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锈蚀对钢筋与钢纤维混凝土黏结性能的影响

建筑材料学报 2019年第4期22卷 545-552页

作者：周秉轩侯利军郭尚陈达欧阳峰河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室

通过中心拉拔试验,探究了钢筋与钢纤维混凝土(SFRC)间的黏结滑移机理,并以钢筋锈蚀率为参数,研究了氯离子侵蚀作用对钢筋与SFRC黏结性能的影响.结果表明:在达到黏结强度(峰值黏结应力)之前,钢筋自由端滑移较加载端小;在达到黏结强度之后... 详细信息

通过中心拉拔试验,探究了钢筋与钢纤维混凝土(SFRC)间的黏结滑移机理,并以钢筋锈蚀率为参数,研究了氯离子侵蚀作用对钢筋与SFRC黏结性能的影响.结果表明:在达到黏结强度(峰值黏结应力)之前,钢筋自由端滑移较加载端小;在达到黏结强度之后,钢筋自由端与加载端滑移同步变化,黏结应力由钢筋肋间混凝土与周围混凝土之间的咬合力提供.尽管桥接锈胀裂缝的钢纤维遭受了一定程度的锈蚀损伤,但所有锈蚀试件仍然表现为延性的劈裂拔出破坏;随着钢筋锈蚀率的增大,黏结强度先略微增大而后逐渐减小,当钢筋锈蚀率在8.01%之内时,其黏结强度不低于未锈蚀试件,当钢筋锈蚀率约15.11%时,其黏结强度损失约为35%.考虑钢筋锈蚀率的影响,基于Harajli模型得到锈蚀钢筋与SFRC黏结强度的经验公式.

关键词：钢纤维混凝土锈蚀钢筋中心拉拔黏结性能滑移

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锈蚀钢筋与纤维水泥基材料的界面黏结性能

建筑材料学报 2017年第6期20卷 862-869页

作者：侯利军周秉轩刘泓欧阳峰陈达河海大学海岸灾害及防护教育部重点实验室江苏南京210098

针对2种用于结构修复的纤维水泥基材料(超高韧性水泥基复合材料UHTCC和钢纤维混凝土SFRC),以钢筋锈蚀率(质量分数,下同)为参数,通过中心拉拔试验,研究了清理干净的锈蚀钢筋与纤维水泥基材料的黏结性能.结果表明:由于纤维的桥接作用,UHTC... 详细信息

针对2种用于结构修复的纤维水泥基材料(超高韧性水泥基复合材料UHTCC和钢纤维混凝土SFRC),以钢筋锈蚀率(质量分数,下同)为参数,通过中心拉拔试验,研究了清理干净的锈蚀钢筋与纤维水泥基材料的黏结性能.结果表明:由于纤维的桥接作用,UHTCC和SFRC试件均呈现出劈裂-拔出破坏模式;随着钢筋锈蚀率的增大,UHTCC试件的相对黏结应力-平均滑移曲线下降段渐趋平缓,SFRC试件的曲线下降段斜率基本保持不变;在相近的锈蚀水平下,UHTCC试件的黏结强度和残余黏结强度均高于SFRC试件;当钢筋锈蚀率约为14%时,2种试件的黏结强度分别下降至初始强度的81%和88%;钢筋锈蚀对纤维水泥基材料的残余黏结强度影响较小.

关键词：锈蚀超高韧性水泥基复合材料钢纤维混凝土中心拉拔黏结

KLD-12多肽/rhBMP-2纤维凝胶复合BMSCs后诱导横突间成骨活性的试验研究

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KLD-12多肽/rhBMP-2纤维凝胶复合BMSCs后诱导横突间成骨活性的试...

