为扩大磷石膏的综合利用，以原状磷石膏(RPG)和β-半水磷石膏(HPG)为主要原材料，利用偏高岭土(MK)和碱性激发剂(生石灰、水玻璃)改性制备磷石膏基复合胶凝材料。通过单因素试验探究MK掺量、水玻璃掺量及RPG和HPG的相对掺量对偏高岭土-磷石膏基复合胶凝材料(MKPGBM)力学性能、耐水性能和耐干湿性能的影响，并分析其作用机理。结果表明，MK、水玻璃及HPG掺量的增加均能有效提高MKPGBM的强度。MK和水玻璃掺量(以质量分数计)分别为7%~9%和21%~24%时，MKPGBM的力学性能和耐水性能最优。当RPG与HPG相对掺量(质量分数比)为5∶5时，MKPGBM的28 d抗压和抗折强度最优，分别为19.58和7.44 MPa；当RPG与HPG相对掺量为6∶4时，MKPGBM的综合性能较优，其28 d软化系数达到0.796。MK和掺合料的掺入能有效促进水化产物的生成并填充基体之间的孔隙，还能提高RPG内部颗粒的相互接触强度，进而达到改善磷石膏基复合胶凝材料力学性能、耐水性能及耐干湿性能的效果。
磷石膏 偏高岭土 抗压强度 抗折强度 软化系数 干湿性能 微观形貌 phosphogypsum metakaolin compressive strength flexural strength softening coefficient wet and dry property microscopic appearance
1 贵州大学土木工程学院，贵阳 550025
2 贵州省岩土力学与工程安全重点实验室，贵阳 550025
通过在磷石膏基复合材料(PGC)中掺入不同直径、长度和掺量的玄武岩纤维(BF)，探究BF对PGC耐久性能的影响。结果表明，BF的掺入能显著降低PGC的溶蚀率。随着BF掺量的增加，试样干湿循环和冻融循环强度整体提高，且与绝干强度变化机制类似，其中干湿循环的抗压和抗折强度较空白组分别提高了约22.3%和100.3%，冻融循环的抗压和抗折强度则分别提高了近46.5%和124.0%。同时，PGC的干湿循环与冻融循环强度系数整体随着BF掺量的增多而增大，干湿循环抗压和抗折强度系数分别上升至0.95和0.92，冻融循环抗压和抗折强度系数分别增长至0.71和0.62，这表明PGC耐久性能得到显著改善。此外，BF直径对PGC耐久性能的影响并不显著。本研究结果可以为纤维改性石膏基复合材料的耐久性能研究提供一定的参考。
玄武岩纤维 磷石膏基复合材料 耐久性能 溶蚀率 干湿循环强度 冻融循环强度 basalt fiber phosphogypsum-based composite durability corrosion ratio dry-wet cycle strength freeze-thaw cycle strength
1 中国科学院西北高原生物研究所, 青海 西宁 810008
4 青海师范大学生命科学学院, 青海 西宁 810008
无机元素与药材的药效密切相关, 其通过对次生代谢途径中各种酶活性的调节作用而影响中药中次生代谢产物的合成, 是中药质量控制不可或缺的特征参数。 为有效鉴别蒙古黄芪产地和品质差异, 找出蒙古黄芪的特征元素及其与产地的关系。 实验采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)测定青海省不同产地蒙古黄芪无机元素的种类与含量, 分别用SPSS 22.0和R包对数据进行聚类分析和主成分分析。 测定了黄芪中的12种元素, 主成分分析结果显示Ca, Fe, Li, P, K, Mg, Zn, AL, Na元素为蒙古黄芪的特征元素。 聚类结果表明不同产地的蒙古黄芪样品中无机元素的种类和含量与产地有一定的关联性, 当欧氏距离为8时, 可聚为三大类, S12为一类, S1, S2, S4, S5, S6, S7, S10, S11, S13, S16聚为一类, 其余的产地聚为一类, 结合ArcGIS样点分布图, 可更为直观地看出产地与其品质的关系。 此外, 建立了蒙古黄芪中无机元素的分布特征图谱, 不同产地蒙古黄芪无机元素特征图谱相似度均为0.996以上, 因此可结合指纹图谱对不同产地的蒙古黄芪进行识别分析。 从无机元素含量的主成分分析结果来看, 产于S10(互助县东沟乡纳卡村)的黄芪质量最优, 总因子得分值F最高, 其次是S7和S8, 可见, 互助县整体蒙古黄芪的品质较好。 结果表明蒙古黄芪具有丰富的矿物元素, 其含量受产地影响, 关注药材中元素的含量和种类, 不仅是对药理成分的补充说明, 更能从元素角度进一步揭示其品质优劣, 研究结果为蒙古黄芪的资源开发利用及品质鉴定提供参考依据, 为蒙古黄芪的质量安全控制提供保障。
