基于低场核磁共振技术水泥砂浆反复高温热损伤的研究

为了研究水泥砂浆反复经历高温及局部水冷作用后的损伤演化特征,将水泥砂浆试件中部进行钻孔,将试件加热到400 ℃并且向孔洞注水冷却至室温,重复操作。采用低场核磁共振技术、数字声波仪器、数码显微镜分别研究了水泥砂浆试件在高温及局部水冷作用下的损伤行为。结果表明,随着高温及局部冷却次数增多,试件小孔孔径及数量不断增大,而大孔孔径则减小,试件在经过第一次处理后其性能劣化最明显,且局部注水冷却使得孔洞周围的损伤大于其他部位。同时,随着高温及局部冷却次数增多,概率密度峰值所对应的灰度值增大并向右移动。另外,高温弱化了胶凝材料与砂粒的胶结能力,反复高温处理使得水泥浆与砂粒之间的胶结能力进一步削弱,试件的波速减小,但孔洞中注水冷却产生的温度应力使得胶凝材料与砂粒的胶结能力急剧下降,温度骤降产生的温度应力对胶凝材料与砂粒间的胶结能力的影响远大于反复高温处理。     

碱土金属氧化物含量对模拟高放废液玻璃固化体析晶行为的影响

以硼硅酸盐玻璃作为基础玻璃基材,通过熔融法制备了含16%(质量分数)模拟高放废液的玻璃固化体,探究了碱土金属氧化物含量对玻璃固化体析晶行为的影响,以期在保证玻璃固化体性能要求的前提下,通过控制碱土金属氧化物的含量抑制玻璃固化体的析晶倾向。结果显示:碱土金属氧化物(CaO+MgO+BaO)含量在7%~19%(质量分数)时,玻璃固化体析晶上限温度和析晶率随碱土金属氧化物含量的降低而逐渐降低;玻璃网络聚合度的增加能够显著增强玻璃固化体的抗析晶性能,当碱土金属氧化物含量低于11%(质量分数)时玻璃固化体中硫酸盐的溶解度明显下降。基于包容0.7%(质量分数)SO₃的要求,碱土金属氧化物含量适宜组成应控制在11%(质量分数)以上。     

超高分辨率石英光纤传像束

石英光纤传像束在医疗诊断、工业设备探伤、电力设施监测、大视场成像等领域具有重要应用。本文利用溶胶-凝胶法在像元单丝间隙中引入吸收剂,解决了传像束光串扰难题。采用一次复丝工艺,制备出外径为600 μm、像元为15 000的石英光纤传像束,像元单丝直径约4.4 μm,分辨率约为113 lp/mm。结果表明,传像束无暗丝、断丝,成像清晰,无畸变,达到了商品化使用需求。     

废弃玻璃粉对水泥石高温抗压强度和微观结构的影响

废弃玻璃粉作为一种高SiO₂含量的固体废弃物,可以有效防止油井水泥石在高温下的强度衰退,从而提升深井、超深井固井水泥环长期封隔完整性。本文研究了150 ℃、21 MPa下,不同粒径废弃玻璃粉对水泥石抗压强度、渗透率和微观结构的影响。结果表明:150 ℃、21 MPa下净浆水泥石180 d抗压强度为8.57 MPa,较1 d衰退76.04%;掺入废弃玻璃粉可以提高水泥石抗压强度的长期稳定性,在内掺40%(质量分数)粒径为45 μm的废弃玻璃粉情况下,水泥石在180 d时抗压强度为31.85 MPa,较1 d仅衰退3.95%,渗透率为1.28×10^-2 mD,较1 d降低16.88%;掺入废弃玻璃粉改变了水泥石150 ℃、21 MPa下的物相组成,净浆水泥石的主要结晶相为氢氧化钙和水硅钙石,掺入不同粒径废弃玻璃粉的水泥石主要结晶相为硬硅钙石和托贝莫来石;内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石中托贝莫来石晶粒尺寸稳定;随龄期增加,净浆水泥石孔结构向大孔径发展,内掺40%粒径为45 μm的废弃玻璃粉的水泥石的孔结构更加致密,180 d内各龄期均以凝胶孔为主。     

光稳定剂对水工闸门用PE-HD/高岭土复合材料性能的影响

采用共混造粒制备含有不同光稳定剂的水工闸门用高密度聚乙烯(PE-HD)/高岭土复合材料,讨论和研究光老化前后复合材料的力学性能变化规律。通过偏光显微镜观察复合材料试样表面形貌、采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱对表面析出物进行分析,讨论比较不同受阻胺光稳定剂的析出原因及抗光老化作用差异。结果表明,添加光稳定剂2020、光稳定剂944、光稳定剂123、光稳定剂770和光稳定剂292的复合材料光老化后力学性能保留率平均值分别为87.1%,81.7%,79.1%,78.2%和75.6%,抗光老化性能依次变弱;分子量大的光稳定剂2020和光稳定剂944更容易与复合材料体系相容,不容易析出,具有更好的抗光老化作用,同时带有较稠密的受阻胺结构的光稳定剂2020具有出色的抗光老化作用,这可为PE-HD/高岭土复合材料光稳定剂选配和抗光老化性失效分析提供参考。     

