聚焦光束反射分析仪测定淀粉颗粒粒径分布

为了在线监测淀粉在物理或化学处理过程中的粒径变化,研究了淀粉乳浓度、搅拌速率和介质等因素对聚焦光束反射分析仪(FBRM)测定淀粉颗粒粒径分布的影响,分析了不同种类淀粉颗粒的粒径分布曲线以及同种淀粉在不同粒度测定方法下的粒径大小.结果表明:随着淀粉乳浓度的增加,FBRM测得的淀粉颗粒粒径呈现先增加后减小的趋势,淀粉乳浓度为1%时达最大值;搅拌速率对淀粉颗粒粒径测定的影响不显著;采用浓度小于50%的乙醇和异丙醇或浓度高于75%甘油作为介质时,可以得到较为稳定的粒度分布;不同种类的淀粉颗粒具有不同的粒径分布曲线趋势;同种淀粉颗粒在不同粒度测定方法下,粒径大小有一定的差别.

聚焦光束粉末堆焊熔池的凝固特征及微观组织形成机理

采用OM,SEM,EDS及XRD法研究了聚焦光束预涂粉末堆焊和送粉堆焊过程的熔池凝固特点,分析了堆焊层微观组织的形成机理,实验结果表明,大线能量光束堆焊层由底部具有外延生长持征的γ(Fe．Ni)平面晶及逆热流择优生长的γ(Fe,Ni)树枝晶组成,而且堆焊层表层树枝晶与光束扫描方向的夹角小于堆焊层底部树枝晶与光束扫描方向的夹角,送粉堆焊及预涂粉末堆焊层中的基底相均为γ(Fe,Ni)相．后析出的γ(Fe,Ni)富Cr,预涂粉末堆焊时堆焊层局部区域Cr,C元素的富集导致了Cr23C6析出,送粉堆焊过程中熔池过热度个小,B,Si等造渣元素的烧损少,堆焊层中局部区域富集的B元素优先与Cr元素结合以Cr5B3形式析出。

聚焦光束表面强化技术

本文介绍了国际上90年代初新兴的氙灯辐射聚焦光束表面强化技术。阐述了聚焦光束的光谱特性，聚焦光束加热的能量与工艺特点，及聚焦光束表面强化层的组织与性能。论述了我国聚焦光束表面强化技术的发展方向与应用前景。

聚焦光束反射测定HMX溶解度及关联

用聚焦光束反射(FBRM)和全自动反射仪(Labmax)组成的动态在线分析系统测定了奥克托今(HMX)在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、1,4-丁内酯和环己酮中的溶解度。用Apelblat模型和多项式对实验数据进行了关联。结果表明:对多项式模型,HMX在DMF、1,4-丁内酯、环己酮中溶解度的平均相对偏差分别为0.019919,0.013156,0.033673;相关系数分别为0.99948,0.99758,0.99768。对Apelblat模型,HMX在DMF、1,4-丁内酯、环己酮中溶解度的平均相对偏差分别为0.004435,0.005204,0.009582;相关系数分别为0.99857,0.99689,0.99565。说明,HMX的溶解度曲线在Apelblat模型中符合较好。

聚焦光束表面合金化机理和工艺的研究

采用SEM、X射线、光学显微镜、显微硬度计等手段研究了高能密度光束表面合金化的机理和工艺。用NiCrBSi合金粉末对灰口铸铁表面实现光束合金化的实验研究表明 ,光束线能量及合金粉末用量是表面合金化区合金化程度的重要决定因素。合金化程度低的合金化层微观组织具有亚共晶特征 ,莱氏体中的碳化物为Fe3C ,部分γ Fe转变为马氏体。合金化程度高的合金化层微观组织为γ - (Fe ,Ni)奥氏体基底上弥散分布的Fe2 3(CB) 6 球状碳化物。碳化物形态的改变及常温奥氏体量的增加使合金化层表面硬度降低 ,但有利于韧性和耐腐蚀性能的改善。