作者：王秉轩石河子大学

学位级别：硕士

目的:探讨KLD-12自组装多肽/重组人类骨形态发生蛋白-2(recombinant human bone morphogenetic protein 2,rhBMP-2)纤维凝胶复合骨髓间充质干细胞(BMSCs,Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells)在兔横突间隙处成骨效果。方法:(1)BMSCs的培养。BMSCs排列紧密,贴壁后细胞多数为梭形形态,3代BMSCs活性较高。BMSCs具有密度依赖性,较高的种植密度可能对细胞增殖效果有促进作用。(2)KLD-12多肽缓释实验。将rhBMP-2溶液以不同浓度稀释,并与KLD-12混匀。以1:1在混合液上方加入新的PBS缓冲液,每天更换并收集上清PBS液10天,并用Elisa法检测上清rhBMP-2含量。(3)复合KLD-12多肽BMSCs增殖实验。细胞计数试剂盒(cell counting kit-8)法检测与凝胶复合后BMSCs增殖活性。(4)动物实验。新西兰大白兔,随机等分入A组实验组、B组阳性对照组、C组阴性对照组、D组假手术组四组,每组10只,将实验材料植入横突间隙处。A组为实验组(KLD-12多肽/rhBMP-2/BMSCs);B组为阳性对照组(KLD-12多肽/rhBMP-2);C组为阴性对照组(KLD-12自组装多肽纤维凝胶);D组为假手术组(在横突间隙处创伤处理)。X线检测将在横突间隙处造模4、8、12周后进行,Micro-CT、大体测量观察、组织形态学检测只在横突间隙处造模12周后取材进行。结果:(1)KLD-12多肽缓释实验:KLD-12多肽具有缓释rhBMP-2的作用。(2)复合KLD-12多肽BMSCs增殖实验:BMSCs在KLD-12多肽中生长状态良好。(3)X线:四组在4周时均无明显成骨现象。A、B两组在横突间隙处造模后8周后均出现轻微的成骨现象,A组稍强于B组;C、D两组无明显成骨影像表现。A、B两组在横突间隙处造模12周后均有较为明显成骨区域,灰度差统计,A组成骨效应强于B组;C、D两组无明显成骨影像表现。(4)Micro-CT结果:12周时,A组的骨体积分数、骨小梁数量、骨小梁厚度、组织骨密度均大于B组阳性对照组。骨体积分数BV/TV(%):A组25.566±0.024、B组22.141±0.68;骨小梁数量TB.N(个/mm):A组7.239±0.56、B组5.996±0.35;组织骨密度TMD(mg/cm):A组523.363±10.53、B组412.366±3.733;骨小梁厚度Tb.Th(mm):A组0.165±0.022、B组0.103±0.009。Micro-CT各指标数据,A、B组差异有统计学意义(P周取材后钳夹硬度均较高,成骨取材组织面积A组均大于B组;C、D组未发现明显成骨组织。(6)HE染色:可见骨细胞(骨陷窝),成骨细胞与破骨细胞。(7)Giemsa染色:可见骨细胞与骨陷窝,以及骨小梁边缘处成、破骨细胞。结论:在横突间隙处KLD-12多肽/rhBMP-2/BMSCs纳米纤维凝胶种植后成骨良好,对于复合在KLD-12多肽之中的rhBMP-2可以缓慢释放。在KLD-12降低局部rhBMP-2的浓度的同时,因为BMSCs与rhBMP-2的协同作用,弥补了经KLD-12多肽缓释后rhBMP-2低浓度引起成骨效应缺失。

关键词： KLD-12多肽 rhBMP-2 BMSCs 骨组织工程

铜阳极泥O-SO焙烧定向转化碲物相强化碲浸出

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中国有色金属学报 2023年

作者：刘德刚廖春发徐国钻陈健何秉轩周锋梁勇崇义章源钨业股份有限公司江西理工大学材料冶金化学学部

碲是国家战略准金属，全球90%碲产于铜阳极泥，而硫酸化焙烧-碱浸出法是我国从铜阳极泥中提取碲的常用工艺，但存在碲浸出率偏低的问题。为此本研究提出了采用O2-SO2焙烧法处理铜阳极泥，通过精准控制O2、SO2分压，将铜阳极泥中碲化物... 详细信息

碲是国家战略准金属，全球90%碲产于铜阳极泥，而硫酸化焙烧-碱浸出法是我国从铜阳极泥中提取碲的常用工艺，但存在碲浸出率偏低的问题。为此本研究提出了采用O2-SO2焙烧法处理铜阳极泥，通过精准控制O2、SO2分压，将铜阳极泥中碲化物高效定向氧化为TeO2。首先，对O2-SO2焙烧铜阳极泥工艺参数进行优化，结果表明在O2:SO2气氛配比为7:3、温度为600℃的条件下焙烧3h后，硒挥发率为98.04%，接着采用水浸分离铜、再用NaOH(100g/L)浸出碲，碲浸出率为83.69%，实现了高效挥发硒及浸出碲。然后用碲化铜代替铜阳极泥对焙烧过程的碲物相转变机制进行研究，结果表明碲化铜先被氧化分解成Cu2.86Te2和CuO，随着温度升高Cu2.86Te2继续被氧化分解成CuTe和CuO，最后CuTe被氧化为TeO2和CuO，同时CuO进一步与SO3反应生成CuSO4。