(Ti0.25Zr0.25Nb0.25Ta0.25)C高熵陶瓷的制备、力学性能及氧化行为研究

本文通过对碳化物粉末进行放电等离子烧结(SPS),成功制备了(Ti_0.25Zr_0.25Nb_0.25Ta_0.25)C高熵陶瓷(HECs),系统研究了HECs的微观结构演变、力学性能和氧化行为。结果表明,单相HECs的形成温度为1 800 ℃,低于已报道的HECs烧结温度。1 900 ℃烧结的陶瓷晶粒细小,平均晶粒尺寸约7.5 μm,元素分布均匀,相对密度高达99.2%。1 800 ℃和1 900 ℃烧结的HECs的室温显微硬度值分别为30.9 GPa和33.2 GPa,断裂韧性值分别为(4.6±0.24) MPa·m^1/2和(4.5±0.31) MPa·m^1/2,高于大多数已报道的HECs。原位高温纳米压痕试验结果表明,HECs的硬度随温度的升高而降低,当温度达到500 ℃时,1 800 ℃和1 900 ℃烧结的陶瓷硬度分别下降到21.9 GPa和22.2 GPa,具有突出的高温稳定性。此外,HECs在温度低于500 ℃时无明显氧化,当温度超过650 ℃时会发生明显氧化,氧化速率随温度升高而增加。     

基于低场核磁共振技术高温水泥砂浆局部热损伤的研究

为研究高温水泥砂浆在局部水冷作用后的损伤演化特征以及裂纹扩展情况,在水泥砂浆试件中部钻孔,将试件加热到200 ℃及400 ℃后向孔洞注水进行局部冷却。采用低场核磁共振技术(NMR)研究水泥砂浆试件在高温及局部水冷作用下的损伤行为。结果表明:随着热处理温度的升高,当试件局部水冷后,小孔的孔径及含量不断增大,而大孔径变化不是特别明显,试件的损伤度也相应增大;同时,经高温及局部水冷处理后,试件核磁共振成像灰度值的概率密度分布中的峰随温度的增大向右移动,且温度越高,概率密度分布函数对应的灰度值增幅越大,与T₂谱的变化一致。最后,求解了水泥砂浆试件高温及局部水冷后的温度和温度应力的分布,并基于最大拉应力准则求解了200 ℃和400 ℃后局部冷却水泥砂浆试件的裂纹萌发及扩展范围。当温度为200 ℃时局部水冷所产的温度应力不足以引起试件裂纹的萌生。     

“新工科”背景下线上线下一体化教学模式探讨——以《试验设计与数据处理》课程为例

为了更好的为食品专业应用型"新工科"人才培养服务,针对《试验设计与数据处理》传统课堂教学存在的问题,对课程从教学内容、教学方法和考核方法三个方面进行改革。通过线上线下一体化,课内、课外同步学,理论与实操并重的方式,有效激发了学生的课程学习积极性,提升了课程成绩和学生对课程知识的理解能力和运用能力。     

高压下H2/CO稀释剂对乙烷/空气层流扩散火焰中碳烟形成的影响

采用CoFlame程序模拟研究了高压下H₂/CO稀释剂对乙烷/空气层流扩散火焰中碳烟形成的影响。结果表明:H₂和CO添加之后,火焰温度均略有增加,且碳烟体积分数随着H₂/CO稀释比的增加而降低。H₂的添加使得碳烟表面生长区域的H自由基浓度增加,减少了初始碳烟颗粒成核及表面生长的活性位点数,导致脱氢加乙炔(HACA)反应中氢提取速率减缓以及碳烟颗粒表面生长速率减缓。CO的添加使得苯(A1)和芘(A4)摩尔分数减少,减缓了碳烟成核速率,导致碳烟的生成受到抑制。     

Facile synthesis of metal-organic frameworks embedded in interconnected macroporous polymer as a dual acid-base bifunctional catalyst for efficient conversion of cellulose to 5-hydroxymethylfurfural

5-Hydroxymethylfurfural (5-HMF), as a key platform compound for the conversion of biomass to various biomass-derived chemicals and biofuels, has been attracted extensive attention. In this research, using Pickering high internal phase emulsions (Pickering HIPEs) as template and functional metal-organic frameworks (MOFs, UiO-66-SO₃H and UiO-66-NH₂)/Tween 85 as co-stabilizers to synthesis the dual acid-base bifunctional macroporous polymer catalyst by one-pot process, which has excellent catalytic activity in the cascade reaction of converting cellulose to 5-HMF. The effects of the emulsion parameters including the amount of surfactant (ranging from 0.5% to 2.0% (mass)), the internal phase volume fraction (ranging from 75% to 90%) and the acid/base Pickering particles mass ratio (ranging from 0:6 to 6:0) on the morphology and catalytic performance of solid catalyst were systematically researched. The results of catalytic experiments suggested that the connected large pore size of catalyst can effectively improve the cellulose conversion, and the synergistic effect of acid and base active sites can effectively improve the 5-HMF yield. The highest 5-HMF yield, about 40.5%, can be obtained by using polymer/MOFs composite as catalyst (Poly-P12, the pore size of (53.3 ±11.3) μm, the acid density of 1.99 mmol·g^-1 and the base density of 1.13 mol·g^-1) under the optimal reaction conditions (130 ℃, 3 h). Herein, the polymer/MOFs composite with open-cell structure was prepared by the Pickering HIPEs templating method, which provided a favorable experimental basis and theoretical reference for achieving efficient production of high added-value product from abundant biomass.