40个发明原理与案例库--TRIZ

TRIZ 原理与案例

(注：本资料仅限内部学习交流使用，不可商业出版 钟彪 整理

2012年

)

目录

一、分割原理 ................................................................................................................................... 1

1、分段磁铁在磁控管中产生匀强磁场 ................................................................................. 1 2、分离为两半的制造方式简化钢筋混凝土梁的运输 ......................................................... 2 3、挠性接头防止芯片的断裂 ................................................................................................. 2 4、分割成一系列毛细通道的反射镜聚焦X射线束 ............................................................ 3 5、碳纳米纤维构成的碳纳米结构增强氢的贮存有效性 ..................................................... 4 6、水雾的包裹促进火的扑灭 ................................................................................................. 5 7、双上拉杆在撑杆与机翼的界面上降低强度要求 ............................................................. 6 8、分割后的抗磨圈简化机车发动机的安装 ......................................................................... 7 二、抽取原理 ................................................................................................................................. 10

1、超声波流量计与流量调整器的隔离提高流量的测量精度 ........................................... 10 2、等离子体发生器的隔离提供物品的安全消毒 ............................................................... 11 3、交变电磁场在水中杀灭幼虫 ........................................................................................... 12 4、有害发光橡胶的隔离防止婴儿中毒的危险 ................................................................... 13 5、等离子体发动机点火系统向地球表面上的转移提高等离子体发动机的有效载荷 ... 14 6、过滤装置对X线辐射及强紫外线的隔离在无噪音产生的情况下产生电子装置表面上静电荷的弱紫外线中和作用 ................................................................................................. 15 7、大电阻铁素体板的磁通隔离在列车中提高非接触式电力供应的效率 ....................... 16 8、不含氢与碳的烟火合成物在产生大量热的同时防止气体的产生 ............................... 17 三、局部质量原理 ......................................................................................................................... 19

1、棱镜向最方便发挥作用的位置的转移增大激光辐射的光谱线缩窄 ........................... 19 2、点火药包与辅助药包的局部相互作用产生中空喷射 ................................................... 20 3、液流从弯管状喷嘴中的流过提高液流流速的测量精度 ............................................... 21 4、注有液体的闭孔泡沫塑料改进减震座垫 ....................................................................... 22 5、具有可变细度的纤维提供支架(支撑管)的所需刚性与柔性 ........................................ 23 6、复合涂层导致的食品局部过热提供食品表面上的脆皮 ............................................... 24 7、网状非均匀结构减小包容环的重量 ............................................................................... 25 8、包含不同编织纤维的非均匀层增大软体防弹衣对尖头物体的穿透阻力 ................... 26 四、增加不对称性原理 ................................................................................................................. 28

1、在闭合与张开状态下具有风阻力不对称性的降落伞产生发电设备的最大转矩 ....... 28 2、带有不对称凸出物的光栅提供光线至所需衍射级的反射 ........................................... 29 3、不对称离心泵在洗衣机中防止纤维碎片的堵塞 ........................................................... 30 4、不对称钻头提供钻头从钻孔中的轻松取出 ................................................................... 31 5、投影仪物镜中非对称排列的透镜防止图像的扭曲变形 ............................................... 32 6、不对称旋转的纤维加强纤维织成的防弹衣 ................................................................... 33 五、组合原理 ................................................................................................................................. 34

1、调羹与吸管组合装置增强快餐餐馆的可服务性 ........................................................... 34 2、设计用于相关操作的组合工具增强刀具的功能性 ....................................................... 35 3、二十面体骰子取代若干六面体骰子 ............................................................................... 36 4、赌注筹码向跟踪系统中的合并在赌场中检测赌注筹码的非法移动 ........................... 37 5、合并为回程助推器的飞船与火箭级降低向外层空间中携带有效载荷的成本 ........... 38 6、组合镜提供多个过热表面的同时探测 ........................................................................... 39

六、多用性原理 ............................................................................................................................. 40

1、手肌锻炼器产生悦耳声音功能的整合增强使用者的兴趣 ........................................... 40 2、塑性浓缩物的真空包装在振动及碰撞期间防止浓缩物成分的分散及空间分离 ....... 41 3、自热式液晶元件稳定液晶分子的迁移率 ....................................................................... 42 4、信号经由舱壁的无线传输增强潜水艇的水密封完整性 ............................................... 43 5、正电极的高速转动提供防护涂层的均匀喷涂 ............................................................... 45 6、机车涡轮发动机的通用壳体装置以涡轮发动机替代大重量的柴油发动机 ............... 46 7、进气道用作机身支撑部件减小战斗机的重量 ............................................................... 48 七、嵌套原理 ................................................................................................................................. 49

1、空心涡轮叶片中的空心散热片提高叶片的冷却效率 ................................................... 49 2、装有牙膏的牙刷防止牙膏对衣服的沾污 ....................................................................... 50 3、一个骰子向另一个骰子中的嵌入扩大骰子面上随机数字的范围 ............................... 51 4、伸缩式机翼减小飞机的翼展 ........................................................................................... 52 5、焊接电极杆部向外套筒中的嵌套防止电极端部形状的损坏 ....................................... 53 八、重量补偿原理 ......................................................................................................................... 54