关键词：铜阳极泥碲化铜 O -SO 焙烧物相定向转化

铜阳极泥O_(2)-SO_(2)焙烧定向转化碲物相强化碲浸出

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中国有色金属学报 2023年第10期33卷 3411-3420页

作者：刘德刚廖春发徐国钻陈健何秉轩周锋梁勇江西理工大学材料冶金化学学部赣州341000 崇义章源钨业股份有限公司赣州341000

碲是国家战略准金属,全球90%碲产于铜阳极泥,而硫酸化焙烧-碱浸法是我国从铜阳极泥中提取碲的常用工艺,但存在碲浸出率偏低问题。为此,本研究提出采用O_(2)-SO_(2)焙烧法处理铜阳极泥,通过调节O_(2)、SO_(2)分压,精准控制焙烧过程中的... 详细信息

碲是国家战略准金属,全球90%碲产于铜阳极泥,而硫酸化焙烧-碱浸法是我国从铜阳极泥中提取碲的常用工艺,但存在碲浸出率偏低问题。为此,本研究提出采用O_(2)-SO_(2)焙烧法处理铜阳极泥,通过调节O_(2)、SO_(2)分压,精准控制焙烧过程中的氧势和硫势,将铜阳极泥中碲化物高效定向转化为TeO_(2)。首先,对O_(2)-SO_(2)焙烧铜阳极泥的工艺参数进行优化,然后焙砂采用水浸分离铜、再用NaOH(100 g/L)浸出碲;最后,用碲化亚铜代替铜阳极泥对焙烧过程的碲物相转变机制进行研究。结果表明:在O_(2)-SO_(2)气氛中(体积比为7∶3),温度为600℃的条件下焙烧铜阳极泥3 h后,硒挥发率为98.04%,经水浸-碱浸后,碲浸出率为83.69%,实现了硒高效挥发及碲的高效浸出;在焙烧过程中,碲化亚铜先被氧化分解成Cu_(2.86)Te_(2)和CuO,随着温度的升高,Cu_(2.86)Te_(2)继续被氧化分解成CuTe和CuO,最后CuTe被氧化为TeO_(2)和CuO,同时,CuO进一步与SO_(3)反应生成CuSO_(4)。

关键词：铜阳极泥碲化亚铜 O_(2)-SO_(2)焙烧物相定向转化

白钨矿NaOH-SiO_(2)焙烧-水浸高效提取钨

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Journal of Central South University 2023年第6期30卷 1856-1864页

作者：刘德刚廖春发刘元鑫徐国钻周锋何秉轩梁勇 School of Metallurgical and Chemical Engineering Jiangxi University of Science and TechnologyGanzhou 341000China Chongyi Zhangyuan Tungsten Co. Ltd.Ganzhou 341000China

针对NaOH-SiO_(2)焙烧-水浸法从白钨矿中高效提取钨进行了研究。首先,对NaOH-SiO_(2)焙烧分解白钨矿热力学进行了分析,结果表明在该焙烧条件下CaWO_(4)转化成Na_(2)WO_(4)和Na_(2)CaSiO_(4)从热力学角度是可行的;其次,研究了焙烧分解与... 详细信息

针对NaOH-SiO_(2)焙烧-水浸法从白钨矿中高效提取钨进行了研究。首先,对NaOH-SiO_(2)焙烧分解白钨矿热力学进行了分析,结果表明在该焙烧条件下CaWO_(4)转化成Na_(2)WO_(4)和Na_(2)CaSiO_(4)从热力学角度是可行的;其次,研究了焙烧分解与水浸工艺参数对提取钨的影响,在Na_(2)O与WO_(3)摩尔比为2.2、SiO_(2):WO_(3)摩尔比为1、焙烧温度为700℃、焙烧时间2 h的条件下,通过控制液固比为3.2:1、水浸温度为80℃、浸出4 h后,钨的浸出率达到99.33%,浸出渣含钨为0.71%。进一步的物相分析表明,在NaOH-SiO_(2)焙烧过程中,白钨矿中的CaWO_(4)高效转化成Na_(2)CaSiO_(4)和Na_(2)WO_(4)。本研究结果为白钨矿采用火法高效提取钨提供了新路径。

关键词：白钨矿 NaOH 焙烧物相转化浸出

有机氮和土著AMF对辣椒||菜豆生长及竞争力的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第2期30卷 194-202页

