脉石英替代水晶生产高纯石英砂试验研究

研究试图用脉石英资源通过选矿提纯等技术手段替代水晶资源生产石英玻璃、超白玻璃、光学玻璃等行业急需的PPM级高纯石英砂。试验从粒度级配控制,强磁选-浮选-酸浸泡-清洗脱除杂质,高温煅烧脱羟基水[OH-]、脱气等方面进行了有益的探讨,取得了阶段性成果。为用脉石英替代水晶资源生产高纯石英砂打下了基础,对行业发展具有重要意义。     

PPM级低铁石英砂的浮选技术及规模化生产实践

介绍了一种石英砂浮选工艺及一种捕收力强、选择性好、耐0℃以上低温的浮选捕收剂。通过试验研究,将浮法玻璃用石英砂提纯为PPM级低铁石英砂,可大幅提高石英砂的利用价值,并广泛应用于光伏玻璃、光学玻璃等行业,降低了该行业对优质脉石英资源的依赖程度,极大地提高资源利用率。     

超薄石英晶片超精密抛光实验的研究

为了解决超薄石英晶片高表面质量的加工问题,以及寻求一种高效低成本的加工方法,将一种新的超精密抛光工艺应用到超薄石英晶片的加工中。给出了加工过程中的抛光原理,制定出了在研磨和抛光过程中的最优实验条件,并对加工后超薄石英晶片的粗糙度和厚度做了详细的分析;讨论了磨粒的尺寸对表面粗糙度和材料去除率的影响,同时对加工过程的材料去除机理做了论述,以表面粗糙度和厚度为评价目标对超薄石英晶片的加工特性和表面质量进行了评价。研究结果表明：使用该实验的工艺加工超薄石英晶片可以得到厚度为99．4μm、表面粗糙度为0．82nm的超光滑表面;同时,该研究还发现通过延长抛光时间可以减小石英晶片的表面残余应力,可有效控制石英晶片四角“翘曲”现象,得到更好的平面度和平行度。     

旋转电极电解电火花切割玻璃微结构试验研究

针对高深宽比非导电硬脆材料(如石英玻璃和陶瓷)微结构的加工需求,对微细电解电火花切割加工方法进行了深入研究。首先,提出了使用旋转螺旋微工具电极的电化学放电切割方法,并对切割缝宽模型进行了讨论;其次,对旋转螺旋电极电解电火花切割加工工艺进行了深入的试验研究,试验研究了加工电压、脉冲频率、占空比和主轴转速这些关键工艺参数对切割加工精度的影响。实验结果表明,缝宽随着施加电压和占空比的增加而增加,随着频率、主轴转速和进给速率的增加而减小。最后,通过优化后的参数成功加工出缝宽为135μm的微缝阵列、复杂的封闭微结构以及深宽比达6∶1的微图形结构。由此表明该方法是一种可有效加工高深宽比绝缘硬脆材料微结构的新工艺。     

基于纳米探针的压电重金属离子检测

文章通过在QCM（Quartz Crystal Microbalance,石英晶体微天平）表面形成纳米复合物引起质量变化来检测溶液中的痕量重金属离子。先让金属离子在羧基修饰的QCM表面进行络合吸附,然后加入羧基修饰的金纳米粒子,使之与QCM表面吸附的重金属离子结合,在QCM表面形成一层三明治结构的纳米复合物,引起QCM谐振频率明显下降。该方法大大提高了QCM检测重金属离子的灵敏度,且具有重现性好、传感器易再生等特点。     

Specific control of cell–material interactions: Targeting cell receptors using ligand-functionalized polymer substrates

Cells respond to their environment in complex and sometimes poorly understood ways. Protein, peptide and synthetic peptidomimetic ligands may all be used to stimulate cells via receptor signaling, using interactions that are often highly specific. Polymer substrates that present these ligands provide a promising way to control cell development, both for applications in biotechnology and for fundamental studies of cell biology. Here we review a large range of techniques that have been employed to create and characterize ligand-functionalized substrates, with a particular focus on techniques that allow specific and consistent stimulation.     

