氧化钙膨胀剂熟料碳酸化改性的影响因素

本工作探究了碳酸化温度、碳酸化时间、CO₂-H₂O气体流量、熟料颗粒粒径等因素对氧化钙膨胀剂熟料碳酸化改性的影响,并通过XRD、TG-DTA、微量热仪对碳酸化改性前后膨胀剂熟料的矿物组成、水化进程进行了分析。结果表明：氧化钙膨胀剂熟料最优碳酸化条件为在700℃碳酸化30 min、CO₂-H₂O气体流量2 L/min、熟料颗粒粒径0.075～0.2 mm。碳酸化改性后熟料仅有部分游离钙转化为碳酸钙,无其他矿物生成;提高碳酸化率会延缓水化放热峰的出现,降低水化放热速率峰值和总水化放热量,从而延缓膨胀能的释放,提高有效膨胀。     

铜离子掺杂对TiO2纳米颗粒膜结构和性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通的载玻片上制备了锐钛矿型TiO2和过渡金属Cu离子掺杂TiO2薄膜.通过XRD,UV-VIS,XPS,AFM表征了合成的薄膜,表明铜离子掺入后,薄膜变得更加致密.铜离子以Cu2O的形式存在.在紫外光照射下,TiO2薄膜表现出明显的亲水性.对于掺铜的TiO2薄膜,随着铜掺杂量的增加,铜(I)对亲水性能的抑制作用亦增强.     

高活性氧化镁膨胀剂对UHPC性能的影响

利用一种活性反应时间为41 s的高活性氧化镁膨胀剂(MEA)掺入超高性能混凝土(UHPC),研究了其对UHPC工作性能、力学性能和体积稳定性的影响。采用压汞法对孔隙率及孔结构进行了表征,并利用SEM和EDS对硬化砂浆的微观形貌进行了分析。结果表明,高活性MEA会降低UHPC的流动性和力学性能,但可明显改善早期自收缩,MEA的最大掺量不宜超过胶凝材料总量的12%;MEA会降低早龄期UHPC的孔隙率,并细化其孔径,尤其是小于50 nm的孔,这是导致MEA可以补偿UHPC自收缩的重要原因;微观测试结果表明,MEA在原位水化反应生成密实的Mg(OH)₂,受到抑制的结晶将产生结晶压力,从而导致体积膨胀;由EDS结果可知,无胶结能力的MEA及其水化产物与水泥浆体的界限随龄期的增长而逐渐模糊,UHPC整体趋于密实。     

水泥中MgO膨胀剂水化产生的膨胀应力表征

本文研制了一套膨胀应力测试装置,并以此为基础测试了约束条件下MgO膨胀剂(MEA)压实体和掺MgO膨胀剂水泥浆体中水化产生的膨胀应力;采用X射线衍射法定量分析了MgO的含量,并计算MgO的水化程度。结果表明:活性指数为23s和46s的MgO膨胀剂压实体水化22d产生的膨胀应力分别为38.9MPa和62.7MPa;掺水泥浆体的膨胀应力随MEA掺量增大、MEA活性指数提高和MgO水化程度增加而增大,不掺MgO膨胀剂的水泥浆体63d时的收缩应力为1.3MPa,掺12%活性指数为23s和46s的MgO膨胀剂水泥浆体在63d时的膨胀应力分别为1.8MPa和3.0MPa。     

制备工艺对氧化镁膨胀剂水化特性的影响

从煅烧温度、煅烧保温时间、粉磨细度等方面,分析不同制备工艺对氧化镁膨胀剂水化特性的影响。结果表明:在煅烧温度越高、煅烧保温时间越长以及颗粒尺寸越大的条件下,氧化镁的水化活性逐渐降低,煅烧温度超过1 100℃时,氧化镁的水化活性陡然下降;煅烧温度高且颗粒较大的氧化镁具有较大的膨胀效能,水化反应时间较长,后期将持续膨胀,最终膨胀量也较大。     

