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寒区隧道围岩-喷层界面增黏与抗冻试验研究

岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1383-1396页

作者：刘慧徐海南任建喜申艳军贾海梁奚家米唐丽云郁金捷魏尧西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 长安大学黄土科学全国重点实验室陕西西安710054 中交第一公路勘察设计研究院有限公司高寒高海拔地区道路工程安全与健康国家重点实验室陕西西安710065

寒区隧道普遍受到冻融作用影响,易发生沿着混凝土衬砌结构与围岩界面损伤与脱黏现象,严重影响隧道工程施工质量与安全运营。为提升隧道围岩-喷层界面黏结强度与抗冻性能,将围岩-喷层界面简化为岩石-混凝土二元体,研制适用于提升围岩-喷... 详细信息

寒区隧道普遍受到冻融作用影响,易发生沿着混凝土衬砌结构与围岩界面损伤与脱黏现象,严重影响隧道工程施工质量与安全运营。为提升隧道围岩-喷层界面黏结强度与抗冻性能,将围岩-喷层界面简化为岩石-混凝土二元体,研制适用于提升围岩-喷层界面黏结性与抗冻性的水泥基界面剂,并开展水泥基界面剂喷涂前后的砂岩-混凝土界面黏结强度及抗冻性能对比试验。试验结果表明:(1)冻融作用产生的岩石-混凝土界面中与硅氧四面体平行的主链破裂,是导致岩石-混凝土界面黏结性能降低的核心原因;(2)通过试验适配研制,提出适用于提升寒区隧道喷层界面黏结性与抗冻性的水泥基界面剂最优配合比为∶水泥∶水∶硅微粉∶硅烷偶联剂∶高分子胶凝材料(水性丙烯酸酯腹膜胶+竹材液化酚醛树脂)=10∶4.4∶0.8∶0.2∶1∶0.5;(3)因水泥基界面剂的高分子水化作用,喷层界面产生的“树根桩”效应扩大了岩石与混凝土接触面的栓堵程度,同时,硅烷偶联剂的化学键合作用提升了界面间的机械咬合力,二者耦合增强作用提高岩石-混凝土界面的黏结剪切强度和劈裂强度。通过对比试验发现,在冻融30次后,采用水泥基界面剂处理后,岩石-混凝土界面剪切强度较未处理试样可提升109%,黏结劈裂强度则提升了78%;(4)水泥基界面剂中硅氧烷水解缩合作用产生的硅氧键吸附在岩石-混凝土界面形成的疏水层,抑制了界面富水区扩展;而联合反应生成的硅凝胶发生相变释放热量,减少了岩石-混凝土界面冻融损伤,可抑制岩石-混凝土界面裂纹萌生与扩展。(5)研制的水泥基界面剂本身具有良好的抗冻性,特别是在-10℃~10℃的冻融环境中可高效发挥提升围岩-喷层界面黏结性及抗冻性的功能。研究为寒区隧道围岩-喷层界面增黏与抗冻处理提供了一种新的解决方案。

关键词：隧道工程岩石-混凝土水泥基界面剂冻融循环黏结强度抗冻性

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铌酸钾纳米棒的制备与表征

压电与声光 2008年第4期30卷 468-470,473页

作者：杨海波林营朱建锋王芬陕西科技大学材料科学与工程学院

以柠檬酸(CA)为配位剂与金属离子配合,水作为溶剂,乙二醇(EG)为酯化剂,通过聚合物前驱体法制备铌酸钾(KNbO3)粉体。研究了CA和EG的用量和pH值对溶胶性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)和热失重分析(TG-DTA)研究了KNbO3晶相的形成过程,用... 详细信息

以柠檬酸(CA)为配位剂与金属离子配合,水作为溶剂,乙二醇(EG)为酯化剂,通过聚合物前驱体法制备铌酸钾(KNbO3)粉体。研究了CA和EG的用量和pH值对溶胶性能的影响。采用X-射线衍射(XRD)和热失重分析(TG-DTA)研究了KNbO3晶相的形成过程,用透射电子显微镜(TEM)对所制得粉体的表面形貌进行了分析。结果表明,当前驱体溶胶的pH值为7.5,n(CA)∶n(金属离子)=3∶1,n(CA)∶n(EG)=1∶2时,可获得稳定性好的溶胶。凝胶前驱体在加热过程中先反应生成K3Nb7O19和K4Nb6O17,然后二者反应生成KNbO3。凝胶前驱体以不同的升温速率加热至700℃,对所得粉体的形貌影响较大,升温速率快,有利于粒状产物的形成;升温速率慢,易形成棒状产物。同时讨论了不同的升温烧结机制影响KNbO3形貌的原因。