溶胶—凝胶法制备（Pb,Cd,La）TiO3薄膜及其特性

采用溶胶－凝胶法及均胶工艺,分别在石英玻璃和硅单晶上制备（Ｐｂ,Ｃｄ,Ｌａ）ＴｉＯ２薄膜。用ＳＥＭ分析薄膜的形貌,用ＦＴ－ＩＲ及ＤＴＡ等技术对ＰＣＬＴ薄膜及凝胶粉晶化情况进行分析。用ＸＲＤ对不同基片、不同厚度薄膜成相的影响进行了分析讨论。     

石英谐振式数字称重传感器

介绍了一种由柔性铰链构成的弹性体结构和 Ａ Ｔ 切型石英谐振器组成的石英谐振式数字称重传感器。通过仔细设计弹性体的结构形式和石英谐振器在弹性体中的位置,可以消除传感器的四角误差,使之象电阻应变式称重传感器一样经过简单的调整就可以作为电子衡器的传感器。由于 Ａ Ｔ 切型石英谐振器在加力方向角约为４０°处存在着力频转换系数温度影响为零的点,利用这一特性可以使传感器的灵敏度温度系数在没有补偿的情况下达到３×１０－ ４／° Ｃ。通过改变柔性铰链的尺寸可以设计不同量程的传感器,并给出了量程为 ２００ Ｎ 的传感器的精度指标。     

Examinations of vibration frequency and mode shape variations of quartz crystal plates in a thermal field with strain and kinetic energies

Abstract

The frequency-temperature behavior has long been analyzed to ensure the smoothness of functioning frequency of a quartz crystal resonator during the temperature variation and maintain its operations in a stable state. It has been proven that vibrations of quartz crystal plates in the thickness-shear mode can be well described by the theory of incremental thermal field in conjunction with the Mindlin plate equations, demonstrating the possibility that vibration frequencies and mode shapes can also be well predicted with the temperature as a targeted variable. By studying the vibrations with temperature changes in a given range, the frequencies and vibration modes can be calculated as a function of temperature, then they can be used in the calculations of both strain and kinetic energies for vibration mode identification or characterization based on energy proportion and changes. The trends of changes of vibration frequency, amplitudes, and energy with temperature variation make it possible for characterization the variations of vibrations and particularly the weakening or enhancement of the dominance of specific vibration modes. With such relations between vibration properties and temperature known, possible analytical tools can be developed to aid the optimal design by avoiding significant mode changes or occurrences of mode conversion.     

化学沉淀修复采动破坏岩体孔隙/裂隙的降渗特性试验

针对覆岩采动破坏含水层的生态修复难题,以化学沉淀物封堵采动导水通道为思路,开展了铁/钙质化学沉淀对采动破坏岩体孔隙/裂隙的修复降渗特性试验。采用单一裂缝岩样模型和石英砂管模型分别模拟地下水在破断岩层裂隙通道和破碎岩体孔隙通道中的渗流状态,通过注入可与地下水发生铁/钙质化学沉淀的试剂,评价沉淀物对采动岩体孔隙/裂隙的封堵降渗特性。结果表明:在为期近42 d的水渗流试验中,两试验模型降渗趋势显著,且均呈现先快后慢的分区降渗特征。裂隙岩样模型选用铁质化学沉淀进行封堵降渗,绝对渗透率由初始的15.1μm^2降低为0.01μm^2;试验初期受裂隙面岩石黏土矿物遇水膨胀作用的叠加,降渗速度快、时间短。石英砂管模型选用钙质化学沉淀开展降渗试验,绝对渗透率由初始的62.3μm^2降低为0.1μm^2;由于其宏观孔隙通道尺寸大、初始孔隙率高(32.8%),导致初期快速降渗阶段持续时间明显偏长,且试验末期对应绝对渗透率值也相对偏大。试验结果证实了铁/钙质化学沉淀对采动破坏岩体孔隙/裂隙的封堵修复效果,同时也为利用化学沉淀方法进行采动覆岩导水通道封堵的含水层生态修复研究与实践提供了重要参考。