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有机助磨剂对水泥性能的影响及其有机水泥化学分析(英文)
孔祥明;路振宝;张艳荣;张珍林;金烨;王栋民;现代水泥、混凝土中大量使用化学外加剂,特别是有机化合物和高分子聚合物化学外加剂,例如:水泥助磨剂、混凝土超塑化剂、引气剂、增稠剂等,大量有机物的加入改变了水泥水化过程、水化动力学、微观结构的发展,传统的水泥混凝土化学不再能很好地解释其微观结构与宏观性能的关系。为此,提出一个新兴的水泥混凝土化学的补充分支—有机水泥化学,在未来的水泥混凝土研究中该给予更多的重视。以有机化学外加剂—助磨剂为例,说明其对水泥水化动力学、水化产物形态以及水泥浆体的超塑化剂需求量、流变特性、强度发展等宏观性能的影响。水泥中加入微量的助磨剂,不仅改变了水泥颗粒分布,还改变了水化动力学,促进起始离子的溶解和铝酸钙(C3A)和铁铝酸钙(C4AF)的早期水化,明显地提高早期强度和28 d强度。助磨剂吸附在水泥表面改变了水泥的表面性质,其中助磨剂和Ca2+、Fe2+螯合起关键作用。
粉煤灰水泥石碳化性能的化学分析
万朝均;张廷雷;陈璐圆;夏建民;李有光;开发了一种自制测量装置。利用该装置,沿碳化深度方向,分层测定了碳化粉煤灰水泥石中CaCO3的含量。绘制了"CaCO3含量–深度"曲线。根据曲线特点,定义了完全碳化区、部分碳化区、未碳化区等概念和碳化程度、碳化速度等特征指标。研究了粉煤灰掺量、水胶比、龄期、养护条件、碳化前烘干处理、碳化时间、碳化湿度等对粉煤灰水泥石碳化性能的影响。结果表明:粉煤灰掺量越大,水胶比越高,龄期越短,养护环境越干燥,碳化前试件越干燥,粉煤灰水泥石的抗碳化性能越差;碳化时间越长,碳化湿度越低,粉煤灰水泥石的碳化程度越高;但碳化速度随碳化时间的增长而减慢。这些结论与文献报道的用其他方法得到的公认的结论一致。本方法还得到了更加深入的研究结果,即:粉煤灰掺量越大、粉煤灰水泥石中可碳化物质的相对含量越低;水胶比、龄期、养护条件、碳化时间、碳化湿度基本不改变粉煤灰水泥石中可碳化物质的相对含量;龄期、养护条件可改变未碳化粉煤灰水泥石中碳酸盐的相对含量。
以PMMA为造孔剂的凝胶注模工艺制备多孔Al_2O3陶瓷
郝边磊;陈仕乐;张健;汪长安;以Al_2O3为原料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂、异丁烯/马来酸酐共聚物(Isobam104)为胶凝剂和分散剂、一水柠檬酸(CA)作为稳定剂,采用凝胶注模与造孔剂相结合的方法制备出多孔Al_2O3陶瓷。研究了分散胶凝剂、稳定剂含量对浆料流变性能的影响,以及造孔剂添加量、不同烧结温度对多孔Al_2O3陶瓷气孔率和抗压强度的影响。结果表明:制备的多孔Al2O3陶瓷具有均匀的多孔结构,平均孔径为4μm左右;当造孔剂含量从10%(质量分数)增至50%时,多孔Al_2O3陶瓷的气孔率从45.53%上升至64.98%,抗压强度从31.74 MPa下降至9.83 MPa;当烧结温度从1 500℃升高至1 650℃时,多孔Al_2O3陶瓷的气孔率从60.31%下降至47.81%,抗压强度从9.00 MPa上升至54.75 MPa。
混凝土外加剂的控制释放技术
王浩川;冯攀;冉千平;张琪;邵丽静;刘新;穆松;外加剂在需求日益增加的混凝土工程中发挥着重要作用,其在混凝土中的释放行为对其作用效果有着十分重要的影响。随着控制释放技术的引入,外加剂的作用效率得到提高,过早释放所带来的不利影响得以减轻,从而更有利于混凝土质量的控制。综述了混凝土外加剂的控制释放技术,介绍了控制释放技术的概念和分类,混凝土外加剂领域内的控制释放技术现状,重点阐述了基于被动响应和主动响应的不同混凝土外加剂控释机制。
固体氧化物电解池关键材料及其海水电解研究进展
