光学 精密工程
2023, 31(10): 1475
1 江苏科技大学环境与化学工程学院，江苏 镇江 212100
2 上海外高桥造船有限公司，上海 200137
3 江苏大学机械工程学院，江苏 镇江 212013
激光除锈是解决船用钢表面腐蚀的有效手段，激光除锈参数的不同会导致除锈效果和耐腐蚀性能的差别，因此有必要系统研究激光除锈后钢表面耐腐蚀性能的变化规律。本文以EH36船用钢为研究对象，研究激光能量密度和扫描速度等参数对耐腐蚀性能的影响，研究表面形貌和元素成分的变化，阐明激光参数对腐蚀性能的影响规律，在此基础上确定耐腐蚀性能最优的激光除锈工艺。研究表明：EH36钢的耐腐蚀性能随激光能量密度和扫描速度的增大呈现先提高后降低的趋势，在最优参数下钢表面的氧含量符合耐腐蚀要求。当激光能量密度为3.820 J/cm2时，激光能量过量烧蚀基底，金属基底的晶粒尺寸变小、晶粒细化，晶界处活性位点密度变高，有利于金属的溶解，并降低了金属表面腐蚀产物的稳定性，从而降低耐腐蚀性能。在2.546 J/cm2激光能量密度、3000 mm/s扫描速度下，EH36 钢表面具有最优的耐腐蚀性，腐蚀电流密度比原始材料降低了57%。
激光技术 激光除锈 耐腐蚀性能 船用钢板 表面形貌 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0514011
1 武汉科技大学城市建设学院, 武汉 430065
2 武汉科技大学高性能工程结构研究院, 武汉 430065
3 武汉纺织大学工程造价系, 武汉 430200
4 中建三局第一建设工程有限责任公司, 武汉 430040
本文研究了单掺丁苯胶粉(SBR)和复掺SBR/纳米SiO2(NS)对水泥基材料抗折强度、抗压强度、吸水率、抗氯离子渗透系数的影响规律, 并采用XRD、DSC-TG、FTIR、SEM-EDS、MIP等手段对水泥基材料水化产物和微观结构进行分析, 探究单掺SBR和复掺SBR/NS对水泥基材料强度及抗渗性能的影响机理。结果表明, 复掺SBR/NS显著改善了由单掺SBR引起的水泥基材料早期强度下降的问题, 单掺SBR和复掺SBR/NS均可降低试样的吸水率、吸水速率和非稳态氯离子迁移系数, 且复掺效果优于单掺。微观测试表明: 单掺SBR可降低Ca(OH)2的含量, 减少有害孔和多害孔的数量, 增加结构整体性; 复掺SBR/NS可进一步降低Ca(OH)2的含量, 促进水化反应生成更多C-S-H, 提高C-S-H的聚合度, 降低最可几孔径, 减少少害孔、有害孔和多害孔的数量, 降低水化产物的钙硅比, 从而增强试样的抗折强度和抗压强度并提高其抗渗性能。
丁苯胶粉 纳米SiO2 强度 吸水率 快速氯离子迁移系数法 孔结构 styrene-butadiene rubber powder nano SiO2 strength water absorption RCM pore structure
1 武汉科技大学城市建设学院，武汉 430065
2 武汉科技大学高性能工程结构研究院，武汉 430065
3 武汉纺织大学工程造价系，武汉 430200
4 中建三局第一建设工程有限责任公司，武汉 430040
本文研究了蒸汽养护条件下，甲酸钙/纳米C-S-H(NC)复合对粉煤灰-水泥体系早期抗压强度的影响，并结合XRD、DSC-TG、MIP、SEM及FTIR等手段分析了其影响机理。结果表明：蒸汽养护条件下掺入甲酸钙能显著提高粉煤灰-水泥体系的早期抗压强度，且掺量为1.5%(质量分数)时效果最佳；甲酸钙能促进水泥和粉煤灰水化，提高水化产物的生成速率，降低粉煤灰-水泥体系的孔隙率和总孔容；在掺入甲酸钙的基础上掺入NC可进一步提高体系抗压强度，且随着NC掺量的增加而提高；NC能促进水化产物生成，提升水化程度，细化孔结构，提高体系致密度。
甲酸钙 纳米C-S-H 粉煤灰-水泥体系 水化机理 孔结构 蒸汽养护 calcium formate nano C-S-H fly ash-cement system hydration mechanism pore structure steam curing
1 武汉科技大学城市建设学院, 武汉 430065
2 武汉科技大学高性能工程结构研究院, 武汉 430065
3 武汉纺织大学工程造价系, 武汉 430200
研究了乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)对硫铝酸盐水泥(CSA)净浆抗压强度、凝结时间、干燥收缩、质量损失及浆体内部温度的影响规律, 并通过XRD、FTIR、SEM及EDS等测试手段对6 h、28 d龄期时的水化产物及微观结构进行分析。结果表明: 掺入EVA后CSA净浆的凝结时间显著缩短, 6 h的抗压强度升高, 而1 d、3 d、28 d的抗压强度降低; CSA净浆的干燥收缩和质量损失率随着EVA掺量的增加逐渐减小; EVA的掺入提高了CSA净浆内部温度曲线的峰值, 加快了峰值出现的时间。微观分析表明: EVA对CSA净浆6 h的水化具有促进作用, 使其生成了更多的钙矾石, 而对其28 d的水化具有抑制作用, 水化产物有所减少。
硫铝酸盐水泥 水化产物 力学性能 微观结构 改性机理 EVA EVA calcium sulfoaluminate cement hydration product mechanical property microstructure modification mechanism
1 武汉科技大学城市建设学院，武汉 430065
2 武汉纺织大学工程造价系，武汉 430200
C-S-H是通用硅酸盐水泥主要的水化产物，对水泥基材料的性能起着十分重要的作用，但水泥水化产物复杂，难以从水化产物中分离出纯净的C-S-H并研究其对水泥基材料的影响。故本文通过双分解法制备了纳米C-S-H（NC）颗粒，并将其掺入矿粉-水泥体系中，通过无接触式电阻率测定仪、X射线衍射仪、差热分析仪（DSC-TG）、扫描电镜、压汞测试仪（MIP）等探究了NC对矿粉-水泥体系水化的影响。研究发现，在1%~4%(质量分数)掺量范围内，掺入NC可缩短基体的凝结时间，并为水泥早期水化提供更多的活性位点，加速水化产物的形成和沉淀，促进水化产物之间的搭接，从而降低了基体孔隙率并使基体早期强度和水化浆体电阻率均有所提升。
矿粉-水泥体系 纳米C-S-H 水化 电阻率 早期强度 孔结构 slag powder-cement system nano C-S-H hydration electrical resistivity early strength pore structure
Author Affiliations
Abstract
State Key Lab of ASIC, Department of Communication Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, China
