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Mechanical properties and plasma erosion resistance of BN_p/Al_2O_3-SiO_2 composite ceramics 被引量:3
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作者 段小明 贾德昌 +5 位作者 周玉 杨治华 王玉金 任凤琴 于达仁 丁永杰 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第6期1462-1468,共7页
BNp/Al2O3-SiO2 system ceramic matrix composites with different volume fractions (10%-60%) of hexagonal BN particulates (BNp) were prepared by hot-press sintering technique. Phase components, microstructure, mechan... BNp/Al2O3-SiO2 system ceramic matrix composites with different volume fractions (10%-60%) of hexagonal BN particulates (BNp) were prepared by hot-press sintering technique. Phase components, microstructure, mechanical properties and plasma erosion resistance were also investigated. With the increase of h-BNp content, relative density and Vickers' hardness of the composite ceramics decrease, while the flexural strength, elastic modulus and fracture toughness increase and then decrease. The plasma erosion resistance linearly deteriorated with the increase of BNp content which is mainly determined by the density, crystal structure and atomic number of the elements. 展开更多
关键词 BNp/Al2O3-SiO2 composite ceramics MICROSTRUCTURES mechanical properties plasma erosion resistance
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氧化钇外加量对镁稳氧化锆材料性能的影响
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作者 王冬冬 余同暑 +1 位作者 赵洪波 李红霞 《耐火材料》 北大核心 2025年第3期213-216,223,共5页
为了提高钢铁小方坯连铸用高密度氧化锆定径水口的综合性能,以60%(w)的单斜氧化锆粉、40%(w)的电熔氧化镁稳定氧化锆粉为主要原料,外加1.1%(w)的稳定剂氧化镁微粉和一定量的氧化钇微粉,成型为125 mm×10 mm×10 mm的试样和标准... 为了提高钢铁小方坯连铸用高密度氧化锆定径水口的综合性能,以60%(w)的单斜氧化锆粉、40%(w)的电熔氧化镁稳定氧化锆粉为主要原料,外加1.1%(w)的稳定剂氧化镁微粉和一定量的氧化钇微粉,成型为125 mm×10 mm×10 mm的试样和标准水口芯,经1730℃保温8 h制备了高密度氧化锆材料。研究了稳定剂氧化钇外加量(外加质量分数分别为0、0.325%、0.65%、0.975%和1.3%)对氧化锆性能、显微结构、物相组成的影响。结果表明:增加氧化钇的外加量,可以弥合网状微裂纹,提高材料的常温抗折强度与耐钢液冲刷性,但单斜氧化锆相占比减少与网状微裂纹的弥合对材料抗热震性不利。通过控制氧化钇外加量,可以调整材料的抗热震性与耐钢液冲刷性,以满足不同的工况要求。 展开更多
关键词 镁稳定氧化锆 定径水口 单斜氧化锆 抗热震性 耐钢液冲刷性
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梯度氧化锆/氧化铝陶瓷高温应力的结构依赖性及优化设计 被引量:1
