纳米碳材料在水泥基材料中分散技术及表征方法的研究进展

纳米碳材料具有独特的结构和优异的性能,能够作为增强材料改善水泥基材料的性能,受到了广泛研究与关注,然而这均以纳米碳材料在水泥中能够良好分散为基础。纳米碳材料比表面积大,分子间作用力强,难以直接分散在水泥基体中,且分散效果也不易判断。本文系统梳理了常见的纳米碳材料在水泥基材料中团聚的机理,总结了近年来国内外学者采用的分散技术,详细分析了各种分散方法的机理与优缺点,同时列举了纳米碳材料在水泥基材料中分散效果的表征方法。在未来的研究中,可以重点开发更高效、更适合工业化生产的分散方法,研究纳米碳材料在水泥基体中真实分散状态的评价手段,助力纳米碳改性水泥基复合材料在实际工程项目中的规模化应用。

古代青铜器锡腐蚀产物研究回顾——特点、表征方法、腐蚀模型

对青铜器腐蚀机理的研究是对其进行保护修复的重要前提,在过去的数十年间,与铜和铅的腐蚀产物相比,文物保护领域对于锡腐蚀产物的认识和研究是相对缺乏且零散的。本文回顾了不同领域在锡腐蚀产物发展过程、特点以及表征方法等方面的研究成果。青铜器中锡腐蚀后一般首先形成复杂的水合氧化物(SnO_(x)·nH_(2)O),随后在氧化性条件下进一步氧化脱水,向锡石(SnO_(2))转变,但由于此转变过程漫长而复杂,导致了锡腐蚀产物具有低结晶度、高电阻率、离子交换等特殊性质。通过梳理X射线衍射分析技术、拉曼光谱以及X射线光电子能谱以及其他分析方法在青铜器锡腐蚀产物表征中的应用进一步探讨了锡腐蚀产物的性质。最后,本文在回顾不同环境下的锡腐蚀产物的研究成果的基础上,介绍并比较了不同环境下青铜器的腐蚀模型。

天麻多糖提取纯化及表征方法研究进展

通过对天麻多糖的提取、分离纯化及表征方法做总结,为进一步研究和工业化生产提供参考。以“天麻多糖”“提取纯化”“表征方法”等为关键词在国内外数据库中查阅文献,并对其相关内容作综述。天麻多糖常用水提取、层析法纯化、波谱法表征,可以应用新型提取分离技术。目前的提取方法较为传统,分离纯度较低,虽已大多采用新技术进行结构表征,但未有统一指标,其在工业化中的应用有待进一步研究。

沥青混合料中集料迁移的表征方法与评价指标综述

集料作为沥青混合料的主要组成部分,通过表征其在混合料中的迁移特性来量化其形态特征和粒径对沥青混合料性能的影响,对研究混合料细观结构变化及预估路面变形类病害有重要意义。目前,表征不同形态特征和粒径集料迁移特性方法的系统性研究仍有待完善。为评述不同集料迁移特性的表征方法与评价指标,本文对表征集料形态特征及粒径分布的传统试验、图像、数值仿真方法进行总结;从数字图像处理、传感器、离散元方法等角度,对现有追踪不同集料迁移及分布特征的光学扫描设备、算法、传感器、软件种类及适用范围等进行对比;通过分析可量化集料迁移特性的空间位移、空间旋转角、欧拉角、加速度、位移增量等17种指标,对混合料中不同集料颗粒运动规律的评价方法进行研究。最后,基于现有表征和评价不同集料迁移特性方法和指标的不足,对未来研究沥青混合料细观结构的方法和评价指标进行展望。

锂电池内部结构原位表征方法开发与验证

锂电池材料与空气接触会迅速发生反应,导致原始形貌和性能发生改变,限制了其构效关系的进一步深入解析,是锂电池研究领域亟待解决的瓶颈问题。因此,需要设计一种隔绝空气条件下未氧化锂电池内部结构微观尺度上的原位表征方法。目前,传统的聚焦离子束(FIB)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、电子背散射衍射(EBSD)和飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)等技术的表征方法相对独立,一次性装样就完成上述全部测试的应用尚未见相关文献。利用70°预倾台,在常规扫描电子显微镜、X射线能量色散谱和电子背散射衍射技术的基础上,采用聚焦离子束与飞行时间二次离子质谱联用技术,建立了一个真空环境下一次性装样就可完成锂电池正极材料内部结构表征的方法,并验证了该方法的可行性。这种方法还可以推广至其他类似结构的材料研究中,具有广泛的应用范围和广阔的应用前景。