1、声波压力平衡聚变靶的重力 ........................................................................................... 54 2、盐溶液的浮力提供大煤块的管道运输 ........................................................................... 55 3、气流提供样品的悬浮 ....................................................................................................... 56 4、替代塔的高空气球上升力支持发电装置的太阳能收集器 ........................................... 58 5、翼的气动升力在磁悬浮列车的超导线圈上降低载荷 ................................................... 59 6、浮体的浮力在无需大型造船厂的情况下提供船体在水面上的装配 ........................... 60 九、预先反作用 ............................................................................................................................. 61

1、预弯曲应力提高阴极射线管玻璃的抗弯曲强度 ........................................................... 61 2、硅区的预先无序化缩短形成硅化区的持续时间 ........................................................... 62 3、多媒体信号的预加重在铜质电话电缆中补偿多媒体传输失真 ................................... 63 4、焊接界面处金属板厚度的预先增大在避免填充不足的情况下形成焊缝 ................... 64 十、预先作用原理 ......................................................................................................................... 65

1、预先抛光硅层与预先热处理形状记忆材料的组合简化X光镜的生产 ...................... 65 2、色素在载体中的预先安置增强变色人造花的适用性 ................................................... 66 3、永久性磁铁向转子中的预先引入补偿超导电动机的临时超导性损失 ....................... 67 4、预先准备好的清洗溶液加快一次性隐形眼镜的清洗 ................................................... 68 5、预先脱水并干燥的聚合物提供水或碳油的高吸附率 ................................................... 69 6、交变电流对金属工件的预先加热在激光钻孔期间消除孔壁表面的不规则突起 ....... 70 7、预先贮存的氧气增大水下爆炸物的破坏因数 ............................................................... 71 8、推力倾斜角指示极限的预先计算控制飞机的倾斜角 ................................................... 72 十一、事先防范原理 ..................................................................................................................... 73

1、事先准备好的消防系统抑止圣诞树的失火 ................................................................... 73 2、附加连接增强建筑物框架结构的地震稳定性 ............................................................... 74 3、紧急制动装置止停正常制动系统失灵的卡车 ............................................................... 75 4、具有可失去超导性的故障限流器补偿断电器的弱可靠性 ........................................... 76 5、遥控制动系统在禁行区域外防止列车的进入 ............................................................... 78 6、紧急神经网络控制器增强飞行员安全弹射的可靠性 ................................................... 79 十二、等势原理 ............................................................................................................................. 80

1、气动平衡为液化气瓶的称重消除转移操作 ................................................................... 80

2、带有两个烤面的平底锅在翻面时防止煎饼的弄坏 ....................................................... 81 3、无按钮的无线电信标控制汽车的中央锁闭系统 ........................................................... 82 4、被焊接工件的旋转支架在自动焊接期间消除安装操作 ............................................... 83 5、U形架与轮对在从倾斜面上除雪期间消除柄装置的提升 ........................................... 84 十三、反向作用原理 ..................................................................................................................... 85

1、高频边缘电场对热粘合剂的加热提供大容量电介质部件的粘结 ............................... 85 2、深度冷却对加热的代替提供带有缺口的铪粉末表面 ................................................... 86 3、螺母拉离的反向作用提供螺纹连接器的紧固力调整 ................................................... 87 4、煤气中有害杂质的催化分解在阳极表面上防止杂质分子的聚集 ............................... 88 5、垂直驻波的频率变动加速悬浮颗粒的声学沉淀 ........................................................... 89 6、非磁性部件的组装及随后的磁化在断层X光摄影机磁铁中形成强均匀性磁场 ...... 90 7、小长度列车在极小间距方式下的运行增强铁路的运输能力 ....................................... 91 8、代替固定性的移动性为大尺寸手持式防弹盾牌提供使用的简单性 ........................... 92 十四、曲面化原理 ......................................................................................................................... 93

1、旋转浮子指示液位 ........................................................................................................... 93 2、球形接触区提高液压耦合的可靠度 ............................................................................... 94 3、带有水平浮子的降雨量测量器提高降雨量的测量精度 ............................................... 95 4、离心力在半导体电路中改善锡熔化物对连接孔的填充 ............................................... 96 5、曲面反射镜在水族管中提供运动物体的持续反射 ....................................................... 97 6、同心圆形凸起控制金属板至金属管上的点焊 ............................................................... 98 7、圆形超声波振动提高超声波焊接的焊接强度 ............................................................... 99 十五、动态特性原理 ................................................................................................................... 100