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作者 陈龙 梁新星 +3 位作者 梁保青 王云杰 伍媛婷 刘长青 《材料导报》 北大核心 2025年第12期67-73,共7页
氧化锆陶瓷因具备优异的力学性能和抗玻璃液侵蚀性,被广泛应用于各类玻璃窑炉,但是其抗热震性较差,容易开裂和剥落,影响了玻璃窑炉的寿命及玻璃品质。为了获得兼具优异抗侵蚀性与抗热震性的玻璃熔池用氧化锆材料,本工作通过对ZrO_(2)-Al... 氧化锆陶瓷因具备优异的力学性能和抗玻璃液侵蚀性,被广泛应用于各类玻璃窑炉,但是其抗热震性较差,容易开裂和剥落,影响了玻璃窑炉的寿命及玻璃品质。为了获得兼具优异抗侵蚀性与抗热震性的玻璃熔池用氧化锆材料,本工作通过对ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)梯度材料工作温度下的应力场进行有限元分析,对梯度材料的组成与结构进行了优化设计,并结合无压烧结工艺制备得到了具有优异的力学性能、抗侵蚀性能和抗热震性能的ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)梯度材料。结果表明:采用对称的结构设计,两侧为高锆层,中间为梯度层,可制得无翘曲变形的高致密ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)梯度材料。当ZrO_(2)-Al_(2)O_(3)梯度材料层数为5、成分指数n为0.9时,梯度材料的最大等效热应力和最大轴向应力较小,应力梯度最小;梯度材料的抗弯强度达到668 MPa,且具有优异的抗热震性能;经1 500℃的玻璃液侵蚀实验,样品表面未出现明显的侵蚀层和元素扩散。 展开更多
关键词 氧化锆 梯度材料 有限元分析 抗侵蚀性 抗热震性
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植物源脲酶诱导碳酸钙沉积固化石灰石粉尘试验研究 被引量:2
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作者 杜常博 陶晗 +2 位作者 易富 黄惠杰 程传旺 《材料导报》 北大核心 2025年第2期67-74,共8页
露天石灰石矿山的粉尘会导致空气、水和土壤污染,对人体健康和周围生态系统产生不利影响,制约着绿色矿山的建设和生产。为了解决这一问题,本工作基于酶诱导碳酸钙沉淀技术,利用大豆脲酶制备生物抑尘剂。从宏观和微观角度分析了生物抑尘... 露天石灰石矿山的粉尘会导致空气、水和土壤污染,对人体健康和周围生态系统产生不利影响,制约着绿色矿山的建设和生产。为了解决这一问题,本工作基于酶诱导碳酸钙沉淀技术,利用大豆脲酶制备生物抑尘剂。从宏观和微观角度分析了生物抑尘剂对石灰石粉尘的固化效果,并揭示其固化机理。结果表明脲酶的活性与尿素浓度和温度密切相关,当胶结液浓度为0.8 mol·L^(-1)时,生物抑尘剂的碳酸钙沉淀比最大,pH值为7.47,呈弱碱性。生物抑尘剂作用下的碳酸钙生成量显著提高,抑尘效率得到大幅提升。生物抑尘剂能够有效提高抗风蚀能力,在最高风速下抑尘效率达49.65%,最低风速下更是达到85.45%。此外,生物抑尘剂能有效减缓腐蚀速率,96 h达到0.020 mm/a,约为水的11.05%。脲酶诱导碳酸钙沉积(Enzyme-induced carbonate precipitation,EICP)的矿化产物主要为方解石型碳酸钙,具有充填、黏附、桥接和整体固化作用,能有效固化石灰石粉尘。研究表明EICP技术的经济性、环保性、可持续性以及对石灰石粉尘的积极影响使其成为一种具有极大潜力的解决方案。 展开更多
关键词 脲酶诱导碳酸钙沉积 生物抑尘剂 石灰石粉尘 抗风蚀测试 固化机理
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二次铝灰对低碳Al_(2)O_(3)-C耐火材料显微结构与性能的影响
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作者 乔畅通 余超 +4 位作者 邓承继 王萱 丁军 刘正龙 祝洪喜 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第5期1878-1887,共10页
为实现二次铝灰固废资源的高值化利用,本研究将二次铝灰作为α-Al_(2)O_(3)的替代材料引入低碳Al_(2)O_(3)-C耐火材料中,以板状刚玉、鳞片石墨、铝粉和硅粉为主要原料,制备了低碳Al_(2)O_(3)-C耐火材料,探讨二次铝灰替代α-Al_(2)O_(3)... 为实现二次铝灰固废资源的高值化利用,本研究将二次铝灰作为α-Al_(2)O_(3)的替代材料引入低碳Al_(2)O_(3)-C耐火材料中,以板状刚玉、鳞片石墨、铝粉和硅粉为主要原料,制备了低碳Al_(2)O_(3)-C耐火材料,探讨二次铝灰替代α-Al_(2)O_(3)后对材料显微结构、抗氧化性能、抗侵蚀性能和抗热震性能的影响。结果表明,经1400℃埋炭热处理后,二次铝灰替代α-Al_(2)O_(3)后会导致材料体积密度降低,显气孔率升高,但同时促进了材料内部SiC晶须网络结构的形成,优化了材料的显微结构。在氧化试验中,与使用α-Al_(2)O_(3)作添加剂相比,添加二次铝灰更有利于莫来石相的生成。添加二次铝灰后,高温下生成的适量液相可有效填充材料表面氧化层气孔,从而改善材料的抗氧化性能、抗侵蚀性能和抗热震性能,其中氧化指数由88%降低至52%,侵蚀指数也明显降低,残余强度保持率由87%提升至97%。 展开更多