聚乙烯塑料微生物降解及表征方法的研究进展

综述了细菌、真菌对聚乙烯(PE)塑料的生物降解潜力,介绍了生物降解机制,如定殖、破碎、同化和矿化,分析了以真菌为主的微生物酶在PE塑料降解过程中的作用,讨论了生物降解技术的前景和挑战,为PE塑料生物降解研究提供路径选择和理论借鉴。

水环境中金属基纳米颗粒的环境行为及表征方法研究进展

随着纳米技术的飞速发展,金属基纳米颗粒广泛应用于生产、生活的各个领域,最终通过各种途径进入环境。金属基纳米颗粒通过团聚、沉降、离子释放等环境行为,在环境介质及生物体之间迁移、转化,最终给生态环境和人类健康带来潜在风险。对金属基纳米颗粒进行表征,是了解其污染现状、赋存特征的重要手段。因此,综述了水环境中金属基纳米颗粒的环境行为及表征方法,分析其环境行为的影响因素及表征方法的优缺点,为环境中纳米颗粒的污染监测、转化归趋及生态毒理研究提供基础资料。

井眼井径综合表征方法研究与应用

钻井过程中井眼井径信息能辅助识别井下岩屑床与掉块等异常状态,根据井眼形状可对井壁裂缝发育程度和方向以及固井质量、套损情况进行分析。但现阶段表征井径图形的形式单一,直观性较差,采用简单数学计算得到的平均井径变化率隐藏了严重扩径点、缩径点等带来的工程影响,尚未建立连续井段井径变化合格率量化方法。文章基于井径测井数据,采用数学表征、理论推导等综合方法,建立井径平面化图形表征方法,推导出等效周长平均井径变化率及连续井段井径合格率量化方法,精细刻画出连续井段井筒信息。以A油田为例,对其2020—2021年期间的74口已钻井井径进行综合表征,分析表明钻遇B地层易发生坍塌、掉块,已钻井中井径变化合格率多在90%以上,井眼井径综合表征方法能较好表征油田井径信息,井径平面化图形表征能深刻反映井径变化内在含义,等效周长平均井径变化率计算方法使平均井径变化率对异常值点更加敏感,工程安全性增加,井径合格率量化方法首次量化计算连续井段井径合格率,为钻井作业质量评估、井筒质量评价提供了理论依据。

化学专业研究生结构表征方法与技术课程思政建设探索

结构表征方法与技术是化学及相关专业硕士研究生的一门专业必修课,课程应用广,实践性强,是研究生开展科学研究的基础。将思政元素融入结构表征方法与技术教学,旨在培养学生科学思维,培养学生学科素养和思想道德修养。对研究生结构表征方法与技术课程进行简介,分析结构表征方法与技术思政教学过程中存在的问题,并重点探究结构表征方法与技术融入课程思政元素的策略和途径。以课程思政教师队伍建设为基要,分别探讨在教学大纲、教学内容和教学目标,教学模式,教学评价,科研实验中融入思政元素。

固体智能充填液压支架形态表征方法研究

在矿山智能开采的理念指导下,分析了固体充填液压支架的结构特征、典型工况形态,及支架形态表征的必要性。首先提取了支架机械结构特征,建立了支架二维平面骨架模型,对比不同坐标系,建立了支架形态表征模型,形成了支架形态表征方法。并给出了形态表征方法在支架支护形态识别、干涉形态识别中的应用。最后,应用SolidWorks-MATLAB对ZC5160/30/50D型固体充填液压支架进行了仿真应用,结果表明了形态表征方法对支架的工况形态表征具有极高的准确性和可靠性。

航空点阵结构制造技术、测试及表征方法研究进展

点阵结构因其内部空间的独特性,在保证结构强度的前提下可同时满足轻量化及多功能化的要求,在航空领域具有广阔的应用前景。点阵结构的构型复杂,制造工艺多样,难进行统一的力学性能表征,设计制造一体化思路尚不明确。本文首先总结目前国内外应用范围较广的点阵结构构型与材料,回顾了点阵结构的超塑成形/扩散连接、增材制造等各个制造技术的工艺流程及优缺点,再次分析了点阵结构力学性能的测试方法和规则拓扑结构的理论力学性能表征。最终总结归纳了现有点阵结构形性协调演变机理不明确和大型点阵结构蒙皮超塑成形技术不成熟等问题,并对点阵结构在未来的发展趋势进行了展望。