1、可移动式攀岩训练机在有限高度的场所中模拟极高的攀岩墙 ................................. 100 2、洋娃娃的可变脸增大孩子的感情投入 ......................................................................... 101 3、鱼饵的可移动重心消除鱼对鱼线的咬啮 ..................................................................... 102 4、柔性散热器简化散热器的装配 ..................................................................................... 103 5、折叠式帽子在运输期间防止帽子的变皱或永久变形 ................................................. 104 6、具有可调自然频率的扭振缓冲器阻抑轴的多频振动 ................................................. 105 7、旋翼-剪翼确保飞行器高的巡航速度与强的垂直起降能力 ........................................ 106 8、固定的节流装置在涡轮叶片中缩短冷却气体的流量调整时间 ................................. 107 十六、未达到或过度原理 ........................................................................................................... 108

1、激光辐射对波导材料折射率的逐渐调谐裁减光波导器件 ......................................... 108 2、电阻材料的过量涂敷与随后的过量部分去除提供厚膜电阻器电阻值的高精度 ..... 110 3、使总感应系数减小至要求值以下的装置的产生简化电路与激光器的电感平衡 ..... 111 4、过大的接触表面面积简化自行车车架的组装 ............................................................. 113 5、滑动摩擦对滚动摩擦的取代提高用于非冰表面上的冰球的可靠度 ......................... 114 6、高空处氙闪光管功率消耗的降低延长防撞灯的使用寿命 ......................................... 115 7、轮距的增大提高自动装载有轨车的振荡临界值 ......................................................... 116 十七、多维原理 ........................................................................................................................... 117

1、不同方向上的固态墨加热提供液态墨的快速形成 ..................................................... 117 2、隐藏于地面中的栅栏增强停车区的可服务性 ............................................................. 119 3、两个元件的空间位移提供投掷圆盘的可变气动特性 ................................................. 120 4、螺旋通道提高立式锅炉的效率 ..................................................................................... 121 5、双面键盘降低无线电话错误按键的频率 ..................................................................... 122

6、截击装置的二维平面运动改善飞机对来临威胁的防御 ............................................. 123 7、地面标志盘的倾斜部分增强标志盘的可见性 ............................................................. 124 十八、机械振动原理 ................................................................................................................... 125

1、振动波在土壤中破坏有毒物质 ..................................................................................... 125 2、栅格的振动促进油从冰中的分离 ................................................................................. 126 3、容器中气体共振频率的测量提高气压的测量精度 ..................................................... 127 4、电子在交变电场中的振动在常压下产生辉光放电等离子 ......................................... 128 5、超声波加热硫化橡胶 ..................................................................................................... 130 6、带有铂层的小球的周期性上浮在过氧化氢水溶液中控制隐形眼镜的消毒时间 ..... 131 7、机械振动在降低能耗的情况下防止进口导流叶片的积冰 ......................................... 132 8、振动雾化器强化热表面的热传递 ................................................................................. 133 十九、周期性原理 ....................................................................................................................... 134

1、周期性的方式转换提高起动器/交流发电机的效率 .................................................... 134 2、脉冲热检测提高热邻近成像器件的检测准确度 ......................................................... 135 3、脉冲等离子体化学汽相沉积提供多晶硅膜的可重复粗糙度 ..................................... 137 4、脉冲式燃料燃烧提高微型打火机的效能 ..................................................................... 138 5、激光脉冲宽度由数纳秒至数飞秒的降低提高二恶英浓度的测量精度 ..................... 139 6、墨水从微孔中的周期性经过在喷墨打印机的打印头中防止墨水干燥 ..................... 140 7、与接收条件无关的天线的周期性平缓切换增强分集式天线系统的可生产性 ......... 141 8、脉冲电弧焊在平焊或别位焊接条件下提供高质量焊缝 ............................................. 142 二十、周期性原理 ....................................................................................................................... 143

1、连续搅拌机减小口香糖生产的时间损失 ..................................................................... 143 2、运行期间的列车间物资传送缩短物资的装载及发运时间 ......................................... 145 3、串联焊接头在大深度焊缝形成期间消除时间损失 ..................................................... 146 4、熔化金属的连续真空精炼在熔炉真空腔室运行期间减小抽空的时间损失 ............. 147 5、自动排线设备在纱线卷的替换期间减小时间损失 ..................................................... 148 二十一、减少有害作用原理 ....................................................................................................... 149

1、快速退火防止金属电极表面的氢腐蚀 ......................................................................... 149 2、快速加热及冷却在无强度损失的情况下增强活塞环的耐磨能力 ............................. 150 3、液氮与蒸汽处理在不发生结块的情况下冷冻鸡肉 ..................................................... 151 4、压焊期间的高速加热与冷却提高多缠绕管的强度 ..................................................... 152 5、短的强电流脉冲在接触点焊期间提供接触电阻的精密测量 ..................................... 153 二十二、变害为利原理 ............................................................................................................... 154

1、快速关门时产生的离心力激活门的安全机构 ............................................................. 154 2、正在扩大的裂缝下方叶片的偏移防止涡轮盘的故障发生 ......................................... 155 3、具有像散的球面镜补偿激光束的像散 ......................................................................... 156 4、有害的磁泄漏场冷却高压变压器 ................................................................................. 157 5、气体传感器两部分的温度与湿度不稳定性增强气体传感器的读数稳定性 ............. 158 6、水翼产生的波的相消干涉在高速运行期间降低双体船的能耗 ................................. 159 7、压力脉动波在分离管内的分割在无压降的情况下减弱流体脉动 ............................. 160 二十三、反馈原理 ....................................................................................................................... 161

