用高掺量粉煤灰-矿渣配制C40混凝土的方法

目前,采用粉煤灰作掺合料的主要问题是早期强度低,加上我国粉煤灰质量不稳定(大部分属于Ⅱ、Ⅲ级灰),需水量大,也成为阻碍粉煤灰高掺的一个大问题.我们对粉煤灰进行了活化处理,同时复合掺加矿渣及减水剂,以期避免上述缺点.     

基于永磁直线同步电机的光刻机掩模台鲁棒自适应神经网络控制

针对光刻机掩模台宏动永磁直线同步电机(PMLSM)提出一种鲁棒自适应神经网络轨迹跟踪补偿控制策略。该策略的主要特点是采用径向基函数(RBF)神经网络实时在线进行模型参数不确定性和各种外界非线性扰动的估计。为了验证策略的效果,建立基于参数不确定性和外界非线性扰动的掩模台宏动PMLSM模型,并针对此模型进行控制策略的规划、推导和稳定性理论分析,分析结果说明该策略可以保证位置和速度跟踪误差的收敛性。通过在光刻机掩模台上进行的五阶S曲线跟踪控制实验验证了此控制策略的实际控制效果,实验结果显示跟踪准确度达到了满意的效果。由于此控制策略的最大优点是不需要对实际物理系统参数和难于测量的外界不确定性扰动做精准的建模,所以非常适合应用在超精密运动控制领域。     

水胶比对再生砖粉ECC工作性能和力学性能的影响

利用再生砖粉全取代石英砂制备工程用水泥基复合材料(ECC),深入研究和分析了材料的工作性能和力学性能,利用扫描电镜技术对相关机理进行了探讨。研究表明:水胶比变化范围在0.30~0.39(质量比,下同)时,再生砖粉ECC拌合物的坍落度均在200 mm以上,工作性能良好;水胶比相同的情况下,用再生砖粉取代石英砂后,ECC的力学性能有所下降;水胶比变化范围在0.30~0.37时,再生砖粉ECC的抗折强度随水胶比的增大而增大,水胶比变化范围在0.30~0.39时,再生砖粉ECC的抗压强度随水胶比的增大而减小;各组再生砖粉ECC均表现出良好的应变硬化特征,呈现多缝开裂状态,且极限应变均大于2%。在本文试验条件下,水胶比为0.37时再生砖粉ECC的弯曲性能和单轴拉伸性能最佳。     

BaO-Al_2O_3-SiO_2环境隔离涂层的制备与耐腐蚀性能表征

应用柠檬酸溶胶–凝胶法制备BaO–Al2O3–SiO2(BAS)溶胶,将BAS溶胶直接刷涂在碳纤维(carbon fiber,Cf)/SiC–SiC基底上制备出BAS涂层,并在1250℃,50%(体积分数,下同)H2O–50%O2和0.1MPa压力下对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品进行腐蚀试验。用红外光谱仪、热重–差示扫描量热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜表征了BAS溶胶–凝胶及涂层的性能;采用电子天平、电子万能试验机对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品耐腐蚀性能进行表征。结果表明:将pH控制在4～5,柠檬酸与金属离子Ba2+和Al3+的摩尔比分别为2和3时,可成功合成均匀、透明、稳定的BAS溶胶。BAS溶胶1次刷涂烧结的涂层厚度约为10μm,4次可达50μm左右。在1250℃的水氧耦合条件下腐蚀200h后,与未涂覆BAS的Cf/SiC–SiC比较,涂覆BAS的Cf/SiC–SiC强度保持率达88%,并且质量无明显损失。     

BaO-A12O3-SiO2环境隔离涂层的制备与耐腐蚀性能表征

应用柠檬酸溶胶-凝胶法制备BaO-A12O3-SiO2(BAS)溶胶,将BAS溶胶直接刷涂在碳纤维(carbon fiber,Cf)/SiC-SiC基底上制备出BAS涂层,并在1 250℃,50%(体积分数,下同)H2O-5%O2和0.1 Mpa压力下对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品进行腐蚀试验.用红外光谱仪、热重-差示扫描量热分析仪、X射线衍射仪、扫描电镜表征了BAS溶胶-凝胶及涂层的性能:采用电子天平、电子万能试验机对涂覆和未涂覆BAS涂层的样品耐腐蚀性能进行表征.结果表明:将pH控制在4～5,柠檬酸与金属离子Ba2+和Al3+的摩尔比分别为2和3时,可成功合成均匀、透明、稳定的BAS溶胶.BAS溶胶1次刷涂烧结的涂层厚度约为10 μm,4次可达50 μm左右.在1 250℃的水氧耦合条件下腐蚀200 h后,与未涂覆BAS的Cf/SiC-SiC比较,涂覆BAS的Cf/SiC-SiC强度保持率达88%,并且质量无明显损失.     

