长春地区季冻土微观结构特征的定量评价

利用计算机图像处理系统对长春地区季冻土的SEM图像进行分析,结合分形理论,对土的微观结构、结构单元体的大小、形状、分布以及定向性进行定量评价,以分析土结构对水分迁移机理的影响。通过研究表明:长春地区季冻土颗粒直径主要在2-10μm,粉粘粒成分含量比较多,具有团聚状结构,定向性单一,大小胶结体同时存在,孔隙多为毛细孔隙,比较密集,规则,畅通,直径主要为<2μm,有利于水分储存和形成迁移通道;颗粒分布分维值多在1.1-1.2之间,孔隙定向分维值为0.79-0.95。降低颗粒分布分维数,增加孔隙定向分维数,能有效防止水分迁移和冻胀作用。     

长春地区季冻土微观结构特征的定量评价

利用计算机图像处理系统对长春地区季冻土的SEM图像进行分析，结合分形理论，对土的微观结构、结构单元体的大小、形状、分布以及定向性进行定量评价，以分析土结构对水分迁移机理的影响。通过研究表明：长春地区季冻土颗粒直径主要在2-10／μm，粉粘粒成分含量比较多，具有团聚状结构，定向性单一，大小胶结体同时存在，孔隙多为毛细孔隙，比较密集，规则，畅通，直径主要为〈2μm，有利于水分储存和形成迁移通道；颗粒分布分维值多在1．1-1．2之间，孔隙定向分维值为0．79-0．95。降低颗粒分布分维数，增加孔隙定向分维数，能有效防止水分迁移和冻胀作用。     

AP40生物活性玻璃陶瓷HVOF喷涂层的结构和性能

采用高速火焰(HVOF)喷涂技术,在Ti6Al4v基体上制备了AP40玻璃陶瓷涂层.利用光学显微镜、SEM和XRD对喷涂层形貌、显微组织结构和相组成进行了研究.探讨了热处理工艺对涂层组织结构及其性能的影响.按德国DIN EN 582—1994标准进行涂层的拉伸强度试验.结果表明:HVOF喷涂AP40玻璃陶瓷涂层具有层状结构,含有少量孔隙和未熔化的颗粒;涂层主要由羟基磷灰石、氟磷灰石、硅灰石、方石英及部分玻璃相组成,喷涂工艺对涂层的孔隙率有较大的影响;合适的热处理工艺可提高涂层的结晶度,使涂层变得致密,使孔隙明显减少,使涂层结合强度得到明显提高.     

陶瓷过滤管内外流场的数值模拟

将陶瓷过滤管内流场假设为二维、轴对称、可压缩、非稳态的湍流流场 ,采用k -ε模型 ,并将能量方程与流动控制方程联立计算 ,模拟脉冲反吹过程中滤管内速度场和温度场。通过对湍流控制方程无量纲化和坐标变换后 ,用隐式格式求解 ,并对每次的迭代结果进行附加的光滑化处理。数值模拟结果证明了滤管内外存在着严重的回流现象 ,滤管外回流峰值可以达到正常过滤气速的数倍。管外壁面附近的径向速度随着离开壁面距离的增加而逐渐减小 ,所得结论为陶瓷过滤器的优化设计提供了理论依据     

钢水余热衬瓷层磨损机理

针对工业生产中摩擦磨损造成零件失效的现象,对材料表面耐磨损问题进行研究.采用钢水余热衬瓷技术,借助钢水散出的热量把陶瓷复合粉料烧结在铸钢件表面,形成了高耐磨性衬瓷层.磨损试验结果表明,衬瓷层磨损失重率是淬火45^#钢的1/80; 用SEM分析了涂层的显微组织,发现陶瓷颗粒比较均匀地分布在金属基体组织中,颗粒被基体金属紧紧包覆.分析认为,这些陶瓷颗粒承载着摩擦过程的大部分载荷,这种显微组织是耐磨性大幅度提高的重要原因之一.     