1、具有反馈功能的超导传感器检测基本粒子 ................................................................. 161 2、反馈控制系统防止旋转压气机的颤振 ......................................................................... 163 3、反馈控制塑料挤出物的切割温度 ................................................................................. 164

4、电弧与电源之间的反馈在无溅射的情况下提供小的电弧长度 ................................. 165 5、反馈控制提供点焊缝的高质量与大生产量 ................................................................. 166 二十四、借助中介原理 ............................................................................................................... 167

1、钢丝线中不均匀磁场的磁化与检测在轮胎钢丝线中提供缺陷检测的全面自动化 . 167 2、中间金属管对香味油的加热及香味蒸汽的偏转在油中减少香味添加剂的燃烧 ..... 168 3、无机盐在原油与水的乳剂中的溶解提高原油脱水的充分程度与速度 ..................... 169 4、对阿尔法粒子导致的空气电离的测量在小尺寸封闭体内确定阿尔法辐射的强度 . 170 5、中介液压放大器增大压电振动器的振幅 ..................................................................... 171 6、中介焊补片提供焊缝的高疲劳强度 ............................................................................. 172 7、可利用弱酸轻松去除的中介金属在模压与加热期间防止金属体的多孔性损失 ..... 173 二十五、自服务原理 ................................................................................................................... 174

1、自动控制的电解式加氯器防止氯气的爆炸 ................................................................. 174 2、自修复耐热涂层消除热裂纹 ......................................................................................... 175 3、冷起动燃料预热系统控制燃料的温度 ......................................................................... 176 4、水分从废气中的蓄积稳定飞艇的重量 ......................................................................... 177 5、机车能量补给装置在动态制动期间储存由牵引马达产生的电能 ............................. 178 7、辅助发动机的排气维持机车柴油发动机的重启状态 ................................................. 179 二十六、复制原理 ....................................................................................................................... 180

1、模仿软件减弱处理器硬件的复杂性 ............................................................................. 180 2、光学图像形成掌上电脑的虚拟键盘 ............................................................................. 181 3、作为砷化镓基板复制品的硅基板提供砷化镓基板离子注入剂量的精确测量 ......... 182 4、时间延长的脉冲复制品在模拟全尺寸脉冲雷达的短距离雷达中代替亚纳秒射频脉冲 .............................................................................................................................................. 183 5、航空电子维修培训系统中的模型在飞机上提供现用航空电子部件的运用 ............. 185 6、形状复杂的光学透镜模拟光束从银河系中的穿过 ..................................................... 186 7、取代银指示剂的铋示踪剂消除发动机轴承磨损的虚假指示 ..................................... 187 8、点焊缝的光学图像提供内点焊缝直径的快速无损检测 ............................................. 188 二十七、廉价替代品原理 ........................................................................................................... 189

1、一次性卡子排除皮肤穿刺装置重复使用的可能 ......................................................... 189 2、可换头消除拖把的消毒需要 ......................................................................................... 190 3、一次性保护罩纸板简化车轮的清洗 ............................................................................. 191 4、一次性诊断接触透镜增强病人使用的方便性 ............................................................. 192 5、一次性涂抹器在确保卫生的情况下提供唇膏的试用 ................................................. 193 6、一次性保护套防止电动医疗器械的污染 ..................................................................... 194 7、廉价的磨损垫降低机车制动阀手柄的使用成本 ......................................................... 195 8、廉价的可处理过滤面网为飞机乘客提供疾病传染保护 ............................................. 196 二十八、机械系统代替原理 ....................................................................................................... 197

1、超声波脱除毛发 ............................................................................................................. 197 2、超声波从血液中去除气泡 ............................................................................................. 198 3、可对轴向负荷作出电磁补偿的单极电机降低推力轴承上的负荷 ............................. 199 4、探头振动导致的电流发生在无火花放电的情况下测定物体的电荷数量 ................. 200 5、交流电场浓缩极性分析物 ............................................................................................. 201 6、转子与驱动磁铁的磁场相互作用搅拌无菌液体 ......................................................... 202 7、用作辅助电源设备的燃料电池改善飞机的效率及噪声水平 ..................................... 203

8、电子凸轮轴控制发动机的吸气与排气阀 ..................................................................... 205 二十九、气压和液压原理 ........................................................................................................... 206

1、带有气垫的包装袋确保袋中所装物资的机械及热保护 ............................................. 206 2、气垫缓冲件根据使用者头部调节头盔 ......................................................................... 207 3、气体透镜聚焦激光束 ..................................................................................................... 208 4、离子化激光投影仪在空中形成图像 ............................................................................. 209 5、鞋底中的密闭式充气蜂窝降低电热鞋的热损耗 ......................................................... 210 6、气袋系统促进应急离机 ................................................................................................. 211 7、气球定日镜降低太阳能发电厂的成本 ......................................................................... 212 三十、柔性壳体或薄膜原理 ....................................................................................................... 213

