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铁尾矿砂的研究与应用进展

硅酸盐通报 2024年

作者：黄伟薛葵张子龙曹涌钢王佳亮邱文浩陈冬生福州大学先进制造学院福州大学土木工程学院福建惠丰建筑科技有限公司

伴随着我国矿产工业的快速发展，铁尾矿砂的排放量激增，目前其主要的处理方式仍以消极堆存、填埋为主，这不仅占据了大量土地资源，还造成了严重的环境污染，因此，大规模消纳铁尾矿砂迫在眉睫。铁尾矿砂是在特定条件下，将铁矿石通过... 详细信息

伴随着我国矿产工业的快速发展，铁尾矿砂的排放量激增，目前其主要的处理方式仍以消极堆存、填埋为主，这不仅占据了大量土地资源，还造成了严重的环境污染，因此，大规模消纳铁尾矿砂迫在眉睫。铁尾矿砂是在特定条件下，将铁矿石通过磨细、浮选或磁选等工艺选取“有用部分”后所排放的废弃物，与天然细集料相比，其颗粒较细，棱角分明且更加坚固，可广泛应用于建筑工程，其中，铁尾矿砂的地域差异、原矿组成、品位、粒度及开采选矿提炼工艺等都会对其理化性质产生较大的影响。铁尾矿砂的活性较低，需采用不同活化方法提高其活性，其中，复合活化是最有效的技术。本文针对国内外铁尾矿砂的建材资源化利用及其他领域的应用展开了综述：归纳了利用铁尾矿砂制备混凝土对力学性能、耐久性等的影响；讨论了其应用于道路功能材料的关键性能；梳理了铁尾矿砂基砖的应用现状；评估了利用其制备地聚合物的可行性；论述了其在制备介孔分子筛及改良膨胀土方面的优势。

关键词：铁尾矿砂选矿活化特细砂资源化利用

绿茶天然果胶的酶法提取及其组成、结构与性质

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中国食品学报 2024年第1期24卷 160-168页

作者：罗钰刘咏雪付杨楠张晨福州大学生物科学与工程学院福州350108 福州大学先进制造学院福建泉州362251 福建省食品生物技术创新工程技术研究中心福州350108

采用4种商业酶(3种纤维素酶S22178、FoodPro~? CBL、Viscozyme~? L和半纤维素酶)提取绿茶果胶,并探究其对果胶主要结构的影响,以及纯化果胶的成分、分子质量分布、粒径分布与果胶黏性的关系,以获得结构相对完整的天然果胶的提取方法。... 详细信息

采用4种商业酶(3种纤维素酶S22178、FoodPro~? CBL、Viscozyme~? L和半纤维素酶)提取绿茶果胶,并探究其对果胶主要结构的影响,以及纯化果胶的成分、分子质量分布、粒径分布与果胶黏性的关系,以获得结构相对完整的天然果胶的提取方法。结果表明:4种酶均能高效提取果胶,提取率均能达到80%。S22178和Viscozyme~? L对果胶的HG主链结构有破坏,而半纤维素酶和FoodPro~? CBL对果胶的主链和侧链结构均没有显著影响。FoodPro~? CBL纯化样的黏度最大(η_1=1 227 mPa·s),半纤维素酶纯化样的黏度较低(η_1=154 mPa·s),Viscozyme~? L黏度基本为0。结论:经FoodPro~? CBL处理获得的果胶最接近天然果胶状态,提取纯化后的果胶含量为48%(HG主链43%,RG-I侧链5%),组分间颗粒大小相近,流变学性质较好,呈现典型的剪切稀化现象。

关键词：天然果胶碳水化合物酶化学组成分子质量分布黏度

球磨时间对Ti-13Nb-5Sn牙科合金耐蚀与耐磨性能的影响

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材料工程 2024年第3期52卷 100-108页

作者：颉芳霞陆东兴黄家兵张文成孙琪超何雪明江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

采用粉末冶金法制备了Ti-13Nb-5Sn牙科合金,研究了不同球磨时间(3,12,24,48 h)对粉末特性、材料微观结构、电化学腐蚀和摩擦学行为的影响规律。结果表明:随着球磨时间从3 h增加至48 h,粉末形貌由大块状逐渐变成细小颗粒,部分Nb和Sn原子... 详细信息

