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纳米二氧化硅和氧化石墨对固井水泥浆性能及水化过程的影响研究

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纳米二氧化硅和氧化石墨对固井水泥浆性能及水化过程的影响研究

作者：蒙飞西南石油大学

学位级别：硕士

针对水泥石易脆裂而导致油气井水泥环层间封隔失效这一问题,通过实验研究了超细材料纳米SiO2及氧化石墨对固井水泥浆性能的影响。实验结果表明：1)随着纳米SiO2的掺入,水泥浆失水量显著下降,稳定性明显改善;稠化时间逐渐缩短,与对照组相... 详细信息

针对水泥石易脆裂而导致油气井水泥环层间封隔失效这一问题,通过实验研究了超细材料纳米SiO2及氧化石墨对固井水泥浆性能的影响。实验结果表明：1)随着纳米SiO2的掺入,水泥浆失水量显著下降,稳定性明显改善;稠化时间逐渐缩短,与对照组相比,含2.5%纳米SiO2的水泥浆稠化时间从738min降至581min,缩短了21.3%的时间;水泥浆静胶凝强度过渡时间短,具有很好的防气窜性能;2)纳米SiO2能够显著提高固井水泥石的早期强度(养护时间≦7d),后期强度(养护28d)也有明显改善;当纳米SiO2加量为2%时,养护36h的水泥石抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度与对照组相比,分别提高了78.9%、137.5%和69.8%;当纳米SiO2加量为1.5%时,养护28d的水泥石抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度与对照组相比,分别提高了26.1%、18.7%和100.98%;随着纳米Si02的加入,水泥石孔隙率明显降低,当纳米SiO2的加量为1.5%时,水泥石孔隙率与对照组相比下降了4.77%;3)氧化石墨可显著增强水泥石力学性能,氧化石墨掺量为0.05%时,水泥石28 d抗压、抗折和劈裂抗拉强度较纯水泥石分别提高68.63%、17.44%和159.12%;氧化石墨对水泥浆的应用性能无不良影响,反而有助于改善水泥浆的沉降稳定性并降低水泥浆失水量。机理分析结果表明：1)纳米SiO2与水泥水化过程产生的Ca(OH)2发生反应,生成具有强度的C-S-H凝胶,填充孔隙,优化水泥石结构,使其更加致密均匀;低温条件下,水泥石中有较多针状、柱状的水化产物AFt产生,能够起到“桥连”作用,与生成C-S-H形成空间网状结构,优化水泥石微结构,增加水泥石强度;纳米SiO2起到了填充孔隙,密实水泥石结构的作用;这三者共同作用导致了低温条件下水泥石早期强度和后期强度的改善;2)水泥石在受外力破坏时,氧化石墨层内层间均出现损伤;一方面氧化石墨层内破坏时其化学键必然断裂而耗能,另一方面氧化石墨层间剥离时需克服层间作用力而耗能,氧化石墨主要通过上述两方面的作用增强水泥石力学性能。探索纳米SiO2及氧化石墨对固井水泥浆性能的影响,对于改善水泥石力学性能,保证固井作业安全,提高固井质量具有重要的意义。

关键词：油井水泥纳米二氧化硅氧化石墨作用机理微观结构

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烧结混合料水分检测装置与检测系统的研究

烧结混合料水分检测装置与检测系统的研究

作者：张蒙飞安徽工业大学

学位级别：硕士

烧结矿是高炉炼铁的主要原料,由烧结混合料加水混匀后燃烧而成。在烧结混合料烧制烧结矿的过程中,混合料的含水量对烧结矿的产品质量和烧结厂的经济效益有着重要影响。烧结混合料含水量过多或过少,都会影响烧结矿的成品率、烧结速度、... 详细信息