关键词：铌酸钾纳米聚合物前驱体法柠檬酸(CA)

碱激发矿渣混凝土密实性超声无损检测法及其影响因素

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材料导报 2024年第11期38卷 166-172页

作者：李静张灵王昊陈犇陈东彬黄莹陈正广西大学土木建筑工程学院工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004

研究了碱激发矿渣混凝土水胶比、模数、碱当量及粗骨料含量对其抗压强度、超声波速的影响,并通过分析混凝土配合比参数与密度、弹性模量、孔隙率之间的关系来揭示超声波速的变化机理。结果表明:不同配合比参数的碱激发矿渣混凝土超声波... 详细信息

研究了碱激发矿渣混凝土水胶比、模数、碱当量及粗骨料含量对其抗压强度、超声波速的影响,并通过分析混凝土配合比参数与密度、弹性模量、孔隙率之间的关系来揭示超声波速的变化机理。结果表明:不同配合比参数的碱激发矿渣混凝土超声波速与弹性模量成正比,与密度、孔隙率成反比,在超声无损检测过程中可将碱激发矿渣混凝土近似作为均质性实体材料进行建模计算,发现其超声波速与抗压强度呈线性关系。基于理论分析与试验结果建立了碱激发矿渣混凝土的密实性计算模型,可以为检测碱激发矿渣混凝土密实性作参考。

关键词：碱激发矿渣混凝土抗压强度超声波速无损检测密实性

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高速铁路轨道运维拨道技术研究

铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2557-2568页

作者：徐凌雁袁伟谢剑谢浩然臧传臻岳彤天津大学建筑工程学院天津300350 中国铁路设计集团有限公司线站院天津300308 中南大学土木工程学院湖南长沙410075

为探讨优化高速铁路拨道换板合理作业参数以进一步提升轨道板更换效率,以既有运营线拨道换板整修为研究对象,结合线上无砟轨道换板作业实际测试,建立了考虑钢轨、扣件、轨道关键部件的线路拨道有限元模型,研究了垫轨、拨轨状态下工装布... 详细信息

为探讨优化高速铁路拨道换板合理作业参数以进一步提升轨道板更换效率,以既有运营线拨道换板整修为研究对象,结合线上无砟轨道换板作业实际测试,建立了考虑钢轨、扣件、轨道关键部件的线路拨道有限元模型,研究了垫轨、拨轨状态下工装布置间距、扣件松开长度、温差等对拨道作业的影响,为更换不同类型、不同块数伤损轨道板提供数据支持与指导。研究结果表明:进行钢轨横向拨道作业前,需首先分析各垫轨、拨道工装以及轨距拉杆的相对布置间距,确定合理的工装布置方式。拨道作业时,扣件最大上拔力位于未松开的第1组扣件处,上拔力受工装抬轨高度及松开扣件长度的共同影响,与温度不相关,当扣件压力限值取18 kN时,在750 mm的钢轨横向拨道量条件下,线路总长度至少达到80 m即可保证扣件不发生上窜现象。钢轨的最大米塞斯应力位于轨距拉杆处轨底内侧,应力沿着从扣件松开处向拨道中心的方向减小,与钢轨材料弹性柔度成正相关。横向最大拉应力始终位于拨道横移加载处,应力状态均与扣件松开长度近似呈反比例函数关系,且满足钢轨允许最大拉应力限值要求。当施工轨温低于锁定轨温时为钢轨最不利受力情况,为了保证可一次性更换2块轨道板长度,建议最小线路总长度取120 m(扣件松开长度100 m)。研究结果可为进一步优化高速铁路轨道运维技术和保障高铁安全运营提供参考。