关键词 二次铝灰 低碳Al_(2)O_(3)-C耐火材料 显微结构 显气孔率 抗氧化性能 抗侵蚀性能 抗热震性能
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飞机雷达罩涂层材料研究进展
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作者 余俊 赵现伟 +6 位作者 李培 刘凯巡 张泽 陈海宁 刘慧丛 叶辉 李卫平 《航空材料学报》 北大核心 2025年第4期56-66,共11页
雷达是飞机的“眼睛”,也是飞机制导的重要部件,须通过雷达罩进行防护。由于雷达部件主要位于飞机头部,服役环境复杂,雷达罩材料须具备高透波、耐雨蚀抗冲击、抗静电等特性。然而,雷达罩材料主要为玻璃钢复合材料,其耐雨蚀和抗静电性能... 雷达是飞机的“眼睛”,也是飞机制导的重要部件,须通过雷达罩进行防护。由于雷达部件主要位于飞机头部,服役环境复杂,雷达罩材料须具备高透波、耐雨蚀抗冲击、抗静电等特性。然而,雷达罩材料主要为玻璃钢复合材料,其耐雨蚀和抗静电性能差,雨水侵蚀和静电积聚会干扰雷达信号传输,影响飞行安全。因此,采用耐雨蚀抗静电的涂层是有效的防护手段。本文重点综述飞机雷达罩涂层系统的特点和国内外研究现状,并展望涂层材料的发展和研究方向。作者根据飞机雷达罩的服役环境特点总结涂层的性能要求,并对耐雨蚀抗静电涂层系统的结构特点、防护机理及国内外研究进展进行分析。国内对飞机雷达罩涂层材料的研究起步较晚,涂层经过非弹性涂层到聚氨酯弹性涂层的迭代,又在聚氨酯树脂上进一步改性优化,提高了耐候性。而在抗静电涂层方面,还面临导电性能与介电性能的平衡以及涂层性能稳定性等难题。最后,简要分析飞机雷达罩涂层材料的发展,并建议在未来从涂层材料性能随环境因素的变化规律、涂层材料的损伤失效机制和涂层材料的多功能性兼容三个方面进行深入研究。 展开更多
关键词 飞机雷达罩 涂层材料 耐雨蚀 抗静电 介电性能
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MAX相增强金属基复合材料的研究进展
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作者 夏正辉 汪丹丹 +7 位作者 丁健翔 张培根 田无边 王丽瑶 李大平 魏坤霞 魏伟 孙正明 《材料导报》 北大核心 2025年第17期150-166,共17页
新型三元层状化合物MAX相因特殊的晶体结构而兼具金属和陶瓷的优良性能,是制备金属基复合材料的理想增强体。采用粉末冶金、浸渗法、机械搅拌铸造等方法制备了MAX相增强金属基复合材料,并深入研究了材料的成分、界面反应、制备工艺对其... 新型三元层状化合物MAX相因特殊的晶体结构而兼具金属和陶瓷的优良性能,是制备金属基复合材料的理想增强体。采用粉末冶金、浸渗法、机械搅拌铸造等方法制备了MAX相增强金属基复合材料,并深入研究了材料的成分、界面反应、制备工艺对其抗电弧侵蚀、摩擦磨损、阻尼等性能的影响。研究表明其在电接触、核反应堆、微波吸收和机械轴承等领域展现了广阔的应用前景。本文介绍了MAX相的性能和应用以及MAX相增强金属基复合材料的制备方法,并就MAX相增强金属基复合材料的微观组织和性能进行了综述,最后对其未来的研究方向进行了展望和总结。 展开更多
关键词 MAX相 金属基复合材料 微观组织 界面反应 力学性能 抗电弧侵蚀性能
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工艺参数对大气等离子喷涂Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2)复合涂层显微硬度和耐冲蚀性能的影响
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作者 钟万才 刘成 +4 位作者 方良斌 李强 赵远涛 张士陶 李文戈 《机械工程材料》 北大核心 2025年第4期47-52,共6页