1、强柔性太阳能电池自动配合弧形表面的形状 ............................................................. 213 2、伸展的透明薄膜形成透明的隔声屏 ............................................................................. 214 3、保护涂层的薄膜扩散隔层增强涡轮叶片的抗腐蚀性 ................................................. 215 4、热敏薄膜控制种子发芽 ................................................................................................. 216 5、弹性嵌板改进飞机的机翼前缘 ..................................................................................... 217 6、柔性壳体在减振器中隔离液体 ..................................................................................... 218 三十一、多孔材料原理 ............................................................................................................... 219

1、多孔的电极表面在导电高分子复合材料与金属电极之间减小界面电阻 ................. 219 2、阻燃涂料涂敷的孔眼改善聚脂材料的阻燃性质 ......................................................... 220 3、多孔结构减弱蜗轮叶片保护涂层的热传导性 ............................................................. 221 4、树脂对磨石粘接剂孔眼的填充防止粒子对孔眼的阻塞 ............................................. 222 5、多孔表面层在不提高有害电流热负荷的情况下增大卤素灯的功率 ......................... 223 6、孔内的黏弹性物质确保振动缓冲材料的高缓冲性能 ................................................. 224 三十二、颜色改变原理 ............................................................................................................... 225

1、变色指示标志确定包装的完好性 ................................................................................. 225 2、变色指示剂检测病菌 ..................................................................................................... 226 3、变色指示器确定剃须刀头的更换时间 ......................................................................... 227 4、颜色的改变在热色蜡烛表面上提供装饰效果 ............................................................. 228 5、变色触膜指示光缆上的破损区 ..................................................................................... 229 6、液晶膜的透明度改变检测永久磁铁的质量 ................................................................. 230 7、透明窗在燃烧室中提供燃料/氧化剂混合物的激光点火 ............................................ 231 8、漆成深色的激光光束收集器内壁增强操作人员的安全性 ......................................... 232 三十三、均质性原理 ................................................................................................................... 233

1、相同材料制成的刹车片与刹车盘提供耐磨的盘式制动器 ......................................... 233 2、胶带粘接硫化橡胶条 ..................................................................................................... 234 3、产生于坩埚表面上的固化玻璃层防止光纤污染 ......................................................... 235 4、与汽缸盖相同的材料制成的抗磨圈减小机车发动机的热应力 ................................. 236 5、具有相近热膨胀系数的材料在压气机机匣上延长易磨涂层的使用寿命 ................. 237 三十四、抛弃或再生原理 ........................................................................................................... 238

1、临时螺丝头的去除形成各构件的永久连接 ................................................................. 238 2、墨滴细雾的吸出提高喷墨打印机的打印质量 ............................................................. 239 3、冷却装置对热电解液的抽出与冷却稳定流过液体电阻器的电流 ............................. 240 4、自修复介质层在击穿点形成之后恢复高能量密度电容器的介电性能 ..................... 241 6、爆炸压碎构件的去除在爆炸焊接期间减小时间损失 ................................................. 243

三十五、物理或化学参数改变原理 ........................................................................................... 246

1、纸张柔性程度的改变在喷墨打印机中消除皱纹 ......................................................... 246 2、原油粘度的降低增强原油远距离输送的有效性 ......................................................... 247 3、柔软的拖把触及受限区域内的污垢 ............................................................................. 248 4、基于已冷却电流变液体的制动器稳定制动鼓的制动 ................................................. 249 5、结区内电子空穴碰撞偶的浓度改变产生基于放射性同位素的电源 ......................... 250 6、气泡层减小船的阻力 ..................................................................................................... 251 7、激光焊接聚集状态的改变增强激光焊接的通用性 ..................................................... 252 8、搅拌摩擦焊接期间的冷却形成高质量焊缝 ................................................................. 253 三十六、相变原理 ....................................................................................................................... 254

1、包含充有可融化材料的蜂窝的降温衫为穿着者提供过热保护 ................................. 254 2、相变期间的发热与吸热控制容器的温度 ..................................................................... 255 3、四氯铬酸盐由固态至固态的相变延长蓄热系统的技术寿命 ..................................... 256 4、石蜡的相变在活塞上产生压力 ..................................................................................... 257 5、反磁斥力加速弹丸 ......................................................................................................... 258 6、热激发膨胀剂在扩散粘结期间挤压物体 ..................................................................... 259 三十七、热膨胀原理 ................................................................................................................... 260

1、热执行器产生液体压力脉冲 ......................................................................................... 260 2、热膨胀挡圈在电线管中阻止电缆着火 ......................................................................... 261 3、电热器的热膨胀部件向环形喷嘴上卡固插入件 ......................................................... 262 4、两个受热物体的热膨胀差在传送带的焊接压力机中产生压力 ................................. 263 5、带有双金属圆盘的热面板控制物体的温度 ................................................................. 264 6、双金属抗磨圈促进发动机的维护 ................................................................................. 265 三十八、强氧化原理 ................................................................................................................... 266

