组织界面管理

组织界面管理（精选八篇）

组织界面管理 篇1

目前, 已有学者对重大科技工程的研究多集中于科技工程的概念、特征、组织结构与管理模式以及工程管理中存在的问题等方面。例如, 张智文、申金升 (1998) 总结了重大科技项目的基本特征, 包括先导性和前瞻性、综合性、影响或效益的广泛性、长期性、高投入与高风险性、组织管理的复杂性, 并提出了以提高重大项目组织管理的体制效率为目标的管理运行模式[2];兰劲松等 (1999) 对重大科技项目进行了定义, 分析了其“重、大、难、深”4个特征及构建重大科技项目组织结构设计应遵循的基本原则, 提出了权变制矩阵结构与合同制组织结构的管理模式[3];王长峰等 (2004) 在分析出重大科技项目实施过程中存在资源配置效率低下、过程管理模式落后等问题后提出了节点控制、接口管理、监督管理等建议[4];蒋玉涛等 (2008) 在分析重大科技专项组织管理中存在的问题基础上, 构建了基于全生命周期的主体层次多元化, 资金、技术、行政管理三足鼎立的重大科技专项管理模式[5];王芳等 (2009) 通过对美国国防采办创新管理过程、技术方法的研究, 分别从工作分解结构方法、并行决策技术、阶段门方法等方面分析并提出了重大科技项目模块化资源配置管理技术[6]。通过以上的文献调研发现, 学界对于重大科技工程的研究多与组织结构、管理模式相关, 对于组织间的协同管理问题关注不够, 缺乏深入的研究。

界面管理作为一种消除界面障碍的协调理论, 已被应用于合作管理领域并被认为是能够有效解决合作冲突、提高合作效率的重要管理模式[7]。而界面理论引入到重大科技项目管理领域也是近两年才出现的事情。李春好、杜元伟 (2011, 2012) 在分析重大科技项目中可能存在的合作界面及其宏观序参量的基础上构建了关键界面的识别方法, 提出了能够对合作界面网络上资源配置关系进行整合优化的决策方法[8,9];杜元伟、段万春等 (2012) 结合合作界面系统的层次性特征, 从宏观层面提出合作界面系统优化的概念模型[10]。从以上研究可以看出, 虽有涉及界面识别、资源配置、界面优化等方面, 但研究主要集中于理论层面, 没有基于界面理论对重大科技工程做出系统全面的研究, 本文在分析重大科技工程组织界面内涵与界面障碍成因的基础上, 通过界面整合管理, 试图理顺重大科技工程协同中复杂的组织关系, 以期对重大科技工程的协同管理有一定的实践指导意义。

1 重大科技工程组织界面及界面障碍

1.1 重大科技工程组织界面

关于界面的定义, 学界存在从交互作用、联结、系统、过程四种不同角度的定义。交互作用观点的定义恰当的描述了企业之间的相互影响, 反映了创新界面的动态性, 联结角度的定义从立体结构上恰当的描述了界面的形态, 系统的观点为创新界面的系统论研究方法开辟了新的思路, 过程角度的定义反映了界面交流的内涵内容[11]。然而不论从哪个角度来定义界面, 都离不开各种有形或无形的资源要素, 重大科技工程作为一项系统工程, 其组织间协同的实质也是为了实现价值流, 包括资源、信息等要素在系统中有序、高效流动。基于此, 本文认为重大科技工程组织界面是在重大科技工程实施过程中, 为了实现整体的协同效应, 各种信息、物资、资金等要素的交互作用过程, 它本身包含着交互作用、联结与整合的意思。

重大科技工程的组织界面可以分为横向关系界面与纵向关系界面。横向关系界面是指处于同等地位的组织各有关联成员之间的联系和相互作用领域。纵向关系界面是指按照权力的上下级关系或者技术关联中上下游关系形成的关系。横向与纵向关系界面相互交织构成了重大科技工程复杂的组织关系网络。

1.2 重大科技工程组织界面障碍

重大科技工程本身涉及组织众多、技术复杂, 其当中的界面障碍或界面问题也具有多种表现形式, 但从其产生原因来看, 归结起来有以下三种原因。

(1) 主体差异引起的界面障碍。组织间的主体差异体现在由于专业分工的不同而带来的组织目标、组织行为、组织管理制度等方面的差异。这其中组织目标的差异是关键因素, 目标的差异直接导致了组织行为与管理制度的差异。例如研究机构的目标在于追求社会效益最大化, 致力于知识的创造、传播, 以及人才的培养;企业的目标追求经济利益的最大化, 获取企业的竞争优势和利润增长点。在组织行为上研究机构强调合作与知识、资源的共享, 崇尚学术参与的自由, 渴望彼此交流最新的思想与进展;企业更多地强调竞争, 以及对技术、资源的独占和专有, 维护商业秘密, 不让竞争对手获得有用信息。在组织管理制度上研究机构组织结构比较松散, 权力比较分散, 对人才的约束比较小;而企业组织结构比较严密, 权力相对比较集中, 对人才的约束相对较大[12]。主体间差异造成了组织间在协调、管理与沟通上的困难, 组织间难以达到意见一致、步调统一的状态, 导致了组织界面障碍的产生。

(2) 竞争关系引起的界面障碍。在重大科技工程中, 业务存在重合或关联的组织会存在一定的竞争关系。依据资源基础理论, 组织的竞争优势源于拥有资源的异质性, 组织在协同合作时, 出于资源稀缺、知识产权保护等自身利益的考虑, 担心自身竞争优势会因合作而被削弱, 由此难免会对对方有所防范戒备。竞争关系的存在一定程度上降低组织间资源共享的积极性, 使得组织间缺乏信任, 难以建立稳固的组织间关系, 从而引起合作上的障碍。

(3) 信息不对称引起的界面障碍。一方面, 在重大科技工程中, 各个组织分别位于研发、制造、市场等不同位置, 客观上使得每个组织对研发信息、生产信息、市场信息及管理信息的掌握各有不同。例如位于研发端的组织对于研发信息的了解更多, 相对而言对于生产制造与市场信息的把握就有所欠缺;与此相反, 位于市场端的组织对于市场信息的了解要多于对研发信息的了解。这在起初就导致了组织间信息的不对称。

另一方面, 组织间信息流动的过程中常常会涉及到技术知识、管理知识的转移与交流, 然而技术、管理知识具有隐含性、复杂性, 往往因为转移的交易成本过大而难以转移[13], 容易造成信息的粘滞、延迟与失真, 这样基于不完全、不及时或错误的信息所做出的决策, 可能会影响到界面双方的和谐关系, 造成界面障碍。

2 重大科技工程组织界面整合管理

重大科技工程在实施过程中离不开各组织的共同合作, 界面障碍的存在, 导致重大科技工程在横向关系与纵向关系上都无法实现各组织的高效协同。因此需要实施界面管理来实现界面间的有效整合。

界面有着“交互作用”、“联结”、“整合”或“一体化”的基本意思, 体现的是一种集成管理的思想[14]。重大科技工程的界面整合管理即是对界面双方交互作用的要素进行有效地集成整合, 包括组织目标、资源与信息等方面, 从而实现界面双方的协同。具体来讲, 本文认为重大科技工程界面整合应包括目标整合、资源整合与信息整合。其中, 目标整合是界面整合的基础, 是资源整合的依据;资源整合是界面整合的核心内容, 是目标整合的支撑;信息整合是界面整合实现的保障。通过界面整合, 使重大科技工程组织间的联结更加紧密, 更易合作协同。

2.1 目标整合

重大科技工程的目标整合可以分为项目确立前的目标整合与项目确立后的目标整合两个阶段, 见图1。

2.1.1 项目确立前的目标整合

项目确立前的目标整合主要针对工程不同性质的参与主体, 包括政府、核心企业、高校科研机构等。重大科技工程中涉及不同的参与主体, 各主体有着不同的利益诉求, 客观上使得各参与主体存在目标差异。同时重大科技工程除了技术目标外, 还有经济目标、社会目标与国家战略目标。项目确立前的目标整合就是要通过各方的沟通协商, 确立切实可行的重大科技工程总体目标, 在尽量满足各方不同利益需求的情况下, 保证项目的顶层目标协同, 减少因目标差异而导致的组织间界面冲突, 确保各主体能在一致的目标引领下开展工作, 并在此过程中实现个体目标。

2.1.2 项目确立后的目标整合

由于重大科技工程的工作任务量巨大, 在系统工程中常用“V”字图的方法[15]将工程目标分解成具体可交付的子目标, 更具体的目标作为二级分目标, 而二级分目标进一步分解为三级子目标, 直到分解到活动为止, 如图1所示。目标分解使得重大科技工程可以以并行化流程的方式进行。如此, 各组织、各阶段的子目标之间难免会形成目标界面障碍, 降低组织协同效率。重大科技工程项目确立后的目标整合就是要跨越组织或阶段目标的界面障碍, 形成与建立各组织、各阶段目标的主体化或网络化的总体联系[16]。

为了适应这一阶段目标整合的需要, 在重大科技工程的总体目标的指引下, 有必要弱化等级界限、组织界限与职能界限, 形成跨等级、跨组织、跨职能的系统观念, 建立跨等级、跨组织、跨职能的工程项目组织, 进而提高目标整合管理水平。

2.2 资源整合

资源整合是一个复杂的动态过程, 是指对不同来源、不同层次、不同结构、不同内容的资源进行选择、汲取、激活和有机融合, 使之具有较强的柔性、条理性、系统性和价值性, 并对原有的资源体系进行重构, 摒弃无价值的资源, 以形成新的核心资源体系[17]。对于重大科技工程而言, 资源整合应将重大科技工程内的各种生产要素与创新资源进行优化组合, 除了工程内企业的各类物质资源、技术资源与人力资源外, 还应包括大学及科研机构的智力资源、政府的政策资源、中介机构的信息服务资源、公共科技基础平台所提供大型设备仪器等研发条件以及金融机构的资金支持等。重大科技工程的资源整合过程包括资源价值的识别评估、以恰当的手段获取配置资源与资源共享利用三个阶段。目标分解理清了重大科技工程的业务流程, 资源的整合过程应当与重大科技工程总目标、各层次阶段的目标相匹配, 支撑各阶段业务流程的实现与各流程的协同。具体如图2所示。