关键词：高速铁路无砟轨道拨道换板运维线上试验

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石英微透镜的制备及其测试技术研究

半导体光电 2024年

作者：刘丹乌李瑛张文昊盛嘉平程秀兰上海交通大学电子信息与电气工程学院先进电子材料与器件平台

介绍了利用光刻胶热熔和等离子体刻蚀技术相结合的石英微透镜阵列的制备工艺。详细研究了热熔和感应耦合等离子体刻蚀等关键工艺,并确定了最佳工艺参数。最终在石英衬底上制备了不同尺寸和形状的微透镜阵列。微透镜的几何形貌和光学性... 详细信息

介绍了利用光刻胶热熔和等离子体刻蚀技术相结合的石英微透镜阵列的制备工艺。详细研究了热熔和感应耦合等离子体刻蚀等关键工艺,并确定了最佳工艺参数。最终在石英衬底上制备了不同尺寸和形状的微透镜阵列。微透镜的几何形貌和光学性能测试结果表明,所制备的石英微透镜阵列具有很好的尺寸一致性,并且表面质量高,测试焦距与理论计算值相吻合。该方法制备的石英微透镜阵列具有良好的成像性能,可广泛应用于光学领域。

关键词：微透镜阵列石英热熔电感耦合等离子体刻蚀光学性能

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用钙钛矿固化核素废物锶

硅酸盐学报 2005年第8期33卷 1045-1048页

作者：张瑞珠郭志猛贾光耀北京科技大学材料科学与工程学院

采用自蔓延高温合成技术制备核废物固化体,并实验研究钙钛矿固化体对锶核素(Sr2+)的最大包容量。通过X射线衍射、扫描电镜和浸出法分析了该固化体的物相组成、微观结构和化学稳定性。结果表明:钙钛矿固化体对SrO的包容量可达到36%(质量... 详细信息

采用自蔓延高温合成技术制备核废物固化体,并实验研究钙钛矿固化体对锶核素(Sr2+)的最大包容量。通过X射线衍射、扫描电镜和浸出法分析了该固化体的物相组成、微观结构和化学稳定性。结果表明:钙钛矿固化体对SrO的包容量可达到36%(质量分数),且产物成分均匀,浸出率低,化学稳定性好,是固化锶核素废物的理想固化体。

关键词：钙钛矿物相组成锶核素废物固化自蔓延高温合成准等静压方法

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红外透明超疏表面制备及应用研究进展

材料导报 2024年

作者：沈浩谭志敏李东升赵一平杨丽丽葛邓腾东华大学纤维材料改性国家重点实验室材料科学与工程学院东华大学纤维材料改性国家重点实验室功能材料研究中心新兴际华(上海)科技研究院有限公司

红外透明材料因其在红外波段（尤其是热红外段，8-14 μm）具有高透过率，被广泛应用于辐射制冷、红外成像、红外制导等军事、消防、生活等领域。然而红外设备在户外使用时往往面临复杂的雨水、多雾、灰尘等天气，而冰/水/尘等对红外具... 详细信息

红外透明材料因其在红外波段（尤其是热红外段，8-14 μm）具有高透过率，被广泛应用于辐射制冷、红外成像、红外制导等军事、消防、生活等领域。然而红外设备在户外使用时往往面临复杂的雨水、多雾、灰尘等天气，而冰/水/尘等对红外具有高吸收性，往往导致红外窗口的失真、失效。受自然界中荷叶启发，利用超疏表面的拒水特性有望实现其防水、防雾、防污，目前既具有红外透明性又具有超疏特性的多功能表面尚处于研究初级阶段。本文总结了目前红外透明超疏表面的构筑方法，简述了各种工艺的特点；然后展望了红外透明超疏表面在红外成像、红外制导、辐射制冷等方面的潜在应用；最后概括了红外透明超疏表面研究中目前存在的问题，并对其发展趋势进行了展望。

关键词：红外透明超疏表面红外视窗辐射制冷红外制导

利用石墨烯基空穴传输层提升有机太阳能电池性能

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材料导报 2019年第12期33卷 1945-1948页