采用大气等离子喷涂工艺制备了Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2)(质量分数)复合涂层,通过四因素三水平正交试验,研究了喷涂距离(80,100,120 mm)、电流(530,565,600 A)、氩气流量(31,36,41 L·min^(-1))、氢气流量(10,12,14 L·min^(-1))... 采用大气等离子喷涂工艺制备了Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2)(质量分数)复合涂层,通过四因素三水平正交试验,研究了喷涂距离(80,100,120 mm)、电流(530,565,600 A)、氩气流量(31,36,41 L·min^(-1))、氢气流量(10,12,14 L·min^(-1))对涂层显微硬度的影响,获取最佳工艺参数,并对比研究了最佳工艺参数下涂层的物相组成、显微组织、耐腐蚀性以及耐冲蚀性。结果表明:对显微硬度的影响程度按从大到小排序为喷涂距离、电流、氩气流量、氢气流量;随着喷涂距离增加,显微硬度先增大后减小,随着电流、氩气流量或氢气流量增加,显微硬度先减小后增大;最佳工艺参数为电流530 A,喷涂距离100 mm,氩气流量41 L·min^(-1),氢气流量10 L·min^(-1),此条件下制备涂层的显微硬度最大,γ-Al_(2)O_(3)亚稳定相含量少,表面孔隙和微裂纹少,孔隙率小,耐腐蚀性和耐冲蚀性好。 展开更多
关键词 大气等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-13%TiO_(2) 显微硬度 耐腐蚀性能 耐冲蚀性能
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类金刚石与氮化物涂层的摩擦学和耐冲蚀性能研究进展
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作者 李卓标 李云龙 +2 位作者 王世杰 钱程 聂瑞 《化工新型材料》 北大核心 2025年第S1期50-56,共7页
工程上常采用涂层来提高材料的表面性能。其中,类金刚石(DLC)和氮化物涂层因其高硬度、高耐磨性以及良好的化学稳定性等优异性能被广泛应用于各种工程领域中。综述了类金刚石(DLC)涂层和氮化物涂层的最新研究进展。重点探讨了它们的力... 工程上常采用涂层来提高材料的表面性能。其中,类金刚石(DLC)和氮化物涂层因其高硬度、高耐磨性以及良好的化学稳定性等优异性能被广泛应用于各种工程领域中。综述了类金刚石(DLC)涂层和氮化物涂层的最新研究进展。重点探讨了它们的力学、摩擦学和耐冲蚀性能。两种涂层均可通过元素掺杂、梯度结构设计和后处理等方法来改善其力学、摩擦学和耐冲蚀性能。同时,分析了学者们的研究成果,为涂层在实际工程应用中进一步的发展和优化提供了理论依据。最后,也对DLC涂层和氮化物涂层未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 涂层 类金刚石 氮化物 摩擦学性能 耐冲蚀性能
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辉绿岩粉强化水泥系阻隔墙的抗侵蚀性能研究
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作者 伍念佳 赵勇胜 吴政宏 《应用化工》 北大核心 2025年第4期826-832,共7页
采用辉绿岩粉强化水泥系阻隔墙材料的方法,进行了极端酸性(pH=1)、极端碱性环境(pH=13)和Pb^(2+)污染液(1000 mg/L)下的防渗实验、阻隔实验和开放性浸泡实验,研究了辉绿岩粉添加量对水泥系阻隔墙的防渗性、阻隔性和兼容性。通过对比渗... 采用辉绿岩粉强化水泥系阻隔墙材料的方法,进行了极端酸性(pH=1)、极端碱性环境(pH=13)和Pb^(2+)污染液(1000 mg/L)下的防渗实验、阻隔实验和开放性浸泡实验,研究了辉绿岩粉添加量对水泥系阻隔墙的防渗性、阻隔性和兼容性。通过对比渗透系数、渗出液污染物浓度,辉绿岩粉掺加量为14%(质量分数,下同)的阻隔材料分别在极端碱性、极端酸性和铅污染液渗透145 d后,渗透系数分别为3×10^(-9),5×10^(-8),5×10^(-8) cm/s,满足渗透系数工程要求,拓展了阻隔墙在地下水场地应用的pH范围。结合开放性浸泡实验和SEM表征发现,辉绿岩粉掺加量为14%的材料同辉绿岩粉添加量为4%的材料相比,极端碱性环境下差距不大;极端酸性环境下,耐酸腐蚀较好;Pb^(2+)环境下,试块的强度提升。 展开更多
关键词 辉绿岩粉 阻隔材料 渗透系数 抗侵蚀
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青稞秸秆灰改性氯氧镁水泥的抗盐卤侵蚀性能与细微观结构
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作者 张永成 曹锋 +2 位作者 郑明杰 李双营 欧阳浩 《材料导报》 北大核心 2025年第13期144-151,共8页