基于资源的观点认为, 组织即是一组资源的组合[18], 资源整合就是要在重大科技工程中形成结构化的资源组合, 构建基于资源的组织关系网络。资源组合的结构化使整合的资源之间更具互补性, 组织间关系网络的建立易于组织进行资源的识取, 实现资源在组织间的有序高效流动。反过来, 资源的整合也强化了组织间关系, 使得组织间更容易产生组织信任, 从而减少组织界面冲突。

2.3 信息整合

组织中各项活动表现为资源的流动, 主要包括物流、资金流、事物流和信息流。信息流伴随其他各种流的流动而流动, 它既是对其它流的表现和描述, 又可以用来掌握和控制其它流的运行[19]。重大科技工程也是物流、资金流、事物流和信息流的综合集成, 因此有必要通过信息整合对人、财、物的流动进行描述与控制, 从而实现对界面整合的保障。

信息整合一是要建立正式的沟通渠道, 即综合信息管理平台。通过对重大科技工程内的科技知识信息、研发信息、设备工艺信息、人才信息、进度信息和管理信息的整合, 应用计算机网络构建工程的综合信息管理平台, 有效消除并跨越工程中各阶段、各组织间的信息界面障碍, 促进信息交流共享, 防止信息粘滞、延迟、失真的出现, 实现对重大科技工程人财物流动的控制, 及时处理工程按计划进行中出现的协调不畅, 弥补完全依靠工程前期目标计划来配置资源的不足。综合信息管理平台可以包括工程合同管理、项目进度管理、人力资源管理、项目知识管理、设备物资管理、沟通冲突管理、工程风险管理等功能模块。二是要建立非正式的沟通渠道。非正式沟通是指各类工程参与成员之间经常参加的非正式活动, 彼此间存在积极的社交网络及私人感情。在界面整合的过程中伴随着知识、信息的传递, 非正式沟通是在实践中通过感觉、领悟等方式获得经验等隐性知识的重要途径[20], 更有效地实现信息的整合。这种正式与非正式沟通渠道相结合的信息整合可以有效地保证界面整合的实现。

3 重大科技工程组织界面整合机制

3.1 组织协调机制

重大科技工程的界面整合涉及到多个组织, 为了保证工程内组织间界面整合的顺利进行, 应该在总体设计层面建立重大科技工程组织界面整合协调中心, 统领重大科技工程组织界面整合工作, 负责制定界面整合的具体实施计划, 反馈整合过程的具体问题, 协调解决工程内各组织因整合而产生的冲突。协调中心的构成与工作方式应基于柔性化的管理思想, 权力不宜过于集中, 以利于提高各组织间的联结水平, 有效处理界面间的矛盾。同时在每个参与主体内部成立界面整合的领导小组, 负责界面整合涉及本组织内的问题, 做好与协调中心的承接。重大科技工程组织界面整合协调中心和领导小组的建立为界面整合的实现提供了组织保证。同时, 政府部门作为重大科技工程的重要主体, 既是重大科技工程的参与者, 也是监管者与协调者。为了避免不同主体间出现因界面障碍而导致利益冲突, 影响重大科技工程的整合协同, 在这一过程中政府部门作为主要的监督者、协调者应制定和完善各种制度政策, 充分发挥自身的监督协调作用, 保证界面整合的稳定性。

需要指出的是在组织协调过程中, 应该注意对不同的参与主体进行跨文化管理, 在尊重不同主体文化差异的同时, 积极促成各组织间文化的融合, 形成重大科技工程特有的整合协同文化氛围。这样在工程实施时就能充分调动各组织的积极性, 产生强大的凝聚力, 在重大科技工程内部形成虚拟的组织联盟, 降低工程风险与成本。

3.2 利益分配机制

重大科技工程是由众多参与主体组成的, 每个主体都将投入一部分资源参与到工程活动, 其目的是获取各自所需的利益, 包括社会利益、经济利益和技术利益等, 追求不同的利益是各主体参与组织协同的原因。对于重大科技工程产生的利益, 各参与主体如何分配和共享, 是每个参与主体在界面整合之前就要明确的问题, 因为它决定了各个主体在参与界面整合之后是否能获得预期的公平利益, 也就决定了各个主体是否有意愿采取界面整合的行为。在制定利益分配机制时, 要综合考虑各参与主体承担风险程度、资源参与整合程度、合作期望值、现实努力程度等因素, 根据各创新主体内在需求和收益形成方式, 采用多元化方式对有形收益和无形收益进行合理分配, 充分调动参与各方的积极性。

需要强调的是利益分配机制应在界面整合之初就确定下来, 而不是在参与界面整合之后, 在重大科技工程界面整合发展到一定阶段时就需要按照事先设计的利益分配机制进行相应的利益分配。每个参与主体会在利益分配结束之后还会对其分配所得的利益进行评估, 以确定是否达到预期的目标。通过设计和构建公平合理的利益分配机制, 能够确保组织界面整合的稳定有序开展。在组织界面整合过程中, 界面对应双方应在考虑对方的利益基础上充分沟通, 建立长效的利益分配机制。在这其中, 政府机构应充分发挥其在重大科技工程中的利益分配的监督作用, 以市场为手段, 完善监督机制, 以建成一个科学、规范的利益分配机制。

4 结语

旅游企业间的界面管理 篇2

(一)界面

在管理领域，国内最早提出“界面”概念的是长城企业战略研究所[1]。该研究所认为，界面是指为完成同一任务或解决某一问题，企业之间、企业内部各组织部门之间、各有关成员之间在信息、物资、财务等要素交流方面的相互作用关系。分为三个层次：一是企业与企业之间的宏观层次，最典型的就是用户(user)―制造商(manufacturer)―供应商(supplier)界面，即界面;二是企业内部各职能部门之间的层次，比如，市场营销―R&D―生产制造界面，即界面П;三是职能内部层次，如R&D―R&D 界面、研究―开发界面等，即界面Ш。官建成、张华胜将产生冲突的区域叫做界面，认为界面存在于独立的子部门之间的交互作用中[2]，其和谐关系对产品开发成功影响甚大。刁兆峰和余东方认为，界面是两者之间的相互连接、相互作用状态[3]。吴涛、海峰、李必强认为，界面是相关单元之间接触方式和机制的总和，是集成关系形成和发展的基础[4]。

通过对上述的各个概念进行分析和总结，可以看出界面具有以下特点：(1)相互作用;(2)相互连接。在此，笔者对旅游企业间界面给出一个比较粗糙的定义：有内在关联性的旅游企业之间为满足各自需要而相互作用、相互连接。根据长城研究所对界面的划分，旅游企业间的界面属于界面。本文旅游企业间合作主要指的是旅行社跟航空公司、酒店、景区的合作。

(二)界面管理

界面管理是指为完成同一任务，企业需要处理企业之间、企业的各组织部门、各有关成员之间在信息、物质、财务等要素交流方面的相互作用，解决界面双方在专业分工与协作需要之间的矛盾，实现控制、协作与沟通，提高管理的整体功能，实现企业绩效的最优化[5]。

(三)界面管理的发展历程

界面管理的研究可以追溯到1978年Souder & Chakrabarti开展的界面问题研究，他们发现在新产品开发过程中，缺乏有效的界面管理是新产品的最主要原因。华锦阳根据管理方式与公司战略的关联度，将界面管理的发展过程划分为三个阶段[6]：第一阶段：职能分割，部门孤立，各行其是，界面管理近于无;第二阶段：在项目水平上各职能进行联结合作，形成矩阵式结构，但仅限于单个项目，未能将所有项目一体化，缺乏企业全局战略思考，界面管理是不完全、不稳定的;第三阶段：在全局性和长远性战略的指导下，部门之间达成伙伴式合作关系，一体化程度高，界面得到很好改善，企业中高质、创新、高效益的产品快速、持续产生。

二、旅游企业间的界面问题及原因分析

(一)旅游企业间的界面问题

在旅游企业间的相互合作过程中，会产生很多无益的冲突，从而导致界面双方连接、作用的障碍，也导致双方合作的失败。这些问题主要包括：

1.信息不及时、不透明。无论是旅行社和航空公司之间的合作，还是旅行社和酒店、景区之间的合作，都存在着信息不透明的问题。航空公司没有给旅行社确切的价格、航班及班次等信息，也没有给其充分的时间提前量，更没有较大的折扣;饭店没有及时告知旅行社饭店的预定、出租情况及价格的`变化情况;景区的价格相对来说是稳定的，但还是会出现涨价的情况，而没有及时通知旅行社。旅行社需要提前制定其线路，在与其上游企业合作中，由于得不到及时、透明的信息而使自己在经营操作中常常处于无序状态，甚至自己支付机票、客房、景点的涨价部分，从而降低了利润。

2.关系松散、相互之间不信任。航空公司、酒店觉得旅行社不可靠，淡季的时候请旅行社帮忙推销一些线路，但如果该条线路利润很低，旅行社通常都不会尽全力去推销，而在旺季的时候，航空公司(酒店)也不肯给予旅行社较低的折扣和较多的舱位(床位)。旅游景区在刚开始推出的时候，希望跟旅行社合作，共同宣传，以提高其知名度，而当景区热起来后，却没有保证最先投入开发的旅行社的利益，而是提供同样优惠的价格给所有的旅行社，一定程度上损害了早期投入的旅行社的利益。

(二)旅游企业间界面问题形成原因

在探讨界面问题形成原因方面，郭斌、陈劲、许庆瑞等对企业内部界面问题以及企业供应链之间的界面问题的产生原因进行了分析，认为“粘性信息”(sticky information)的存在、不同部门之间的缺乏了解、不同部门之间的目标差异导致的界面冲突、个人价值观差异带来的文化冲突等4个方面是产生界面问题的共同原因[7]。旅游企业组织之间的界面的形成原因可以分析为以下四方面的内容：