射频溅射功率和掺杂氢对硅氢薄膜结构的影响

采用SEM和Raman谱对射频磁控溅射法制备的硅氢薄膜结构进行了研究,讨论了在100～400W范围内溅射功率和氢气分压对硅氢薄膜结构的影响。结果表明,制备的硅氢薄膜为致密的颗粒膜,添加氢气后,颗粒状的硅氢薄膜出现了粒径更为细小的纳米级小颗粒亚结构;随着氢气分压的增加,其直径先增加后减小,平均直径在氢气分压为50％时达到最大;随着溅射功率的增加,硅氢薄膜的颗粒平均直径增加,当溅射功率达到400W时,颗粒的平均直径为104nm。拉曼光谱分析结果显示硅氢薄膜为非晶态。     

基于分形理论的堤防软基固结SEM分析——以长江江西济益公堤为例

研究软基堤防固结沉降特性对于增强沿江沿湖安全保障,具有十分重要的意义。而软基堤防加固的关键是从软土的结构特征揭示影响软土变形和强度的成因。以长江江西九江济益公堤软土地基为研究对象,结合河湖相沉积软土的物理力学性质和微观结构特征,利用PCAS软件分析了不同固结压力下软土SEM图像的定量参数。通过室内试验和理论分析,对河湖相沉积软土的微观结构与宏观力学性能进行了系统的分析。并对河湖相沉积软土的结构强度和工程效果进行了分析论证。提出了孔隙结构因子作为综合参数,利用分形评价理论对孔隙结构强度和破坏趋势进行综合参数测量。同时求解预固结压力,可以定量确定土体的结构强度,该方法对湖相软土的固结变形计算具有参考意义。     

神东矿区砂岩孔隙结构特征及与其物理力学性质的关系

为了研究神东矿区砂岩的孔隙结构对其物理力学性质的影响,利用偏光显微镜、扫描电镜、核磁共振仪等仪器获得了砂岩成分、微观结构与孔隙特征,并进行不同类型砂岩单轴压缩试验,分析了砂岩的孔隙结构与其单轴抗压强度、弹性模量、泊松比之间的关系。结果表明:砂岩的主要成分为石英(15%以上)、长石(40%以上),并含有少量云母等;粉砂岩为钙质胶结,细粒和中粒砂岩为泥质胶结,砂岩的颗粒直径与孔隙大小基本服从正态分布;粉砂岩表面平整致密,颗粒边界模糊不清,细粒砂岩表面分布着细小的孔隙,中粒砂岩孔隙结构十分发育,颗粒呈团簇状,胶结程度较差;砂岩抗压强度与孔隙率之间呈负指数分布,抗压强度与孔隙率变化曲线存在临界点,随着颗粒、孔隙直径的增加,对应的临界孔隙率也在增大;砂岩弹性模量与孔隙率呈负相关,其中粉砂岩与细粒砂岩呈指数形式减少,中粒砂岩则呈线性减小;砂岩的泊松比与孔隙率无明显相关性。     

自由场地液化响应特性的离心机振动台试验

利用ZJU-400土工离心机振动台,对相对密度为40%的福建中细砂自由场地模型,进行5次动态加载的液化试验.分析试验中土的动力特性和地震动特性,得到土体不同深度范围内加速度、超静孔隙水压力随时间的发展规律,以及土体加速度、沉降与超静孔隙水压力增长之间的关系,增强了对地震过程中土体加速度、沉降与孔隙水之间相互作用的理解.结果表明：场地放大作用受超静孔隙水压力增长和土体软化的共同作用,液化破坏了土颗粒的联结强度和结构稳定性,再次沉积形成的结构不稳定易再次液化|峰值过后切应力对超静孔隙水压力增长仍起到不可忽视的作用;土体超静孔隙水压力增长和土体沉降是外荷由土颗粒到孔隙水再到土颗粒传递的结果|液化后固结完成,场地土体自振频率增加;基于剪切波速确定CRR曲线的方法是合理的.     

多孔硅还原铜纳米复合薄膜的微结构研究

利用扫描电镜(SEM)、XRD等分析手段对比研究了铁钝化多孔硅在沉积前与沉积后的结构变化特点以及沉积时间对所沉积的铜薄膜结构的影响.在浸渍一定时间后,铜/铁钝化多孔硅纳米复合薄膜继承了新鲜制备的铁钝化多孔硅的结构特点,同时,随着反应时间的延长,铜的沉积量逐渐增加,铜纳米颗粒的平均晶粒尺寸逐渐长大.     

