Al_(2)O_(3)/SiO_(2)/ZrO_(2)三元复合气凝胶材料的制备及性能研究

以六水合氯化铝(AlCl_(3)·6H_(2)O)、正硅酸乙酯(TEOS)和八水合氧氯化锆(ZrOCl_(2)·8H_(2)O)为混合前驱体,以环氧丙烷(PO)作为凝胶网络诱导剂,乙醇和水作为溶剂,采用溶胶-凝胶工艺和二氧化碳超临界干燥技术制备出了Al_(2)O_(3)-SiO_(2)-ZrO_(2)三元复合气凝胶。研究了不同PO添加量、醇水体积比和Al/Si/Zr摩尔比对其性能和结构的影响,采用扫描电镜、比表面积分析仪和多功能粉体物理特性测试仪对气凝胶的凝胶形态、微观形貌及孔结构进行表征。结果表明:当PO添加量为88mL,醇水体积比为8∶9,Al/Si/Zr摩尔比为12∶3∶1和12∶4∶1时制备出的气凝胶结构性能良好,且凝胶时间在较合适的范围内,具有较低的密度为0.125g/cm^(3)和0.143g/cm^(3),较高的比表面积为683.14m^(2)/g和684.56m^(2)/g。

原位快速检测重金属镉的研究进展

镉是一种对环境和人体健康有害的重金属,虽然基于原子吸收光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪等大型仪器的常规检测方法准确度高,但不能满足快速现场检测和高通量筛查的需求。镉的原位快速检测技术,可以在粮食安全、农业物联网、生物育种和环境监测等领域提供一种新型、高效、实时的方法,特别是在筛选不同镉吸收和积累特性的植物品种方面具有很大的应用潜力。本文从检测技术原理和特点入手,总结了针对动植物体内重金属镉的快速原位检测的不同技术,如电化学传感技术、荧光传感技术、光学传感器技术等,及其在食品安全监测、风险评估和在生物体内的迁移、转化和积累等领域的研究进展、应用前景和发展方向,以期为相关的科研工作提供技术参考。

江西某脉石英制备4N5级高纯石英砂试验研究

利用江西某脉石英岩心矿石制备高纯石英砂,探究了磨矿时间、磁选、擦洗、矿浆pH值对高纯石英砂纯度的影响,确定最佳试验条件,采用4段磁选-2段擦洗-2段水洗-2段浮选-2段脱药-焙烧-水淬-酸浸工艺,得到的最终产品石英砂SiO_(2)含量(质量分数,下同)达到4N5级,总杂质含量为54.84μg/g,其中Al元素含量为16.76μg/g,Na元素含量为5.83μg/g,K元素含量为6.46μg/g,Fe元素含量为17.50μg/g。该工艺对对脉石英矿物制备高纯石英砂具有一定指导意义。

用于隧道位移监测的菱形布设新方法

提出了一种基于弱光栅传感器特性的监测方法,用于长期监测运营期盾构地铁隧道中存在的不均匀沉降和管片水平错动位移。将缆状弱光栅传感器经过预拉伸后,呈菱形固定在盾构隧道的壁面,通过监测弱光栅传感器的形变量,可以判别隧道结构变形的不同模式并计算出隧道变形量,满足工程所需的实时性和精度要求。依据相似比原则,设计制造了1∶5的隧道位移模型,模拟隧道管片的局部伸缩、沉降、水平位移,将光栅传感器固定在壁面上,开展了弱光栅监测灵敏度试验、不同菱形布设角度下弱光栅监测结果对比试验和竖直沉降与水平位移试验,对比监测结果与实际位移量。研究结果表明:(1)在相同沉降情况下,弱光栅菱形布设时的光栅应变量要大于直线型布设时光栅的应变量,菱形布设方法对沉降量的变化敏感度优于传统直线型布设;(2)10°~20°为弱光栅菱形布设较优的倾斜角度区间,监测结果误差较低;(3)以光缆布设倾角为15°的试验数据为基础,建立了弱光栅波长变化与管片位移的反演方程。

内掺水泥基渗透结晶型防水材料混凝土配合比设计及性能研究

试验研究了不同掺量水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)对混凝土保水性、力学性能、抗渗性能、抗氯离子渗透性能及凝结时间的影响,并采用扫描电镜观察分析其微观形貌。试验结果表明:适量的CCCW能明显改善混凝土的保水性及力学性能,当CCCW掺量为0.8%时效果最佳;CCCW的掺入对混凝土的抗渗性能以及抗氯离子渗透性能也有提升,当CCCW掺量为1.0%时,抗渗压力比升高趋势更明显,电通量最低,随着CCCW掺量增加,混凝土凝结时间有所缩短;SEM照片显示CCCW的掺入能促进裂缝与空隙处的水化反应,生成枝蔓状结晶体,使得混凝土更加致密,提高了混凝土的力学性能与抗氯离子渗透性。