烧结矿是高炉炼铁的主要原料,由烧结混合料加水混匀后燃烧而成。在烧结混合料烧制烧结矿的过程中,混合料的含水量对烧结矿的产品质量和烧结厂的经济效益有着重要影响。烧结混合料含水量过多或过少,都会影响烧结矿的成品率、烧结速度、焦炭比以及燃料利用系数。因此,实现烧结混合料含水量的快速精准检测,对于混合料的加水量控制具有重要参考意义,对于提高烧结厂的经济与环境效益具有重要现实意义。目前烧结厂的混合料含水量检测方式多是基于人工采样后烘干计算或是采用间歇采样装置检测,水分测量周期长,时间成本高,物料加水量控制的滞后性大。基于此,设计了一款烧结混合料水分在线检测装置与检测系统。文章介绍了物料水分检测领域中的常用方法,结合混合料及水分检测现场环境的特殊性,分析对比了热干燥式、卡尔费休式、近红外式、微波式、中子式、电导式水分检测方法的优缺点,确定了基于电导式的混合料水分在线连续测量方法为研究对象。对烧结混合料的电导特性进行分析,设计比较了交流电桥电导测量电路与阻抗分压电导测量电路。对水分检测系统的硬件电路与软件程序进行了设计,硬件电路方面,设计了硬件电路所需的各电压等级的电源电路;设计了包含激励源发生电路、信号放大电路、带通滤波电路、全波整流电路、调理电路等的模拟电路;设计了以STM32单片机为核心的数字电路部分,实现了物料含水量与物料温度信号的采集与预处理。软件程序方面,基于集成开发环境Keil MDK,以模块化的方式设计了包含采样延时程序、ADC数据采集程序、数据处理程序、下位机在线升级(IAP)程序、数码管显示程序、数据发送程序等下位机程序;基于Visual Studio与Factory Talk View Studio等软件,在上位机中完成了水分的读取、显示、存储、报警以及水分测量模型的自动标定等功能及程序设计。为减少水分检测装置使用现场的混合料形状、厚度、体密度以及电极与物料接触压力变化对测量精度的影响,有针对性地设计了电导传感器与分路式采样整型机构。为了提高电导传感器的测量精度,通过实验确定了传感器电极长度、宽度、厚度、间距以及物料厚度的最佳尺寸。对水分检测装置进行了标定,确定了水分测量模型。为了消除物料温度变化引起的物料电导率变化对测量模型准确度的影响,进行了物料含水量的温度补偿实验,确定了温度补偿模型,并对结合温度补偿模型的水分测量模型进行了动态试验,得到了较为理想的实验结果。本设计的电导式烧结混合料水分检测装置与检测系统,工作状态稳定,测量精度高,静态与动态试验的最大绝对误差分别为0.12%与0.15%,小于烧结厂要求的2%与3%的标准,满足了设计要求。此水分检测装置与检测系统不仅能检测烧结混合料的含水量,经过标定后也同样适用于粮食、土壤等粉粒物料的含水量测量,具有较为广泛的应用场所。

关键词：烧结混合料含水量电导式检测装置检测系统

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电场耦合式无线电能传输系统的偏移特性分析

电场耦合式无线电能传输系统的偏移特性分析

作者：张蒙飞河南理工大学

学位级别：硕士

随着目前工业化和人类社会的发展进步,人们对于生产和生活的便捷性的要求越来越高。在传统的工业生产与日常生活中,机器设备与电器的电能常通过有线方式提供,且电线的使用不仅限制了设备使用的自由度也为消防问题埋下了安全隐患。为此,... 详细信息

随着目前工业化和人类社会的发展进步,人们对于生产和生活的便捷性的要求越来越高。在传统的工业生产与日常生活中,机器设备与电器的电能常通过有线方式提供,且电线的使用不仅限制了设备使用的自由度也为消防问题埋下了安全隐患。为此,无线电能传输技术作为一种新型方式逐渐被人们熟知,而其中电场耦合式无线电能传输技术(Electrical-field Coupled Power Transfer,ECPT)相比于其他技术更具有耦合机构灵活、无涡流损耗等优点,逐渐得到国内外科研工作者重视。本文主要针对ECPT系统的耦合机构偏移特性以及系统性能的提升进行分析研究。耦合机构作为ECPT系统的重要组成部分,对于系统传输电能的效果有着一定的影响。本文将常见的耦合机构在各种不同应用场合对比分析,根据实际因素选择了圆形平板式耦合机构模型,然后结合理论将耦合极板模型化成四极板六电容电路,并求解出π型等值电路表达形式。针对引起系统传输效能的常见耦合极板变化情况,分析了水平式和垂直式两种系统。通过对比两种偏移方式,选取抗偏移性较好的水平式进行分析,再通过理论计算和Matlab软件分析偏移对耦合电容的影响情况,最后应用Maxwell仿真软件对耦合机构的电场分布进行分析。为分析水平式偏移情况对系统传输的影响问题,本文对补偿电路的整体谐振原理进行理论分析,然后利用电路知识对LCLC补偿网络建立的数学模型进行推导,得到系统功率与效率表达式,并与偏移距离、耦合电容相联系。之后通过Matlab软件对系统的偏移情况问题进行仿真分析。仿真表明在耦合极板相距较近时,偏移会引起交叉耦合现象会使系统传输效果降低,在耦合电容减少至前60%时,系统可保持80%的传输效能。而根据设备应用场景不同选用合适旁路并联电容能够保持良好系统效率,对此可以对ECPT系统的整体传输性能进行优化。根据对系统各部分分析,进行了样机选取和制作,搭建了ECPT系统的实验平台。对耦合机构的偏移现象和系统输出进行了实验验证,结果表明,当耦合机构在偏移至等效电容设计值60%前时,系统能保持一定的传输效率稳定性,但随着偏移程度的加剧,传输效果会急剧下降。在根据设备应用场景的不同,选择合适的旁路电容大小,将有助于保持系统最佳的传输效率。本文共有图49幅,表4个,参考文献67篇。