NiCrBSi系合金聚焦光束堆焊层的微观特征

采用聚焦光束热源在 45钢母材上获得了镍基合金粉末堆焊层 ,研究了堆焊层的物相组成及母材热影响区的微观组织特征。X射线衍射、SEM、EDS及显微硬度分析结果表明 ,Ni35堆焊层的显微组织由少量共晶基底上分布着大量初生的γ Ni枝晶组成。基底的绝大部分为M2 3 (C ,B) 6+γ Ni网状共晶 ,局部区域析出了γ Ni+Ni3 Si层片状共晶。母材表面半熔化区的形成使堆焊层与基材实现了熔化冶金结合 ,堆焊层金属逆热流方向与母材呈联生方式长大。母材热影响区的奥氏体在冷却过程中转变为类珠光体组织 ,随热影响区离熔合线距离的增加 。

基于聚焦光束反射测量技术的煤泥水选择性絮凝沉降表征研究

为考察煤泥水絮凝沉降过程中絮凝剂对不同矿物的选择性,采用分子量为1800万的阴离子聚丙烯酰胺分别对石英、高岭石和煤进行沉降试验,通过聚焦光束反射测量仪(FBRM)在线表征聚丙烯酰胺用量对三种矿物的絮凝效果,研究了聚丙烯酰胺对石英、高岭石和煤沉絮凝降效果的影响。结果表明:阴离子聚丙烯酰胺可以强化煤和高岭石的沉降,而对石英沉降几乎没有效果。聚丙烯酰胺对石英的粒度分布没有影响;然而煤和高岭石的絮团粒径变化明显,添加聚丙烯酰胺后,煤和高岭石的平均弦长分别从6μm和16μm增加至8μm和87μm。因此,阴离子聚丙烯酰胺在煤泥水絮凝沉降过程中主要对煤和高岭石作用,对石英没有作用。

聚焦光束堆焊铜基自熔合金过程中Fe_3Si增强相的反应合成

利用Cu与Fe具有液相分离特性,以及母材与堆焊材料的冶金反应,采用聚焦光束堆焊制备了Fe3Si弥散分布的铜基合金复合堆焊层。采用X射线衍射、SEM、EDS及显微硬度分析等方法研究了堆焊层的物相组成和微观组织特征。实验结果表明,聚焦光束堆焊过程中,由母材熔化而进入熔池的Fe元素与熔池中的Cu合金呈液相分离状态,进入溶池的Fe由于密度小而上浮,上浮过程中与熔池中的Si反应生成Fe3Si。Fe3Si在堆焊层中弥散分布于α Cu基体中,分布密度由堆焊层表面向下呈减小趋势。

聚焦光束反射分析仪测定淀粉糊化过程中糊化度的变化

利用聚焦光束反射分析仪(FBRM)分析了玉米淀粉、马铃薯淀粉和木薯淀粉在糊化过程中颗粒总数的变化,实现了淀粉颗粒变化的"动态"监测,并提出用颗粒总数的变化量/颗粒的初始总数来表示糊化度,简化了以往测量糊化度的方法。结果表明:FBRM测得的玉米淀粉颗粒总数呈先增加后减小的趋势,在70℃时下降幅度最大;马铃薯淀粉颗粒总数一直减小,在70℃时下降幅度最大;木薯淀粉颗粒总数也一直减小,但在65℃时下降幅度最大。FBRM测得玉米淀粉在70℃糊化度达到最大值60.05%,马铃薯淀粉在70℃糊化度达到最大值38.83%,木薯淀粉在65℃糊化度达到最大值54.66%;当温度达到75℃时,玉米淀粉,马铃薯淀粉和木薯淀粉总的糊化度分别为93.55%、90.19%和85.85%,它们都没有达到100%。