作者：周洪印张仕颖赵乾旭李秉轩包立岳献荣夏运生云南农业大学资源与环境学院昆明650201 云南省土壤培肥与污染修复工程实验室昆明650201 河南省周口市淮阳区齐老乡政府周口466743

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)能促进植物的养分吸收及生长发育。为探明AMF在不同施氮水平下对辣椒||菜豆间作体系植株生长与种间互补和养分竞争的关系,采用盆栽试验,设置3种种植模式(辣椒||菜豆间作、辣椒单作、菜... 详细信息

丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)能促进植物的养分吸收及生长发育。为探明AMF在不同施氮水平下对辣椒||菜豆间作体系植株生长与种间互补和养分竞争的关系,采用盆栽试验,设置3种种植模式(辣椒||菜豆间作、辣椒单作、菜豆单作)、2种土著AMF处理[不接种土著AMF(NM)、接种土著AMF(AMF)]和2种氮处理[不施氮(N0)、施有机氮120 mg(N)·kg^(-1) (N120)],探讨设施条件下接种土著AMF、施有机氮与间作对辣椒和菜豆植株生长及种间竞争能力的影响。结果表明,接种土著AMF均能侵染上述两种蔬菜,施氮可促进间作植株的AMF侵染;接种土著AMF也能促进两种寄主植物菜豆和辣椒的生长,与NM相比,接种土著AMF使辣椒、菜豆植株地上生物量和株高均明显增加,并能提高两种蔬菜氮素吸收效率。NM条件下辣椒对资源的竞争能力强于菜豆,辣椒相对菜豆的种间竞争能力为0.60,辣椒处于优势地位;在AMF条件下辣椒对资源的竞争能力低于菜豆,辣椒相对菜豆的种间竞争能力为-0.37,辣椒处于劣势地位;且两者在N120处理下更明显,分别较N0显著增加125%和降低19%。可见,不同氮处理下辣椒和菜豆种间竞争能力有所不同。所有复合处理中,接种土著AMF和施一定量的有机氮处理能显著促进辣椒和菜豆的生长,也能显著改变辣椒相对菜豆的种间竞争能力。

关键词：丛枝菌根真菌有机氮间作种间竞争辣椒菜豆

地空电磁三维快速数值模拟与信号增强技术研究

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地空电磁三维快速数值模拟与信号增强技术研究

作者：杜秉轩吉林大学

学位级别：硕士

地空频率域电磁法(Ground-Airborne Frequency-domain Electromagnetic Method,GAFEM)采用地面铺设发射源、空中接收探测信号的工作方式,将地面电磁法的大功率发射和航空电磁法的快速探测优势进行了结合,以提升地质情况复杂、不易勘探... 详细信息

地空频率域电磁法(Ground-Airborne Frequency-domain Electromagnetic Method,GAFEM)采用地面铺设发射源、空中接收探测信号的工作方式,将地面电磁法的大功率发射和航空电磁法的快速探测优势进行了结合,以提升地质情况复杂、不易勘探区域的探测效率。一种高效的三维正演模拟方法对电磁数据资料的反演和解释至关重要。有限差分法原理简明易行、计算结果精准可靠,但其需要对大型线性方程组进行相应的求解,计算量较大,计算效率较低,因此提高有限差分方法计算效率是数值模拟领域亟待研究的问题之一。本文基于频率域地空电磁法,将压缩感知理论应用于Maxwell方程快速求解中,以提升方程求解效率。此外,由于电磁场在地下介质中快速衰减以及易受到噪声影响,导致传统地空频率域电磁法的异常探测能力减弱,并且受发射频率、飞行高度等参数的影响较大,因而提出一种方法以提升地空频率域电磁法对异常的探测敏感度同样是十分必要的。本文提出基于合成孔径思想电磁信号增强技术,通过对信号进行相关叠加处理,以提高异常体的探测分辨率。主要研究内容如下:1.推导了频率域中Maxwell方程组的差分离散形式,实现了Maxwell方程组的求解,并且将均匀半空间模型中的数值模拟解与半解析解进行了对比,验证了算法的正确性。2.研究了将压缩感知(Compressive Sensing,CS)理论应用于Maxwell方程的快速求解。针对频率域电磁场的变化特性,采用K-SVD(K-Singular Value Decomposition)算法获得稀疏矩阵,解决了常规稀疏变换无法适用的问题。均匀半空间模型、三维异常体模型、不同飞行高度模型的数值计算结果验证了压缩感知求解器的高效性与高精度。针对时域电磁场的变化特性,采用先验知识构造稀疏矩阵,提出了一种压缩感知和直接求解器结合的混合求解器:CS-Direct(CSD)。数值算例表明,与直接求解器相比,CSD求解器的计算时间大大缩短。3.基于合成孔径的频率域电磁场信号增强技术。将合成孔径技术应用于频率域电磁法,采用多个短线源非线性叠加方法,以提升频率域电磁法的异常探测灵敏度。常规的合成孔径最优参数选取技术存在遍历时间长、效率低的问题,本文将海洋捕食者智能优化算法引入合成孔径最优参数选取中,与其它智能算法相比较,该方法可大大提升寻优效率与精度。通过数值算例验证,针对不同发射频率与飞行高度,该方法均可有效提升异常体的探测灵敏度。除此之外,本文研究发现相对于单一源,合成源对异常体的定位效果更好;对于双异常模型,相较于x方向,合成源对于沿y方向分布的异常分辨能力更强。

