高温后花岗岩能量及结构效应研究

利用MTS815电液伺服材料试验系统,研究了花岗岩在25℃～1000℃高温作用后的三轴压缩力学性能,基于D8 ADVANCE 型X射线衍射仪,研究了花岗岩经不同温度加热处理产物的物相特征。结果表明：①经历不同高温作用后,岩样三轴抗压强度、轴向峰值应变与围压呈非线性二次多项式增长关系,破坏应变能与围压呈线性增长关系。②岩样三轴抗压强度、破坏应变能随温度的升高先增大后减小,呈二次抛物线关系,400℃为最大值。③石英、长石、云母三者的最大衍射强度随温度的升高先增大后减小,400℃时达到最大,结合宏观力学试验,可以推断400℃为花岗岩的阀值温度。④石英在573℃发生由石英转变为石英的可逆反应;长石的差热曲线在700℃～900℃出现吸热谷,结构发生了由晶态向非晶态的相转变;在997℃时,云母矿物晶格破坏羟基逸出形成钠长石,这些因素共同作用使得岩样力学性能在400℃之后随着温度的升高而逐渐劣化。     

纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜的光学特性研究

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备出纳米ZnO镶嵌SiO2非晶薄膜,利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和紫外-可见分光光度计研究了纳米Zn0镶嵌SiO2薄膜相比纯ZnO纳米薄膜结构的变化及镶嵌结构对其光学特性的影响.研究发现与纯ZnO纳米薄膜相比,纳米ZnO镶嵌SiO2薄膜结构样品呈非晶结构,在紫外区光吸收系数以及光学带隙明显增大,光吸收以及光学带隙的变化与样品制备的衬底温度有关.研究结果表明,由于SiO2的特殊结构实现了对纳米ZnO的束缚,减少了ZnO纳米粒子的集聚,使得量子限制效应变得显著,导致复合膜光学带隙的明显增大以及吸收边的蓝移.     

高铈抛光粉表面电性及悬浮液分散稳定性研究

通过测定高铈抛光粉(以下简称抛光粉)悬浮液的ξ电位、吸光度和粘度,探讨了不同pH值、分散剂种类及浓度对抛光粉水相体系分散稳定性的影响。结果表明,ξ电位与吸光度有良好的对应关系,ξ电位绝对值越高,吸光度越大,则体系分散稳定性越好;pH值、分散剂种类及加入量是影响抛光粉水相体系分散稳定性的主要因素。羧甲基纤维素、聚丙烯酸适合作抛光粉悬浮液的分散剂。一定粒径范围的粉体在分散剂的作用下其悬浮液具有较好的稳定性。     

等离子氮化保温时间对S45C钢疲劳性能的影响

温度500°C,气压400Pa,N2与H2比例为40%：60%的混合气体中,采用3组不同的处理时间（8小时,20小时,48小时）分别对S45C钢试件表面进行等离子氮化,研究保温时间对S45C性能的影响。利用光学显微镜、维氏硬度计、X射线衍射技术、回转弯曲疲劳试验机、扫描电子显微镜、X射线能谱分析方法对S45C等离子氮化后的微观组织、硬度、氮化层、残余应力、疲劳性能和断裂特征进行分析。结果表明,3组工艺分别在S45C钢表面获得6 μm,8 μm,12 μm深的氮化层。表面硬度由初始230 HV均提高到620 HV以上。表面残余压应力均提高到约-120MPa。氮化物为单一γ–Fe4N相。48小时等离子氮化后,S45C钢疲劳强度约为未处理试样的3倍。根据村上公式计算“鱼眼”裂纹应力强度因子,可得其近似为3.6 MPa•m1/2。内部裂纹一般由渗透层和基材分界处的夹杂处萌生,夹杂成分为氧化钙、氧化铝和硫化镁等。     