In this Letter, we propose a novel constellation-shaping carrier-less amplitude and phase (CAP) modulation scheme to alleviate the systematic nonlinearity in visible light communication (VLC) systems. A simple geometric transformation shaping method is employed to convert the normal square lattice constellation into multiple circular constellations. The feasibility and performance are investigated and experimentally demonstrated by a 1.25 Gb/s CAP-modulated VLC system. The results indicate that the circular constellation has better resistance to systematic nonlinearity compared with a rectangular constellation. The dynamic range of input signal peak-to-peak values promotes 20% at a low bias voltage nonlinear area and 50% at a high bias voltage nonlinear area. To the best of our knowledge, this is the first time constellation-shaping CAP has ever been reported in indoor high data rate VLC systems.
060.4080 Modulation 060.2605 Free-space optical communication Chinese Optics Letters
2017, 15(3): 030602
Author Affiliations
Abstract
State Key Lab of ASIC, Department of Communication Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, China
With the rapid development of the light-emitting diode (LED) industry, interest in visible light communication (VLC) is growing. The limited bandwidth of commercial LEDs is one of the main challenges to achieve high-speed VLC. In this Letter, a kind of bandwidth-efficient VLC system based on carrierless amplitude and phase (CAP) modulation is proposed, where a simple differential faster-than-Nyquist (FTN) pre-coding scheme is employed to compress the spectrum and further improve the overall system baud rate. The system is experimentally demonstrated with a data rate of 1.47-Gb/s over 1.5 m free space transmission. The results indicate that an improvement of 80 Mbaud is achieved by FTN-CAP4 at 20% subband overlap and 40 Mbaud rate improvement by FTN-CAP16 at 7.5% subband overlap. Compared with traditional CAP, the FTN pre-coded CAP shows a better performance in spectral efficiency (SE) and intercarrier interference resistance. To the best of our knowledge, it is the first time to employ FTN pre-coded CAP in indoor high-data-rate VLC systems.
060.2605 Free-space optical communication 060.4510 Optical communications Chinese Optics Letters
2017, 15(8): 080601
1 中国石油大学(华东), 山东 青岛 266580
2 中国石油大学胜利学院, 山东 东营 257061
采用高能激光束对岩石表面进行照射, 通过对实验中孔径、孔深、去岩量、去岩效率等参数的测量与计算, 研究激光功率及辐照时间对花岗岩预钻孔效果的影响。结果表明, 随激光功率增加, 破岩孔径、去岩量、去岩效率增加, 孔深出现波动, 钻孔速度变化不大; 随激光辐照时间增加, 破岩孔径、孔深、去岩量增加, 激光钻孔速度、去岩效率明显下降。该实验条件下, 激光功率越大, 辐照时间越长, 去岩效果越好; 激光功率为1 000 W时, 钻孔效果较好。
花岗岩 激光钻孔 激光功率 辐照时间 granite laser rock drilling laser power irradiation time
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Information Science of Electromagnetic Waves, Ministry of Education, Department of Communication Science and Engineering, Fudan University, Shanghai 200433, China
2 National Engineering Research Center for Broadband Networks and Applications, Shanghai 200433, China
Carrierless amplitude and phase (CAP) modulation is generating increasing interest for short-reach optical communications. Polarization multiplexing (PolMux) is a good way to improve the CAP system’s data rate further with the limited bandwidth of electrical devices. In this Letter, we experimentally demonstrate a 56 Gb/s direct-detection PolMux CAP system over a 15 km fiber link for the first time, to our best knowledge. Two-band CAP modulation with different modulated orders for each band is employed. An optical filter at the receiver is utilized to realize the polarization separation. No extra digital signal processing for polarization-dependent distortion is required.
060.4080 Modulation 060.4230 Multiplexing 060.2330 Fiber optics communications Chinese Optics Letters
2015, 13(8): 080602