李德胜;郭虎;胡莹珍;何喜红;邱国兴;刘森辉;李成新;固体氧化物电解池(SOEC)在本质上是固体氧化物燃料电池(SOFC)的逆向模式，通过电化学过程在电极侧实现氢气/碳氢燃料气体的析出，具有简单、灵活、低能耗等显著优势，能量转换效率高达85%～95%。作为目前极有望实现大规模高效制氢的先进电化学能量转化装置，SOEC稳定性和寿命的提升，对实现中国能源结构调整、推进“双碳”目标进程具有重要意义。本文针对燃料电极、固态电解质、氧电极3大关键部件的材料选择、服役性能等研究现状展开了系统讨论，分别对其电流密度、电压衰减率、阻抗、电导率及产氢速率等性能参数进行了详细归纳。在此基础上，提出了SOEC技术在未来电解海水制氢中的应用潜力，并就复合电极等关键部件材料的发展进行了展望。
溶剂热法原位制备TiO2/Ti_3C_2Tx复合材料及其光催化性能
郑会奇;陈晋;赵杨;王文东;雷西萍;以Ti_3C_2Tx为基底材料,异丙醇(C_3H_8O)为诱导剂,通过溶剂热法制备TiO2/Ti_3C_2Tx复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对样品物相组成及微观结构进行表征。结果表明:在Ti_3C_2Tx层状表面均匀生长出锐钛矿晶型的TiO2,所得TiO2/Ti_3C_2Tx复合材料光生电子传输性能提高。TiO2/Ti_3C_2Tx-24 h在500 W汞灯(波长为365 nm)照射下其光催化性能最佳,75 min可降解甲基橙(MO)95%,比纯TiO2光催化剂降解效率提高了67.7%。
羰基铁粉–碳纤维水泥基复合材料的吸波性能
王振军;李克智;王闯;解静;采用海军研究实验室反射率测试系统,研究了单掺碳纤维和复掺羰基铁粉碳纤维水泥基复合材料在2～18 GHz频率段的吸波性能。利用扫描电镜和X射线衍射仪分析了复合材料微观结构和组成成分的变化。结果表明:单掺碳纤维时,在2～8 GHz低频率段,反射率随碳纤维掺量增加逐渐增强;在8～18 GHz高频率段,随碳纤维掺量增加,复合材料吸波性能波动较大。与单掺0.6%碳纤维复合材料相比,复掺羰基铁粉碳纤维复合材料在2～4 GHz低频率段,吸波性能无明显改善;在4～12 GHz频率段,反射率下降;在12～18 GHz高频率段,最小反射率为–11.9 dB,且吸收频带宽达7.3 GHz,呈完全吸收性。羰基铁粉有效地拓宽了复合材料在高频率段对电磁波的吸收频宽,但随掺量增加,吸波性能变化范围较小。
硅砖中α-方石英的晶体结构与形貌
任刚伟;常亮;卫晓辉;黄振武;刘卓峰;高振昕;利用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪研究了几种不同状态硅砖的晶体形貌和晶格常数。结果表明:经1350℃煅烧72h,1450℃再煅烧3h的块状结晶石英岩,70%的石英已转化为微晶方石英。1430～1450℃经48～72h烧成未用的硅砖主相为鱗石英和方石英,并有少量残留石英。经<1250℃使用15年的硅砖主相为鱗石英和方石英,已不见残存石英。经1550～1600℃使用3年的硅砖的稳定相只有α方石英,其晶格常数为:a0=0.49695nm;c0=0.69250nm,形成的方石英都具有标准的晶格构造,粒状酷似八面体的四方双锥,未见正三角形晶粒。
非晶硅太阳能电池背反ZnO:Al薄膜制备
肖海波;曾湘波;刘石勇;彭文博;石明吉;张长沙;以ZnO:Al(2%Al2O3,质量分数)为靶材,用射频磁控溅射在玻璃衬底上制备ZnO:Al薄膜,分析了各沉积参数对薄膜光电性能的影响。结果表明:溅射功率对ZnO:Al的透过率影响最大,其次是反应腔室压力,而衬底温度对透过率几乎没有影响。ZnO:Al的电阻率主要取决于衬底温度和溅射功率。综合考虑透过率和电阻率,确定了背反ZnO:Al的最佳沉积参数(衬底温度为200℃,溅射功率为200W,反应腔室压力为0.6Pa),得到了透过率大于85%,电阻率最小为7.6×10-4Ωcm的ZnO:Al薄膜。制备了ZnO:Al/Ag/ss(stainless steel)背反电极,并将其用于非晶硅太阳能电池。与无背反的不锈钢衬底上的电池相比,非晶硅太阳能电池短路电流密度增加了16%。
SiO2纳米多孔绝热材料的制备与绝热性能研究
杨自春;陈德平;以纳米SiO2粉末为主要原料,添加红外遮光剂和无碱超细玻璃纤维,采用干压法成型成功制备了密度小、导热系数低的SiO2纳米多孔绝热材料。为改善高温条件下的绝热性能,重点研究了红外遮光剂的选取及其影响。结果表明:以SiC作为红外遮光剂的SiO2纳米多孔绝热材料可有效降低高温下的红外热辐射。