表面微观形貌测量方法探讨

综述了各类表面微观形貌测量方法,分析了它们各自的原理和优缺点,针对各种方法列举出了典型的商品化仪器,提出了目前存在的关键问题,并对各种方法的未来研究发展方向进行了展望.     

微地形下输电线路绕击闪络率的计算方法

为反映地形、导线及地线高度的变化对绕击性能的影响,提出了一种获取输电线路微地形及导线、地线与地面的相对位置的方法,并在此基础上计算输电线路杆塔的绕击闪络率。首先沿线路方向将输电走廊进行近似等分,利用地理信息软件得到各分段的海拔高度和地面倾角这2个微地形参数;其次根据导线、地线的特性,结合各分段海拔高度,得到任意分段处导线、地线与地面的实际相对位置,最后以电气几何模型（electrical geometry model,EGM）为基础,计算各分段及各杆塔的绕击闪络率。以某500kV线路为例,计算其实际微地形下输电线路杆塔的绕击闪络率,结果表明该方法不仅能够反映输电线路的绕击范围,而且能够得到输电线路容易遭受雷击的杆塔;遭受过雷击的杆塔位于易击区间,证明了该方法的有效性。     

不同水灰比下无水硫铝酸钙的水化反应

为澄清无水硫铝酸钙的水化反应机理,利用化学试剂Ca CO3、Al2O3、Ca SO4合成纯度达90%以上的无水硫铝酸钙(C4A3)单矿物,研究其在水灰比为0.3、05、0.7条件下的水化反应,包括不同水化时间的水化产物及变化规律,用X射线衍射仪、综合热分析仪和扫描电子显微镜对水化产物进行分析.结果表明:水化产物为含不同摩尔结晶水的2种单硫型水化硫铝酸钙C4AH12(AFm-12)和C4AH1 4(AFm-14)以及无定形状态的铝凝胶(AH3),整个水化过程未生成钙矾石(AFt);随着水化时间的延长,C4AH12(AFm-12)会逐渐转化为C4AH1 4(AFm-14);水化反应主要集中发生在3~12 h,后期C4AH1 4晶体不断长大.     

雨强和地表糙度对坡面微地形及侵蚀的影响

地表糙度是影响坡面侵蚀产沙的重要因素之一,以往研究多关注糙度对坡面产流产沙特征的影响,而较少关注不同糙度条件下坡面微地形变化和侵蚀产沙的关系。通过人工模拟降雨试验,结合Photoscan技术研究了不同雨强和地表糙度对坡面微地形及产流产沙的影响。结果表明:在试验条件下,降雨后光滑坡面和粗糙坡面4个微地形因子(地表糙度、地形起伏度、地表切割度、洼地蓄积量)数值均减小,且有随雨强增大,其减幅增大的趋势;相同雨强和降雨历时条件下,粗糙坡面微地形因子变化幅度大于光滑坡面,微地形因子变化量与侵蚀产沙量呈明显正相关;与光滑地表相比,粗糙地表只在降雨初期能有效减少产流,随着降雨时间延长,2种坡面的产流率趋于一致;在试验选取的4个雨强条件下,粗糙坡面和光滑坡面产流率均呈现先增大后趋于稳定的趋势。粗糙坡面产沙率和产流率变化规律一致,但光滑坡面产沙率表现出在产流初期迅速增大,而后呈降低并趋于稳定的趋势。研究结果可为揭示坡面土壤侵蚀机理和建立坡面侵蚀产沙模型提供参考。     

绿柱石晶体的水热法合成与形貌特征

利用温差水热法,在复杂的盐酸体系下,合成了不同形态的无色绿柱石晶体。晶体生长所用试剂Al（OH）3、BeO、HCl等均为分析纯,SiO2为高纯度的石英碎块,高压釜内溶剂填充度为40％～55％,晶体生长温度500～600℃,生长时间7～15d。通过电子探针、X射线衍射分析,合成绿柱石的成分与其理想成分接近,晶体结晶程度高;利用双圈反射测角仪和微分干涉显微镜的测试与观察,合成绿柱石为六方短柱状晶形,主要发育平行双面c{0001}、六方柱m{1010}、a{1120}以及六方双锥p{1011}等4种单形晶面,各单形晶面的微观形貌相对比较单一,平行双面只有六边形生长台阶,柱面上主要为平行c轴的平直条纹,在局部地方出现多边形生长台阶,六方双锥单形晶面上存在比较丰富的多边形生长锥和乳状生长丘。     

钎焊金刚石微观形貌与磨粒磨损状态关系研究

采用两种不同镍基钎料，适当控制钎焊工艺，制备出Ⅰ、Ⅱ两个钎焊样品。试样深腐蚀后对单颗金刚石表面和磨削后的金刚石磨粒微观形貌进行了分析。金刚石表面碳化物形貌为颗粒状物质的试样Ⅰ中金刚石的磨损过程为原始形貌-微破碎-大块破碎-断裂；而金刚石表面碳化物形貌为针柱状物质的试样Ⅱ中金刚石的磨损过程为原始形貌-断裂。     

一水硬铝石的表面粘附能研究

采用扫描电子显微镜和原子力显微镜分析了一水硬铝石的表面形貌, 并利用原子力显微镜对捕收剂作用前后一水硬铝石的单位面积粘附能进行了定量分析。一水硬铝石矿物{010}解理存在大量高度为12 nm左右的解理台阶, 在(010)解理面上可观察到大量晶体生长小丘, 因此增大了一水硬铝石颗粒的表面活化点数目和比表面积。通过对一水硬铝石矿物进行了力-位移曲线测定分析, 定量地计算出一水硬铝石分别经蒸馏水、十二胺、油酸钠溶液浸泡之后其(010)面的平均粘附力和单位面积上平均粘附能的大小顺序分别为: F_蒸馏水>F_十二胺>F_油酸钠和W_蒸馏水>W_十二胺>W_油酸钠; 可见, 经捕收剂作用之后, 一水硬铝石由高能表面变为低能表面。     

显微形貌法用于管线钢止裂韧性参数CTOA测试的研究

详细介绍了一种目前国内外研究较少的CTOA测试方法—显微形貌法的测试原理,并以紧凑拉伸试样为研究对象,将显微形貌法表面分离函数进行了简化。采用简化后计算公式计算得到被测X80管线钢试样正、反两面的稳态扩展临界CTOA值,即（CTOA）C分别为10.90°和10.65°,取二者平均值10.78°作为被测试样的（CTOA）C,相对其他CTOA测试方法的单侧表面测试结果更具说服力。     

铝-锂合金材料表面状态对阳极氧化膜性能的影响

为研究铝-锂合金材料的亚光面、亚面对铬酸阳极氧化膜性能的影响,通过扫描电镜观察了基材的亚光面、亚面及阳极氧化膜的形貌,测试了亚光面、亚面的膜厚及与漆膜的结合力,利用电化学试验测试亚光面、亚面膜层的耐蚀性。结果表明:铝-锂合金材料亚光面和它的氧化膜均比亚面平整光滑,但两面的氧化膜厚度、与漆膜的结合力及耐蚀性接近。