为了探究青稞秸秆灰(HBSA)改性氯氧镁水泥(MOC)的抗盐卤侵蚀性能,对不同HBSA掺量的MOC砂浆(MOCM)进行盐卤浸泡试验,采用抗盐卤侵蚀性能评价指标对盐卤侵蚀环境下HBSA改性MOCM的物理力学性能变化规律进行表征。通过表观形貌分析、细观孔... 为了探究青稞秸秆灰(HBSA)改性氯氧镁水泥(MOC)的抗盐卤侵蚀性能,对不同HBSA掺量的MOC砂浆(MOCM)进行盐卤浸泡试验,采用抗盐卤侵蚀性能评价指标对盐卤侵蚀环境下HBSA改性MOCM的物理力学性能变化规律进行表征。通过表观形貌分析、细观孔隙结构测试与微观结构表征,从多尺度揭示HBSA影响MOCM抗盐卤侵蚀性能的内在机理。研究结果表明,掺10%HBSA(质量分数,如无特别说明,下同)的MOCM的抗盐卤侵蚀性能显著提升,比未掺HBSA时提高了21.24%;受盐卤侵蚀后,相比未掺HBSA的砂浆,其开口孔隙率降低了4.26%,无害孔和少害孔占比增加,有害孔和多害孔占比减小,最可几孔径减小,孔隙结构更为细化。细微观结构显示,掺10%HBSA的MOCM的水化产物中产生了M-S-H凝胶,填充在5相晶体之间,提高了5相晶体在盐卤侵蚀环境中的稳定性,并且增加了微观结构的致密性,从而提高了MOCM的抗盐卤侵蚀性能。 展开更多
关键词 青稞秸秆灰 氯氧镁水泥 抗盐卤侵蚀性能 表观形貌 孔隙结构 微观结构
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堆石混凝土抗冲耐磨一体化浇筑施工期温度变化研究
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作者 南康宁 杨家琦 +4 位作者 李萌 姬广祥 朱煜坤 韩冲 金峰 《三峡大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期20-27,58,共9页
堆石混凝土抗冲耐磨一体化浇筑能够有效提高工程施工效率,但也带来了局部温度较高的问题.为分析堆石混凝土抗冲耐磨一体化浇筑施工期仓内温度变化与分布规律,对东庄水利枢纽堆石混凝土二道坝的坝体温度进行了全程跟踪监测与研究,累计在1... 堆石混凝土抗冲耐磨一体化浇筑能够有效提高工程施工效率,但也带来了局部温度较高的问题.为分析堆石混凝土抗冲耐磨一体化浇筑施工期仓内温度变化与分布规律,对东庄水利枢纽堆石混凝土二道坝的坝体温度进行了全程跟踪监测与研究,累计在18个典型施工仓面内布设了128个温度测点.研究结果表明:抗冲耐磨层代表性测点的峰值温度比坝体堆石混凝土高了约17℃,其差距主要来源于二者水化热温升间的差距;拌合时对常态混凝土采取加冰降温措施能够显著降低其入仓温度与峰值温度,进而降低坝体混凝土的开裂风险;抗冲耐磨层温度沿上下游方向和高程方向变化较为显著,在形成稳定温度场前会在表层形成较大的温度梯度,应在环境温度骤降等不利情况出现时,及时采取必要温控措施. 展开更多
关键词 堆石混凝土 一体化浇筑 抗冲耐磨层 温度监测 加冰降温
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合流制排水系统中超声清淤技术的可行性及参数优化实验研究
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作者 唐蓁蓁 孟岱宗 +2 位作者 许浩廉 祝瑞麟 李怀正 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期219-225,共7页
城市排水系统中沉积物的大量存在会导致管道堵塞和雨天溢流污染。超声波作为一种清洁的物理处理方法可能破坏沉积物的稳定性,从而在旱季去除沉积物,以维护下水道功能。为探寻超声技术用于实际清淤的可行性和最佳处理工况,设计正交实验... 城市排水系统中沉积物的大量存在会导致管道堵塞和雨天溢流污染。超声波作为一种清洁的物理处理方法可能破坏沉积物的稳定性,从而在旱季去除沉积物,以维护下水道功能。为探寻超声技术用于实际清淤的可行性和最佳处理工况,设计正交实验探究超声清淤效果以及5个关键因素对超声清淤的影响。结果表明,超声处理后管道淤积大大改善,处理后沉积物的抗剪切力降低至对照组的26.4%~91.5%,管道沉积物中具有黏附作用的胞外聚合物(EPS)大量分解。相关性分析表明,EPS破坏是沉积物抗冲刷性能降低的重要原因。5个关键因素对超声清淤的影响程度排序为:超声电功率>探头距泥面距离>作用时间>沉积物厚度>超声频率。超声清淤的最优工况为:功率220 W、频率50 kHz、处理时间200 s、距离泥面3 cm。探究了清淤效果随沉积物厚度的变化情况,发现超声清淤对厚度不大于7 cm的沉积物有良好作用效果,超出该范围后明显衰减,并在此基础上进一步探究了超声作用后沉积物沿深度方向的性质变化情况。 展开更多
关键词 管道沉积物 超声清淤技术 正交实验 抗冲刷性 胞外聚合物
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不同种植密度下草本植物根系生长对土壤侵蚀阻力的影响 被引量:1