TiC陶瓷滤片的制备及其性能研究

在对TiC陶瓷的性能及其制备工艺进行分析研究的基础上,利用SHS/PHIP技术制备了致密的TiC-TiB2复相陶瓷材料,并对材料进行切割加工成型和清洗,得到和所需滤片形状相同的TiC-TiB2复相陶瓷片,然后再根据TiC和TiB2化学性能的差异,用王水的强腐蚀性溶解其中的TiB2陶瓷相从而得到孔隙大小均匀的、性能优异的TiC陶瓷滤片.用该方法制备的TiC陶瓷滤片,孔隙的直径范围在2~3μm,分布均匀,可以在任何性质的液体中使用,也可用于熔融金属液的过滤.     

利用工业废渣研制环保陶瓷滤球

利用某大型工矿企业的废渣赤泥、粉煤灰、煤矸石、劣质粘土为主要原料，通过加入成孔剂和适量成型助剂及烧成助荆分别调节气孔率、可塑性和强度，制备了高性能的可用于污水处理的多孔陶瓷滤球。讨论了4种成孔剂的成孔效果和影响气孔率、强度的因素。理化性能和显微结构测试表明，滤球气孔率高于55％，压碎力为0．779kN，气孔呈三维连通状。     

流体流动和岩石变形耦合对井壁稳定性的影响

无论是过平衡钻井，还是欠平衡钻井过程，都可能导致井周围地层孔压力改变，这样就使我们通过假定地层孔隙压力恒定而得到的井周应力分布和地层的安全钻井液密度范围与实际偏离。滤饼质量直接影响到井周围流体流动的情况和井壁附近地层的孔隙压力。定量地计算分析了滤饼质量和流体流动对井周地层径向应力、周向应力、轴向应力和剪应力的影响，结果表明，一方面，随着滤饼质量的提高，井筒内流体在正压盖下向地层中流动的能力和程度逐渐减小，井壁地层孔隙压力逐渐趋原始地层孔隙压力，井壁岩石所受到的径向应力逐渐增大，井壁的稳定性逐渐变好；另一方面，地层颗粒间的接触应力逐渐增大，岩石抵抗性破裂的能力增强，地层的破裂压力提高，井壁稳定性变好。滤饼质量好坏对代渗透地层的影响尤其显。     

沥青路用城市生活垃圾焚烧飞灰的物化性能

为了探索城市生活垃圾焚烧飞灰的沥青路用资源化可行性,借鉴沥青路用填料的试验方法测试了飞灰的基本物理性能,采用比表面积和孔径分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、综合热分析仪(STA)等表征方法,分析了飞灰的BET比表面积、孔径与孔容、表观形貌、化学成分、热性能.研究结果表明:与矿粉相比,飞灰密度小、亲水系数大、含水率大、碱性强、烧失量大、体积安定性不良、可溶盐含量高、粒径分布与矿粉类似;BET比表面积大、孔径大、孔容大;表面疏松多孔、物相复杂、活性高;热性能活跃,而在沥青混合料的施工温度范围内,飞灰热稳定性好、热失重小.鉴于飞灰的物化性能,提出飞灰可溶盐对沥青路面水稳定性与强度产生影响,飞灰表面微孔、高的表面能、强碱性、高的含水率等性质对沥青路面高温稳定性与低温抗裂性产生影响,并给出相应的理论改善措施.     

NH3和SO3混合气氛下的灰沉积生长特性

通过沉降炉系统研究NH₃和SO₃混合气氛中不同探针表面温度下的灰沉积生长特性. 利用电荷耦合器件（CCD）相机记录灰沉积生长过程,并实时监测探针内外温度,得到灰沉积物厚度变化及探针表面热流密度变化,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）等进一步研究灰沉积物特性. 研究表明,探针表面温度越高,灰沉积物的稳定厚度越小、探针表面的相对热流密度越大. 当探针表面温度为200、230、260 °C时,平均灰沉积厚度分别为2.15、1.82、1.40 mm,平均热流密度相对变化量分别为30.6%、40.3%、41.8%. 灰沉积生长可以分为快速增加、缓慢增加和稳定阶段. XRD检测出硫酸氢铵（ABS）,EDS检测出N元素,说明在混合气氛下生成黏性ABS加剧飞灰沉积. SEM结果表明,探针上部灰沉积物多为团聚状,粒径增大;下部灰沉积物多为圆球状,与原飞灰形貌相似. 随着探针表面温度的升高,上部灰沉积物团聚现象减弱,下部灰沉积物变得更为平滑疏松.     