双线盾构施工地面沉降槽形状判别数值研究

[目的]双线盾构施工地面沉降槽形状会随隧道净距、埋深发生变化,因此需对沉降槽随净距、埋深的演化机理进行深入研究。[方法]以成都地铁17号线小南街站—人民公园站区间双线盾构工程为依托,采用数值模拟方法分析了不同净距-埋深组合工况下双线盾构施工的地面沉降槽形状变化过程,基于双线地面沉降公式拟合出各工况中各项取值,并提出沉降槽形状判据S。[结果及结论]Peck公式和刘波公式能较好地表达地面沉降的模拟监测结果:当S∈[0.319,0.536)时,沉降槽呈“V”形;当S∈[0.536,0.783)时,沉降槽呈“U”形;当S∈[0.783,1.120)时,沉降槽呈“浅W”形;当S∈[1.120,3.873)时,沉降槽呈非对称“W”形;当S≥3.873时,沉降槽呈“双V”形或“双W”形。当隧道埋深为1D(D为隧道直径),且两隧道之间的净距为2D至3D时,两隧道中线附近的地面会出现隆起现象,并且随着净距的增加,隆起的范围也会相应增大。在两隧道中心正上方的地面上,由于盾尾注浆压力的作用,部分沉降被抵消,导致该区域的沉降槽呈现出独特的“双W”形形态。

多元固废微粉对混凝土性能的影响及机理分析

将多元固废微粉(粉煤灰、矿粉、石灰石粉、脱硫石膏)等质量部分替代水泥制备了混凝土,研究了石灰石粉掺量(0~15%)和脱硫石膏掺量(0~4%)对混凝土力学性能和抗碳化性能的影响,并分析了多元固废微粉的作用机理。结果表明:当石灰石粉掺量为4%且脱硫石膏掺量为2%时,试件的抗压和劈裂抗拉强度最大;当石灰石粉掺量为8%且脱硫石膏掺量为2%时,试件的抗碳化性能最好;石灰石粉在混凝土中能发挥成核、填充、化学和稀释作用;脱硫石膏可作为硫酸盐类激发剂激发粉煤灰、矿粉的火山灰活性,促进早期水化产物的生成。

气凝胶在建筑节能行业中的应用进展

介绍了SiO_(2)气凝胶因其独特的三维纳米网状结构的优异性能在建筑行业中的应用,例如在保温涂料、保温砂浆、保温板中的应用等,并对气凝胶在未来建筑领域的发展进行了展望。

基于鞋底模型的全自动点胶轨迹生成算法

为实现多式样鞋底异形区域自动化涂胶,提出基于鞋底轮廓参数化模型的点胶轨迹自动生成算法。选取鞋底样长、外腰窝部位长和踵心部位长等关键参数,建立鞋样坐标系,求解鞋底轮廓特征数据点,划分鞋底区域;采用NURBS曲线,分段构建一阶连续的鞋底轮廓曲线参数化方程;定距偏置鞋底轮廓曲线,确定鞋底上表面边缘涂胶曲线,采用等弧长离散法,实现边缘涂胶曲线的等距离散与涂胶轨迹生成;针对边缘涂胶曲线所围异形区域,采用等距直线扫描法,在求解扫描直线与边缘轮廓涂胶曲线交点的基础上,实现鞋底上表面涂胶轨迹的自动生成。实验结果表明,上述方法实现鞋底边缘和区域表面的全自动点胶。

江西某锂云母尾矿制备高纯石英砂试验研究

随着半导体、光伏等战略新兴产业的高速发展,其关键基础原材料石英资源变得愈发紧缺,对尾矿中的低品质石英砂进行高效分选提纯,可有效缓解我国高纯石英资源短缺的局面。本试验对江西某锂云母尾矿中的石英砂进行选矿试验研究,采用“磁选-擦洗-浮选-酸浸”试验工艺流程,研究不同试验因素对石英砂提纯效果的影响。结果表明,石英砂中SiO_(2)含量(质量分数,下同)由原矿73.75%提至99.90%,精矿总杂质元素含量降至977.83μg/g,其中Fe_(2)O_(3)含量从0.42%降至87.21μg/g,Al_(2)O_(3)含量从14.28%降至584.12μg/g,去除率分别为97.91%与99.59%,提纯效果较好,满足JC/T 2314—2015《光伏玻璃用硅质原料》对光伏砂质量要求。本研究有利于提升锂云母伴生石英矿的综合利用,提高伴生石英矿的价值。

