1 中交路桥建设有限公司，北京 101100
2 中山市武汉理工大学先进工程技术研究院，中山 528400
3 珠海春禾新材料研究院有限公司，珠海 519000
本文研究了水化热抑制剂(TRI)对水泥-粉煤灰-矿渣复合胶凝材料早期水化过程。通过改变矿物掺合料在胶凝材料中的质量占比以及TRI的掺量，研究了胶凝材料的水化特性，并基于 Krstulovic-Dabic 水化动力学模型计算了反应速率常数、几何晶体生长指数等动力学参数。结果表明，矿物掺合料和TRI复合使用会延缓胶凝材料水化并降低最大放热速率；复合胶凝材料的水化过程均有结晶成核与晶体生长、相边界反应以及扩散3个阶段，Krstulovic-Dabic水化动力学模型能较好地模拟各复合胶凝材料的水化过程；矿物掺合料和TRI会影响复合胶凝材料水化产物的结晶成核以及晶体生长，并降低复合胶凝材料各阶段的水化速率。
水化热抑制剂 粉煤灰 矿渣 水化历程 水化动力学 Krstulovic-Dabic模型 temperature rising inhibitor fly ash slag hydration process hydration kinetics Krstulovic-Dabic model
1 电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 610000
2 陆军研究院装甲兵研究所，北京 100072
设计了一种无偏振片液晶透镜的离焦深度测量（DFD）方法。分别建立液晶透镜成像下的o光和e光的高斯模糊退化模型，将其加权求和得到自然光在液晶透镜成像下的模糊退化模型，求取自然光和e光下深度估计对噪声的偏导，并进行数值仿真，结果表明，自然光模型比e光模型抗干扰能力更强，小模糊光斑比大模糊光斑抗干扰能力更强。在无偏模糊均衡滤波器（UDE）算法的基础上，利用导向滤波对偏差进行滤波，并对置信度模型进行修正，引入实例分割对估计结果进行优化。搭建了放大率恒定的液晶透镜光学成像系统，实现了自然光条件下利用液晶透镜的深度测量。实验结果表明，本文方案和e光条件下UDE方法相比，均方根误差降低了56%。
机器视觉 无偏振片 液晶透镜 失焦深度估计 无偏滤波器 实例分割 光学学报
2023, 43(14): 1415002
1 中山市武汉理工大学先进工程技术研究院, 中山 528437
2 武汉理工大学资源与环境学院, 武汉 430070
3 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室, 武汉 430070
预处理是碳化养护制度中的关键步骤, 对水泥浆体碳化非常关键。在本文中, 通过紫外线照射的方式对拟碳化养护的水泥试件进行预处理, 并与标养预处理对比, 测试并分析了硅酸盐水泥浆体的碳化深度、抗压强度、CO2吸收量及水化产物结构形态变化。结果表明, 在相同时间内, 水泥试件经过紫外预处理后的质量损失是标养预处理的5.3倍, 而在加速碳化后其碳化深度较标养预处理提高了2.4倍, 碳化反应后其质量增加4.5倍, 早期强度提高了18.9%, CO2吸收量提高了0.25%。紫外预处理增加了碳化水泥试件高聚合度硅胶(Q3+Q4)的含量。因此, 紫外预处理可明显加快试件失水和脱钙进程, 对水泥试件碳化过程具有显著的增强作用。
硅酸盐水泥 二氧化碳养护 紫外预处理 标养预处理 碳化深度 抗压强度 Portland cement CO2 curing UV pretreatment standard curing pretreatment carbonization depth compressive strength
1 西北大学化工学院, 西安 710069
2 西北大学物理学院, 西安 710127
采用水热法制备了孪晶Mn0.5Cd0.5S (T-MCS)固溶体, 随后借助原位水热法获得Zn0.76Co0.24S/T-MCS纳米异质结光催化剂。结果表明: Mn0.5Cd0.5S固溶体是六方纤锌矿Mn0.5Cd0.5S (WZ-MCS)及立方闪锌矿Mn0.5Cd0.5S (ZB-MCS)交替形成的孪晶同质结; 引入Zn0.76Co0.24S可增强体系光响应能力, 提高表面载流子数量, 其中3% Zn0.76Co0.24S/T-MCS异质结在Na2S/Na2SO3混合溶液中的产氢速率可达132.9 mmol/(g·h) (300 W氙灯, λ>420 nm), 分别是Zn0.76Co0.24S和T-MCS的332.2倍和1.9倍。能带结构分析发现, WZ-MCS和ZB-MCS形成的II型同质结可实现T-MCS体相载流子的快速分离, T-MCS与Zn0.76Co0.24S之间形成的S-scheme异质结不仅促进了二者界面电荷迁移, 而且保留了T-MCS价带空穴与Zn0.76Co0.24S导带电子强的氧化还原能力, 本工作构建的同质异质结可有效提高体系的产氢动力学。
光催化产氢 孪晶结构 II型同质结 异质结 电荷转移 photocatalytic H2 production twin structure type-II homojunction heterojunction charge transfer
1 电子科技大学光电科学与工程学院，四川 成都 611731
2 陆军研究院装甲兵研究所，北京 100072
提出了一种液晶透镜与玻璃镜头组合的新型局部变倍成像系统，以解决传统变倍成像系统中机械结构体积较大、非线性运动设计难度较大、变倍数离散等问题。首先对所提出系统进行了说明，给出了系统各参数间的关系。对实验装置进行了介绍，重点介绍了液晶透镜结构及双偏振结构。对所提系统进行了实验验证，通过改变液晶透镜组所加电压调节孔径区域内成像变倍比。这说明在系统组件无机械移动的条件下可通过调节液晶透镜组所加电压实现局部变倍成像，且变倍比连续可调。此系统不仅简化了传统变倍成像系统的机械结构，使变倍系统轻量化、小型化成为可能，还为图像细节信息的获取与分辨提供了新方法。