1.利益的独立性。旅游企业间是由不同的企业组成的，每个企业都是独立的法人单位，因此，依然满足追求利益最大化的经济人假设。同时，又由于企业成员的有限理性及信息不对称，使得旅游企业具有利益上的异质性。如在旅游旺季，酒店尽量减少提供给旅行社的客房数，而在旅游淡季，又希望旅行社能为自己带来更大的客流量。

2.组织异质性。每个旅游企业都有其各自的历史、经历、观点、行政系统和经营理风格，在发展过程中会形成自己的企业战略和企业文化，而且该企业文化将影响自己员工的目标追求和个人价值观念、事业取向，也影响企业对知识和信息的吸收能力。在和其他企业合作的过程中，往往无法理解对方的行为准则。

3.信息不对称。界面问题是企业间信息、资源的流动时表现出来的。因此，其信息流畅度与信息的内容、传递信息的介质有关。每个旅游企业是独立的组织，因此，具有独立的信息系统，该信息系统不一定跟其他旅游企业都建立了信息系统，也不一定能和其他企业的信息系统很好的匹配，因此，在信息传递过程中，导致信息的不及时。

三、旅游企业间界面管理机制

界面问题大量地存在于企业管理之中，从界面的产生结构来看，主要可以分为两类：一类是由于纵向联系而产生的界面，称为纵向界面，双方在组织内部有直接隶属关系;另一类是因为横向联系而产生的界面，称为横向界面，双方在组织内的地位平等或相对平等[8]。旅游企业之间的合作是并行的流程之间的联系和相互作用，所以，他们之间的界面是横向界面。

从界面管理的角度出发，对待横向联系方面的界面应采取跨职能整合原则、充分沟通原则和协商合作原则[8]，相应地，建立了跨职能整合机制、充分沟通机制和协商合作机制。

(一)跨职能整合机制

跨职能整合是指在界面管理中运用系统整体性原理, 在系统目标指导下实现管理中各企业之间、各项目之间以及各成员之间有效的沟通与协作，以充分利用资源，提高管理绩效[8]。在旅游企业的合作过程中，针对产生界面障碍的利益独立性，可以采用跨职能整合，以建立合作各方共同的企业目标，需要制定这些目标的管理者具有精通多种职能管理知识的通才，而不是某一方面的专才，因为通才才能更好的与对方企业谈判并建立合理的共同目标。在合作的过程中随着时间的推移会出现原有目标不再符合现阶段的发展，主要是因为合作者既希望从合作中得到好处，同时，又极力保持相当程度的自主权，自主权的存在必然会导致共同目标的潜在冲突。因此，需要这些管理者需要对发展方向定期检查，以确保目标的协调一致[9]。

(二)充分沟通机制

为了保证旅游企业间的有效运作，克服信息不及时、不对称的障碍，必须加强界面沟通和协作。通过沟通，有利于充分利用对方的优势，得到共同发展;有利于了解对方的企业文化，理解对方的行为。

1.建立协调小组。当旅游企业开始合作后，不同企业的管理者需要共同商讨一些事情，他们会定期开会，通过这个途径跟对方熟识。但是，并不是很多员工都能跟对方企业的员工交流的，因此，这些员工不能理解对方的行为。同时，由于某些部分涉及到不同企业的共同的参与，因此还是会出现利益分配不均的问题，对于这些问题的解决需要建立协调小组。

2.建立有效沟通的信息平台。随着信息时代的到来，每个旅游企业要处理越来越多的信息，因此，会缺乏对其他企业信息了解的冲动，从而造成信息流堵塞在信息源附近，导致信息粘滞。在旅游企业间界面管理中，有必要设立一个专门的公共的信息平台，这样，跟界面联系着的每个旅游企业都知道其他企业的一些信息及游客具体的需求信息、反馈信息，从而节省了管理的成本。为了了解不同企业员工的想法，还可以设立论坛，给员工一个自由沟通的平台，因为界面管理也不可能使每个员工都能面对面的跟其他员工进行交流。

3.建立适应界面管理的企业文化。针对产生界面障碍的组织异质性进行有效管理，可行的办法就是建立企业内部适应界面管理的企业文化。即努力营造有利于整合的旅游企业文化，积极倡导各旅游企业之间相互尊重、相互了解、相互学习、相互帮助的良好风气，以增进企业与企业之间了解、沟通与合作。

(三)协商合作机制

在界面管理中，建立了一个信息共享平台，所以在一定时期内各旅游企业形成了共享信息、共担风险、共同获利的高度协调关系。在合作过程中，需要明确各自的权、责、利，避免互相推诿责任。当出现矛盾时，撇开自己的局部利益，以整体利益为重。同时，需要增加双方的信任，达到共识。

参考文献：

[1]长城企业战略研究所.现代企业组织的界面管理[J].中国环保产业，1997，(12).

[2]官建成，张华胜.R&D―界面协调机制研究[J].研究与发展管理，，(12)：1-5.

[3]刁兆峰，余东方.论现代企业中的界面管理[J].科技进步与对策，，(5)：85-86.

[4]吴涛，海峰，李必强.界面和管理界面分析[J].管理科学，，(1).

[5]李凤莲，马锦生.企业技术创新与营销的界面管理[J].哈尔滨商业大学学报：自然科学版，，(5).

[6]华锦阳，张钢.试论界面管理发展的三个阶段[J]科研管理，2000，(2).

[7]郭斌，陈劲，许庆瑞.界面管理：企业创新管理的新趋向[J].科学学研究，，(1).

[8]邓志刚，李宝山.新技术革命与管理现代化[M].北京：中国财政经济出版社，1988：111-117.

浅论风洞建设项目中的组织界面管理 篇3

风洞项目具有科学研究与工程建设双重属性的系统工程, 建设涉及众多参与方, 由于他们之间的职能、任务的相互作用, 在其责任边界处形成了组织界面。在项目论证、设计、建设、调试各个阶段各参与方工作交叉融合, 不同组织成员共享信息、分担风险与责任, 而成员之间利益目标不相融, 管理方式、制度和文化各异等原因产生组织界面矛盾, 降低了项目管理质量。加强项目组织界面管理, 使项目组织管理有序、高效, 是项目成功的重要手段。

1 项目组织界面分类

参与风洞建设项目的相关方众多, 根据项目参与方的相互关系, 组织界面具体表现为三种界面形式:

(1) 纵向界面。存在直接隶属或合同关系的界面, 如上级与下级机关、建设方与承包商、建设方与供应商。

(2) 横向界面。不存在隶属和合同关系的界面, 组织地位相对平等, 如建筑承包商与设备建设承包商、建设方与设计单位。

(3) 斜向界面。无隶属和合同关系的界面, 存在明显组织地位差别, 如建设方与分包单位。

2 项目组织界面矛盾分析

组织界面矛盾, 是界面双方因利益与目标各异, 信息不对称、沟通不畅, 以及对事物理解程度不同甚至出现偏差, 而形成的相互排斥或否性关系。

2.1 组织界面矛盾类型

组织界面处易产生矛盾, 或出现责任盲区, 如图1。三种不同性质的界面产生了三种类型的界面矛盾:

(1) 纵向界面矛盾。如风洞建设方的院、所、项目管理部这条指挥线上的人力资源矛盾、成本费用矛盾、管理权限和工作程序上的矛盾等;项目管理部与各承包商之间的项目进度矛盾、经费矛盾、项目范围及技术指标矛盾、组织个性矛盾等。

(2) 横向界面矛盾。如风洞建设单位与设计单位之间设计进度矛盾、设计师现场技术服务的矛盾、设计文件归档的矛盾等;各承包商之间施工接合部责任盲区的矛盾、施工作业区占用的矛盾、施工优先权的矛盾等。

(3) 斜向界面矛盾。如风洞建设方项目管理部与分包商之间, 包括项目进度的矛盾、质量的矛盾等。

2.2 组织界面矛盾状态

风洞项目建设周期长, 不同阶段组织界面矛盾表现出不同的状态形式, 包括磨合状态、隐化状态、显化状态、激化状态。组织界面的矛盾状态由界面矛盾的强度和发生的频率两个维度决定, 如图2。

(1) 磨合状态。项目实施的初期, 各参与方承担的子项工程处于起步阶段, 工作交集不大, 处于熟悉对方实力、能力、处事风格的过程, 处事比较谨慎, 组织界面矛盾表现为频度和强度双低状态。

(2) 隐化状态。项目实施的中期, 随着项目的进展, 各参与方工作接触越来越多, 相互之间比较迁就, 组织界面矛盾主要表现为频度高、强度低, 处于隐而不发的状态。

(3) 显化状态。项目实施的中后期, 各参与方之间矛盾越积越多, 由于对后续工作的不可预知、对实现预定目标的担忧, 各参与方都在千方百计、努力追求自身的利益, 导致组织界面矛盾频频暴发, 矛盾频度和强度表现为双高状态。

(4) 激化状态。项目实施的后期, 各参与方承担的子项都处于收尾阶段, 工作接触面大大减小、甚至没有, 但前期积累下的矛盾, 特别是那些影响重大利益的矛盾, 往往会因为一些小事触发暴发大的冲突, 组织界面矛盾表现为频度低、强度高的状态。

3 项目组织界面管理方法

界面管理是支持项目活动的重要组成部分, 解决界面矛盾是不可逾越和回避的问题, 尽早进行项目组织界面矛盾识别、分析, 制定相应对策, 有助于项目健康、和谐、有序推进。

3.1 纵向组织界面矛盾管理

在纵向界面中, 组织间存在地位上的不平等, 一般能够保证“政令畅通”, 特别是在项目初期, 即便产生界面矛盾也隐性状态, 上级组织的要求能够遵照执行, 工作绩效不会受大的影响。但随着工程的进展, 矛盾由隐性变为显性, 甚至到激化状态, 下级组织产生抵触情绪, 工作绩效严重下降, 此时需要及时的界面管理来消减矛盾, 提高工作绩效。主要从两个方面着手:

3.1.1 项目组织职权驱动

对于纵向界面中存在上下级直接行政隶属关系的组织界面, 如院与所、所与项目管理部, 下级需接受上级的统一领导, 上级组织干系人发挥职位的权力, 调配资源、决策处理具体业务, 驱动项目健康发展。因此, 在项目管理顶层设计时, 明确职能部门介入项目管理的程度、职能和权力, 以及与项目管理部的互动关系, 以便使每一个干系人责、权明晰。

3.1.2 项目组织契约驱动

对于纵向界面中存在直接合同关系的组织界面, 如项目管理部与承包商、承包方与分包商, 通过契约明确了双方的责权利, 合同是解决这类组织界面矛盾最有力、最直接的工具, 亦是各参与方组织驱动的源动力。契约驱动: (1) 主动驱动, 各参与方为获得预期的利益而积极按照合同规定的权利和义务去克服矛盾努力完成任务; (2) 被动驱动, 各参与方基于合同条款, 履行合同义务维护项目的健康运行。

风洞项目难度大、要求高, 在项目招标时特别要注重合同文本专用条款, 包括合同工作内容、项目边界、技术指标, 进度款支付条件、经费变更条件、进度关键节点、工期、交叉施工保障条件、违约罚则、资料归档、项目验收等, 科学、严密的合同为项目通过契约驱动提供最有力的法律依据。

3.2 横向组织界面矛盾管理

横向组织界面中, 各组织间的地位是相对平等的, 因利益驱动、信息黏滞, 经常出现责任的推诿。在项目实施中, 横向组织界面矛盾主要发生在承包商之间, 在组织界面矛盾中所占比例最大, 是制约项目质量、进度的重要因素。

在项目实施的初期, 参与各方处于磨合期, 由于存在共同的利益目标, 合作的意愿比较强烈, 尚能相互迁就, 自我克服矛盾;随着项目的发展, 各参与方工作的交集越来越大, 问题越积越多, 矛盾逐渐显化, 甚至激化, 特别是当组织边界处出现重大的责任事故时, 组织间沟通困难, 严重时可致使工作无法继续。此时, 需要及时解决组织界面矛盾, 一般有两种解决途径:

(1) 双方协商解决。当事双方达成一个共同认可的问题解决途径, 也可参照历史的默认的解决途径, 使得各方都能认可和满意。这需要组织间的相互信任, 这种信任建立在诚信、能力和责任感的基础之上, 需要彼此的认同和合作, 更重要的是取决于项目各参与方的合作经历及合作是否愉快。

(2) 项目管理部介入协调解决。承包商之间的矛盾激化最终伤害的是建设方的利益, 此时项目管理部就应主动强势介入, 搭建协调和沟通渠道, 按既定的责任和利益机制、达成组织间的任务、资源、责任的匹配, 平衡各方利益。解决策略有:

(1) 回避和冷处理。项目管理部对所有的界面矛盾不应一视同仁, 当矛盾微不足道、不值得花费大量时间和精力去解决时同, 回避是一种巧妙而有效的策略。通过回避琐碎的矛盾, 让当事双方自行磨合解决, 管理者可以提高整体的管理效率。当矛盾各方情绪过于激动, 需要时间使他们恢复平静时, 或者立即采取行动所带来的负面效果可能超过解决冲突所获得的利益时, 采取冷处理是一种明智的策略。总之, 管理者应该是审慎地选择所要解决的冲突, 不能天真地认为优秀的管理者就必须介入到每一个冲突中。

(2) 缓和。 项目管理部组织矛盾双方召开协调会, 强调共同战略目标, 使冲突各方倍感使命感和向心力;强调实现项目目标不是零和博弈, 而是互利共赢, 使冲突各方意识到任何一方单凭自己的资源和力量无法实现目标, 使其意识到要从项目整体高度看待问题, 而不是从单个组织、个人的角度, 矛盾双方可能为这个共同的战略目标相互谦让或做出牺牲, 达到矛盾缓和。

(3) 妥协。矛盾双方存在彼此之间的看法、观点的交集基础, 存在彼此可做出一定让步的意愿, 项目管理部组织协商并寻求争论各方达到都有所赢、有所输折中方案。当矛盾双方势均力敌或焦点问题纷繁复杂时, 妥协是避免冲突升级, 达成一致的有效策略。

(4) 强制。当矛盾双方意见无法调和, 项目管理部需要对重大事项迅速做出处理的, 本着客观、公正, 有利于项目总体目标、有利于项目健康发展的原则, 肯定一方, 否定另一方, 以牺牲某些利益来保证整体利益, 直接解决冲突也是克服分歧、解决问题的一种途径, 这是一种积极的冲突解决方式。

3.3 斜向组织界面矛盾管理

在斜向组织中, 界面双方不宜直接协调处理矛盾问题, 主要原因是界面双方没有直接的合同或行政隶属关系, 根据以往项目经验, 协调难度大, 往往出现两种情况: (1) 矛盾激化, 不利于后续工作的开展; (2) 协调的效果不理想, 答应的好、落实的差, 甚至敷衍了事。这类组织界面有一个共同点, 就是两个斜向组织总能找到一个第三方组织作为纽带组成一个稳固的三角关系, 间接存在合同或行政隶属的纵向组织关系。如图3, 在风洞建设项目中, 上级部门与承包商之间有建设方, 建设方与分包商之间有承包商, 图中虚线表示斜向组织关系, 实线表示行政隶属或合同关系的纵向组织关系。

斜向组织界面矛盾最好通过有关联关系的第三方协调解决, 协调效率高、效果好;还有一种方法就是在合同写入专用条款, 明确授权第三方代理履行部分职责, 把弱化的斜向组织转化为纵向组织关系, 提高界面管理的质量和效率。

4 结语

组织界面管理是项目管理体系中非常重要的一环, 对项目的成功有着十分重要的作用。随着国家“十三五”的规划, 后续的超级工程、大科学装置将陆续开工建设, 其组织界面更复杂, 管理难度更大, 需要进一步研究、创新组织界面管理, 优化管控方法, 提高管理质量和效率。

参考文献

[1]李紫东, 张原.基于协同工作平台的大型建设项目组织界面管理[J].价值工程, 2010, 29 (20) :68~69.

[2]卢国华, 亓霞.建设项目的界面管理[J].价值工程, 2010, 29 (5) :126~127.

现代展示空间中界面组织的创新研究 篇4

近年来, 随着网络和多媒体技术的日渐成熟, 数字技术已经普及于展示设计范畴, 这也必定带来展示空间中界面设计的革新。

(一) 数字技术在展示中的介入

展示设计的数字化运用是伴随着计算机应用技术的普及而形成的一项设计新课题。交互性的展示方式替代了静态的画面, 参观者能够身临其境的体验。数字化展示设计是一种具备交互性、沉浸性、构想性特征的多媒体展示技术措施。

(二) 数字化技术在展示设计中的运用

数字化设计运用于展示设计中的表现形式是多元化的, 一般分为两个方面:一是虚拟展示;二是实体展示的数字化效果设计。在数字化的技术层面主要有以下五种技术运用。

1. 数字化图像表现技术

数字化图像在计算机诞生后不久就已经出现了, 经过50多年的发展, 随着数字化技术的成熟, 其表现能力越来越强。由于在数字化的展示中需要大量的数字化图像做基础, 所以图像艺术的成功与否变得很关键。

能够构成数字图像的素材很丰富, 有绘画、雕塑、摄影、工艺等传统的艺术品画面, 也有已经数字化的摄像、摄影作品, 然后通过数字化的声音、文字、气味等等与其合成, 就能够形成传统的图像无法达到的效果。

2. 虚拟现实技术的运用

根据知觉心理学的研究, 通过互动能调动人的视觉兴奋。加入虚拟现实技术会改变观众的角色身份, 给参观者带来不同的感觉, 也使参观者由展示被动者, 而变成一个积极的参与者, 大大的激发了参观者的热情。在虚拟现实技术的帮助下, 这一切都可以轻松实现。虚拟现实技术就是向参观者提供这种交互操作的机会, 制作并共同完成展示内容。

3. 多媒体技术的运用

从视觉传达的角度来看, 比较有效的方式莫过于动态的视频图像, 当它与声音结合起来, 效果就更显著了。而当这类形式又与展示的版面、空间和灯光等要素结合在一起时, 就产生了一种展示的多媒体形式。

(三) 数字技术对展示空间界面生成的影响

1. 界面范围的影响

传统的展示, 往往物像与影像需被控制在一定的空间范围内, 比如传统展示中, 战争的场面只能以静态的画面或模型来替代, 这时就需要依附于不同的界面来表达信息, 自然就会占用大量的空间界面。虚拟现实展示设计方法是以数字化的三维模型等作为载体的, 全方位地展示对象的信息。

2. 界面虚实的影响

数字化设计发展后, 环境可以是虚拟的, 物品可以是虚拟的, 展示界面自然也能够是虚拟的。例如, 一本翻开的虚拟图书, 当参观者做出翻书的动作时, 这本虚拟书真的可以翻页, 而且有动态画面和音效。动感踩吧也是多媒体技术在界面中运用的案例, 通过投影机, 在地面上投以图像, 当参观者从画面上走过的时候, 画面就会泛起涟漪、花朵、水泡等互动的多媒体效果。

二、展示空间界面设计的趋势

(一) 展示界面设计的个性化

界面的个性化突出体现在商业展示空间和展览馆设计中, 如在我国传统商业空间的入口门面设计中, 大多数是窄窄的门和窗, 再者是制作立体字和招牌, 形式雷同。而现代商业空间展示的主出入口设计更加注重外立面饰面, 通常是以极具视觉效果的招牌广告、橱窗、外空间环境与景观设施等体现其个性。其风格力求店面的视觉的开敞与空间通透感, 通过对店面内空间的设计, 准确表达商店的经营理念与特色, 使其内外环境相融洽。