氧化物活性焊剂对低碳钢聚焦光束焊接熔深的影响

研究了SiO2,TiO2,Cr2O3,Cu2O,Fe3O4和ZnO等氧化物焊剂对于低碳钢聚焦光束焊接熔深和深宽比的影响规律。试验结果表明,氧化物活性焊剂在适当的涂敷量下均可以使光束焊接熔深和深宽比增加,熔深和深宽比增加幅度较大的是TiO2粉末和SiO2粉末,其次为Fe3O4,Cr2O3,ZnO和Cu2O粉末;每种活性焊剂对应着能够使熔深和深宽比增加效果最明显的涂敷量最大值,涂敷量一旦超过这一最大值,不仅使熔深增加的效果变差,而且还可能导致熔深减小;采用高温下相对不易分解的氧化物作为活性焊剂,更有利于提高焊缝熔深和深宽比增加的效果;氧化物活性焊剂增加聚焦光束焊接熔深和深宽比的机理可能与焊剂液膜促进了光束的吸收效率,以及改变了熔池金属的流动方式均有关。

合金铸铁聚焦光束表面强化技术

采用氙灯辐射聚焦光束做热源对合金铸铁进行表面熔 凝处理，研究了熔凝处理层的 组织和性能特点及光束工艺参数对组织和性能的影响。研究表明，采用聚焦光 束熔凝处理技术可在合 金铸铁表面获得一个深度为毫米级、硬度为 Ｈｍ８５０ 的强化层，调节功率密度和扫描速度可有效控制强化层深度和宽度。当输入功率为５ｋ Ｗ，扫描速度为３ ．５ ｍ／ｈ 时 ，一次熔凝处理宽度可达１２ ｍ ｍ 。经光束熔 凝处理后的合金铸铁组织有分层现象，采用较低的扫描速度时，熔凝处理 区的表面存在硬度很低的 失碳层，中部是亚共晶莱氏体组织，而处理层底部为莱氏体和共晶石 墨共存的麻口组织。提高光束扫描速 度可减少熔凝区碳的烧损量，抑制表面失碳层的产生。

聚焦光束粉末堆焊层的凝固组织形貌及其形成机理

研制了由光束发生器、聚焦系统、旋转气流送粉器、工作台组成的聚焦光束堆焊系统。堆焊层中凝固组织形态以及树枝晶生长方向取决于熔池凝固过程中的传热过程。45钢表面的Ni基合金堆焊层的微观组织呈现树枝晶形态,树枝晶沿堆焊方向前倾生长,堆焊层金属与母材金属间形成平面晶带,平面晶带依附于母材半熔化区联生结晶长大。

聚焦光束熔覆工艺及其对熔覆层质量的影响

研究了采用聚焦光束熔覆方法在结构材料表面获得精密改性层的工艺及其对熔覆层质量的影响。实验结果表明 ,采用合理的熔覆工艺可在结构材料表面获得高性能的大面积、大厚度表面强化层 ,为聚焦光束熔覆技术在精密零件延寿强化中的应用提供技术基础。

湍流大气中激光聚焦光束后向散射的数值模拟

对基于聚焦光束后向散射到达角起伏的湍流测量进行了数值模拟。通过近轴标量波动方程和分形相屏算法,提出了聚焦光束二次传输的数值模型,分别就固定点信标光源和聚焦光束后向散射的到达角起伏方差的统计特征进行了分析,并取得了很好的相关性,得出了可以从聚焦光束的回波图像信号里提取大气湍流信息的结论。讨论了聚焦距离对固定点光源和回波光束的到达角起伏方差相似度的影响。

