张鹏 1,2张少明 1,*毕中南 2谈震 3[ ... ]王睿 2
作者单位
摘要
1 钢铁研究总院有限公司,北京 100081
2 北京钢研高纳科技股份有限公司,北京 100081
3 北京工业大学材料与制造学部,北京 100124
激光粉末床熔融(LPBF)技术具有成形精度高、表面粗糙度低、成形件性能优异等特点,是目前金属增材制造领域中应用最广泛的一种成形技术。其中,铺粉过程作为LPBF技术的关键环节,粉末床铺粉质量对铺粉致密度及成形件性能具有重要影响,基于此,本文综述了LPBF技术中铺粉致密度的影响因素。首先,总结了粉末床铺粉质量的表征评价方法,如图像分析法、X射线原位监测法和取样器法等。在此基础上,从粉末特征和铺粉工艺出发,分别阐述了粉末粒度、粉末形貌、粉末制备方法、粉末再循环及铺粉工艺参数对粉末床铺粉致密度的影响规律。其中,粉末的粒度分布和形貌是影响铺粉致密度关键因素,较宽的单峰分布和粗细颗粒混合的双峰分布有利于提高粉末堆积密度。粉末的形貌越接近球形,粉末流动性越好,越有利于提升粉末铺展性和铺粉均匀性。粉末堆积密度和铺粉均匀性共同作用将提升粉末床铺粉致密度和成形样品的致密度。铺粉工艺条件的变化可以影响粉末床的铺粉质量及密度,其中控制合理的铺粉速度、选用滚筒类型的刮刀和增大基体的粗糙度将进一步提升粉末床的铺粉致密度。最后,本文对进一步提升粉床的铺粉致密度的方法和技术进行了展望。
激光技术 激光粉末床熔融 铺粉致密度 粉末粒度 粉末形貌 离散元模拟 成形缺陷 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0514009
李晓涛 1,2刘东 1,2,3,4,*肖达 1张凯 1[ ... ]邓洁松 1
作者单位
摘要
1 浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室,浙江 杭州 310027
2 东海实验室,浙江 舟山 316021
3 浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心,浙江 嘉兴 314000
4 浙江大学杭州国际科创中心,浙江 杭州 311200
5 浙江大学地球科学学院浙江省地学大数据与地球深部资源重点实验室,浙江 杭州 310027
提出一种基于正则化方法改进的气溶胶微物理特性反演算法,通过引入模式半径范围作为先验约束,并对差异最小值附近的解进行平均,以解决反演时存在的欠定问题。对1500组不同类型的气溶胶粒径分布进行仿真,测试了所提反演算法对气溶胶微物理特性参数的反演精度与稳定性。考虑在20%随机高斯噪声的影响下,90%以上气溶胶的有效半径、体积浓度和表面积浓度反演相对误差可被控制在±33%、±45%和±50%范围内。误差统计结果表明,所提算法基于多波长的气溶胶光学特性,可实现对气溶胶粒径分布的可靠反演。
大气光学 多波长激光雷达 正则化方法 气溶胶粒径分布 微物理特性 
光学学报
2024, 44(6): 0601013
陈永亮 1,2,*张轶轲 1陈铁军 1成亮 1[ ... ]王全 1
作者单位
摘要
1 武汉科技大学资源与环境工程学院,武汉 430081
2 武汉科技大学国家环境保护矿冶资源利用与污染控制重点实验室,武汉 430081
为促进高钙粉煤灰高附加值利用,以粉煤灰为主要原料,采用水玻璃碱激发方式,获得具有优异力学性能的地聚合物,进而以过氧化氢为发泡剂,十二烷基磺酸钠(SDS)为稳泡剂,优化发泡工艺,制备多孔发泡地聚合物,并采用Image-Pro Plus图像软件对发泡截面孔径分布进行分析,利用XRD、FTIR和SEM-EDS对发泡地聚合物微观结构进行表征。结果表明:在液固比为0.50、碱当量为10%(质量分数)、水玻璃模数为1.50、H2O2掺量为3%(质量分数)、SDS掺量为0.3%(质量分数)和80 ℃发泡4 h条件下,标准养护制备的试块28 d抗压强度为1.78 MPa,表观密度为631 kg/m3。发泡地聚合物孔径小且分布均匀,密度较低。聚合产物为少量C-S-H凝胶和大量钙铝钠协同反应产生的N(C)-A-S-H凝胶,保证了发泡地聚合物的机械强度。
高钙粉煤灰 地聚合物 碱激发 发泡剂 孔径分布 N(C)-A-S-H凝胶 high calcium fly ash geopolymer alkali excitation foaming agent pore size distribution N(C)-A-S-H gel 