作者：林珊史永堂王盈盈逄贝莉青岛科技大学材料科学与工程学院

近年来,有机太阳能电池(OSCs)由于能有效利用太阳能且具有成本低、柔性、便携、质量轻等优势而受到极大关注。有机太阳能电池由三部分组成,分别为活性层、界面层(电子传输层和空穴传输层)和电极。界面层的存在对器件性能有极大的影响,... 详细信息

近年来,有机太阳能电池(OSCs)由于能有效利用太阳能且具有成本低、柔性、便携、质量轻等优势而受到极大关注。有机太阳能电池由三部分组成,分别为活性层、界面层(电子传输层和空穴传输层)和电极。界面层的存在对器件性能有极大的影响,合适的界面层可以有效促进电荷提取和光传输。然而,界面层材料存在制备方法复杂、成本较高、稳定性较差等问题,限制了有机太阳能电池的商业化应用。因而,设计制备可溶液加工、低成本、稳定的高效有机太阳能电池仍是一项重大的挑战。本研究采用Hummers法制备氧化石墨烯(GO)材料用作OSCs的空穴传输层,以提高OSCs器件的光电转换效率,并改善器件的稳定性。采用透射电镜(TEM)、X射线电子衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)等测试方法对GO进行形貌表征和结构分析;利用紫外吸收光谱(UV-Vis)对GO进行光学性能分析;通过J-V测试表征电池器件的性能。结果表明,所构筑的GO作空穴传输层的有机太阳能电池器件,以PBDT-BDD:PC71BM为活性层,器件效率为7.97%,与传统的PEDOT:PSS为空穴传输层的器件效率(7.9%)相近。同时,以GO作空穴传输层的有机太阳能电池器件稳定性较以传统PEDOT:PSS为空穴传输层的器件稳定性明显提高,放置80d后器件效率维持在原效率的83%,而传统PEDOT:PSS器件效率仅为初始效率的45%。这些结果都说明了GO能够作为有机太阳能电池的空穴传输层,促进实现高稳定性、低成本的器件。

关键词：可溶液加工氧化石墨烯空穴传输层有机太阳能电池

多种方法制备SiO_(2)薄膜及其性能研究

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材料导报 2024年第S1期38卷 38-41页

作者：何亮王祥宇田浩生杨海林乐景胜杨帆梁佳伟刘利芹成都信息工程大学光电工程学院成都610225

二氧化硅(SiO_(2))薄膜因出色的光学、介电、抗刻蚀和优异力学性能等特点,在光学和微电子等多个领域中有着广泛的应用。制备SiO_(2)薄膜的工艺方法及工艺条件都会影响其性能,但目前对其系统性研究仍有欠缺。本工作探讨了磁控溅射和热氧... 详细信息

二氧化硅(SiO_(2))薄膜因出色的光学、介电、抗刻蚀和优异力学性能等特点,在光学和微电子等多个领域中有着广泛的应用。制备SiO_(2)薄膜的工艺方法及工艺条件都会影响其性能,但目前对其系统性研究仍有欠缺。本工作探讨了磁控溅射和热氧化两种制备方法,以及各种工艺条件对SiO_(2)薄膜性能的影响。首先,研究了磁控溅射过程中溅射功率对沉积速率和膜层粗糙度的影响。结果表明随着溅射功率的增加,沉积速率和膜层粗糙度均增大。其次,创新地利用马弗炉在空气氛围下进行热氧化,并与标准氧化炉的干氧和湿氧氧化进行了比较。结果表明:氧化温度要大于800℃;在900~1100℃氧化速率线性增加;在1200℃时速率增加变缓,由于空气中氧气供应略不足。基于低价位的马弗炉设备成功制备出高质量的SiO_(2)薄膜。随后,对磁控溅射与不同氛围下热氧化制得的SiO_(2)薄膜进行了折射率和抗刻蚀性的表征与对比分析。结果表明热氧化制备的SiO_(2)薄膜具有更高的折射率和更好的抗刻蚀特性。本研究不仅丰富了SiO_(2)薄膜制备的理论基础,还为不同制备方法和不同工艺条件下制得的SiO_(2)薄膜的性能提供了参考,具有较好的理论价值和实践意义。

关键词： SiO_(2)薄膜磁控溅射热氧化折射率抗刻蚀特性