致密油赋存状态影响因素及表征方法研究现状综述

总结了致密油赋存的影响因素以及目前多采用的表征手段,对当前致密油赋存的表征现状进行总结,概述了不同因素对致密油赋存的影响及微观机理认识。同时提出目前表征方法的问题及局限性,指出分子动力学研究致密油赋存的前景,并对未来致密油赋存的研究提出了自己的看法与展望。

土壤中硒的生物有效性表征方法及影响因素研究进展

硒是人体必需的微量元素之一。土壤-植物体系是人体摄入硒的主要途径,但尚缺乏准确评价土壤中硒生物有效性的通用方法,且影响因素也复杂多样,这些问题制约了富硒土地资源的利用。本文通过追踪近年来国内外研究成果,系统地总结及比较了化学提取法、梯度扩散薄膜法、区域尺度硒生物有效性评价方法的优缺点。传统的化学提取法如单一提取和顺序提取在一定程度上能够表征土壤中生物有效性硒,但提取过程中存在影响因素多和提取不完全等问题。梯度扩散薄膜技术(DGT)能够模拟植物的根系吸收过程,相比顺序提取能更好地表征硒的生物有效性,但由于复杂的自然体系和不同元素结合相的差异,野外原位表征技术上仍存在难度。通过大规模的农作物-根系土样本,建立土壤-农作物硒元素评价模型,模型参数为影响土壤硒有效性的理化指标(如土壤酸碱度、有机质含量、土壤硒总量等),能较好地预测区域尺度上硒生物有效性。本文还总结了影响植物吸收土壤中硒的因素如地形、土壤类型、硒的存在形态、土壤理化性质、植物种类、土壤老化等,认为地形和土壤类型、硒的存在形态、酸碱度和有机质是影响有效硒的主要因素,植物种类与土壤老化为次要因素。完善DGT等原位分析检测技术、改进元素形态分析方法是未来发展的重要方向。

干喷湿纺聚丙烯腈凝固丝的表征方法研究

以干喷湿纺聚丙烯腈(PAN)凝固丝为研究对象,通过优化试样处理方法和测试条件,建立了一套表征PAN凝固丝组成、形貌、结晶、取向及可拉伸性的方法。结果表明:采用擦拭法擦拭4次以上,PAN凝固丝的溶剂残留率保持稳定,萃取3 h以上可完全除去PAN凝固丝内的残留溶剂;在偏光显微镜和扫描电子显微镜下可分别观察PAN凝固丝的皮芯结构及截面的细微网状结构;PAN凝固丝的结晶度可直接使用X射线衍射仪分析计算,水洗温度对PAN凝固丝取向程度的测试结果影响较小;PAN凝固丝在空气中的自然拉伸比与在水浴中的最大拉伸倍数存在正相关性,自然拉伸比可作为衡量PAN凝固丝可拉伸性的参数。

基于缩聚理论的主轴箱刚度表征方法

基于刚度缩聚的思想,提出面向复杂载荷的机床及其零部件的刚度矩阵归一化表征模型,能够实现任意载荷构型下刚度特性的一致性表达。以主轴箱为工程对象进行实例应用,建立包含参数信息的刚度表征模型,识别刚度薄弱方向,明确刚度设计的优化目标。分别采用刚度表征模型和有限元分析法求解镗削加工主轴箱变形量,验证刚度表征模型的准确性。对比两种方法的求解结果,可知基于缩聚理论的刚度表征方法能够在保留系统刚度特性的同时,快速求解变形量,提高了分析效率。