采用粉末冶金法制备了Ti-13Nb-5Sn牙科合金,研究了不同球磨时间(3,12,24,48 h)对粉末特性、材料微观结构、电化学腐蚀和摩擦学行为的影响规律。结果表明:随着球磨时间从3 h增加至48 h,粉末形貌由大块状逐渐变成细小颗粒,部分Nb和Sn原子扩散到Ti晶格中,形成了一定体积的Ti(Nb)和Ti(NbSn)固溶体;等轴α-Ti减少转变为柱状的晶界α-Ti,网篮组织转变为魏氏组织;动电位极化曲线显示,合金在人工唾液(AS)和模拟体液(SBF)中的腐蚀电位(E_(corr))和极化电阻(R_(p))呈上升趋势,腐蚀电流密度(I_(corr))呈下降趋势,α-Ti减少,β-Ti增多,使得合金耐腐蚀性能提升;合金的硬度升高,而摩擦因数、磨痕深度和磨损率逐渐降低,细化粉末在烧结中会产生更多的晶界,使得合金的耐磨性能提升。机械合金化结合模压烧结制备的Ti-13Nb-5Sn合金显示了良好的耐蚀与耐磨性能,在牙科领域具有潜在的应用前景。

关键词：钛合金机械合金化微观组织耐腐蚀性耐磨性

基于医学CT与SLM技术的踝关节骨骼逆向建模与制备

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热加工工艺 2024年第13期53卷 85-88,93页

作者：赵丽刘江豪徐洋洋刘旭波余廷南昌大学先进制造学院江西南昌330031

基于医学CT与3D打印技术实现了骨骼重建与制造。通过对病人踝关节骨骼原始CT数据的采集,运用医学逆向工程软件Mimics及Geomagic软件对骨骼分别进行三维模型重建和骨骼曲面修复、优化,得到了骨面较为光滑平整的踝关节模型。通过对骨骼模... 详细信息

基于医学CT与3D打印技术实现了骨骼重建与制造。通过对病人踝关节骨骼原始CT数据的采集,运用医学逆向工程软件Mimics及Geomagic软件对骨骼分别进行三维模型重建和骨骼曲面修复、优化,得到了骨面较为光滑平整的踝关节模型。通过对骨骼模型进行静力学分析,说明在人体结构生物力学条件下,所建立的踝关节三维模型满足力学要求。通过实验获得了TC4钛合金激光选区熔化(SLM)技术的优化工艺参数为激光功率240 W,扫描速度800 mm/s,扫描间距为0.12 mm,铺粉厚度为0.05 mm。采用该工艺参数和所建立的踝关节模型,实现了TC4钛合金踝关节3D打印逆向制造,所得制品的形状与组织成分优,满足医学使用要求。

关键词：医学CT 3D打印踝关节骨骼逆向建模激光选区熔化(SLM)

孪生Transformer编码胶囊数控机床主轴故障分类网络研究

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机床与液压 2024年

作者：孙惠娟邓聪颖重庆工业职业技术学院机械工程学院重庆邮电大学先进制造工程学院

主轴作为数控机床最重要的机械模块之一，及时检测其故障能保障机床运转效能和加工精度，由此，提出一种孪生Transformer编码胶囊数控机床主轴故障分类网络。本文分析了机床主轴故障特点，所采用的二维化预处理模块有利于数控机床主轴... 详细信息