光吸收玻璃对耐辐照光纤面板性能的影响

耐辐照光纤面板可广泛应用于工业X射线探测和医疗非晶硅平板探测器等领域,目前正在开发的光纤面板在430~900 nm难以精准调控光吸收玻璃的透过率,除此之外还存在抗析晶性能差的问题。本文重点研究了玻璃着色组分对光吸收玻璃透过率与抗析晶性能的影响,研制出对紫外-可见-近红外波长吸收效果极佳、抗析晶性能良好的光吸收玻璃。结果表明,调整光吸收玻璃引入量后,制备的耐辐照光纤面板透过率均能达到74%以上;光吸收玻璃引入量为2.0%(质量分数)和2.4%的面板在空间频率为10 lp/mm时,调制传递函数(MTF)响应仍然很明显,可满足耐辐照光纤面板对透过率、MTF的要求。本工作解决了目前国内耐辐照光纤面板在医疗、工业探伤及空间探测领域中存在的分辨率不足、对比度低、成像质量差等难题,实现了高分辨率、高对比度、高质量耐辐照光纤面板的国产化替代。

复合材料在民用飞机应用与发展趋势

“一代飞机,一代材料”,材料是飞机制造的基础。在一百多年的世界航空史上,飞机发展的快慢,很大程度取决于材料。复合材料具有比强度和比模量高、疲劳性能和耐腐蚀性能好、密度小等特性,极大促进了民用飞机产业的发展。目前,高性能复合材料用量已经是衡量民机先进性的指标之一。本文重点阐述了欧美国家制定并实施的一系列航空复合材料研究计划及其取得的重要成果,介绍了国内航空复合材料发展历程,总结了复合材料在国内外民用飞机领域应用现状。基于未来国内民用飞机需求量,从原材料、结构件制造和工艺装备等方面,分析了复合材料应用降低飞机结构重量、减少运营成本和提升经济性的优势,讨论了复合材料应用于国产民用飞机的机遇与挑战。

矿山溜井检查井巷设计与施工实践

矿山溜井是矿山开拓系统的关键,分析了溜井放矿存在的井壁围岩稳定性较差、矿岩含水量高、物料易板结、爆破时易形成井筒坍塌堵井等问题,提出了布置双检查井巷预防溜井堵井的优化方案,并采取了“增设检查巷+中段反掘”施工方案。实施后,双检查巷道在溜井井筒外围螺旋上升、分段布置,便于溜井运营期间的检查和堵井后及时采取有效处理措施,可有效阻断地下水通道,减轻溜井运营期的水害,且检查巷道可兼作通风巷道使用。

浮法玻璃熔窑运行火灾事故树分析

玻璃熔窑运行温度高,高温环境存在的危险因素可能引起火灾事故,该文运用事故树分析的方法对运行中的浮法玻璃熔窑火灾事故进行分析,并提出安全防控措施。

基于Archard模型与DEM仿真的高压辊磨机磨损演化规律研究与优化

高压辊磨机在破碎物料时,颗粒间的挤压和剪切会引起辊面的磨损。研究结合离散元方法(DEM)与Archard磨损模型,对表面网格进行了划分,并精确模拟了高压辊磨机柱钉的磨损形态。结果表明,磨损模拟结果与实测结果高度一致,即沿磨辊出现碗形磨损,中心区域最严重。对磨辊结构和进料装置的优化表明,在定辊端部增设挡板,可以有效解决柱钉的不均匀磨损和边缘漏料问题,实现了磨损离散系数的降低(下降75%)和挤压区料压的增加(增长28%),提升了辊压机的粉磨效率和柱钉的使用效率。该研究成果为优化传统高压辊磨机提供了思路。

相关性分析在水泥粉磨系统调试中的应用

湖南某水泥厂~#1生产线采用160-140辊压机+V选+Φ4.2 m×12.5 m球磨机+高效选粉机的闭路联合粉磨系统,台时产量180 t/h,工序电耗约33 kWh/t,成品比表面积337 m~2/kg。技改后出现质量波动,针对问题采用相关系数方法分析原因,提出对策,最终将系统台时产量稳定于210 t/h、工序电耗27.8 kWh/t、成品比表面积368 m~2/kg,系统生产全面满足考核指标。