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作者 刘均阳 周正朝 韩玮霄 《水土保持学报》 北大核心 2025年第2期40-47,共8页
[目的]为探讨不同种植密度下植物根系的固土减蚀效应。[方法]以黄土高原典型草本植物黑麦草(Lolium perenne)和紫花苜蓿(Medicago sativa)为研究对象,采用100、300、500株/m^(2) 3个种植密度,研究不同种植密度下植物根系生长对土壤侵蚀... [目的]为探讨不同种植密度下植物根系的固土减蚀效应。[方法]以黄土高原典型草本植物黑麦草(Lolium perenne)和紫花苜蓿(Medicago sativa)为研究对象,采用100、300、500株/m^(2) 3个种植密度,研究不同种植密度下植物根系生长对土壤侵蚀阻力的影响。[结果]试验期内,植物根系特征整体呈先快速增长后缓慢下降趋势,黑麦草和紫花苜蓿的根系特征分别在中、高密度种植样地生长最佳。在根系生长的驱动下,土壤有机质呈不断增长趋势,黑麦草和紫花苜蓿样地的土壤有机质分别在中、高密度种植下增量最大,分别增长2.44、1.84 g/kg。在根系和土壤特征变化的共同影响下,试验期内的土壤细沟可蚀性指数先快速减小后呈波动性变化,而土壤临界剪切力未表现出稳定的变化趋势。黑麦草根系在中密度种植模式下的减蚀效果最佳,其土壤细沟可蚀性指数减少18.86 s/m;紫花苜蓿根系在中、高密度种植模式下的减蚀效果较好,其土壤细沟可蚀性指数分别减少13.42、10.82 s/m。[结论]结合种植密度对根系及土壤特征的影响,中密度(300株/m^(2))和高密度(500株/m^(2))种植模式分别适合黑麦草和紫花苜蓿样地水土流失的综合防治。 展开更多
关键词 草本植物根系 种植密度 土壤侵蚀阻力 动态变化 黄土高原
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冶金固废海洋耐蚀纳米混凝土抗冲刷性能研究
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作者 耿继双 肖会刚 +5 位作者 董宪章 姚达 王飞 徐鹏飞 杨大正 吴文浩 《冶金能源》 北大核心 2025年第4期50-54,共5页
混凝土的抗冲刷性决定了海工设施的耐久性。利用铁矿废石、铁尾矿为主要骨料,再掺加玄武岩纤维和纳米SiO_(2)制备成冶金固废纳米混凝土,不仅实现了冶金固废资源化,而且提高了混泥土的抗冲刷性能。文章通过冲刷实验与微观测试系统地分析... 混凝土的抗冲刷性决定了海工设施的耐久性。利用铁矿废石、铁尾矿为主要骨料,再掺加玄武岩纤维和纳米SiO_(2)制备成冶金固废纳米混凝土,不仅实现了冶金固废资源化,而且提高了混泥土的抗冲刷性能。文章通过冲刷实验与微观测试系统地分析了玄武岩纤维和纳米SiO_(2)掺量对抗冲刷性能的影响和机理。结果表明,玄武岩纤维通过桥接作用可抑制裂缝扩展,纳米颗粒通过与Ca(OH)_(2)反应使界面过渡区致密,二者可协同提高抗冲刷性能。其中,纳米SiO_(2)在低水灰比(0.3)和高水灰比(0.5)条件下的最佳掺量分别为2%和3%,过量掺加会发生团聚而导致性能下降。该研究可为海洋工程材料设计提供重要参数优化依据。 展开更多
关键词 纳米SiO_(2) 玄武岩纤维 冶金固废 抗冲刷性能 表面破坏特征
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304不锈钢表面激光熔覆铁基合金组织及抗空蚀性能
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作者 金峰 张松 +2 位作者 王莉 吴臣亮 霍莎 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第4期530-537,共8页
【目的】304不锈钢是一种以奥氏体为主要晶体结构的铬镍不锈钢,因其优异的耐热性和耐蚀性,广泛应用于航空、船舶和化工等行业。然而,304不锈钢硬度较低,抗空蚀性能不足,作为水轮机叶片材料时,其表面在复杂环境下易出现凹坑、剥落等现象... 【目的】304不锈钢是一种以奥氏体为主要晶体结构的铬镍不锈钢,因其优异的耐热性和耐蚀性,广泛应用于航空、船舶和化工等行业。然而,304不锈钢硬度较低,抗空蚀性能不足,作为水轮机叶片材料时,其表面在复杂环境下易出现凹坑、剥落等现象,显著缩短叶片使用寿命。【方法】为提升304不锈钢的使用寿命,采用激光熔覆技术在其表面制备了新型铁基合金熔覆层。通过相分析、组织观察、EBSD分析、硬度测试和空蚀试验,系统分析了熔覆层的相组成、晶体学特征、显微硬度及抗空蚀性能。【结果】研究结果显示,铁基合金熔覆层主要由α-Fe基体相和Cr_(23)C_(6)相组成。熔覆层成形质量良好,几乎无微裂纹,仅有少量孔隙。显微结构呈现出典型的非平衡凝固特征,由枝晶及枝晶间的网状组织构成,并从底部至顶部依次出现平面晶、胞状晶、柱状晶及等轴晶的形貌。