1、臭氧化的氧气提供床单的消毒及灭菌 ......................................................................... 266 2、臭氧化的氧气提供水的灭菌 ......................................................................................... 267 3、臭氧化的空气或氧气提供金属从废水中的去除或回收 ............................................. 268 4、臭氧形成氧化膜 ............................................................................................................. 269 5、富含氧的次级气流在不缩短等离子弧焊炬喷嘴寿命的情况下提供金属穿孔 ......... 270 6、加氧的保护气体从焊缝中除去孔隙 ............................................................................. 271 三十九、惰性环境原理 ............................................................................................................... 272

1、氮气向燃油中的添加在基于燃油加热的飞机除冰系统中增强安全性 ..................... 272 2、冷的惰性介质延长移植器官的存活期 ......................................................................... 273 3、惰性含氟碘烃对氟立昂的代替防止臭氧层的消耗 ..................................................... 274 4、惰性气体改善饮料的保存 ............................................................................................. 275 5、惰性试剂在腐蚀性液体的输送期间减弱计量泵的腐蚀 ............................................. 276 6、惰性环境在不必降低感应预热温度的情况下增强摩擦焊接的可靠性 ..................... 277 四十、复合材料原理 ................................................................................................................... 278

1、陶瓷粒子的添加提供超导复合材料的高可塑度 ......................................................... 278 2、钛基复合材料改善发动机阀门的热阻及重量 ............................................................. 279 3、复合材料抗摩擦导电涂层增加电气接头的使用寿命及开关周期数 ......................... 280 4、含银粉的复合材料板降低编码盘的制作成本 ............................................................. 281 5、抗菌塑料包装的抗微生物剂在包装表面上杀死细菌 ................................................. 282 6、铝合金板的复合结构提供高质量的点焊缝 ................................................................. 283

7、复合盘条提供双炼不锈钢焊条的轻松制造 ................................................................. 284 四十一、空间分离-矛盾属性空间分离原理 ............................................................................. 285

1、微型泵内部电场的空间分离控制被泵送液流 ............................................................. 285 2、带有刚性部件且刚性部件之间隔以弹性材料的联轴器在无转矩损失的情况下减弱齿轮泵的振动 ........................................................................................................................... 287 3、其壁上带有洞口且洞口彼此隔开的连续主干管道稳定已调软管衰减器的脉动阻尼 .............................................................................................................................................. 288 四十二、时间分离-矛盾属性时间分离原理 ............................................................................. 290

1、触变性填料在剪应力下的流态化及应力释放后的高粘度在避免流出的情况下提供接缝的完全填充 ....................................................................................................................... 290 2、基于亥姆霍兹共振器的过滤器的重新调谐提供液压噪音在整个速度范围内的减小 .............................................................................................................................................. 292 3、发光二极管开关与载频发射的时间分离增强蜂窝无线通讯的稳定性 ..................... 293 四十三、系统级别分离—系统跃迁原理1a：技术系统的均匀或非均匀元件集成为一个超级系统。 .......................................................................................................................................... 294

1、异物向碳纳米管中的引入提高纳米管的电性能 ......................................................... 294 2、包含相同透射率及不同直径黑点的滤光片组成方式提高电弧焊图像的对比度 ..... 295 3、压力脉动波在增大的距离上的多次反射在不增大减振器尺寸的情况下减弱流体的压力脉动................................................................................................................................... 296 四十四、系统级别分离—系统跃迁原理1b：从技术系统元件跃迁到技术系统反元件或技术系统元件与反元件的组 ............................................................................................................... 298

1、可同时进行冷却与加热的空调器控制汽车座位的温度 ............................................. 298 2、反相激励下的泡沫振动削弱物体的振动 ..................................................................... 299 3、辅助离子沉积下的面具膜生长提高离子蚀刻的准确度 ............................................. 300 四十五、系统级别分离—系统跃迁原理1c：技术系统的元件具有状态A, 该元件的子系统具有相互独立的状态非A ............................................................................................................... 301

1、粘合剂的微胶囊密封防止粘合剂向手上的粘附 ......................................................... 301 2、基于亥姆霍兹谐振器的系统提高阻尼器的连续工作可靠度 ..................................... 302 3、带有多块刚性印刷电路板的柔性印刷电路板装置减小印刷电路板占用的空间 ..... 304 四十六、 系统级别分离—系统跃迁原理2：跃迁到在微观级工作的技术系统元件 .......... 305

1、聚合母体中的笼型分子产生孔径相同的分子筛 ......................................................... 305 2、在微观级上工作的球壳状碳分子基吸附剂在低压下存贮大量的氧 ......................... 306 3、在微观级上工作的基础材料偶极矩激励器增强阻尼器的阻尼能力 ......................... 308 四十七、 条件分离—相变原理1：替换环境或技术系统的元件中的一部分（子系统）的相状态 .............................................................................................................................................. 309