基于聚焦光束反射测量技术监测稠油乳状液破乳过程

为获得乳状液液滴大小与分布对稠油乳状液表观黏度和稳定性的影响规律,利用聚焦光束反射测量仪(FBRM)考察了温度和剪切速率对辽河油田欢喜岭稠油乳状液液滴平均粒径(简称粒径)大小的影响,动态监测了油包水(W/O)乳状液在加入碱性降黏剂后的破乳行为。结果表明,聚焦光束反射测量技术可以对W/O型乳状液的破乳行为进行良好的动态监测,并可实现对碱性降黏剂最佳使用量的评估。随着温度的升高,油水乳状液液滴粒径增大,乳状液黏度减小;温度低于55℃时,随着剪切速率的增加,乳状液液滴粒径减小,乳状液黏度逐渐变小;当温度高于55℃时,剪切速率对乳状液液滴粒径和黏度的影响较小。在W/O型乳状液中加入Na_2CO_3溶液后,乳状液发生破乳反相,体系黏度降低,小尺寸O/W型乳状液液滴数量增多,粒径减小,液滴分布更加均匀;Na_2CO_3质量分数为0.2%时,乳状液黏度降到最低,乳状液液滴粒径和油水界面张力最小。

90°石英旋光片和光楔在聚焦光束近场质量测量中的应用

在高功率激光近场光束质量的测量中,光楔起着重要的作用。针对聚焦光束近场质量的测量须满足大倍率衰减和共轭测量的要求,提出"大角度成对使用光楔并利用90°石英旋光片"的测量方法,并通过实验验证了该方法能真实地测量出近场光束质量。这种测量方法对于近场光束质量尤其是聚焦光束近场质量的测量具有参考价值。

利用银纳米线的激发得出的聚焦光束偏振分布性质

利用银纳米线独特的等离激元激发和传播性质,观测了出射端光强随着激发端聚焦激光束数值孔径变化而变化的趋势.经过归一化后,发现依赖于垂直光传播方向偏振分量的光强度随着光数值孔径的增大而减小,为聚焦光束存在沿光轴方向偏振的理论提供了实验证据.

聚焦光束云纹偏折技术的应用

描述了聚焦光束的云纹偏折技术的三个重要应用:1)测量散焦量和试验物体表面的显微分析; 2)测量平板玻璃的厚度;3)测量凹面或凸面物体的曲率半径.该方法设备简单,灵敏度可调节.

测量絮凝作用的一种工具——聚焦光束反射测量仪

论文提出了测量絮凝作用的工具——聚焦光束反射测量(FBRM)仪的几种用途。它测量湿部助剂和不同浆料组分之间的反应。例如,产生最佳絮凝作用时聚合物剂量和聚合物絮凝作用所导致的絮凝物的特性(絮凝物的尺寸、强度等)。此试验研究了絮凝物在不同纸机运行条件下演变的全过程,并且能够使我们确定絮凝作用的机理。聚焦光束反射测量FBRM方法提供了一个实时、可以在线的,对于絮凝状态的演变以及在剪切力影响下絮凝剂效果的监控。聚凝状况演变过程的研究包括在同一试样中的去絮凝和重絮凝过程。在做这次研究的同时我们也能看到,伴随着废纸回收利用的增加和封闭生产程度的加深而出现的污染物聚集的问题。除此之外,聚焦光束反射测量FBRM也被用来确定非溶解和胶体物质的附聚作用,并且研究了非溶解和胶体物质的附聚作用在给定配料中对聚合物用量的影响。

多艾里光束合成自聚焦光束的实验实现

多光束合成和单光束聚焦一直是提高激光束功率和功率密度的两个重要方法.结合艾里光束在自由空间中沿弯曲路径传播的特性,从数值模拟和实验两个方面,研究了利用多个一维艾里光束合成自由空间自聚焦光束的方法,并对所得到的模拟和实验结果进行了对比.采用分步束传播法,分别模拟了由四个和八个一维艾里光束合成的自聚焦光束在自由空间中的传播过程,给出了自聚焦光束在传播过程中横向和纵向的光强分布和变化趋势.采用计算全息和空间光调制器技术实验,实现了多个一维艾里光束合成的自聚焦光束.实验中分别测量了四个和八个一维艾里光束合成的自聚焦光束的横向光强分布.实验结果和理论结果符合得较好.另外,为了进一步增大自聚焦光束的功率,可以增加参与合成的一维艾里光束的数量.同时,自聚焦光束的焦距可以通过调整各个一维艾里光束的相对位置进行调节.