EBSD分析表明,熔覆层内形成了高密度晶界且无明显织构。熔覆层横截面显微硬度在640~750 HV 0.2之间,显著高于304不锈钢基体的显微硬度(187.6 HV 0.2)。这种高硬度主要归因于溶质原子引起的固溶强化、分散在网状枝晶间的Cr_(23)C_(6)和Cr_(7)C_(3)硬质相的第二相强化,以及高密度晶界带来的晶界强化。在300 min的空蚀试验中,304不锈钢基体的累计质量损失为24.8 mg,而铁基合金熔覆层的损失仅为7.8 mg,约为基体的31.5%。整个试验过程中,熔覆层的累计质量损失均低于304不锈钢基体。空蚀损伤表面分析表明,空泡腐蚀过程中气泡坍塌产生的剪切波会在材料表面形成应力积累,导致滑移带的生成,滑移带处易萌生并扩展裂纹,最终造成材料剥落形成空蚀坑。细小晶粒、高晶界密度及高显微硬度是熔覆层具备优异抗空蚀性能的关键因素。【结论】高硬度铁基合金熔覆层显著提升了304不锈钢基体的抗空蚀性能。本研究设计并制备了一种用于304不锈钢表面改性的高硬度铁基合金熔覆层,为激光熔覆技术在水轮机叶片表面强化涂层中的应用提供了潜在的解决方案。 展开更多
关键词 激光熔覆技术 304不锈钢 铁基合金 相分析 显微组织 织构 显微硬度 抗空蚀性能
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岩质边坡生态修复基材配比及性能研究 被引量:1
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作者 苏丹辉 颜阳 +6 位作者 王永忠 张济法 冯海波 李冉 谭思祺 段佳文 周建伟 《地质科技通报》 北大核心 2025年第1期251-261,共11页
随着经济的高速发展,矿产资源开发、道路电力等基础设施的建设产生了大量岩质边坡,对区域生态系统产生了严重影响。由于工艺简单、经济高效的特点,客土喷播技术广泛应用于岩质边坡的生态修复工作。但传统喷播基材黏结性及稳定性较差,导... 随着经济的高速发展,矿产资源开发、道路电力等基础设施的建设产生了大量岩质边坡,对区域生态系统产生了严重影响。由于工艺简单、经济高效的特点,客土喷播技术广泛应用于岩质边坡的生态修复工作。但传统喷播基材黏结性及稳定性较差,导致高陡岩质边坡的修复效果不可持续。因此,亟需开发针对性的生态修复基材。通过盆栽实验和正交实验,探索了不同配比的基材性质的优劣,包括基材保水性、水平收缩率、容重、植物发芽株数、植物生长高度,并筛选出性能优良的土壤基材。在此基础上,通过抗冲刷实验,分析筛选出土壤基材的抗冲刷性能,并进一步筛选出适用于高陡岩质边坡生态修复的最优配比基材。结果表明,适量的保水剂可提高植物的发芽率与生长高度,而稍高含量的黏结剂(wB大于0.15%)不仅使植物的生长高度减小,还会降低植物的生长速率;不同配比基材的性能具有明显差异,但各项指标几乎都优于空白对照组的自然土壤;经过筛选,基材P6、P10、P16、P1、P15的植物生长状况、物理结构及保水性良好;随着坡度和降雨强度的升高,基材流失量明显增加,并且基材P15具有优越的抗冲刷性能。因此,当边坡坡度较小(60°以下)或者偶发大雨时,基材可直接应用于边坡生态修复;当边坡坡度较大(60°以上)或者频发大到暴雨时,基材应用时应搭配防护网等工程。该研究对于岩质边坡的生态修复具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 岩质边坡 生态修复 客土喷附 基材配比 基材性质 植物生长 保水性 抗冲刷
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高寒区堆石混凝土一体化厚层浇筑坝体温度研究
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作者 夏勇 杨家琦 +2 位作者 赵恒 张喜龙 金峰 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第5期202-213,共12页
【目的】低水化热温升和施工速度快的堆石混凝土(Rock-Filled Concrete,RFC)筑坝技术契合了高寒区的筑坝需求,针对其在高寒区建设过程中的仓内温度变化情况进行现场监测可为其在高寒区的设计建设提供基础资料与参考依据。【方法】为研... 【目的】低水化热温升和施工速度快的堆石混凝土(Rock-Filled Concrete,RFC)筑坝技术契合了高寒区的筑坝需求,针对其在高寒区建设过程中的仓内温度变化情况进行现场监测可为其在高寒区的设计建设提供基础资料与参考依据。【方法】为研究高寒区RFC坝在一体化厚层浇筑下的坝体温度变化与分布规律,对叶巴滩二道坝(坝顶高程2730.0 m)的坝体温度展开了现场跟踪监测,累计在13个施工仓面内布设了83个温度测点。