主轴作为数控机床最重要的机械模块之一，及时检测其故障能保障机床运转效能和加工精度，由此，提出一种孪生Transformer编码胶囊数控机床主轴故障分类网络。本文分析了机床主轴故障特点，所采用的二维化预处理模块有利于数控机床主轴振动信号特征的深层次获取；而改进Transformer编码特征提取模块能够最大程度地提取特征数据、避免特征数据丢失；高级胶囊特征转移网络可将改进隐层特征向量采用神经元的方式存储，并采用动态路由方法使初级胶囊转化成高级胶囊；孪生Transformer编码胶囊分类网络能测算信号隐层特征间的相似性，可完成数控机床主轴故障样本分类。采用XK7145型铣床完成健康轴承、内外圈故障轴承及滚珠故障下的无磨损刀具与磨损刀具故障诊断实验，结果表明，本文方法的平均主轴故障诊断准确率可达95.1%，相对于其他两种方法的平均准确率升高6.9%～12.3%，本文方法的可视化分类效果较优，因而本文方法检测主轴故障的实验效果更佳。

关键词：主轴 Transformer 编码胶囊铣床可视化

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激励谱形对包装标签表面油墨振动磨损的影响

振动与冲击 2024年第18期43卷 137-144页

作者：康翔潘嘹卢立新王军江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

围绕运输过程中箱装瓶形产品表面标签的摩擦损伤,建立标签油墨振动磨损定量评价方法,研究振动激励谱形对包装系统响应及标签油墨振动磨损的影响,并分析导致标签油墨振动磨损差异的影响因素。结果表明:标签磨损程度可通过油墨转移量的单... 详细信息

围绕运输过程中箱装瓶形产品表面标签的摩擦损伤,建立标签油墨振动磨损定量评价方法,研究振动激励谱形对包装系统响应及标签油墨振动磨损的影响,并分析导致标签油墨振动磨损差异的影响因素。结果表明:标签磨损程度可通过油墨转移量的单位像素平均灰度值定量评价;由于包装系统的非线性振动传递特性,垂直振动激励会引起侧向振动响应,使包装内产品与包装侧壁间相互挤压,在振动条件下会发生相互摩擦从而导致标签磨损;由于包装系统的窄带滤波响应特性,在振动总激励Grms值相同的情况下,不同激励谱形会引起包装内部产品与包装间的侧向动压力变化,且与激励谱在包装系统共振频段内的Grms值大小有关,这进一步导致标签磨损量的差异。该研究成果为基于物流运输的瓶形包装品表面标签油墨振动磨损评价及测试方法的建立提供思路。

关键词：标签磨损随机振动包装系统响应磨损评价方法

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球轴承外圈剥落初期双冲击现象IAS建模

振动工程学报 2024年

作者：李超郭瑜罗茂林陈鑫昆明理工大学机电工程学院云南交通职业技术学院重庆邮电大学先进制造工程学院

双冲击现象对轴承损伤程度估计有重要意义。本文基于瞬时角速度（Instantaneous Angular Speed,IAS）在双冲击现象提取的优势开展对应的机理研究。考虑滚阻摩擦和剥落初期剥落区尖锐边缘对球轴承动力学特性的影响，建立了时变冲击激励... 详细信息

双冲击现象对轴承损伤程度估计有重要意义。本文基于瞬时角速度（Instantaneous Angular Speed,IAS）在双冲击现象提取的优势开展对应的机理研究。考虑滚阻摩擦和剥落初期剥落区尖锐边缘对球轴承动力学特性的影响，建立了时变冲击激励和法、切向力相耦合的球轴承外圈初期剥落双冲击现象对应的IAS动力学模型。基于弹性四分之一空间方法分析剥落初期剥落区尖锐边缘的附加变形，提出尖锐边缘引起的时变位移激励模型。考虑钢球经过剥落区时几何位置改变引起的附加接触力及时变位移激励，研究了剥落初期轴承的法向力、切向力扰动规律，构建了时变切向力激励模型。运用Runge-Kutta数值积分法求解非线性动力学方程，通过仿真和实测信号对比分析，验证了所建立动力学模型的正确性。

关键词：球轴承故障机理建模初期局部剥落弹性四分之一空间法双冲击现象

pH响应性气体渗透CNC/PBAT复合膜的制备与性能

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化工学报 2024年第3期75卷 1040-1051页

作者：丁相斐丘晓琳朱喜成张佳伟陈锦华江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

具有可调控气体渗透的薄膜对包装保鲜领域发展具有重要意义,而设计具有pH响应性渗透和高力学性能的薄膜仍然是一个挑战。设计琥珀酸酐酯化与二乙烯三胺酰胺化的两步取代反应,实现纤维素纳米晶表面胺基(A-CNC)与羧基(S-CNC)功能化修饰,... 详细信息