1、具有超强挥发性的超临界二氧化碳清洗隐形眼镜 ..................................................... 309 2、充装有压缩空气的阻尼器在低速事故中提供车辆的无回弹保护 ............................. 311 3、固态润滑剂在重复拧紧与松开期间防止螺纹联接的卡死 ......................................... 313 四十八、 条件分离—相变原理2：技术系统的元件的一部分（子系统）的双相状态，根据工作条件该部分（子系统）从一个相状态转变到另一个相状态 ........................................... 314

1、热传导中间材料的相态转变在散热片的应用中同时提供良好的热转移与便利性 . 314 2、可从一种相态转变至另一种相态的填充物促进制动系统的冷却 ............................. 316 3、形状记忆合金弹簧的双相状态调节减振器的工作频率 ............................................. 317 四十九、 条件分离—相变原理3：使用相变伴随现象 .......................................................... 319

1、基于可熔材料的相位开关防止无定形层的过热 ......................................................... 319 2、伴随双相不锈钢工件相变的刚度改变改进减振器的加工 ......................................... 320 3、热存贮介质相变期间存贮的潜热在避免有害效果的情况下加热空气 ..................... 321 五十、 条件分离—相变原理4：用双相物质替换单相物质 .................................................. 322

1、含有大量气体微泡的聚合物提供超声可见材料 ......................................................... 322 2、具有预应力感应的颗粒间多孔结构的形状记忆合金支座改善重型机器振动的缓冲 .............................................................................................................................................. 323 3、双相研磨合成物在不改变砂轮的强切削能力的情况下执行工件的光整加工 ......... 324 五十一、系统级别分离—物理-化学跃迁原理：由于分解-综合，电离-重组合而出现的物质的产生-消失 ..................................................................................................................................... 325

1、甲醇分解期间得到的水在直接甲醇燃料电池中提供低的甲醇浓度 ......................... 325 2、基于光滤波器的可逆光化学反应提高弧焊接图像场的对比度及深度 ..................... 326 3、含硅化合物在化学迁移反应期间的产生-消失执行硅的提纯 .................................... 328

一、分割原理

1、分段磁铁在磁控管中产生匀强磁场

初始的工况：要使磁控管进行工作, 就要在其内部生成一个匀强磁场。通常，这一区域为柱形，是通过同时添加两块磁铁的磁场产生的。磁铁的安放位置要使它们的磁化矢量相互平行。在两块磁铁的侧面间便产生了匀强磁场区。

缺点：匀强磁场区的延伸范围是有限的。

通常，磁场强度与距磁铁距离的立方成反比例变化，即急剧变化。因此，在有两块磁铁的情况下，磁场强度实际上是距离磁铁越近，磁场强度越大。

应用创新原理：应用分割原理。 把一个物体分成相互独立的部分。 增加物体的分割程度。

利用以某种方式彼此相向的两对或多对磁铁来产生匀强磁场。 应用结果：

分段磁铁用来产生匀强磁场的延伸部分。分段磁铁包含许多独立的磁铁。要使匀强磁场区形成一个柱形，磁铁就要按圆形排列，以某种方式彼此相向。

分段磁铁可以按所需尺度和强度生成匀强磁场区。要做到这一点，可对磁化矢量相互平行的独立磁铁进行空间分离，同时增加这种磁铁的对数。

专业领域：电学：磁力开关，磁铁和电磁铁

参考文献： 美国专利 5,519,373; Dipole ring magnet for use in magnetron sputtering or magnetron etching

发明人： Miyata; Koji (Fukui, JP)

专利权人： Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (Tokyo, JP) 公告日期： 5/21/1996

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2、分离为两半的制造方式简化钢筋混凝土梁的运输

初始的工况：

钢筋混凝土梁用于建造民用和工业建筑。传统上，不规则形状的钢梁（如工字钢）是用未切断的钢筋制成的单段。

缺点：过长的单段工字型钢筋混凝土梁在公路上运输时需要专用的运输车辆。在许多情况下，运输都是难以解决的，比如当路面狭窄或位于山区时。

应用创新原理：应用分割原理。 将物体分成容易组装和拆卸的部分。

将工字型钢筋混凝土梁制成两半，以利于其运输。 应用结果：

经过改进的工字型钢筋混凝土梁由对称的两半组成，或者是由分开制造和运输的前半截梁和后半截梁组成。在建筑工地上，半截混凝土梁通过一个连接装置连接在一起。连接装置的部件位于两段半截混凝土钢梁上。前半截钢梁带有柱螺栓和带孔的突出板。后半截钢梁带有板孔，以及柱螺栓孔和柱螺栓的连接孔。

当连接半截钢梁时，可将它们同时平移，从而将钢板插入孔内，再将螺栓拧入孔中。此步骤完成后，板上的孔刚好与后半截钢梁上的孔重合。再将连接螺栓拧入孔中并用螺母拧紧。

专业领域：静态结构（例如，建筑物）

参考文献： 美国专利 6,581,343; Prefabricated girder in two halves and roof structure 发明人： Metelli; Luigi (Via Fabbrichetta 3, I-25033 Cologne, IT) 公告日期： 6/24/2003

