利用预钙化处理提高碱热处理多孔钛的表面生物活性

采用粉末冶金方法制备多孔钛样品，孔隙率约为40％，最大孔径为240μm。经过NaOH溶液、热处理后，多孔钛再在Na2HPO4溶液和饱和Ca(OH)2溶液中分别浸泡进行预钙化处理。未经预钙化处理的样品在SBF中浸泡，形成表面磷灰石涂层约需28d的时间。经过预钙化的样品在SBF中浸泡只需4d，这说明预钙化过程大大提高了多孔钛的生物活性。其作用机理为：预钙化过程中样品表面的钛酸钠水解，形成带负电的Ti-OH基团，使Ca^2 离子吸附到表面。在SBF中浸泡时，表面附近在短时间内达到钙一磷过饱和。且Ca^2 离子增大表面附近的DH值，Ca^2 离子和PO4^3-离子、OH^-离子的活度积增大，刺激了磷灰石成核并形成涂层。除碱热处理并预钙化的样品外，其余样品表面磷灰石的Ca／P原子比均小于人体自然骨的Ca／P原子比。涂层的结晶细小而薄，不破坏多孔钛的孔隙结构。     

Responses of a cylindrical lined tunnel due to internal dynamic load in two distinct mediums: Ideal elastic and saturated porous medium

The dynamic responses of a lined tunnel subjected to dynamic loading is one of the key issues that needs to be addressed prior to the design and construction of tunnels. While the tunnel lining and surrounding soil are commonly designed in ideal explosion-proof engineering as ideal elastic media to simplify the problem, in reality; soils are porous geo-materials. Therefore, the concern is whether this practice is more conservative or close to the reality, in contrast to the scenario where the surrounding soil is assumed as a saturated porous medium. This study investigates the differences and relationships between the dynamic responses of the lining structures in two immensely disparate media: ideal elastic medium and porous saturated medium. Firstly, to avoid the complexity of 3D numerical studies, 3D analytical solutions for the responses of the lined tunnel in both the ideal elastic medium and porous medium due to internal dynamic loading are derived using Fourier and Laplace transforms. Also, the differences between the dynamic responses (e.g., the radial displacement, radial effective stress, and hoop effective stress) of the lining structures in two media are determined to assess the rationality of assuming that the soil around the lined tunnel is an infinite elastic compressible medium. Finally, the influence of the porosity on the dynamic response of a cylindrical lined tunnel subjected to dynamic loads is examined.     

拜耳法赤泥质陶粒滤料处理含铜废水

以自制拜耳法赤泥质陶粒滤料为吸附剂,进行了模拟废水中铜离子吸附效果和吸附饱和陶粒再生的研究。结果表明,拜耳法赤泥质陶粒滤料对废水中铜离子具有较好的吸附效果和耐久性;吸附饱和后的陶粒在pH=3的硝酸溶液中静态洗脱3次即可恢复至新鲜陶粒的吸附水平;拜耳法赤泥质陶粒用于废水中铜离子的吸附无论从技术上、经济上还是从二次资源的再利用上均具有显著优势,适合大规模推广应用。     

基于地电场响应的多孔岩石注水-注浆模拟试验

采用大型有机玻璃模型对弱胶结多孔岩石注水-注浆过程中地电响应进行室内模拟试验研究。结果表明,自然电位和激励电流响应能很好地反映出试验过程的几个阶段。模型饱和前注水阶段,自然电位缓慢上升,激励电流发生小幅度跃升并稳定;模型饱和后继续注水,自然电位迅速升高到极大值并稳定,激励电流急剧跃升到极大值;停止注水后自然电位和激励电流都下降。注浆过程中,浆液渗流扩散区自然电位大幅度降低,而激励电流则迅速升高到较高数值;停止注浆后,浆液未到达区自然电位恢复到注浆前量值,而浆液充填良好区自然电位降到低于注浆前量值。综合注水-注浆过程中自然电位和激励电流的响应并与试验过程中摄取的数字图像对比分析可以得出,自然电位和激励电流对流体运动具有很好的“可视化”再现和指示流体渗流位置功能,尤其对水和化学浆液有良好的识别能力,用此可以反映注浆工程中浆液扩散情况及检验注浆效果。     

一种新型煤矿煤层气利用装置

基于多孔介质燃烧器的煤层气储热式斯特林发动机系统是一种适应我国煤矿煤层气浓度低、波动大特点的发电利用方式。该装置通过将多孔介质燃烧器对低浓度气源的良好适应性和斯特林发动机的外燃特性有机结合,构建多孔介质燃烧器驱动斯特林发动机系统,并采用储热器实现二者的连接,以进一步缓解煤层气气源波动对系统的冲击。     

多孔阳极氧化铝表面的润湿性能

在10%体积分数的磷酸溶液中进行阳极氧化得到多孔阳极氧化铝(PAA),在PAA表面修饰低表面能物质得到疏水性良好的表面.研究了在不同的阳极氧化及后期工艺条件下,PAA表面润湿性能的变化.结果表明:该方法可以得到接触角为155°的超疏水表面;试样粗糙度对多孔阳极氧化铝的润湿性有影响,粗糙度越小,所得到的试样镀膜后的接触角越大;纳米孔的直径大小是影响多孔氧化铝膜润湿性的重要因素,在一定直径范围内(160～190 nm之间)的氧化膜疏水性最好;大于1.7 μm的膜厚即能调节表面润湿性,恒压或恒流状态对接触角的影响较小.     

基于多重网格法和CFD的多孔端面机械密封数值分析比较

为研究离心泵用激光加工多孔端面机械密封的内部流动机制,根据动压润滑理论采用多重网格法求解雷诺方程和基于计算流体力学方法(CFD)求解N-S方程,分别获得机械密封环端面微凹腔内的动压分布,并对两种计算结果进行对比。研究表明:合适的微孔尺寸可以产生流体动压效应;相邻孔之间的流体动压力会产生相互叠加和耦合,单个微孔的压力要比几个相邻微孔叠加所得压力略小。对比两种研究方法,CFD软件从流体力学角度提供了一种更精确的计算方法,可与多重网格法交互使用观察计算结果,以达到模拟的真实性。     

多孔SiC陶瓷的两种制备方法

采用两种不同方法制备多孔SiC陶瓷 ,讨论了其显微组织对性能的影响 ,探索制造多孔SiC陶瓷的新方法。经过研究得出 ,由天然木材制得的多孔SiC陶瓷的气孔形状规则 ,分布均匀 ,气孔率高 ,达 40 %以上 ,是制备高气孔率SiC陶瓷的一种可行技术     

改性淀粉抑制赤铁矿反浮选石英的作用机理研究

通过矿物浮选试验、动电位测定以及吸附量测试,考察了4种淀粉抑制剂对赤铁矿和石英浮选性能的影响,并探讨了其作用机理。在碱性条件下,改性淀粉抑制剂对赤铁矿抑制效果明显,且以改性玉米淀粉效果最佳,改性磷酸酯淀粉、改性羧甲基淀粉的抑制效果次之,而普通淀粉抑制作用一般。同时4种淀粉抑制剂对主要脉石矿物石英的抑制效果均不明显。pH=10~12.5条件下,改性玉米淀粉因其羟基氧和裸露在赤铁矿表面的铁元素发生了化学键合,因而选择性抑制能力最佳。分子动力学模拟表明,改性玉米淀粉片段与赤铁矿作用更为紧密,验证了改性淀粉能更好地抑制赤铁矿。