具有可调控气体渗透的薄膜对包装保鲜领域发展具有重要意义,而设计具有pH响应性渗透和高力学性能的薄膜仍然是一个挑战。设计琥珀酸酐酯化与二乙烯三胺酰胺化的两步取代反应,实现纤维素纳米晶表面胺基(A-CNC)与羧基(S-CNC)功能化修饰,进一步与聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)复合,制备具有互反pH响应性气体渗透的复合薄膜。结果表明,通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和核磁共振^(13)C谱(^(13)C NMR)对纤维素纳米晶及其功能化修饰进行表征,证实改性成功。对复合薄膜性能表征:在力学性能方面,S-CNC/PBAT(3/97)与A-CNC/PBAT(5/95)复合薄膜拉伸强度达到最高,比PBAT分别增加40.44%与50.56%,但断裂伸长率下降,断裂模式由韧性向脆性断裂转变。在气体渗透性方面,复合薄膜展现出互反pH响应渗透特征。S-CNC/PBAT(5/95)复合薄膜渗透性出现正响应变化趋势,随着缓冲液pH(3~12)升高,CO_(2)与O_(2)渗透性分别增加67.98%和48.34%,水蒸气渗透性从2.467×10^(-13)变化到3.039×10^(-13)g·cm/(cm^(2)·s·Pa);而A-CNC/PBAT(5/95)复合薄膜渗透出现pH负响应性现象,CO_(2)与O_(2)渗透性分别降低63.00%与54.61%,水蒸气渗透性从2.747×10^(-13)变化到2.043×10^(-13)g·cm/(cm^(2)·s·Pa)。这种具有pH响应性渗透的复合薄膜在智能包装领域具有广阔的前景。

关键词：纤维素纳米晶功能化修饰复合材料力学性能响应性渗透

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纺织复合材料多尺度网格划分方法

航空学报 2024年第10期45卷 299-313页

作者：马莹陈奡邓聪颖陈翔禄盛曾宪君重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065 重庆邮电大学高等教育研究院重庆400065 重庆交通大学绿色航空技术研究院重庆400074

针对现有纺织复合材料网格划分时,由不规则纱线截面形状和材料边界引起的失真、干涉和锐化等问题,提出了一种基于织物微观几何结构的复合材料网格划分方法和单元拆分机制。该方法借助专业纺织建模软件DFMA建立织物单胞几何结构点云。首... 详细信息

针对现有纺织复合材料网格划分时,由不规则纱线截面形状和材料边界引起的失真、干涉和锐化等问题,提出了一种基于织物微观几何结构的复合材料网格划分方法和单元拆分机制。该方法借助专业纺织建模软件DFMA建立织物单胞几何结构点云。首先,基于结构点云,计算纱线路径并采用Delaunay三角网改进的Alpha-shape算法计算纱线截面轮廓,依此获得纱线表面初始网格。然后,将该网格置于体素网格中,通过网格映射方法引入周期性边界,并与体素网格节点相匹配,进而消除纱线间的渗透和窄间隙。最后,拆分体素单元,以保证材料的连续性。采用该方法建立了平纹、三维整体正交和层间正交复合材料网格模型,并基于应变连续损伤准则与指数衰减模型建立了纺织复合材料的损伤起始与演化准则,模拟了平纹编织复合材料在剪切载荷作用下的力学性能。结果表明,与四面体和六面体网格划分方法相比,所提网格划分方法能够较为准确地还原复合材料内部几何结构,处理二维和三维机织物结构中的尖锐边界和复杂曲面,获得光滑的纱线表面和清晰的轮廓;网格数量适中,计算耗时仅为TexGen模型的15%。剪切模量和强度的仿真结果与实验结果对比分别相差8.93%和3.73%,验证了模型的有效性与可靠性。

关键词：纺织复合材料网格划分织物微观几何结构体素网格剪切性能