面，從而增加光程，減少光的反射，刻蝕可用稀釋的鹽酸等。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是中學(xué)化學(xué)課中化學(xué)溶液腐蝕的概念，它是一種純化學(xué)刻蝕，具有優(yōu)良的選擇性，刻蝕完當(dāng)前薄膜就會(huì)停止，而不會(huì)損壞下面一層其他材料的薄膜。由于所有的半導(dǎo)體濕法刻蝕都具有各向同性，所以無(wú)論是氧化層還是金屬層的刻蝕，橫向刻蝕的寬度都接近于垂直刻蝕的深度。這樣一來(lái)，上層光刻膠的圖案與下層材料上被刻蝕出的圖案就會(huì)存在一定的偏差，也就無(wú)法高質(zhì)量地完成圖形轉(zhuǎn)移和復(fù)制的工作，因此隨著特征尺寸的減小，在圖形轉(zhuǎn)移過(guò)程中基本不再使用。

目前，濕法刻蝕一般被用于工藝流程前面的晶圓片準(zhǔn)備、清洗等不涉及圖形的環(huán)節(jié)，而在圖形轉(zhuǎn)移中干法刻蝕已占據(jù)主導(dǎo)地位。2100433B