3、挠性接头防止芯片的断裂

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初始的工况：

组装集成电路（IC）的过程可分为三步。首先，用粘合剂将芯片粘附到管芯垫上。然后，通过金或铝制成的焊丝将芯片焊接到集成电路的外部电极上。最后，集成电路的中心部分（装有芯片的部分）通过使用一种化合物而成型。

在组装过程中，集成电路元件须经过加热处理，加热温度为160 - 260摄氏度。 缺点：

芯片与管芯垫具有不同的热膨胀系数。因此，在集成电路组装的不同阶段它们受热时的膨胀程度是不同的。结果，带有芯片的管芯垫发生弯曲。这就有可能造成芯片断裂。此外，在填模过程中化合物内会出现气泡。

应用创新原理：应用分割原理。 把一个物体分成相互独立的部分。

将管芯垫分成两个（或多个）部分，用挠性接头固定在一起。 应用结果：

将管芯垫分成若干部分，用挠性接头固定在一起。再将芯片粘附在接头区域外的整个管芯垫表面。

加热造成管芯垫和芯片不同程度的膨胀。管芯垫各部分之间开始相对移动。挠性接头伸展或收缩，防止了管芯垫弯曲。这样便可避免芯片断裂和填模时出现气泡。

专业领域：有源固态器件（例如晶体管，固态二极管）

参考文献： 美国专利 5,773,878; IC packaging lead frame for reducing chip stress and deformation

发明人： Lim; Thiam Beng (Toh Crescent, SG); Bhandarkar; Sarvotham M. (Telok Kurau, SG)

专利权人： Institute of Microelectronics National University of Singapore (Singapore, SG) 公告日期： 6/30/1998

4、分割成一系列毛细通道的反射镜聚焦X射线束

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初始的工况：

金属镜已经被用来聚焦X射线。这种金属镜能聚焦X射线是因其具有全外反射作用。 金属镜是一种中空的轴对称壳体，形状为旋转截顶抛物面。X射线的全外反射角接近90度。因此，镜面具有较低的曲率。

平行的X射线束平行于镜轴射向镜空腔。沿着金属镜内表面滑行的X射线经过全外反射，被镜面聚焦。焦点位于金属镜变窄部分的外侧。

缺点：

金属镜只将通过的X射线束的外部环形部分聚焦。通过金属镜但未接触金属镜内表面的内部射线束仍未被聚焦。

应用创新原理：应用分割原理。 将物体分成几个独立的部分。

金属镜被分割成一系列的毛细通道，形成一系列的小金属镜。 应用结果：

一系列光滑弯曲的毛细管形成一个旋转体。毛细管道大小和形状被设计成其管壁能够提供X射线的重复外反射。所有毛细管关于旋转体轴线对称以使其光轴相交于一点。这种设计称为多通道库马霍夫（Kumakhov）透镜。

在多通道透镜的输入端，一束X射线分裂成若干独立的射线束。这些射线束穿过弯曲毛细管，并通过管壁形成重复的全外反射。沿着毛细管的形状，这些射线束的路径逐渐弯曲。最终，独立的射线束穿出毛细管聚焦在同一点上。

专业领域：辐射能

参考文献： 美国专利 5,497,008; Use of a Kumakhov lens in analytic instruments 发明人： Kumakhov; Muradin A. (Moscow, SU) 专利权人： X-Ray Optical Systems, Inc. (Albany, NY) 公告日期： 3/5/1996

5、碳纳米纤维构成的碳纳米结构增强氢的贮存有效性

初始的工况：

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以氢为能源的内燃机应备有氢贮存系统。

在其他方法中，使用带有许多微孔的活性碳来贮存氢。多孔活性碳将大量的氢吸入孔中。氢分子由于物理吸附作用而保留在活性碳中。

缺点：

多孔活性碳要在低于0摄氏度的温度下才能保留住氢。 应用创新原理：应用分割原理。 把一个物体分成相互独立的部分。

要创造一种条件，在这种条件下，氢分子分解为原子，原子通过化学作用被吸附到碳中。 应用结果：

碳纳米结构，比如碳纳米纤维材料，可用来贮存氢。这种材料包含的纳米纤维直径在3.5到70纳米之间，长度为直径的5到100倍。纳米纤维之间的距离在0.335到0.67纳米之间。

在0.7个大气压和温度高达400摄氏度的状况下，将碳纳米纤维材料放入一个注满氢气的箱内。氢分子透入纳米纤维之间的空隙中，分裂成原子。氢原子通过化学作用被吸附到纳米纤维中。

由于化学吸附作用，即使在室温下氢原子也会驻留在纳米纤维中。 专业领域：无机化合物化学

参考文献： 美国专利 5,653,951; Storage of hydrogen in layered nanostructures 发明人： Rodriguez; Nelly M. (State College, PA); Baker; R. Terry K. (State College, PA) 专利权人： Catalytic Materials Limited (Mansfield, MA) 公告日期： 8/5/1997

6、水雾的包裹促进火的扑灭

初始的工况：

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rfm.html