硅酸盐通报
2023, 42(8): 2787
作者单位
摘要
1 兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室,兰州 730070
2 兰州交通大学土木工程学院,兰州 730070
3 江苏省建筑科学研究院有限公司,高性能土木工程材料国家重点实验室,南京 210008
4 东南大学材料科学与工程学院,南京 211189
高原气候环境下基础设施结构混凝土材料强度、耐久性所面临的问题逐渐凸显,研究高原气候环境对混凝土性能的影响具有重要意义。通过低气压试验箱模拟95.0、70.7、57.6、47.0和38.7 kPa气压环境,测试了不同养护气压下水泥净浆的抗压强度、孔结构和物相组成。结果表明,在同一龄期时,随着养护气压的降低,水泥净浆的抗压强度逐渐降低,孔隙率逐渐增加,最可几孔径逐渐增大,过渡孔比例减小,毛细孔和大孔的比例增加,水化产物中的Ca(OH)2逐渐减少。此外,本文还分析了水泥净浆抗压强度与孔结构的关系,基于水泥净浆孔结构参数,建立了水泥净浆抗压强度预测模型。
低气压 水泥净浆 抗压强度 孔隙率 孔径分布 物相组成 low air pressure cement paste compressive strength porosity pore size distribution phase composition 
硅酸盐通报
2023, 42(10): 3439
郭奕群 1,*张同生 1,2李嘉豪 1幸泽佳 1[ ... ]余其俊 1,2,3
作者单位
摘要
1 华南理工大学材料科学与工程学院, 广州 510640
2 广东省建筑材料低碳技术工程技术研究中心, 广州 510640
3 合肥工业大学土木与水利工程学院, 合肥 230009
通常采用大量掺加辅助性胶凝材料的方式提高胶凝材料的抗Cl-渗透性能, 进而提升混凝土结构的耐久性和服役寿命, 但会显著降低早期力学性能。为提高早期强度和抗Cl-渗透性能, 基于初始浆体密堆积与水化过程孔隙有效填充, 设计细、中、粗粒度区间胶凝材料的种类和掺量, 提高浆体的初始堆积密度和水化产物固氯能力, 从而细化孔径并增大孔隙曲折度, 采用59%的水泥熟料(粒径范围4~55 μm), 成功制备了3 d抗压强度27.3 MPa、28 d Cl-扩散系数低至0.36×10-12 m2/s的高抗渗透复合胶凝材料, 为水泥基材料微结构调控和抗渗性能提升奠定基础。
抗氯离子渗透 复合胶凝材料 颗粒级配 水化产物 氯离子固化 chloride resistance blended cementitious materials particle size distribution hydration products chloride binding 
硅酸盐学报
2023, 51(5): 1181
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031
散射矩阵是描述介质散射特性的重要参数,该参数对介质的理化特性敏感。为研究利用该参数对气溶胶进行识别及理化特性获取的可行性,设计并实验测量了聚α烯烃和氯化钠两种气溶胶样品的散射矩阵,讨论了二者矩阵元素的角度分布规律,并基于Mie散射理论,采用模板匹配的方法利用测量结果对聚α烯烃气溶胶的粒径分布进行了反演。结果表明通过矩阵元素的角度分布规律可以对两种气溶胶进行有效识别与区分,结合相关散射模型与反演方法还可以获得气溶胶的理化特性。该研究为气溶胶识别及其理化特性的获取提供了方法参考。
散射矩阵 气溶胶识别 粒径分布 反演 scattering matrix aerosol recognition particle size distribution inversion 
大气与环境光学学报
2023, 18(3): 191
郭毅松 1,2,3,*刘乐冕 1,2,3陈剑锋 1,2,3
作者单位
摘要
1 福州大学晋江科教园区海洋工程研发中心,晋江 362200
2 福州大学生物科学与工程学院,福州 350108
3 福州大学天然产物与中药现代化研究所,福州 350108