不同改性剂对SiO_(2)气凝胶性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS-28)为硅源,以5种不同的改性剂(甲基三乙氧基硅烷MTES、二甲基二乙氧基硅烷DMDES、三甲基乙氧基硅烷ETMS、三甲基氯硅烷TMCS、六甲基二硅氮烷HMDZ),使用溶胶-凝胶法,通过超临界干燥工艺制备疏水SiO_(2)气凝胶。通过比表面积分析仪、扫描电镜、热重分析仪等多种表征方法,全面揭示了SiO_(2)气凝胶的孔结构、微观形貌和热稳定性等性能。结果表明:改性后的SiO_(2)气凝胶比表面积900~1024m^(2)/g,密度0.092~0.128g/cm^(3),平均孔直径14.67~18.3nm,均显著优于未改性;SEM结果显示孔结构更加均匀,孔隙率更大;疏水性TMCS>HMDZ>ETMS>DMDES>MTES;改性后的SiO_(2)气凝胶的热稳定性更好,其中TMCS和HMDZ改性的热稳定性最好。

铝硅酸盐玻璃的渗锡特性

盖板玻璃(以下简称铝硅酸盐玻璃)作为显示器件的基础材料,玻璃的沾锡、渗锡现象严重影响玻璃的后加工过程与玻璃性能,本文研究了不同厚度铝硅酸盐浮法玻璃的渗锡深度、渗锡量及渗锡机理。浮法盖板玻璃厂家可通过渗锡深度及渗锡量确定一些玻璃成型工艺参数。研究发现当铝硅酸盐玻璃厚度由0.33 mm增加至1.1 mm时,渗锡深度由4μm增大至15μm。对玻璃原片、减薄1μm、减薄2μm和减薄3μm的玻璃表面进行渗锡量测试,得出玻璃由表面至内部渗锡量逐渐减少,且减少幅度逐渐降低。玻璃锡面的锡离子有Sn、Sn^(4+)和Sn^(4+)三种价态,但主要以Sn^(4+)为主,约占总渗锡量的80%,随着玻璃深度的增加,玻璃内部Sn^(4+)含量逐渐增多,但仍以Sn^(4+)为主。这种渗锡现象是由被氧化的锡离子和玻璃中的钠离子发生离子交换反应引起的。

功能玻璃关键材料体系发展战略研究

功能玻璃材料是无机非金属材料的重要组成,主要包括电子信息玻璃、新能源玻璃、特种玻璃等,是信息显示、半导体、新能源、深海、深空等战略性新兴产业的基础性支撑性材料,已成为我国建设智能社会、低碳社会的重要基石。我国近年来在功能玻璃领域取得一系列重大成就,但仍存在关键材料短板环节突出、跟踪研发、创新资源分散、体系化发展不足等问题。本文按照主干化、体系化研究思路,围绕电子信息玻璃、新能源玻璃、特种玻璃等关键材料的技术、产业、支撑等体系化发展要素,梳理了国外功能玻璃领域先进国家的发展现状,结合我国的发展现状,凝炼了我国功能玻璃关键材料发展面临的主要问题,提出了我国功能玻璃关键材料的发展思路与近期、中期、远期的发展目标,凝练了我国功能玻璃关键材料领域的重点技术发展方向。研究建议:增强关键原材料保障能力,为产业安全发展提供有力支撑;加速启动功能玻璃关键材料创新滚动规划;强化功能玻璃关键材料政策支撑;完善功能玻璃关键材料的绿色低碳与数字化发展。

半干法生产磷石膏空心砌块的性能研究

为推进磷石膏的大宗利用,自主研发了半干法用于生产磷石膏空心砌块,对比了半干法与浇注法的工艺,介绍了半干法的工艺、原理及产品性能。研究显示,采用半干法制备的磷石膏空心砌块脱模时的初始含水率为23.06%,远低于浇注法生产的砌块,且第6 d即处于干燥状态;断裂荷载和抗压强度在下线码垛时即符合JC/T 698—2010《石膏砌块》的要求,24 h内线性提高,24~72 h因返潮略有降低,此后至144 h平缓提高并基本稳定。产品应在下线码垛至24 h内或第3 d后装车运送用户,不需要晾晒或烘干;夏季生产在脱模后2 h内应适当喷淋,生产时可适当添加二水石膏(废弃产品粉碎料),应在产品下线第3 d后进行砌筑。