成像系统 液晶透镜 变倍成像 焦距可变 多分辨率 光学学报
2022, 42(23): 2311001
1 新疆农业大学资源与环境学院, 新疆 乌鲁木齐 830052
2 新疆农业科学院土壤肥料与农业节水研究所, 新疆 乌鲁木齐 830091
通过磷酸(H3PO4)和焦磷酸(H4P2O7)对生物炭改性能够使其更适于农业应用。 探明H3PO4和H4P2O7改性生物炭的P赋存形态与结合方式, 将有助于揭示其表面P的生物有效性。 以麦秆生物炭(WBC)与棉秆生物炭(CBC)为原料, 分别通过H3PO4和H4P2O7制备了H3PO4改性生物炭(P-WBC和P-CBC)和H4P2O7改性生物炭(PA-WBC和PA-CBC)。 利用拉曼光谱(Raman)与扫描电镜能谱(SEM-EDS)对改性生物炭结构与P分布变化进行表征, 采用傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)探究改性生物炭表面P结合方式, 并结合Hedley磷分级方法与可见分光光度法, 定量分析改性前后生物炭中P形态及含量变化。 结果表明, H3PO4和H4P2O7改性后生物炭IG/ID值增大, 石墨化结构增强, 形成了含P颗粒状结构。 H3PO4和H4P2O7改性促进了生物炭表面羧基(—COOH)、 P—O—P和P—H等酸性官能团与含P基团的形成, 且H3PO4改性生物炭和H4P2O7改性生物炭表面官能团种类相似。 XPS结果显示, 与WBC和CBC相比, 改性处理中的O(1s)峰相对含量显著增加了13.15%~32.44%, P(2s)峰相对含量显著增加了18.54%~27.02%(p<0.05)。 反褶积分峰将P(2s)与O(1s)分为C—P—O, C—O—P, O=P—O C=O与(或) P=O C—O—C与(或)P—O—C和P—O—P六类。 较H3PO4改性而言, H4P2O7改性能够促进更多C—O—P, O=P—O C—O—C与(或)P—O—C和P—O—P键的形成。 改性也使得生物炭中总P含量显著增加, 且PA-WBC和PA-CBC中P含量显著高于P-WBC和P-CBC。 与WBC和CBC相比, 改性处理中活性P含量显著提高2.36~14.77 g·kg-1, 稳定态P含量显著降低0.06~0.17 g·kg-1(p<0.05)。 与P-WBC和P-CBC相比, PA-WBC和PA-CBC的活性P、 中等活性P分别显著增加了5.27~15.66和0.53~0.64 g·kg-1, 稳定态P含量减少了0.03~0.34 g·kg-1(p<0.05)。 H3PO4和H4P2O7改性改变了P在生物炭表面的结合方式, 同时增加了P的活性。 H3PO4和H4P2O7改性生物炭间, 不同形态P含量和结合方式的差异对进一步探究P的生物有效性具有重要意义。
生物炭 改性 磷形态 光谱分析 Biochar Modification Phosphorus species Spectral analysis 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3084
1 南京电子器件研究所, 南京 210016
2 电子科技大学 电子科学与工程学院, 成都 611731
基于GaN/AlGaN/GaN-on-Si材料,研制了一种高压低功耗新型肖特基二极管(SBD)。由于异质结的极化效应,在AlGaN/GaN界面会产生高浓度的二维电子气(2DEG),在GaN/AlGaN界面产生二维空穴气(2DHG)。首先,在正向阻断时,随着偏压的升高,2DEG和2DHG被完全耗尽,在界面处留下固定的正/负极化电荷而构成极化结,电力线从正电荷指向负电荷,使得漂移区内的电场分布较均匀,提高了二极管的击穿电压。其次,肖特基二极管的阳极GaN/AlGaN层被完全刻蚀,获得了低的开启电压。最后,开发了低损伤ICP刻蚀工艺,降低了肖特基接触界面的缺陷,减小了反向泄漏电流和开启电压。实验结果表明,二极管的击穿电压为1 109 V@1 mA/mm,开户电压为0.68 V,比导通电阻为1.17 mΩ·cm2,Baliga FOM值为1 051 MW/cm2。该SBD兼具高击穿电压和低开启电压的特点,均匀性好。
功率二极管 肖特基二极管 GaN GaN power diode 2DHG 2DHG SBD
1 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200444
2 复旦大学应用经济学博士后流动站, 上海 200433
3 浦发银行博士后科研工作站, 上海 200002)
为了实现多表面干涉测量, 提出了一种基于最小二乘原理的迭代移相算法。通过将二次反射信号纳入最小二乘求解方程中, 进一步提高干涉测量精度。根据最小二乘原理将理论值与实际干涉信息相联系从而构建最小二乘方程, 该方程分为两部分: 初始相位的迭代计算和每两帧之间的移相值的迭代, 通过 21帧干涉图的迭代结果, 求解得到较为准确的初始相位分布。仿真结果表明, 不考虑二次反射信号的求解精度为 10 nm, 将该信号纳入计算以后可将求解精度提高到 0. 3 nm。通过实测数据的实验结果可知, 该算法可以求解出较为精确的相位分布, 并且求解结果中没有杂波干扰和谐波信号残余, 能够实现多表面透明透镜的高精度测量。
干涉测量 多表面干涉 移相算法 二次反射信号 最小二乘迭代 interference measurement multi-surface interference phase shifting algorithm secondary reflection signal least square iteration 光学 精密工程
2020, 28(12): 2605
红外与激光工程
2020, 49(3): 0303014