以天然植物组织油茶粕为原料, 通过水提法制备绿色发泡剂, 并采用物理发泡方式制备泡沫混凝土, 研究混泡时间、水胶比和泡沫掺量对泡沫混凝土干密度、抗压强度及孔结构的影响。结果表明: 绿色发泡剂泡沫稳定性高, 可用于制备低密度泡沫混凝土, 是一种优质的新型绿色发泡剂; 当泡沫掺量为750 mL、混泡时间为180 s、水胶比为0.45时, 所制备的A05密度等级泡沫混凝土的吸水率为45%, 抗压强度为1.52 MPa, 并且绿色发泡剂制备的泡沫混凝土孔径分布均匀, 孔径小(最大气孔孔径dmax<0.6 mm), 气孔形态完整。
油茶粕 绿色发泡剂 泡沫混凝土 物理发泡 微观孔结构 孔径分布 camellia meal green foaming agent foam concrete physical foaming microscopic pore structure pore size distribution 
硅酸盐通报
2023, 42(4): 1226
作者单位
摘要
华中科技大学光学与电子信息学院,湖北 武汉 430074
动态光散射技术在微米与亚微米级颗粒系粒径分析领域中具有广泛应用,但缺乏非球形颗粒系粒径分布(PSD)的反演模型和算法,限制了其在生物医疗等领域中的应用。基于机器学习方法,设计了基于广义回归神经网络(GRNN)的PSD反演模型和算法,可应用于多角度动态光散射法的粒径分析场景中。以生物医疗领域中的双凹圆饼形和椭球形血红细胞作为典型的非球形颗粒物模型,通过仿真实验测试了所设计的算法。实验结果表明,与传统的正则化Tikhonov算法相比,所设计的反演算法粒径分析准确性更好且耗时更短。对多角度动态光散射法中的散射角度数量进行了仿真实验。结果表明,仅使用2个散射角度处获得的数据依然能实现非球形颗粒系粒径分布的准确反演。
散射 多角度动态光散射 颗粒系粒径分布 广义回归神经网络 非球形颗粒分析 
光学学报
2023, 43(9): 0929002
姚田帅 1,2,3田青 1,2,3,*张苗 1,2祁帅 1,2[ ... ]蔡基伟 1,2
作者单位
摘要
1 河南大学土木建筑学院, 开封 475004
2 绿色建筑材料国家重点实验室, 北京 100024
3 安徽省建设领域碳达峰碳中和战略研究院, 合肥 230601
采用湿泡沫拌合法以再生微粉(RP)为主要原料制备了泡沫保温材料, 通过测量泡沫的稳定时间、浆体的流动特性与凝结过程, 结合试件的抗压强度、干密度、孔隙率以及导热系数等指标, 探讨了浆体组成对泡沫存活状态的影响规律以及RP的最大掺量。结果表明: 泡沫的稳定性与浆体的黏度、凝结过程存在适宜的匹配状态, 当水固比为0.80、浆体黏度为1.7 Pa·s左右、终凝时间小于30 min时, 预制泡沫具有较好的存活状态; RP的最大掺量可达70%, 所制备泡沫保温材料的抗压强度为1.15 MPa, 导热系数为0.118 W/(m·K), 符合JG/T 266—2011泡沫混凝土标准A06等级要求。
再生微粉 泡沫保温材料 废弃混凝土 孔径分布 抗压强度 导热系数 recycled powder foam insulation material waste concrete pore size distribution compressive strength thermal conductivity 
硅酸盐通报
2023, 42(1): 222
汤沛 1,2邵士勇 1,*刘强 1许满满 1,2[ ... ]韩永 3
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 中山大学大气科学学院,广东 珠海 519000
基于南海北部海域开展的走航观测,测量了颗粒直径为14~680 nm的气溶胶数浓度,分析了气溶胶数浓度时空分布、粒径分布特征。以核模态、Aitken核模态和积聚模态为基础,统计了气溶胶粒径谱谱型并对其分布模式进行了对数正态拟合。同时,讨论了航程中遭遇的一次冷锋过程对气溶胶数浓度、粒径和组分分布的影响。结果表明:沿海海域气溶胶总数浓度超过6800 cm-3,远海海域气溶胶总数浓度约为1700 cm-3;海洋气溶胶中位数粒径谱符合对数正态分布,近海气溶胶多为双峰型,峰值数浓度在200 cm-3左右,而远海气溶胶多为单峰型,峰值数浓度在60~100 cm-3之间;冷锋过程前的气溶胶样品属于海源气溶胶,呈现海洋本底气溶胶特征,而冷锋过程后的气溶胶样品为受台湾岛污染影响的陆源气溶胶。
海洋光学 海洋气溶胶 亚微米颗粒 数浓度 粒径分布 对数正态分布 
光学学报
2023, 43(6): 0601008

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