蒙古黄芪 无机元素 主成分分析 聚类分析 电感耦合等离子体发射光谱 Astragalus membranaceus Inorganic elements Principal component analysis (PCA) Cluster analysis ICP-OES 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1407
沈阳建筑大学材料科学与工程学院, 沈阳 110168
采用氢氧化钾调节钠水玻璃模数制备复合碱激发剂, 以钠水玻璃模数、碱掺量为变量, 分析氢氧化钾对钠水玻璃激发矿渣胶凝材料性能的影响, 研究氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料在流动度、凝结时间及抗压强度等方面的变化规律。结果表明, 氢氧化钾-钠水玻璃复合激发剂的激发效果优于单一钠水玻璃激发剂。当钠水玻璃模数为1.2、碱掺量为8%(质量分数)时, 氢氧化钾-钠水玻璃激发矿渣胶凝材料流动度可达240 mm, 7 d、28 d抗压强度可达98.88 MPa和104.59 MPa, 比同等条件下的钠水玻璃激发矿渣胶凝材料7 d、28 d抗压强度分别提高了167%和22.9%。
氢氧化钾 钠水玻璃 复合碱激发剂 碱激发矿渣胶凝材料 流动度 凝结时间 抗压强度 potassium hydroxide sodium water glass compound alkali activator alkali-activated slag cementitious material fluidity setting time compressive strength
在细观层次上, 将混凝土视为由骨料、水泥砂浆及骨料-水泥砂浆间界面过渡区构成的三相复合材料, 基于Python语言, 运用蒙特卡罗方法建立具有周期性的混凝土单胞模型, 结合均匀化理论和周期性边界条件, 提出了考虑界面层作用的混凝土等效弹性模量预测方法。采用已有文献结果验证了模型预测值的有效性, 在此基础上, 进一步研究单胞尺寸、界面层厚度、骨料体积率及骨料最大粒径对混凝土等效弹性模量的影响规律。结果表明, 混凝土单胞模型可有效预测混凝土复合材料的弹性性能, 与已有方法预测结果的误差范围为1.87%～4.97%, 混凝土单胞模型的尺寸建议以150 mm为宜, 20%～40%内的骨料体积率对混凝土等效弹性模量的影响最为明显, 而界面层厚度与骨料最大粒径对混凝土弹性模量的影响较小, 呈单调递减或单调递增的影响规律。
混凝土 单胞模型 均匀化理论 周期性边界条件 等效弹性模量 骨料体积率 concrete unite-cell model homogenization theory periodic boundary condition equivalent elastic modulus aggregate volume rate
1 山西能源学院 能源与动力工程系, 山西 晋中030600
2 长春理工大学 材料科学与工程学院, 吉林 长春130022
采用全矢量有限元法设计了一种大模场双包层微结构光纤及锥形波导结构。采用复丝拉制方法制备了成分为45Bi2O3-29GeO2-15Ga2O3-10Na2O-1CeO2的大模场双包层微结构光纤, 纤芯直径为70 μm, 内包层的占空比为0.25, 模场面积约为3 014.8 μm2。采用熔融拉锥技术制备了纤芯直径为17.5 μm、有效模场面积为206.47 μm2的锥形光纤。在980 nm泵浦下研究了微结构光纤及其锥体的激光特性。结果表明, 拉锥后微结构光纤的激发光谱中心波长由1 550.2 nm向短波漂移至1 546.9 nm, 而输出激光光束质量因子M2由3.45±0.03显著减少至1.16±0.01。拉锥前后的斜率效率分别达到10.29 %和9.70 %。研究结果表明, 拉锥可有效改善大模场双包层有序微结构光纤的激光输出模式, 拉锥后的激光输出具有良好的单模特性。该项技术研究结果为大模场、高功率的激光光纤材料制备提供了新的技术途径。