【结果】结果显示:抗冲耐磨层自密实混凝土(Self-Compacting Concrete,SCC)的水化热温升均值为24.77℃,显著高于坝体RFC的10.94℃;当浇筑层厚增加0.5 m时,C25-RFC的水化热温升均值的变化幅度仅为0.02℃,而C30-SCC则从24.33℃增加到27.24℃,上升了近3.0℃;堆石内部测点(30 cm深)与堆石外部测点(5~15 cm)的入仓温度与水化热温升度数相差不大,且会随时间推移逐渐趋于一致。【结论】结果表明:(1)在高寒区抗冲耐磨一体化通仓厚层浇筑的情况下,坝体局部高温、高温度梯度区一般会分布在上下游抗冲耐磨层表面;(2)浇筑层厚的适当增加,对坝体RFC水化热温升幅度影响较小,但对抗冲耐磨层SCC的影响较大;(3)当混凝土标号和浇筑层厚一定时,抗冲耐磨层的水化热温升度数相对稳定,可通过调整入仓温度来使其峰值温度满足设计要求。 展开更多
关键词 高寒区 堆石混凝土 一体化厚层浇筑 坝体温度 抗冲耐磨层 影响因素
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阳离子黏土稳定剂降低水敏损害实验研究
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作者 张加敏 甄恩龙 +3 位作者 张光明 胡磊 姜顺东 陈立峰 《石油化工》 北大核心 2025年第8期1140-1146,共7页
以胡尖山长9油藏为例,选用含仲胺基团的阳离子黏土稳定剂FCM-1,通过制备人工岩心并模拟储层注水冲刷条件,分析了欠注原因、动态耐冲刷性能及适用条件;并结合黏土矿物粒径分布和SEM表征,探讨了黏土稳定剂的作用机理。实验结果表明,平均... 以胡尖山长9油藏为例,选用含仲胺基团的阳离子黏土稳定剂FCM-1,通过制备人工岩心并模拟储层注水冲刷条件,分析了欠注原因、动态耐冲刷性能及适用条件;并结合黏土矿物粒径分布和SEM表征,探讨了黏土稳定剂的作用机理。实验结果表明,平均水敏损害率为62.5%,属于中等偏强程度,是欠注的主要原因;在注入5 PV的3.0%(w)FCM-1后,经历20 PV注入水驱,相较原始水敏损害率降低了21.2%,显示出良好的耐冲刷性;通过二分法确定了3.0%(w)FCM-1的限制流速为2.74 cm^(3)/min;低含量FCM-1主要通过电性中和作用发挥效果,而高含量FCM-1则通过吸附层包覆和空间位阻作用,提高团聚体致密度,增强颗粒迁移阻力并降低孔喉堵塞风险。 展开更多
关键词 欠注现象 黏土稳定剂 敏感性 动态耐冲刷性 适用条件
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黑土区坡耕地表层土壤抗冲性及团聚体流失特征
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作者 晏锦辉 王涵 +3 位作者 赵怡凯 魏思雨 薛婷婷 付玉 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第1期211-221,共11页
为探明坡耕地表层土壤抗冲性及团聚体流失特征,以黑土坡耕地表层原状土(0~6 cm)为研究对象,通过室内模拟放水冲刷试验,在5种冲刷流量(6、12、18、24和30 L/min)条件下,探究土壤抗冲系数与冲刷历时、冲刷流量以及土壤团聚体流失特征之间... 为探明坡耕地表层土壤抗冲性及团聚体流失特征,以黑土坡耕地表层原状土(0~6 cm)为研究对象,通过室内模拟放水冲刷试验,在5种冲刷流量(6、12、18、24和30 L/min)条件下,探究土壤抗冲系数与冲刷历时、冲刷流量以及土壤团聚体流失特征之间的关系,以揭示黑土坡耕地表层土壤的抗冲性及放水冲刷前后对团聚体流失特征的影响。结果表明:1)整体上看,土壤流失总量随冲刷流量增大逐渐增加。不同冲刷流量条件下,土壤流失量随冲刷历时的延长呈指数函数递减。2)在冲刷流量6、12和18 L/min条件下,土壤抗冲系数随冲刷历时的延长呈幂函数递增。3)土壤团聚体流失特征受不同冲刷流量影响程度不同。整体上看,随着冲刷流量的增大,土壤团聚体稳定性逐渐下降,≤0.25 mm粒径团聚体质量分数逐渐增大。与此相反,>2 mm粒径团聚体质量分数呈逐渐减小的趋势。>0.5~1 mm团聚体为6、12、18 L/min冲刷流量下的主要流失粒径,流失比例为26.84%~29.66%。4)在冲刷流量6、12、18 L/min条件下,≤0.25 mm粒径团聚体质量分数较放水冲刷前分别增加2.49、14.17和4.18倍。结果还表明:随着冲刷流量的增大,黑土坡耕地表层土壤流失总量逐渐增加,土壤抗冲性越强,土壤团聚体稳定性逐渐下降。此外,3种冲刷流量下土壤抗侵蚀能力表现为6>12>18 L/min。研究结果可为明晰黑土坡耕地表层土壤抗冲性变化和农耕地利用提供参考。 展开更多
关键词 土壤抗冲性 坡耕地 土壤抗冲系数 原状土 团聚体
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