(二) 界面装饰的高技性

一个成功的展示空间, 本身构造就包括很多新技术的元素, 特别是商业性的空间展示, 其作为传播信息和理念的介质, 不仅要使其展示的产品的技术能展现出来, 展示装饰自身就是一个最好的展示平台。因此, 为了有效地反映展示空间的个性及其商品的新颖性, 空间展示的装饰形式往往采用新的设计理念和创作方式, 要在经济范围内使用新的构件和装饰材料, 利用新的施工技术去完成。

1. 界面虚形化

界面虚形化是当代展览场馆外部界面形式创新的一个主要特征。随着新兴科技向建筑技术的不断渗透, 各种质轻而透明的合成建材不断出现, 在当代展示设计中已不再被作为采光的必用材料, 而成为围合展示空间的主要界面。透明的展示界面在虚化自身体积感的同时, 也将展示空间透明化、虚化, 使得展示空间具有强烈的开放感和独特的由内向外的空间层次感。

2. 界面曲线化

当下流线型的场馆顶界面、垂直界面等曲线化元素成为设计师喜爱和常用的造型语汇。新技术、新材料、新结构形式为曲面化界面提供了可能。曲线显示界面使空间更轻快和更美, 充满视觉冲击力和时代气息。光洁坚硬的金属与玻璃材质在曲线界面形式下显得妩媚生动。2000年汉诺威世博会三菱未来馆, 外部垂直界面呈螺旋贝壳状, 又像是垂直方向打开的画轴无限向内延伸, 暗示了未来无限延展的意蕴。

(三) 界面道具的可持续利用性

伴随着中国会展业的不断发展, 展览搭建结构材料浪费这个严峻的问题已经呈现在我们面前。每年都有大量的木材、可重复利用的钢材、橡胶、有机材料及有毒有害物质投入展会结构的使用中去, 而往往在一个3-5日的展览之后就随意弃之, 造成很大的资源浪费。

部分欧洲国家早在20世纪80年代对展会材料、工艺、原料来源、加工程序及废弃程序等做出了详细条款, 在严格要求展会制作搭建规范的同时, 这些国家及地区的会展搭建业的周边产业也蓬勃发展, 包括新材料、新的灯具产品、新的设计理念等, 都受惠于会展业的规范化运作, 可谓形成了一条真正意义上的良性发展的产业圈。

摘要：展示空间是传达信息的载体, 是通信和体验的空间, 是业绩最直接的接口, 随着社会的发展, 科学技术日新月异, 人们的审美标准在不断提高, 也给“界面”设计带来了挑战, 这就要求设计师不断更新、创新设计, 以满足观者的物质需求和精神需求。因此, 本文结合现实生活中的实例来阐述新技术给界面设计带来的新活力, 并从中归纳出界面设计在未来的发展趋势。

关键词：展示空间,界面,要素,数字媒体,科技创新

参考文献

[1]彭国齐.商业展示空间界面与空间形态设计研究.广东工业大学, 2012.

[2]查有梁.论思维模式的分类及其应用[J].教育研究, 2004 (1) 49-54.

组织界面管理 篇5

制备铝合金钎焊复合箔材的复合锭要求复合界面是冶金结合,并且冶金结合界面清晰、平直,没有孔洞、夹渣、混溶等缺陷存在。复合锭的界面冶金结合越好,结合力越高,钎焊复合箔材的质量也越高。液固铸造法制备金属复合锭是将一种金属液直接浇注到另一种金属锭表面,通过两种金属之间的原子扩散获得冶金结合的复合锭[16]。该方法容易获得复合界面清晰、金属层厚度控制准确的复合锭。本工作采用液固铸造法制备4343/3003/4343 铝合金复合锭,研究了4343/3003/4343铝合金复合锭的界面组织,并分析了复合锭的界面结合机理。

1 实验材料与方法

实验材料为3003和4343铝合金,采用工业纯铝(99.8%,质量分数,下同)、速溶硅(99.7%)、纯镁(99.8%)和Al-10Mn合金分别熔炼配制。经SPEC-TROMAX X光电直读光谱仪测定,3003铝合金的化学成分为:Mn 1.27%,Cu 0.18%,Fe 0.16%,Si0.08%,Zn 0.02%,余量为Al。4343铝合金的化学成分为:Si 8.13%,Fe 0.14%,Cu 0.01%,Mn 0.01%,Zn 0.05%,余量为Al。

实验设备为7.5kW井式电阻炉和石墨坩埚。在电阻炉内加热熔化3003铝合金,经精炼和扒渣后,于720℃浇注到金属模内铸成40mm×160mm×200mm铝合金扁锭。对3003 铝合金扁锭进行铣面后,再用5% 的HCl溶液和5%的NaOH溶液对扁锭表面进行清洗,去除表面的油污和氧化皮,最后在扁锭表面涂覆一层氟盐助剂。在电阻炉内加热熔化4343铝合金,加入质量分数为0.2%的Al-10Sr合金进行变质处理,经精炼和扒渣后,分别于650,675,700,725,750,775℃浇注到液固铸造模具内,铸造成80mm×160mm×200mm的4343/3003/4343 铝合金复合锭,模具结构示意图如图1所示,其中3003铝合金扁锭的预热温度为350℃,模具预热温度为500℃。

沿铝合金复合锭中心位置锯开,经磨制、抛光并用特强混合酸溶液(75mL HCl+25mL HNO3+5mL HF)腐蚀后观察复合锭的宏观组织。在铝合金复合锭界面处取样,试样经磨制、抛光并用混合酸溶液(5mL HCl+3mL HNO3+2mL HF+190mL H2O)腐蚀后,在LEICA-DMI3000M金相显微镜下进行组织观察,采用JOELJSM-820型场发射扫描电镜进行显微组织观察,采用能谱微区分析法对4343/3003复合界面两侧的Si,Mn元素含量进行分析。 利用DNS200型电子拉伸试验机进行室温拉伸,拉伸速率为2mm/min,检测4343/3003/4343铝合金复合锭的界面结合强度。

2 结果与分析

2.1 复合锭的界面组织

图2为4343/3003/4343铝合金复合锭的宏观组织。由图2可见,当4343铝合金的浇注温度为700℃时,4343/3003复合界面局部区域存在宏观缝隙,如图2(a)所示,表明界面冶金结合较差。当4343铝合金的浇注温度提高到725℃和750℃时,4343/3003复合界面清晰、平直,未见缝隙存在,如图2(b),(c)所示。当4343铝合金的浇注温度提高到775℃ 时,4343/3003复合界面呈现弯曲不平整,如图2(d)所示,表明4343铝合金的浇注温度过高,导致3003铝合金复合锭表面发生了熔化。

图3为4343/3003/4343铝合金复合锭复合界面的显微组织。由图3可见,当4343铝合金的浇注温度为650℃时,4343/3003复合界面处存在较宽的缝隙,如图3(a)所示,表明4343和3003铝合金未实现冶金结合。当4343铝合金的浇注温度提高到675℃时,可以看到4343/3003复合界面的缝隙宽度变窄,局部区域出现了冶金结合,如图3(b)所示。随着4343铝合金的浇注温度提高到700℃时,4343/3003复合界面大部分区域已实现冶金结合,只有少部分区域仍存在细小的缝隙(图3(c))。当4343铝合金的浇注温度提高到725℃和750℃ 时,4343/3003 复合界面清晰平直,表明4343和3003铝合金实现了良好的冶金结合,如图3(d),(e)所示。当4343铝合金的浇注温度提高至775℃时,由于4343 铝合金的浇注温度过高,导致3003铝合金复合锭表面发生局部熔化,虽然4343和3003铝合金之间实现了冶金结合,但复合界面弯曲、不平直(图3(f))。综上所述,液固铸造4343/3003/4343铝合金复合锭,4343 铝合金的最佳浇注温度为725~750℃。

图4为4343/3003/4343铝合金复合锭的复合界面扫描电镜图。当4343 铝合金的浇注温度为650℃时,4343/3003复合界面存在一条平直的缝隙,4343铝合金侧无Al-Si固溶体层,如图4(a)所示。当4343铝合金的浇注温度提高到700℃时,4343/3003复合界面大部分区域已实现冶金结合,4343/3003复合界面处存在一层较薄的Al-Si固溶体层,如图4(b)所示。当4343铝合金的浇注温度提高到750℃ 时,4343/3003复合界面实现了良好的冶金结合,Al-Si固溶体层的厚度增加,厚薄均匀,如图4(c)所示。当4343铝合金的浇注温度提高到775℃时,4343/3003复合界面弯曲不平直,并且Al-Si固溶体层也不平直,厚薄不均匀,如图4(d)所示。当铝合金复合锭获得具有冶金结合界面时,会形成Al-Si固溶体层。浇注4 3 4 3铝合金后,急冷形成的固溶体层没有析出第二相。

2.2 复合锭的复合界面元素分布

图5为铝合金复合锭4343/3003界面处的显微形貌。由图5可见,4343铝合金和3003铝合金之间存在一层厚薄均匀的Al-Si固溶体层。高温下,Al-Si固溶体层中溶质原子Si向3003 铝合金一侧进行扩散(图5中A所示扩散区域),同时,3003铝合金的Mn元素向Al-Si固溶体层一侧进行扩散(图5中B所示扩散区域),形成合金元素梯度变化的扩散层。