关键词：电场耦合四极板耦合机构 LCLC补偿网络偏移特性

带有扰动非线性源的多孔介质方程的近似泛函分离变量

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物理学报 2012年第8期61卷 6-12页

作者：吉飞宇张顺利西北大学数学系西安710069

讨论了带有扰动非线性源的多孔介质方程的近似泛函分离变量问题.给出了该类方程容许近似泛函分离变量解的完全分类.举例阐述了近似泛函分离变量解的求解步骤,获得了分类方程的近似泛函分离变量解.

关键词：多孔介质方程近似广义条件对称近似泛函分离变量法

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复合纳米孔道的制备及其跨膜电流研究

复合纳米孔道的制备及其跨膜电流研究

作者：刘蒙飞温州大学

学位级别：硕士

当前,基于纳米尺度材料的不断发展,仿生纳米孔/纳米通道有着十分广泛的应用。仿生纳米孔道与生物离子孔道相比,具有形状及表面化学组成的可控性、优越性和稳定性,因此仿生纳米孔道的设计和开发越来越受到科学界的广泛关注。基于固态纳... 详细信息

当前,基于纳米尺度材料的不断发展,仿生纳米孔/纳米通道有着十分广泛的应用。仿生纳米孔道与生物离子孔道相比,具有形状及表面化学组成的可控性、优越性和稳定性,因此仿生纳米孔道的设计和开发越来越受到科学界的广泛关注。基于固态纳米孔道的制备及其跨膜电流的研究,主要研究内容包括两个方面:1、我们将ZIF-8纳米晶体原位修饰在阳极氧化铝薄膜(AAO)纳米孔道上。基于这种新型的复合固态纳米孔道,我们研究ZIF-8晶体尺寸的增大与跨膜离子电流的减小之间的关系,解释了ZIF-8在AAO纳米孔道中的原位结晶过程。当晶体生长时间足够时,ZIF-8晶体的大小只取决于AAO纳米孔道的直径。因此,通过控制AAO纳米孔道的直径,我们可以根据不同直径的AAO纳米孔道精细地调整ZIF-8晶体的尺寸。该方法可以激发更多ZIF材料在纳米孔道中的合成,从而为这些材料的合成开辟更高效、更经济的途径。2、利用原子转移自由基聚合(ATRP)技术,在AAO膜上利用原位修饰聚合物N-isopropylacrylamide(NIPAM),制备出具有功能化修饰的纳米孔道。在修饰过程中,我们认为空间位阻效应和亲疏水效应共同影响跨膜离子电流的变化,并作出了详细的解释。(a)修饰时间0-30 min为第一部分。NIPAM逐渐加入,微纳米尺度的晶体填充孔隙,因此影响跨膜离子电流的主要因素是纳米孔道的有效尺寸。(b)大约修饰30 min是一个重要的节点。NIPAM单体已经占据了大部分的孔道,两个效应之间相互平衡。(c)修饰30 min后,纳米通道的有效尺寸没有变化,影响离子电流的主要因素是亲疏水效应。NIPAM修饰后的AAO膜也满足纳米孔道对四种模型离子的通透性。结果表明,功能化修饰的纳米孔道为亲疏水离子的迁移行为提供了一种通用,简便的方法,具有潜在应用前景。

关键词：纳米孔道 PNIPAM ZIF-8 AAO 跨膜电流

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手参愈伤组织培养及植株再生研究

手参愈伤组织培养及植株再生研究

作者：李蒙飞西北农林科技大学

学位级别：硕士

本文以手参为研究对象，研究了外植体和植物生长调节剂对愈伤组织诱导，以及植物生长调节剂对不定芽分化及生根的影响，初步建立了其组织培养再生体系;针对外植体诱导愈伤的过程容易发生褐变，进行了褐变发生及控制的初步探究。具体结... 详细信息

本文以手参为研究对象，研究了外植体和植物生长调节剂对愈伤组织诱导，以及植物生长调节剂对不定芽分化及生根的影响，初步建立了其组织培养再生体系;针对外植体诱导愈伤的过程容易发生褐变，进行了褐变发生及控制的初步探究。具体结果如下： 1.在外植体筛选实验中，以茎尖愈伤组织诱导率最高，在MS附加0.5mg.L-1NAA的培养基上，诱导率可达60%;2.愈伤组织在MS附加0.1mg.L-1NAA培养基上增殖效果最好，在MS+0.1mg.L-1TDZ可使愈伤组织分化率达到最高，分化率为53.3%，平均芽数、平均芽长分别为4.4个和4.7cm，在MS+0.1mg.L-1TDZ+0.1mg.L-1NAA可使芽增殖达到最佳效果;3.生根培养中，在MS、1/2MS分别添加NAA0.1、0.5、1.0mg.L-1，发现1/2MS+0.5mg.L-1NAA组合效果最佳，组培苗的生根率、平均生根数分别为30.6%和2.5个;4.影响褐变发生的实验发现，以茎尖为外植体、1/2MS培养基、液体培养、添加PVP的条件下，外植体的褐变率最低。