膨胀剂、减缩剂对超高性能混凝土圆环约束收缩性能的影响

为研究膨胀剂、减缩剂对超高性能混凝土(UHPC)圆环约束收缩性能的影响,开展了掺膨胀剂或减缩剂的UHPC的劈裂抗拉强度、弹性模量及圆环约束收缩试验研究,并对掺膨胀剂或减缩剂的UHPC的开裂风险、松弛性能进行了定量分析.分析结果表明:在本研究的掺量范围内,膨胀剂或减缩剂的掺入均提高了UHPC的7 d劈裂抗拉强度;膨胀剂或减缩剂的掺入均降低了各阶段的钢环应变,(28 d)最大降低幅度分别为30.7％、38.6％;膨胀剂的掺入使UHPC各龄期拉应力水平均降至安全控制值内,其中6％掺量的膨胀剂减缩效果最佳;减缩剂的掺入虽降低了UH-PC的(3 d)拉应力水平,但拉应力水平仍高于安全控制值.     

菱镁矿品位对MgO膨胀剂组成结构及性能的影响

通过对煅烧菱镁矿尾渣与二级菱镁矿所得MgO膨胀剂(MEA)组成、微观结构、活性及膨胀特性的研究,探讨了低品位菱镁矿制备MEA的可行性。结果表明,菱镁矿尾渣中方解石、白云石及铁元素等杂质的存在使MEA中f-CaO含量较高,方镁石含量较低;菱镁矿尾渣MEA中MgO晶粒为条状颗粒,而非二级菱镁矿MEA的球粒状,晶粒尺寸变大,晶粒间排列紧密,MEA颗粒表面有裂纹存在;柠檬酸法检测低品位菱镁矿所制MEA活性时应调整柠檬酸用量;有效膨胀组分含量低的情况下,800℃煅烧掺量为4wt%、6wt%和8wt%及850℃煅烧掺量为8wt%时,掺菱镁矿尾渣MEA水泥浆体的膨胀率比掺二级菱镁矿MEA水泥浆体的膨胀率大。可见,在一定条件下低品位菱镁矿所制MEA膨胀性能较高品位菱镁矿所制MEA好,有利于低品位菱镁矿矿产资源的有效利用。     

ZnO压敏陶瓷的一价离子掺杂

本文研究了一价金属离子掺杂对ＺｎＯ压敏陶瓷电性能的影响。根据晶界的Ｓｃｈｏｔｋｙ势垒模型分析计算了ＺｎＯ晶粒表层１５ｎｍ浅范围的正电荷中心浓度ＮＤ对ＺｎＯ压敏陶瓷小电流区非线性特性的影响。结果表明ＮＤ减小，非线性增强，如果掺入ＺｎＯ压敏陶瓷中的一价金属离子进入了ＺｎＯ晶粒体内对正电中心进行补偿，则会使大电流区的非线性变差。     

HB-CSA与膨胀剂对3D打印混凝土收缩开裂性能的影响

3D打印材料因连续挤出的工艺要求,受限于喷嘴的尺寸,制备时一般使用细骨料.细骨料比表面积大,包裹骨料所需浆体多,造成胶凝材料占比高;无模逐层堆积建造的固有流程,提高了打印材料的水分蒸发速率,导致3D打印水泥基复合材料具有较高的收缩和开裂风险.为此,通过复掺高贝利特硫铝酸盐水泥(HB?CSA)和UEA膨胀剂制备低收缩3D打印水泥基复合材料,测试评估其可打印性、力学性能和收缩开裂性能.结果表明,单掺5％(质量分数,下同)的HB?CSA时,3D打印水泥基复合材料90 d的收缩率可降低约8％,早期开裂面积下降约35％,且流动度为190 mm,初凝时间为45 min,满足3D打印挤出工艺要求;5％的HB?CSA和10％的UEA膨胀剂复掺时,所制备材料90 d的收缩率可降低约30％,早期开裂面积下降约33％.     