关键词：地空电磁法有限差分三维正演压缩感知海洋捕食者算法合成孔径

镁盐焙烧固氟-酸浸法从稀土熔盐电解渣中提取稀土的研究

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镁盐焙烧固氟-酸浸法从稀土熔盐电解渣中提取稀土的研究

作者：何秉轩江西理工大学

学位级别：硕士

针对现有从稀土熔盐电解渣中回收稀土的工艺方法,主要存在试剂成本高、生产过程排放含氟废气或废水等问题,本文基于固相固氟的处理思路,创新性地提出将氯化镁与稀土熔盐电解渣混合焙烧-盐酸浸出提取稀土的新工艺。该法将难分解的稀土氟... 详细信息

针对现有从稀土熔盐电解渣中回收稀土的工艺方法,主要存在试剂成本高、生产过程排放含氟废气或废水等问题,本文基于固相固氟的处理思路,创新性地提出将氯化镁与稀土熔盐电解渣混合焙烧-盐酸浸出提取稀土的新工艺。该法将难分解的稀土氟化物转型为易酸浸的稀土化合物,氟则以氟化镁的形式稳定固定于固相之中,有效避免氟以分散污染物的形式释放,实现了稀土的浸出提取。本文的主要研究结果如下:(1)根据化学平衡与离子浓度同时平衡原理,分别绘制NdCl-CaF-HCl和NdCl-MgF-HCl溶液体系的lgC-pH图,研究了不同pH条件下各离子浓度与沉淀稳定区域情况。在酸性条件下,离子浓度控制为c(Nd)=0.5mol·L,c(F)=1.5mol·L的稀土溶液体系,钙、镁离子总量分别为0.75～4.5mol/L时,MgF可稳定存在于酸性溶液中,而CaF则易被酸分解。(2)采用TG-DSC研究了MgCl与稀土熔盐电解渣的焙烧反应历程,结果表明:该焙烧反应分为五个阶段。当温度处50℃～78℃时,MgCl能将REF和REO分别转型成MgF、RECl和MgO、REOCl;当温度处90℃～130℃时,MgCl·6HO失去两分子结晶水生成MgCl·4HO,新生成的RECl转化为RE(OH);当温度处130℃～182℃时,MgCl·4HO失去两分子结晶水生成MgCl·2HO;当温度处192℃～252℃时,MgCl·2HO与REF反应生成REOCl和MgF;当温度达401℃～618℃时,MgCl·2HO与RE(OH)反应生成Nd OCl和MgO,剩余MgCl·2HO逐步分解为MgO。氯化镁焙烧分解稀土熔盐电解渣的总反应式为:12MgCl+4REF+4REO+4RE+3O+4HO=16REOCl+6MgF+8HCl+6MgO(3)采用单因素条件实验法,对氯化镁焙烧-盐酸浸出法从稀土熔盐电解渣中提取稀土的工艺进行研究,结果表明:在稀土熔盐电解渣与MgCl的质量比10:3、焙烧温度700℃、焙烧时间2h、盐酸浓度4mol/L,酸浸温度90℃、酸浸时间2h、酸浸液固比20:1的条件下,稀土总浸出率可达99.13%,镧、铈、镨和钕的浸出率分别为99.20%、98.42%、99.38%和99.08%,酸浸液中氟含量仅为2.191×10mol/L,固氟除氟效果显著。

关键词：稀土稀土熔盐电解渣焙烧转型固氟回收