关键词：手参组织培养愈伤组织不定芽分化生根

塑料再生企业颗粒物中重金属、OPEs和PAEs的污染特征及暴露风险评估

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塑料再生企业颗粒物中重金属、OPEs和PAEs的污染特征及暴露风险评...

作者：袁蒙飞上海第二工业大学

学位级别：硕士

平江抽水蓄能电站断层泥蠕变力学特性试验研究

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平江抽水蓄能电站断层泥蠕变力学特性试验研究

作者：张蒙飞华北水利水电大学

学位级别：硕士

作为断层活动的产物,断层泥与断层活动密切相关,通过断层泥可以了解到相关断层活动的具体信息。从工程地质角度来说,断层泥是一种软弱带,是许多地质灾害发生的控制因素;从岩体力学角度来看,断层泥力学性质差,强度低且分布较广,是岩体工... 详细信息

作为断层活动的产物,断层泥与断层活动密切相关,通过断层泥可以了解到相关断层活动的具体信息。从工程地质角度来说,断层泥是一种软弱带,是许多地质灾害发生的控制因素;从岩体力学角度来看,断层泥力学性质差,强度低且分布较广,是岩体工程建设中需要重点关注的特殊介质,因此对断层泥的研究越来越受到人们的重视。本文以湖南平江抽水蓄能电站某勘察平硐内的断层泥为研究对象,通过开展三轴剪切试验及三轴蠕变试验分析不同干密度及含水率下的断层泥蠕变力学特性,并结合蠕变经验本构模型及元件本构模型进行了平江抽水蓄能电站断层泥蠕变本构模型的建立,主要结论如下:(1)三轴剪切试验表明含水率在12%8%的变化范围内,该断层泥的内摩擦角随含水率的增加而减小,粘聚力随含水率的增加而增加,对其采用线性方程进行拟合,拟合度良好。(2)通过蠕变试验获得了不同条件下的蠕变曲线及应力-应变等时曲线,分析了干密度和含水率对断层泥蠕变力学特性的影响,试验表明蠕变应变量随试样干密度的增加越来越小,干密度与总应变近似呈幂函数关系;蠕变应变量随含水率的增加越来越大,含水率与总应变近似呈指数函数关系。(3)分析了断层泥应力、应变及时间三者的内在关系,建立了一种新的断层泥四参数蠕变经验模型,并确定了模型参数,该模型可以描述一定偏应力水平下的断层泥的蠕变特点。(4)采用典型经验模型Singh-Mitchell模型及Mesri模型对试验数据进行了拟合,确定了适用于描述该断层泥蠕变特征的Singh-Mitchell模型及Mesri模型公式,并将其模型值与试验数据进行了对比。(5)在对该断层泥的元件模型研究上,采用五参数开尔文元件模型对试验数据进行了拟合并确定了相关系数,最终建立了其蠕变元件本构模型公式,该模型可以较好地描述该断层泥的蠕变特点。

关键词：断层泥三轴蠕变试验 Singh-Mitchell模型 Mesri模型开尔文元件模型

一种纳米复合材料——石墨层间化合物的结构与合成

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清华大学学报（自然科学版） 2001年第10期41卷 9-12,35页

作者：杨东兴康飞宇清华大学材料科学与工程系北京100084

对一种特殊的纳米复合材料——石墨层间化合物(简称 GIC)进行了研究 ,探讨了 GIC纳米结构的表征、合成以及应用。研究中发现 :采用 X射线衍射法和 Raman散射法可以表征 GIC纳米复合材料的阶结构并进行特征周期层间距 (Ic)的计算 ;控制... 详细信息

对一种特殊的纳米复合材料——石墨层间化合物(简称 GIC)进行了研究 ,探讨了 GIC纳米结构的表征、合成以及应用。研究中发现 :采用 X射线衍射法和 Raman散射法可以表征 GIC纳米复合材料的阶结构并进行特征周期层间距 (Ic)的计算 ;控制电化学插层反应的参数可以合成特定结构的 GIC纳米复合材料 ;利用交流阻抗法分析得到电化学插层反应是一个电荷在电解液中迁移、在石墨

关键词：纳米复合材料石墨层间化合物交流阻抗合成结构表征电化学插层反应