硫铝酸钙-贝利特水泥熟料的低温制备及其水化性能研究

以煤矸石、脱硫石膏、石灰为主要原料,采用水热合成-低温煅烧方法制备了硫铝酸钙-贝利特水泥熟料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析了水热合成物、煅烧试样及水化产物的矿物相,利用等温量热仪测定了水泥早期水化放热随时间的变化,并测定了水泥的力学性能。结果表明:在120℃下水热合成前驱体后再经煅烧,可在1 050℃低温下制成硫铝酸钙-贝利特水泥熟料。与一步法相比,该低温水泥的早期水化放热速率较高。当水泥中的二水石膏掺量为13%(质量分数)时,水泥1d、28d的抗压强度分别为30.2 MPa和57.3 MPa,28d的水化产物主要为长纤维状的AFt。     

Effect of Calcium Doping on the Electrical Conductivity of Yttrium Nitride

Data are presented on the electrical conductivity and ionic transference numbers of undoped and Ca₃N₂-doped YN. With increasing Ca₃N₂ content, the conductivity of the material increases. The ionic transference number determined by emf measurements is close to unity.     

Ti掺杂对half-Heusler合金YNiSb热电性能的影响

通过悬浮熔炼方法制备了Y1-xTixNiSb(x=0,0.015,0.02,0.025)材料并研究了Ti掺杂对材料热电性能的影响。经过孔隙率修正后,Ti掺杂样品的热导率和电导率均比未掺杂样品要低,并且随着Ti含量的增加呈现先下降后上升的趋势。分析发现Ti掺杂后样品热导率的降低是由于电子热导率的下降所致,电子载流子的引入则导致了电导率的下降。Ti掺杂后样品Seebeck系数在室温下有变负趋势,表明材料在室温下可能呈现N型传导特性。最终,Ti掺杂提高了材料的热电性能。Ti含量x=0.015的样品在770K左右获得最大ZT值0.085,与未掺杂样品相比,提高了约60%。     

稀土掺杂对锡基Half-Heusler合金热电特性的影响

采用电弧熔炼法和放电等离子体烧结法,制备了稀土掺杂的金属间化合物Zr1-xLaxNiSn(x=0.05,0.1,0.15,0.2,0.3,0.4)和Zr0.98R0.02NiSn0.98X0.02(R=La,Ce;X=Sb,Bi).用X射线衍射仪分析研究了它们的晶体结构随稀土替代量演化的规律.在室温到700K的范围内,对其热电特性进行了评价.研究结果表明,代换量x小于0.15时,稀土原子可以进入晶格形成单相化合物.代换量x大于0.15的样品中含有非half-Heusler的第二相,且含量随x增大而增加.少量稀土掺杂可以有效地降低材料的热导率而保持良好的电输运特性.在575K,Zr0.98La0.02NiSn0.98Sb0.02的热电优值达到0.5.     

减缩剂和HCSA膨胀剂对UHPC力学性能和收缩性能的影响

本研究主要对比了减缩剂和高性能混凝土膨胀剂(HCSA)单掺以及复掺时,对超高性能混凝土(UHPC)强度、收缩性能的影响.结果显示,减缩剂会延缓水泥水化,延长水泥凝结时间,不利于UHPC早期强度的发展.随着减缩剂掺量(0％～2％,质量分数)增加,UHPC的自收缩降低,当减缩剂掺量为0.5％时可有效降低UHPC的干燥收缩.而HCSA膨胀剂缩短UHPC的凝结时间,早期强度的发展快;HCSA膨胀剂具有降低UHPC内部有害孔数量、减小总孔隙率的作用,能够降低UHPC的自收缩和干燥收缩;但HCSA膨胀剂过量时,无法获得足够的水分参与反应,且有破坏UHPC结构的风险.减缩剂和HCSA膨胀剂复掺时,UHPC的抗压、抗折强度均大于单掺减缩剂时的强度,且小于单掺HCSA膨胀剂时的强度.2％减缩剂和10％HCSA膨胀剂复掺对UHPC收缩的抑制作用最好,同时UHPC具有较高的力学性能.     

