直蝕簡(jiǎn)介

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 。

地下徑流在徑流沖蝕通道中的沖刷作用下形成的侵蝕稱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

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：

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)周圍的液體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，盡量加大閥門開(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