图6为4343/3003/4343铝合金复合锭的结合界面处Mn和Si的分布。由图6可见,Mn和Si的含量在扩散区域内呈梯度分布。当4343 铝合金的浇注温度为700℃时,Mn和Si的扩散距离较短,分别为6μm和16μm。 当4343 铝合金的浇注温度提高到750℃时,Mn和Si的扩散距离增加,分别为10μm和32μm。当4343铝合金的浇注温度提高到775℃时,由于浇注温度过高,导致3003铝合金复合锭的局部表层金属被熔化,Mn和Si的扩散距离进一步增加,分别为14μm和54μm。Al-Si固溶体层厚度主要由4343铝合金熔体的浇注温度决定,浇注温度越高,固溶体层厚度越大。从图6 还可以看出,在不同温度下浇注4343铝合金制备铝合金复合锭,Si的扩散距离要大于Mn的扩散距离。 一方面,这是由于Si在铝合金中的原子活跃度要大于处于固态或半固态的Mn[12]。另一方面,4343 铝合金浇注后,在4343/3003复合界面附近处形成梯度分布的温度场,Si更容易实现从高温Al-Si固溶体层向低温3003铝合金区域的迁移,而Mn难以从低温3003 铝合金区域向高温Al-Si固溶体层扩散。

2.3 复合锭的界面结合强度

图7为4343/3003/4343铝合金复合锭的抗拉强度与4343铝合金浇注温度的关系曲线。可以看出,随着4343铝合金浇注温度的升高,复合锭的抗拉强度逐渐提高。当4343 铝合金的浇注温度为650~700℃时,复合锭的复合界面存在缝隙,未实现冶金结合,界面结合强度较低,拉伸试样均在复合界面处发生断裂。当4343铝合金浇注温度升高到725℃和750℃时,复合锭的抗拉强度分别为104.8MPa和105.6MPa,复合锭的拉伸试样都在3003铝合金一侧发生断裂,如图8所示。以上结果表明4343/3003/4343 铝合金复合锭的界面结合强度大于3003 铝合金的抗拉强度,4343/3003界面实现了良好的冶金结合,结合牢固。

3 讨论

采用液固铸造法制备4343/3003/4343铝合金复合锭时,4343铝合金的浇注温度是一个重要参数。当4343铝合金的浇注温度为650℃时,由于较低温度的4343铝合金熔体受到固态3003铝合金的冷却作用而迅速凝固,4343/3003界面未能实现冶金结合。随着铝熔体凝固收缩产生拉应力,在4343/3003界面处形成缝隙。 当4343 铝合金的浇注温度升高到675~700℃,4343铝合金的局部区域内存在热起伏,具有热起伏特征的铝熔体以3003铝合金的表面为基底,急冷形成不连续的Al-Si固溶体层。与此同时,Al-Si固溶体中的Si和3003铝合金中的Mn在高温作用下进行互扩散,界面实现了部分冶金复合。当4343铝合金的浇注温度升高到725~750℃时,大量热起伏均匀分布在4343铝合金熔体与固态3003铝合金接触界面处。4343铝合金熔体以整个3003铝合金表面为基底,急冷形成厚度均匀的Al-Si固溶体层。同时,Al-Si固溶体中的Si和3003铝合金中的Mn在高温作用下进行互扩散,从而实现良好的冶金复合。当4343铝合金的浇注温度升高到775℃时,在过热4343铝合金熔体作用下,3003铝合金表面受到温度较高的热起伏作用,表层金属局部熔化,形成了富含Si和Mn的局部区域。随着铝熔体温度的下降,4343铝合金在3003铝合金表面形成Al-Si固溶体层,随后凝固形成弯曲的4343/3003复合界面。由于3003铝合金表层金属局部熔化,铝熔体冷却凝固形成的Al-Si固溶体层厚薄不一。

高温下,4343/3003复合界面附近处的Al-Si固溶体中的Si和3003铝合金中的Mn发生互扩散。扩散时,Si和Mn并不发生反应,没有金属间化合物的形成,扩散层内只存在成分连续变化的Al-Si固溶体,溶质原子的浓度呈梯度变化,如图6所示。对于给定的扩散系统,任意时刻的浓度分布曲线可用以下方程描述[17]:

式中:x为扩散距离;t为扩散时间;C1,C2分别为界面两侧原始的起始浓度;erf(β)为高斯误差函数;D为扩散系数,它与温度T之间的关系可以用Arrhenius方程表示:

式中:D0为扩散常数或频率因子;Q为扩散激活能;D0和Q均取决于合金的成分与结构,与温度无关;T为绝对温度;k为玻尔兹曼常数。

由式(2)可见,扩散系数D与温度T成指数增长关系。随着温度的升高,溶质原子更容易借助铝熔体中的热起伏获得更高能量,越过势垒进行扩散。从式(1)可知,扩散系数D增大,相同时间内,元素的扩散浓度增加。当温度较低时,扩散系数D较小,溶质原子Si和Mn难以快速扩散形成连续固溶体,不能实现良好的冶金复合,甚至完全不能冶金结合。温度较高时,4343/3003 复合界面处的溶质原子Si和Mn元素能在较短时间内扩散至较高浓度,有利于在4343/3003复合界面处形成成分梯度变化的连续固溶体,实现良好的冶金复合。温度过高时,4343/3003复合界面处存在能量较高的热起伏,3003铝合金的表层金属局部熔化,形成了富含溶质原子Si和Mn的熔体,该熔体先进行液-液扩散,冷却到一定温度后进行固-液扩散和固-固扩散;虽能实现冶金复合,但复合界面已经弯曲不平整,Al-Si固溶体层厚度不均匀。

液固铸造法制备4343/3003/4343铝合金复合锭时,当4343铝合金的浇注温度为725~750℃时,4343铝合金熔体在4343/3003复合界面处形成厚薄均匀的Al-Si固溶体层,然后通过Al-Si固溶体层中的Si和3003铝合金中的Mn发生互扩散,形成了成分梯度变化的连续固溶体,两种铝合金实现良好的冶金结合。4343/3003复合界面处的扩散层内,Si和Mn含量呈梯度变化,使得结合区内的晶体结构、原子配位、弹性模量、线膨胀系数等呈现连续梯度变化,保证了4343/3003复合界面的结合强度及稳定性。

4 结论

(1)液固铸造法制备4343/3003/4343铝合金复合锭,4343铝合金最佳浇注温度为725~750℃,复合锭的复合界面冶金结合良好,界面清晰平直、厚薄均匀,由Al-Si固溶体和Si,Mn元素扩散层构成。

(2)复合锭复合界面的Mn,Si元素的扩散距离分别为10μm和32μm,复合界面的结合强度高于3003铝合金的抗拉强度。

组织界面管理 篇6

近年来, 随着有色金属资源价格的不断上涨而产生的“以铜代铝”需求, 以及日益多元化的工业设计对部分产品所提出的轻量化要求, 使得铜铝复合板得到越来越多的关注和研究。铜铝作为两种性能差异较大的金属, 特别是熔点相差424℃、线膨胀系数相差40%以上[1], 决定了复合板的制备工艺具有一定的难度。目前, 工业上最常用的铜铝复合板制备工艺为轧制或基于轧制的挤压-轧制、连铸-轧制的混合工艺[2]。轧制工艺具有生产效率高的优点, 但也有设备复杂、投资巨大、界面结合强度不高等的不足。最近, 爆炸复合法因其工艺简单、成本低廉、界面结合质量好、力学性能高等优点[3,4], 而成为一种较有前途的铜铝复合板的制备方法。但有关铜铝爆炸复合板的应用研究, 相关报道还比较少。本文将着重探讨铜铝爆炸复合板在不同热处理温度下界面组织和力学性能的变化, 为该材料在受热环境的应用提供一定的参考数据和使用建议。

1 实验研究

1.1 实验材料

实验所用铜铝爆炸复合板为南京三邦金属复合材料有限公司提供, 板厚20 mm, 其中铜材厚8 mm。将板材切割成20mm×20mm的小方块试样备用。

1.2 热处理

采用GSL1600X型真空热处理炉对铜铝爆炸复合板试样进行热处理, 加热速率为20℃/min, 加热温度依据铜铝二元合金相图[5]并结合实际应用情况分别选取350℃、400℃和450℃, 保温时间均为30min。为防止氧化, 试样均需随炉冷却。

1.3 金相制备

沿爆炸方向中心线稍前处取样, 磨面长度不小于20mm。异种金属复合板的浸蚀是金相制备中的难点, 本次实验中采用分步浸蚀的方法来分别显现铜和铝的金相组织。具体方法如下:

(1) 先浸蚀铜, 腐蚀液为100m L蒸馏水+10g过硫酸铵, 浸蚀时间3min;

(2) 试样清洗烘干后, 再浸蚀铝, 腐蚀液为100m L蒸馏水+10g三氯化铁+0.5m L氢氟酸, 浸蚀时间5min。

1.4 组织观察与性能测试

使用Olympus GX51型金相显微镜对试样的铜铝结合界面组织进行金相观察;使用JSM-6360LV型扫描电镜及其附加的GENESIS-2000型能谱仪对试样的铜铝结合界面进行形貌观察和成分线扫描;使用FM-700型显微硬度计对试样的铜铝结合界面进行显微硬度测量, 参照国家标准GB/T 4340.1-1999《金属维氏硬度试验第1部分:试样方法》, 加载试验力选用0.098N, 保压时间为15s。

2 结果分析

2.1 金相分析

图1为铜铝爆炸复合板原始态、不同温度热处理后的界面金相组织图。由图1可以看出, 铜铝爆炸复合板界面呈波形结合, 经过热处理后, 两种材料尤其是铜材的晶粒组织有随温度提高而粗大的趋势, 在铜材中甚至出现了孪晶 (见1 (c) ) 。另外, 图1 (b) 、图1 (c) 和图1 (d) 中还出现了明显的过渡区, 这说明经过热处理后, 铜铝爆炸复合板的热扩散效应得到了加强。根据Cu-Al二元合金相图[5], 该过渡区是两种金属之间的成分、组织的过渡区, 有Cu和Al的互扩散, 形成固溶态的α相;有Cu向Al材中扩散, 析出的金属间化合物Cu Al2相;有Al向Cu材中扩散形成的金属间化合物Cu3Al相和Cu4A1相。根据固相原子扩散理论[6], 结合界面两侧存在原子扩散现象, 而且温度越高元素扩散能力越强。因此, 铜铝界面成分过渡区合金元素的浓度在热处理后, 随着热处理温度的提高, 有Al、Cu元素浓度不断增加的趋势。而当材料降至室温后, 这些过饱和的溶解元素便会析出形成更多的铜铝或铝铜金属间化合物。

