陨石撞击成因气凝球粒及撞击烟柱的化学特征

陨石撞击地球表面往往产生灾难性的影响，然而这种影响往往很快地被地表活跃的地质与生物营力所抹去。撞击事件所产生的烟柱，携带大量气体、液滴和尘埃抛溅到距离撞击坑很远的地方，这些烟柱冷凝后成为球形颗粒被保存到地层中，为还原地球早期撞击事件、评估其对环境的影响提供了重要证据。本研究聚焦于撞击烟柱中高温矿物气体冷凝而成的气凝球粒，仔细分析了其中原生尖晶石相的化学成分特征，并以此为窗口推测了烟柱中的气体成分、氧逸度等。我们的研究表明，由于气凝球粒中尖晶石Fe3＋／FeTOT的比值往往很高，而单纯矿物气液平衡本身过于还原，因此气凝球粒的形成需要有撞击烟柱中混杂的空气参与作用。气凝球粒也因而在一定程度上提供了地球早期大气中氧逸度变化以及撞击烟柱不均一性的记录。这一推断与前人依据实验和地球化学分析得到的推测一致，为关于气凝球粒形成机制的数值模拟研究提供了重要启示。

火焰环境下隔热内衬气凝胶球粒的耐热特性

为减少或避免消防员在火灾救援活动中遭受热伤害,以SiO2气凝胶粉末、聚乙烯醇和水为原材料,制备一种用于充填消防服隔热内衬的气凝胶球粒,其压缩变形率在15.83%以内。首先探究气凝胶球粒的耐热机制及热传导影响因素;然后对其进行微观结构表征和比表面积测试;最后在不同火焰温度下测试耐热特性。结果表明:在同一测试温度下,气凝胶球粒表面变黑程度越大,所需时间越长;温度低于168.2℃时,球粒表面最大变黑程度为80%;随着温度的升高,球粒达到同一变黑程度所需的时间逐渐减少;热重试验得出气凝胶球粒的失重率比气凝胶粉末小。

消防服充填用弹性气凝胶球粒的力学性能

为保护消防员在救援活动中免受打击伤害,以Si O2气凝胶粉末、无氨乳胶和水为原材料,制备一种用于充填消防服隔热内衬的弹性气凝胶球粒。首先,探究弹性气凝胶球粒的力学传导机制;然后,测试其宏观形貌和微观结构表征及比表面积;最后,在不同的压力下进行力学性能试验。结果表明:弹性气凝胶球粒的微观结构相比气凝胶粉末更为紧致;当单个弹性气凝胶球粒受力,压力达到2 kN时,样品局部开裂,传递的力在1—5圈逐渐减小,但到第4圈时传递的力明显变小;当弹性气凝胶球粒整体受力时,经15 k N的压力作用后没有开裂现象,得出消防服隔热内衬应该以正六边形为单元填充中心球和1—3圈球。