Ti离子掺杂对LiFePO4材料性能的影响

采用固相法合成了锂离子电池正极材料LiFePO4.为了提高LiFePO4的电化学性能,用Ti4 对LiFePO4进行掺杂.通过X射线衍射分析及电化学测试,研究了Ti掺杂对材料的结构和电化学性能的影响.以Li3PO4为锂源,(C4H9O)4Ti为掺杂源,合成了单一相Li1-xTixFePO4(x=0.005、0.01、0.02和0.03).实验研究表明,掺入少量的Ti4 ,可以减小晶胞体积,有效地提高了LiFePO4的循环性能和比容量.当(C4H9O)4Ti的掺入量为1 mol%时,在50mA/g的充放电电流下,首次放电比容量为123 mAh/g;经过60次循环后,容量基本上无衰减.     

Pr掺杂对ZnO透明导电薄膜光电性能的影响

采用溶胶-凝胶法在石英玻璃基片上制备出了Pr掺杂ZnO透明导电薄膜,研究了Pr掺杂对ZnO透明导电薄膜结构、形貌、光学和电学性能的影响。实验结果表明,Zn1-xPrxO薄膜均为纤锌矿结构,当Pr掺杂含量为1%时,Zn1-xPrxO薄膜的结晶质量最好、可见光平均透过率最高、电阻率最低,具有最佳的光电综合性能。     

铜离子掺杂对水泥水化的影响机理

本文研究了铜离子对熟料矿相种类、结构和水化进程的影响机理。结果表明:铜离子对水泥水化进程的缓凝抑制作用按照影响机理分为两个阶段:第一阶段,铜离子掺杂导致水化体系中Ca~(2+)浓度降低,早期氢氧化钙(Cu(OH)_2)结晶形成受阻,破坏了反应溶液的高碱性环境,且钙矾石(Aft)的形成速率减小、生成量减少,诱导期延长,水化产物间无法快速搭接形成网状结构,水泥浆体凝结硬化受阻;第二阶段,铜离子造成C_3S晶粒异常长大,水化反应活性降低,水泥浆体结构变得疏松、孔隙率增大,从而导致其后期强度显著降低,且孔隙中分布晶体尺寸较大的钙矾石,相互穿插,形成水泥浆体中的薄弱联结。     

Effect of Ce Doping on the Magnetic Properties of NiFe2O4 Nanoparticles

In the present work, effect of different concentration of Ce ions on the magnetic properties of nickel ferrite nanoparticles is discussed. A series of NiCe _x Fe_2?x O₄ (x=0.0–0.10) samples were prepared by a chemical route. XRD patterns show that all the samples are in pure spinel phase except that with x=0.10. This indicates that rare earth ions have limited solubility in the spinel lattice. Magnetic properties are studied by electron paramagnetic resonance spectroscopy (EPR) and the results are explained in terms of a magnetic moment obtained by a vibrating sample magnetometer. Mössbauer spectroscopy was performed to have an idea about the distribution of ions between the tetrahedral and octahedral sites. Magnetic moment is found to decrease after doping with Ce ions. It was found that the samples show mixed spinel nature rather than the pure inverse character. Doping with Ce ions reduces the EPR linewidth of pure nickel ferrite, which indicates that eddy current losses are reduced.     

离子辅助轰击能量对类金刚石薄膜性能的影响

研究了利用ＩＢＡＤ方法沉积类金刚石薄膜时,离子的辅助轰击能量对薄的微观结构、表面粗糙度,弹性、硬度以及摩擦系数的影响,获得了机械和摩擦性能优异的类金刚石薄膜。讨论了薄膜微观结构和性能之间的关系。分析了不同硬度测试方法的差异。