基于分离CH_(4)/N_(2)用碳分子筛的特性表征方法及吸附评价

针对CH_(4)/N_(2)变压吸附用碳分子筛建立统一的表征方法及评价体系,有利于客观评价吸附剂的性能优劣,以便于指导分离CH_(4)/N_(2)用碳分子筛的选择与制备。选用分离效果较优的典型性碳分子筛样品,采用氮吸附脱附法对样品的孔隙结构进行表征,用扫描电镜观察样品的表面形貌,通过X射线衍射和X-射线光电子能谱对样品的表面元素组成和化学状态进行表征,利用自制高压吸附装置、热重分析仪和变压吸附装置对样品平衡吸附、动力学吸附和变压吸附性能进行试验研究。结果表明:碳分子筛中的微孔发挥关键性分离作用,应结合孔容与孔径分布情况开展分离性能评价;碳分子筛表面的含氧官能团可形成活性中心,促进样品的吸附分离;CH_(4)/N_(2)平衡吸附分离比大于3时,可实现对煤层气中CH_(4)/N_(2)的有效分离;由样品动力学吸附表明,吸附初期N_(2)的吸附速率明显大于CH_(4),可用PSA分离CH_(4)/N_(2);在选用碳分子筛时进行强度和变压吸附评价,即可确定商品碳分子筛可否使用;在制备碳分子筛时可结合孔径分析指导制备过程中的炭化、活化和调孔步骤,依据表面化学性质评价以指导制备原料选择和预氧化程序,通过吸附评价得出碳分子筛的吸附容量和分离性能,再通过强度测定评价其使用寿命。

全谷物饮品稳定性的多尺度表征方法

随着全谷物健康认知和科学饮食概念的普及,消费者越来越关注形式各异的全谷物食品。全谷物饮品作为全谷物食品中的一种重要产品形式,其物理稳定性是研究开发过程中面临的主要挑战。由于全谷物饮品是一种以水为连续相,以淀粉、膳食纤维、蛋白质等为分散相的多相浊状液热力学不稳定体系,其分离速度快,严重影响消费者的可接受度。通过文献梳理,总结了全谷物饮品稳定性的宏观、介观、微观、纳观等多尺度表征方法及特征化学组分的表征方法,期望能为全谷物饮品的开发提供方法指导,特征化学组分助力全谷物食品的快速发展。

钛合金低频振动制孔切屑形态表征方法研究

建立了两切削刃低频振动制孔切削厚度模型和切屑扇形角模型,确立了切屑分离条件,提出了切屑扇形角与切削角位移之间的经验公式。开展切屑形态分析试验,获得了制孔参数与切屑形态之间的对应关系,确定了与较好扇形切屑形态对应的A–f参数组合范围,并对扇形切屑的扇形角进行测量,将扇形角实测值与理论计算值进行比较分析,结果表明所建立的扇形切屑角模型能够较好地表征实际扇形切屑形态。

我国油气探明储量三维立体图形表征方法探讨

油气探明储量三维立体图形可以反映油气藏空间分布情况,是自然资源三维立体“一张图”的重要组成部分,为油气矿产资源管理和决策提供重要支撑。据此,提出了四种三维立体图形表征方法:含油气面积+井位+构造线、含油气面积+井位、含油气面积+构造线、井位+构造线。其中,含油气面积+井位+构造线适用于有含油气面积分层数据,且钻井资料和区域性构造研究资料都比较丰富的油气田;含油气面积+井位适用于有含油气面积分层数据,区域性构造较为复杂但钻井资料丰富的油气田;含油气面积+构造线适用于有含油气面积分层数据,区域性构造研究资料比较丰富但缺乏钻井资料的油气田;井位+构造线适用于无含油气面积分层数据,有井位和构造线数据的油气田。在实际操作过程中,根据油气田资料情况,结合油气藏类型和纵向层系叠置关系等,选择适合的表征方法。本文研究对于理清油气矿产资源与各种保护区之间空间关系,全面掌握油气资源供应能力和开发利用潜力具有重要意义。

铅酸电池负极添加剂木素性能表征方法的探讨

采用SEM、EDS、IR、TGA/DSC、固含量及pH分析方法对木素进行理化性能分析。将工作电极及对电极置于分别溶解不同木素的1.285 g/cm^(3)稀硫酸溶液中成三电极体系,对其进行循环伏安(CV)、线性扫描(LSV)及电化学阻抗(EIS)分析。装配2 V 10 Ah样品电池进行连续17.5%DoD循环寿命性能测试,验证出有利于铅酸蓄电池循环寿命的木素。通过对木素的理化性能和电化学性能进行综合分析,得出了更适合的木素性能的表征方法。