THE INFLUENCE OF TEMPERATURE AND ADMIX- TURES ON ACTIVATION OF LOW CALCIUM FLY ASH

According to composition and structure properties of low calcium fly ash, the activation and reaction degree of fly ash—lime and fly ash—lime—gypsum system were studied in different alkali surroundings and temperatures by thermal-gravity analysis. The degree of reaction and pore structure analysis test results show that composite alkali play an important role in the activation and degree of reaction of fly ash at room temperature. But when increasing curing temperature, gypsum would play an important role in activation and hydration of fly ash.     

Analysis of Pore Structures and Their Relations with Strength of Hardened Cement Paste

Three cement samples were prepared, including OPC consisted of 100wt%^ portland cement. PFA consisted of 70wt% portland cement and 30wt% fly-ash, and CA consisted of 70wt% portland cement and 30wt% modified fly ash. The strength of hardened cement paste of these samples was tested and their pore structures were determincd by a mercury intrusion porosimeter. Moreover, the data of the pore structures of three samples were comprehensively analyzed. The relations between the pore structures and the compressive strength of the three samples were studied. The experimental results show that the relations between the porosity determined by the mercury intrusion porosimeter and the compressive strength are not notable, and the total pore surface area, the average pore diameter and the median pore diameter could be used to explain the difference of the strength of the tested samples.     

Effect of fly ash on drying shrinkage of thermal insulation mortar with glazed hollow beads

Drying shrinkage of thermal insulation mortar with glazed hollow beads was measured by a vertical length comparator, and the influences of fly ash with different contents (0, 18%, 36%, and 54% were used) on the long-term drying shrinkage were discussed. The mass loss was measured by the weighting method and the pore structure was characterized using three different methods, including the light microscopy, the mercury intrusion porosimetry (MIP), and the nitrogen adsorption/desorption (NAD) experiments, and the correlations among them were researched. The results show that drying shrinkage process of thermal insulation mortar includes three steps with increasing curing time: the acceleration period (before 7 d), the deceleration period (7-365 d), and the metastable period (after 365 d). Drying shrinkage in the first stage (7 d before) increases quickly owing to the fast water loss, and its development in the last two stages is attributed to the increment of the pore volume of mortar with the radius below 50 nm, especially the increment of the pore volume fraction of the pore radius within the size range between 7.3 nm and 12.3 nm. There is no change in the drying shrinkage development trend of mortar with fly ash addition, and three steps in the service life, but fly ash addition in the mortar restrains its value. There is a linear relationship between the drying shrinkage and fly ash content, which means that drying shrinkage reduces with fly ash addition.     

高能球磨处理粉煤灰的形貌特征及水化特性

研究了粉煤灰的显微结构,采用高能球磨技术处理粉煤灰,通过扫描电镜和透气法研究了处理后的煤粉灰的结构变化及比表面积变化。结果表明,球磨处理后的粉煤灰极度细化,大颗粒硬质玻珠被打破并无规则化,比表面积增大。热分析结果表明,球磨后的粉煤灰水化放热量缓增,强度实验表明,球磨５ｈ后,配制的粉煤灰水泥强度提高４倍。     

Numerical simulation on trapping efficiency of steady filtration process in diesel particulate filter and its experimental verification

Taking wall-flow diesel particulate filter(DPF) as the research objective and separately assuming its filtering wall to be composed of numerous spherical or cylindrical elements, two different mathematical models of steady filtration for wall-flow diesel particulate filter were developed and verified by experiments as well as numerically solved. Furthermore, the effects of the macroand micro-structural parameters of filtering wall and exhaust-flow characteristic parameters on trapping efficiency were also analyzed and researched. The results show that: 1) The two developed mathematical models are consistent with the prediction of variation of particulate size; the influence of various factors on the steady trapping efficiency is exactly the same. Compared to model 2, model 1 is more suitable for describing the steady filtration process of wall-flow diesel particulate filter; 2)The major influencing factors on steady trapping efficiency of wall-flow diesel particulate filter are the macro-and micro-structural parameters of filtering wall; and the secondary influencing factors are the exhaust-flow characteristic parameters and macro-structural parameters of filter; 3)The steady trapping efficiency will be improved by increasing filter body volume, pore density as well as wall thickness and by decreasing exhaust-flow, but effects will be weakened when particulate size exceeds a certain critical value; 4) The steady trapping efficiency will be significantly improved by increasing exhaust-flow temperature and filtering wall thickness, but effects will be also weakened when particulate size exceeds a certain critical value; 5) The steady trapping efficiency will approximately linearly increase with reducing porosity, micropore aperture and pore width.