高温后岩石变形破坏过程的能量分析

从非平衡热力学角度出发,结合岩石在不同高温作用后的单轴压缩和声发射试验,详细阐述了岩石变形破坏过程中的声发射特点,分析了经历不同高温后岩石强度与能量耗散和能量释放之间的关系。研究结果表明高温作用后花岗岩声发射曲线大致经历了以下6个阶段:初始沉寂段、上升段、前峰值段、高幅持续段、后峰值段、后期沉寂段。声发射曲线较好地反映了岩石在整个破坏过程中由稳定态向亚稳定态、临界态、失稳破坏直至新的稳定态的发展过程。岩石峰值强度与耗散能呈反比关系,与弹性能呈正比关系,能量耗散使材料发生劣化,强度降低。声发射能率与弹性能呈正比关系,与耗散能呈反比关系,弹性能突然释放引起岩石的失稳破坏。岩石的破坏是能量耗散与能量释放共同作用的结果。研究结果有助于研究高温后受外载岩石微缺陷的演化并最终破裂的过程,对高温后岩体工程起到一定的参考作用。     

高温影响下花岗岩孔径分布的分形结构及模型

 温度是影响岩石物理性质的重要因素,为了探究温度对岩石孔径分布的影响规律,利用压汞法测试25 ℃～1 200 ℃高温热处理后花岗岩样品的孔隙特征,并研究了不同高温影响下岩石孔隙的分形结构和孔隙率演化模型。结果表明：(1) 随着温度的升高,岩石孔隙率呈指数增加,500 ℃～800 ℃是岩石孔隙结构变化的阈值温度区间,500 ℃之前孔隙率增长较缓慢,增长幅度约50%,之后孔隙率大幅增加3～5倍;(2) 温度升高所导致的岩石新孔隙以孔径1～10 μm的中孔为主,低于500 ℃时中孔占15%左右,而后稳步上升,800 ℃时大幅增加至28.24%,1 000 ℃以后又增至40%以上,体积增长了11.8倍,这将导致岩石防渗阻渗能力大大减弱;(3) 各温度下岩石孔隙分布均具有良好的统计分形特性,孔隙分形维数在2.99～3.00范围,随温度升高,分形维数降低,且温度越高,降低幅度越大,表明孔隙均匀性增加;(4) 基于理想Menger海绵的Friesen模型预测各孔径下累计孔隙率演化误差较大,而张季如和陶高梁模型对不同高温岩石孔径分布具有良好的预测精度。研究结果将为高放核废料深层地下存储、地热开发等高温岩石工程设计及施工提供科学依据。     

温度作用下岩石力学行为研究的现状

近些年来,国内外学者大量研究了温度对岩石力学行为的影响。论文对温度作用下岩石物理特性、力学特性、损伤以及本构理论的研究现状进行了归纳总结。研究温度对岩石力学行为的影响对核废料存储、深部岩体工程以及地下资源的开发与利用等重大工程具有十分重要的现实意义。     

衬底温度对磁控溅射法制备ZnO薄膜结构及光学特性的影响

采用射频反应磁控溅射法在玻璃衬底上制备了具有c轴高择优取向的ZnO薄膜,利用X射线衍射仪、扫描探针显微镜及紫外分光光度计研究了生长温度对ZnO薄膜的结构及光学吸收和透射特性的影响.结果表明,合适的衬底温度有利于提高ZnO薄膜的结晶质量;薄膜在紫外区显示出较强的光吸收,在可见光区的平均透过率达到90%以上,且随着衬底温度的升高,薄膜的光学带隙减小、吸收边红移.采用量子限域模型对薄膜的光学带隙作了相应的理论计算,计算结果与实验值符合得较好.     

某山体滑坡原因分析及加固措施探讨

结合具体的工程案例,从滑坡体的地貌、地质条件、岩层产状、外界环境、降雨及人类工程活动等方面分析了滑坡形成的原因,在此基础上综述分析了滑坡加固的治理措施,并针对该滑坡的实际条件和产生原因,给出了滑坡加固措施。其分析滑坡现场原因的方法和加固措施可为类似工程提供参考和借鉴。     

单、双通道振动筛筛体的静强度特性分析

随着采矿机械化程度的提高,对筛分机械容量的要求也越来越大,因此,研究和制造大型振动筛就成为一项重要的课题。筛分机械结构的增大,对其振动强度的要求也相应增加,筛宽增加一倍,管梁的应变要增加许多倍。另外,结构增大后,筛体的动负荷随即增大,也会引起筛体结构强度和刚度不足,导致筛体变形过大,侧板开裂、横梁断裂、焊缝开裂,严重影响筛分机械的使用寿命。