2.2 硬度分析

图2是不同热处理下铜铝爆炸复合板界面两侧的显微维氏硬度变化曲线。从曲线中可以看出, 爆炸复合板未经热处理时铜基材的硬度值约为125HV, 铝基材的硬度在40HV左右, 同时, 结合界面自铜向铝的硬度呈现梯度下降, 这进一步说明爆炸复合的界面结合较好。经过350℃、400℃和450℃的热处理后, 铜基材的硬度都下降到了65HV左右、铝基材的硬度都下降到了30HV左右, 这说明铜铝爆炸复合板在爆炸复合的过程中形成了较大的残余应力, 热处理可以有效释放这种应力, 且在本次实验范围内不同的热处理温度对应力释放的效果比较接近。但在界面结合处, 经过热处理后, 都出现了硬度的突然上升, 在350℃时为120HV, 400℃时为183HV, 450℃时为185HV, 有随着热处理温度提高而硬度不断上升并趋于饱和的趋势。这说明随着温度的升高, 元素的扩散增强, 当材料降至室温后, 过饱和的元素析出形成较多的金属间化合物, 而这些金属间化合物大都属于脆性相, 因而提高了界面结合处的硬度。至于随着温度的进一步上升而硬度趋于饱和的原因, 主要是由于高温下铝原子的扩散速率较铜原子要快, 因此表现出来的就是铝更多地向铜材内部扩散析出金属间化合物Cu3Al相和Cu4A1相、铜扩散形成Cu Al2相趋于饱和, 而Cu Al2相的硬度要高于Cu3Al相和Cu4A1相, 因而硬度就呈现随温度的上升而饱和的趋势。同时, 从界面距离也可以很明显地看出, 在这3个热处理温度中, 350℃时的扩散区域最短, 400℃时扩散区域进一步增大, 450℃时趋于饱和, 与硬度的变化趋势保持一致。

2.3 能谱分析

图3是不同热处理温度下铜铝爆炸复合板界面扫描形貌图和线扫描能谱图, 直线、曲线1、曲线2分别代表了扫描基线、沿基线Al元素的相对成分含量变化趋势和沿基线Cu元素的相对成分含量变化趋势。扫描形貌图直观地表现了扩散区厚度随热处理温度的变化趋势, 原始态 (如图3 (a) 界面结合处所示) 的扩散区不明显;随着温度的提高, 扩散区的厚度明显增加, 450℃时的扩散区厚度达到了350℃时的近2倍 (如图3 (b) ~图3 (d) 界面结合处所示) 。能谱线扫描图中铜、铝元素成分变化曲线清晰地呈现了铝铜扩散强弱的变化趋势, 原始态 (如图3 (a) 中曲线1、曲线2所示) 由于本身的扩散区就较小, Al元素成分线在界面左侧几乎为一条零位直线即铝的含量几乎为零, 当到达界面右侧时迅速向上跨一个大的台阶显示此时的元素成分主要为铝;经过热处理后 (如图3 (a) 中曲线1、曲线2所示) 铝元素成分变化曲线在扩散区左侧都呈现零位直线, 当到达扩散区后, 出现一个小台阶说明扩散区中有铝元素的存在, 穿过扩散区到达铝基材侧时又出现了一个大台阶, 同时还可以发现, 这个小台阶的高度有随着温度的提高而略微增加的趋势, 相对而言, 铜元素成分变化曲线在扩散区中呈现较剧烈的锯齿状波动且几乎没有小台阶的出现, 即表明铜元素在扩散区中的变化不明显。这些现象综合起来说明了铝元素的扩散要快于铜元素, 尤其是随温度升高更占优势。

3 结论

本文对铜铝爆炸复合板采用350℃~450℃热处理, 通过对结合界面金相组织的观察、显微维氏硬度的测定、铜铝成分的线扫描, 对其组织、成分及硬度变化趋势进行分析, 得出以下结论:

(1) 在该区间温度内的热处理形成了明显的扩散区, 且随着温度的升高, 扩散区不断增厚, 铝的扩散活性要高于铜。

(2) 热处理使铜材和铝材的硬度得到下降, 但也在界面结合处析出脆性相而使硬度升高, 且随着温度的提高硬度不断增大并趋于饱和。

(3) 这种界面处的硬度突然增大对于应用而言, 可能成为潜在的裂纹源而具有较大的危害, 因此, 对于铜铝爆炸复合板在此温度区间受热环境中应用, 需审慎对待。

摘要：对铜铝爆炸复合板采用350℃450℃热处理, 利用金相显微镜、扫描电镜、X射线能谱仪及显微硬度计对热处理前后界面结合区域的组织、形貌、成分、显微维氏硬度进行了测量表征。结果表明:该温度区间内的热处理, 铜铝基材的硬度都出现了较大幅度的下降, 但热处理后结合区出现了硬度的突然增长, 最高达450℃时的185HV;热处理后形成了明显的扩散区, 且随着温度的升高, 扩散区不断增厚, 铝的扩散活性要高于铜。

组织界面管理 篇7

众所周知,利用电磁场处理技术来细化液态合金熔体的凝固组织、过滤和去除铝合金熔体中非金属相,已经在铝合金制备工艺中得到广泛的应用[6,7,8,9,10,11]。但是采用辅助电磁场的方法在非真空条件下利用液体流变、非金属增强相和熔体电磁性质的差异来控制增强相颗粒的分布,从而实现其液相扩散连接还未见相关报道。本工作试图通过电磁场效应,控制液固界面处强化相的推斥/吞没行为,使强化相在液相层中作定向迁移运动,实现在铝基复合材料钎缝界面处原位再造复合材料,得到强化相增强复合钎缝。

1 实验

1.1 实验材料

本研究所用材料为SiC/A356铝基复合材料,其中颗粒增强相所占体积分数为10%,平均直径为20 μm,试样加工成棒状,尺寸为ϕ20mm×10mm,其抗拉强度为338～379MPa。所用钎料为箔状Zn-Al合金,其成分为Zn 80%和Al 20%(质量分数),固-液相线温度区间为403.7～454.1℃。

1.2 实验设备

本研究中使用的设备主要包括自制电磁场辅助钎焊设备(如图1所示)、稳恒电磁场装置(磁场强度可在0～1T之间任意调节)、交流方波电源、镶嵌机、抛光机、配备有能谱(OXFORD-7573)的扫描电镜(JEOL JSM-6480)等。

1.3 实验方法

为便于比较,研究中分别使用传统钎焊方法和电磁场辅助复合钎焊方法来连接SiC/A356铝基复合材料。使用传统钎焊方式连接时,钎焊温度为510℃、保温时间为2min。使用电磁场辅助复合钎焊方法时,试验在自制电磁场辅助钎焊设备中进行,钎焊温度及保温时间和传统钎焊方法相同,在此基础上使用稳恒磁场装置施加强度为0.5T的磁场,并连接碳棒至交流方波电源输出端,使得钎焊连接时液相中的强化相粒子受到电磁力的作用。调整交流方波电场参数,以控制接头液相连接过程中所受电磁力的大小和周期,从而获得不同电磁场参数作用下的钎焊接头。最后对所得的接头进行线切割、打磨、抛光等操作,并在扫描电镜上观察和研究其界面微观组织,重点了解电磁场参数变化对界面SiC强化相的分布状态的影响。

2 实验结果及分析

2.1 无辅助电磁场时钎焊界面微观组织

图2为钎焊温度为510℃,保温时间为2 min无辅助电磁场时所得的SiC/A356钎焊界面微观组织照片,其中深灰色块状相为SiC强化相。由图2可以看出当无外加电磁场时,钎焊界面附近SiC强化相分布很不均匀。在钎料层内部基本无强化相分布,在界面靠近母材的两侧有局部强化相偏聚的行为。

2.2 施加辅助电磁场时钎焊界面微观组织

图3为钎焊温度为510℃,保温时间都为2min时,在辅助电磁场作用下的SiC/A356铝基复合材料的钎焊界面组织照片,电磁场的基本参数为:磁场强度皆为0.5T,交变电流频率为100Hz,电流峰值(IP)分别为40,50,60A和70A。由图3可以看出在4种峰值电流作用下(和图2相比)强化相分布都得到了有利的改善,尤其是在熔化的钎料区域内部也存在比较均匀的强化相分布。另外由图3还可看出,随着交变电流峰值的增加,钎缝内部强化相分布逐渐趋于均匀,图3(a),(b)中还可发现在钎缝内部存在无强化相分布的区域以及强化相偏聚区域。而在图3(c),(d)中基本不存在无强化相和强化相偏聚区,尤其是当峰值电流为70A时(见图3(d)),强化相在整个钎缝中的分布都十分均匀,强化相弥散分布。

3 讨论

3.1 钎焊凝固界面前沿颗粒的受力

根据相关学者的研究基础并结合本文中SiC粒子强化铝合金的实验研究,对电磁场作用下的颗粒行为进行了讨论[12,13]。研究表明作用在凝固界面前沿颗粒上的力主要有三个:一是颗粒由于密度差而受到的有效重力;二是凝固界面对颗粒的推斥力;三是颗粒具有运动速度时受到金属液的黏滞阻力。上述三个力分别为:

(1)有效重力

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式中:rP为颗粒半径;Δρ为颗粒与金属液之间的密度差;g为重力加速度。

(2)界面推斥力

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式中:Δσ0为三相之间的界面能差;a0为原子间距离;h为颗粒与界面之间界面层的厚度;n为与界面形状有关的系数,对平面界面而言,n=7～8,此处取n=7。