Er3+/Yb3+共掺 微结构光纤光锥 模场 1.5 μm激光特性 Er3+/Yb3+ co-doped microstructure fiber taper mode field 1.5 μm laser characteristics
1 中国电子科技集团公司光电研究院, 天津
2 空装驻天津地区第三军事代表室, 天津
通过对GD32的在应用编程(IAP), 设计出一种可靠的远程升级方案, 在利用现有通信接口的条件下, 无需操作微处理器的BOOT信号以及连接升级线缆, 对GD32微处理器的应用程序实现软件升级。该方案在保证升级成功可靠的条件下, 节省了以往远端设备升级时由于拆卸升级线缆所带来的人力成本和时间成本, 对于包含多个嵌入式系统设备的远程在线升级具有一定的参考意义。
在应用编程(IAP) CAN总线 GD32 GD32 in application programming (IAP) CAN bus
1 重庆理工大学光纤传感与光电检测重庆市重点实验室, 重庆 400054
2 电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
3 重庆理工大学药物化学与分子药理学重庆市重点实验室, 重庆 400054
提出一种基于81°倾斜光纤光栅(81°-TFG)的新城疫病毒(NDV)免疫传感器。分析81°-TFG传感器的基本原理和传感特性。利用金黄色葡萄球菌蛋白A(SPA)修饰81°-TFG的表面,然后将自制的高纯度新城疫病毒单克隆抗体(MAbs)通过SPA分子固定于81°-TFG表面,从而制成对NDV抗原特异性检测的传感器。实验结果表明:该免疫传感器对NDV的探测极限在0.1 ~0.2 ng/mL之间,检测饱和点约为1.0 ng/mL;在0~1.0 ng/mL范围内具有良好的线性度(R2约为 0.982),灵敏度约为342 pm/(ng·mL
-1);且该传感器具有良好的可重用性和对NDV抗原的高度特异性,并能用于NDV的临床检测。相对于传统的免疫荧光技术、酶联免疫等生化检测方法,本文提出的方法具有免标记、操作简便、快速检测等优点。
光纤光学 免疫传感器 倾斜光纤光栅 新城疫病毒 光学学报
2017, 37(11): 1106001
基于多波耦合理论，利用Fortran编程软件，以TM模式为工作模式，对工作在太赫兹频段的开正弦槽同轴布喇格反射器的频率响应进行了仿真研究。研究结果表明，在高频高阶TM模式下，竞争模式和所需工作模式带隙之间的带隙重叠可以通过初始相位差的逐渐增大得到明显改善；频响特性曲线的残存旁瓣可通过加窗技术得到有效抑制；加正圆锥或者倒圆锥渐变波纹时，工作模式影响较小，竞争模式会相应地偏离中心频带，对带隙重叠的分离也有一定的影响。研究为同轴布喇格反射器在太赫兹领域以TM模式工作提供了可能性。
同轴布喇格反射器 太赫兹 横磁模 频率响应 coaxial Braggreflector terahertz transverse magnetic mode frequency response
1 长春理工大学 材料工程学院, 吉林 长春130022
2 长春大学 理学院, 吉林 长春130022
制备了掺镱多组分硅酸盐光子晶体光纤纤芯材料。其折射率为1.586, 有效荧光半高宽为85.3 nm, 荧光寿命为1.30 ms。分析了光纤结构参数对光子晶体光纤的归一化频率(单模截止条件)、数值孔径、有效模面积、非线性效应和限制损耗等参数的影响。设计了以该材料为纤芯, 内包层为八边形、五层空气孔的新型结构光子晶体光纤。用有限元法对该光子晶体光纤性能进行了数值模拟。结果表明, 该光纤有效模场面积为1 150 μm2; 当空气孔直径为21.6 μm、孔间距为60 μm时, 内包层数值孔径达到0.45。
纤芯材料 结构参数 有效模场 数值孔径 fiber core material structural parameter effective mode numerical aperture