大掺量粉煤灰配制低强度等级水泥砂浆的研究

砂浆试验是试验室试配的一项重要内容,其中强度等级为M5－M10的水泥砂浆试配占了砂浆试配的大半。按规范要求水泥砂浆中的大半。按规范要求水泥砂浆中的水泥用量计算量不足200kg/m^3时,应按200kg/m^3采用。但实践中发现灰：砂＝1：6是水泥砂浆的最低比例,再降低水泥用量会使施工性能不良,因此将水泥砂浆中水泥最小用量定为240kg/m^2。     

3D针刺C/SiC-TaC复合材料的热膨胀性能

采用液相加压浸渗法将TaC渗入到三维针刺毡中, 并结合反应熔体渗透法(RMI)制得C/SiC-TaC复合材料。采用热膨胀仪测量了热处理前后复合材料从室温到1400 ℃温度范围内的热膨胀系数(CTE), 发现C/SiC-TaC的CTE数值较C/SiC的高。从材料内部热应力的变化、 制备方法及添加物和基体的性能方面定性地分析了CTE的变化机制。研究表明, C/SiC-TaC复合材料的膨胀性能在各个温度段的变化机制不同, 低温段(1100 ℃以下)CTE的不断上升主要由90°无纬布、 TaC和SiC基体贡献, 该阶段的起伏波动主要由复合材料的结构应力和孔隙分布不均及残余Si产生; 高温段(1100 ℃以上)的热膨胀性能主要由0°无纬布和界面热应力决定。热处理降低了复合材料在1100 ℃以下的CTE, 也改变了高温段的变化规律。      

AlPO4环境障碍涂层材料水氧腐蚀性能研究

采用溶胶凝胶法合成了一种AlPO₄环境障碍涂层材料,测定了其热膨胀系数,在1350℃、50vol% H₂O/50vol%O₂、1.013×10⁵ Pa、气体流速0.085cm/s的水氧耦合环境中研究了其抗水氧腐蚀性能,并利用X射线衍射仪、能谱分析仪和扫描电子显微镜分析了材料组成和微观结构.结果表明,AlPO₄与C/SiC复合材料热膨胀基本匹配,抗水氧腐蚀性能良好.主要存在的问题是AlPO₄分解引起的失重,二氧化硅会加速其分解.     

Lu-Si-O体系在高温水蒸气环境中的腐蚀行为

采用溶胶-凝胶法制得三种镥硅酸盐体系粉体材料.以氧化物的摩尔比来表示此三种粉体,分别为:Lu2O3.SiO2、Lu2O3.2SiO2和Lu2O3.2.26SiO2.在1400℃、50%H2O-50%O2静态常压气氛下,研究了它们的耐水蒸气腐蚀性能.以单位面积重量变化率表征材料的耐水蒸气腐蚀性能,结合X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)等分析手段,揭示了镥硅酸盐体系在高温水蒸气环境中的腐蚀机制和反应机理.结果表明:三种原始粉体主要物相依次为:Lu2SiO5+Lu2Si2O7、Lu2Si2O7+SiO2和Lu2Si2O7+SiO2.在水蒸气作用下,Lu2SiO5相与Al2O3反应生成新相Lu3Al5O12,而Lu2Si2O7相并未受到水蒸气的作用而发生任何反应,表现出优异的化学稳定性.     

氧化物陶瓷闪烧机理及其应用研究进展

闪烧是近些年广受关注的一种电场辅助烧结技术。本文介绍了闪烧的起源与发展, 并对闪烧的基本特征进行了分析。在闪烧孕育与引发过程的研究方面, 发现了孕育阶段的非线性电导特征和电化学黑化现象, 提出了氧空位主导的缺陷机制; 在闪烧阶段的快速致密化研究方面, 提出了电场作用导致的缺陷产生和运动会在粉体颗粒间产生库仑力, 有利于烧结前期的致密化过程, 同时发现闪烧致密化过程中还伴随着金属阳离子的快速运动; 在闪烧阶段的晶粒生长和微结构演变方面, 发现了试样温度沿电流方向呈非对称分布, 试样中间位置的晶界迁移率明显提高, 提出电化学缺陷对微观结构有重大影响。基于上述研究成果, 本团队利用电场作用下出现的低温快速传质现象, 发展了陶瓷闪焊技术, 实现了同种陶瓷/陶瓷、陶瓷/金属, 甚至异种陶瓷/陶瓷之间的快速连接; 发展了陶瓷闪烧合成技术, 不仅实现了典型氧化物陶瓷的快速合成, 而且实现了高熵陶瓷和具有共晶形貌的氧化物陶瓷的快速合成; 发展了氧化物陶瓷的电塑性成形技术, 初步实现了氧化锆陶瓷低温低应力下的快速拉伸和弯曲变形。本文最后总结了闪烧机理研究面临的挑战, 并从焦耳热效应和非焦耳热效应两方面展望了闪烧的发展方向, 期望对闪烧技术在国内的发展有所裨益。