(3)黏滞阻力

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式中:η为液体的黏度;vp为颗粒速度;ξ为修正系数,当颗粒处于无约束的液体中时ξ=1,当颗粒接近凝固界面时ξ=rP/h,而当颗粒沿着凝固界面运动时,undefined。

考虑到与重力方向的关系,凝固界面主要有两种典型情况:即水平凝固界面和垂直凝固界面,为简单计,并结合实际钎焊时的颗粒受力情况,本处只考虑水平凝固界面。在通常情况下,前述三种力决定了颗粒的行为,而前面各研究者提出的影响因素如界面能、温度梯度、颗粒直径、浓度梯度、界面形状、界面前沿的流动均将影响到颗粒的受力,因而也影响到颗粒的行为。因此,如果在此体系中引入外场力(如电磁力),颗粒的受力平衡也将发生改变。由于外场力会改变颗粒的迁移速度,因此根据Uhlmann等人的结论,可提出外场力下的颗粒行为的一般判据[14]:

(1)当vP-R≥0时,则颗粒被凝固界面推斥

(2)当vP-R<0时,则颗粒被凝固界面吞没

式中:vP为颗粒在上述三种力及外场力的作用下获得的速度;R为凝固界面推进速度。

3.2 钎焊凝固界面前沿颗粒的电磁力控制

本研究中,SiC强化相的平均直径为20μm。文献[15]对Al基体中SiC颗粒的观察表明,直径20μm的SiC颗粒被凝固界面前沿推斥所获得的速度约为200 μm/s,SiC颗粒被吞没的临界凝固速度RC为832μm/s。在本研究条件下,取峰值电流为最小的40A时,电流密度J=1.27×106 A/m2,B=0.5T,铝液的黏度η=0.005 Pa·s(由于在钎焊过程中,Zn很快蒸发,因此用铝液的黏度代替),而根据相关文献[12],可求得颗粒在电磁力作用下的迁移速度为:

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此速率明显大于颗粒吞没的临界凝固速度RC,因此,在本研究指定的电流条件下,通过施加辅助电磁力作用,就可以满足前面的判据,所以施加电磁力来改变颗粒的推斥与吞没行为完全是可能的。而且可以看出电磁力作用下的迁移速度和电流值成正比,当电流值增加时强化相颗粒的迁移速度也逐渐增加。由试验结果也可以看出,在施加电磁场进行钎焊时,随电流值增加,有更多强化相颗粒避免被凝固界面吞没,从而使得钎缝内部强化相分布逐渐趋于均匀,如图3所示。

4 结论

(1) 通过自制电磁场辅助钎焊装置对铝基复合材料进行了成功连接,在适当电磁场参数的复合作用下(磁场强度皆为0.5T,交变电流频率为100Hz,电流峰值为70A),SiC强化颗粒的行为得到了有效的控制,避免了SiC强化相颗粒在界面处的偏聚行为,获得了SiC强化相颗粒在钎缝中均匀分布铝基复合材料钎焊接头。

组织界面管理 篇8

1 材料与方法

1.1 动物模型的建立和组织标本的制备

动物模型的建立和组织标本制备具体参照袁林等[3]方法。选用纯系动物Beagle犬8只, 于下颌两侧分别植入非埋植型和埋植型种植体各3枚, 每侧第一枚不作种植义齿修复用于对照, 其余各枚均采用钴-铬合金铸造金属全冠修复。修复后分别于2、4、8、12周各处死2只实验犬, 取下颌相应骨段, 在每个种植体周围10 mm处制作颊舌向纵行石蜡切片, 片厚4μm。

1.2 免疫组化染色

免疫组化染色采用ABC法, 主要试剂为Cath-D多克隆抗体 (美国Santa Cruz公司) , ABC试剂盒 (美国Vector公司) 。按照试剂盒说明进行免疫组化染色, DAB显色。以封闭血清代替一抗作为阴性对照。双侧第1个不修复的种植体作为阳性对照组。

1.3 图像分析

切片用HPIAS-1000彩色图文分析仪 (Olympus, BX40) 分别测量每张切片种植体-骨界面所有区域骨组织Cath-D的灰度值, 取其4张切片的平均值。

采用配对t检验进行统计学分析。

1.4 统计学分析

结果采用SPSS 13.0统计软件进行统计分析, 组间比较采用配对t检验, 检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 未修复对照组

Cath-D在其种植体-骨界面组织中呈弱阳性表达, 其免疫阳性信号位于胞质内。各时间点表达无明显变化 (图1) , 2个对照组各时间点比较, 差异无显著性 (P>0.05, 表1) 。

A:非埋植型种植体;B:埋植型种植体A:Nonsubmerged implant;B:Submerged implant

注:与相应对照组比较, (1) P<0.01

2.2 实验组

无论是非埋植型还是埋植型, Cath-D在种植体-骨界面组织中表达的阳性强度均明显高于对照组, 且表达呈现出一定的规律:即受载后2周开始出现变化, 4周时达高峰, 随后阳性强度逐渐减弱, 但4周和8周时均明显高于对照组, 12周时基本恢复到与对照组水平一致 (图2, 表1) 。

实验组受载后各时间点非埋植型和埋植型实验组之间Cath-D的表达无明显差异 (表1) 。

3 讨论

Cath-D是一种普遍存在的溶酶体水解酶, 可由正常组织合成, 存在于所有细胞溶酶体内, 在机体多种生理和病理状态下发挥重要作用[4]。Cath-D主要被破骨细胞、破软骨细胞、肥大的软骨细胞和单核巨噬细胞等所表达, 是对骨形成、矿化和骨基质降解具有重要调控作用的溶酶体蛋白酶[5]。

(ABC, ×100)

瑞典Branemark在20世纪中期经过大量的基础和临床研究, 首先提出骨整合是种植体-骨界面之间的正常愈合形式。良好的骨整合是颌骨内牙种植体完成种植义齿修复后获得临床长期成功的基础。在过去很长的一段时期, 埋植型是临床上骨内牙种植体主要采用的方式。即使种植体在基本不受力的情况下度过约3个月的“愈合期”。随着种植体材料和设计的改进、种植外科技术的发展, 只需一次手术的非埋植型种植体近年来在口腔临床上的应用越来越多。

过去的学者多从宏观和形态学方面对非埋植型和埋植型2种不同方式的种植体进行研究。本实验采用免疫组化法, 直接比较了非埋植型和埋植型这2种种植体在种植义齿修复受载后Cath-D在其骨组织界面中的动态变化情况, 从分子生物学水平去探讨2种不同种植方式种植义齿骨界面改建的异同。本实验结果显示, 未修复的对照组Cath-D在其种植体-骨界面组织中呈弱阳性表达, 表达在各时间点无明显变化;非埋植型和埋植型实验组Cath-D在其种植体-骨界面组织表达的阳性强度明显高于对照组, 且表达出现一定规律:受载后2周时, 种植体-骨界面Cath-D表达开始出现较明显变化, 随后阳性强度逐渐增大, 并于4周时达高峰, 8周时表达降低至稍高于2周时水平, 随后于12周时基本恢复至与对照组水平一致;且受载后Cath-D的表达在各时间点非埋植型和埋植型实验组之间均无明显差异。

本研究结果提示机械载荷能在不同的时间促进Cath-D的不同表达。Rammelt等[6]研究发现, Cath-D能在大鼠和羊的骨内金属种植体周围新形成的骨组织附近的破骨细胞中被检测到。大鼠胫骨稳固的种植体周围Cath-D主要免疫定位于新形成的骨小梁。在羊胫骨Schanz种植钉周围, 位于纤维组织界面和种植钉之间间隙的巨噬细胞内表达Cath-D阳性。袁林等[7]通过对非埋植型和埋植型牙种植体在完成种植义齿修复受载后其骨界面改建的HE染色组织学形态研究观察到的变化规律也与本实验结果一致。

Schneiders等[8]对硫酸软骨素 (CS) 改性的磷酸钙骨胶合物的材料性能和骨引导能力的研究发现, 在组织反应早期 (第4天和第7天) , CS改性的纳米羟基磷灰石/胶原 (HA/Coll/CS) 复合种植体周围Cath-D阳性细胞数目显著增多。Cath-D是单核/巨噬细胞系细胞的重要标记, 表明发生了更快速的组织反应和HA/Coll/CS种植体周围吞噬细胞的出现。直到术后14 d, 仍可见到HA/Coll/CS种植体周围Cath-D阳性的细胞增多, 且较HA/Coll种植体周围显著。术后28 d, HA/Coll/CS种植体周围界面新骨形成远多于对照组。表明Cath-D在HA/Coll/CS种植体周围骨整合早期组织反应和骨整合过程中发挥了重要作用, 即与种植体周围骨整合密切相关, 表达Cath-D的细胞数目与骨改建的活跃程度和新骨的形成速度及数量成正比。

Van Mee等[9]运用免疫电镜和生物化学方法对组织蛋白酶K、TRAP和可表达于各种细胞的酸性水解酶Cath-D进行亚细胞定位和转运途径的研究。研究发现, 体外由鼠骨髓巨噬细胞分化而来的破骨细胞具有2种类型的溶酶体。其中一种类型包括Cath-D及少量组织蛋白酶K和酸性磷酸酶 (TRAP) 。除分泌型溶酶体之外, 破骨细胞的Cath-D中富含着另一种少见于组织蛋白酶K和TRAP、不依赖Man-6-P目标通路的溶酶体。破骨细胞通过定位于Cath-D中分泌型溶酶体Man-6-P的特定通路, 调控溶酶体分泌水解酶, 调控着骨形成和骨改建过程。

本实验通过免疫组化染色法观察了种植义齿修复受载后其界面Cath-D的动态变化规律, 直接比较了非埋植型和埋植型这2种不同植入方式在种植义齿修复完成后其骨界面改建过程中的异同。研究结果表明, 非埋植型和埋植型种植体之间无显著差异。2种不同方式的种植体在完成义齿修复受载后Cath-D在其种植体-骨界面的表达随受载时程而改变, 调控着骨界面的改建。

参考文献

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