采用静态坩埚法将AOD炉渣线区镁钙砖在1 700 ℃空气气氛下高温热处理3 h后进行抗渣试验。结合XRD、SEM、EDS等测试手段, 分析了AOD炉两个阶段炉渣对渣线区镁钙砖的侵蚀机理。结果表明: 低碱度的氧化期炉渣对镁钙砖侵蚀明显, 炉渣在表面张力和毛细管力作用下, 进入镁钙砖内部与CaO反应生成低熔点的铁酸二钙2CaO·Fe2O3(C2F), 促进砖中CaO溶解, 破坏了原有的致密结构, 使反应层结构变得疏松、易剥落; 镁钙砖中方镁石晶簇吸收液态渣中的铁、铬、锰氧化物, 并在其晶内和晶间形成复合尖晶石结构, 从而提高镁钙砖表面渣的黏度, 减缓渣的侵蚀; 还原期炉渣碱度较高, 对镁钙砖的侵蚀作用较弱, 主要表现为SiO2向砖内侵蚀渗透, 以及体积效应和温度梯度导致镁钙砖表面小尺寸方镁石晶簇向渣中剥落。

为了探究不同来源板状刚玉的使用性能差异, 从而通过对原料的针对性选择实现耐火制品的长寿化应用。以不同碱度的钢包渣为侵蚀介质对 3种不同显微结构特征的板状刚玉骨料进行侵蚀实验, 揭示了不同显微结构对板状刚玉骨料抵抗熔渣侵蚀过程中界面反应的影响, 明确了高碱度与低碱度环境下的优势孔隙结构与作用机制。研究表明: 由于气孔簇结构的数量与侵蚀过程中的氧化铝溶解量成正比, 在高碱度条件下 (CaO和 SiO2质量比大于 4), 渣料界面会生成二铝酸钙 (CA2)及六铝酸钙(CA6)的复合层状结构, 起到一定的保护作用, 复合层的厚度与气孔簇的数量成反比；在低碱度条件下 (CaO和 SiO2质量比约等于 1), 圆形孔隙结构特点导致熔渣内生成大量 CA6细晶结构, 抗侵蚀效果较差, 而少量的气孔簇结构导致在骨料表面形成 CA6沉积层并生成更大尺寸 CA6晶体桥接区域, 从而抵抗熔渣侵蚀。

太赫兹光谱技术作为获取物质在太赫兹频段信息的主要方法, 已经被广泛应用于物质成分的测定, 而其在成分分布成像方面则有着更广阔的应用前景, 例如片剂药品的有效成分检测、 行李安检的危险物品检测等。 现有的太赫兹光谱探测方法时域光谱技术(THz-TDS)和频域光谱技术(THz-FDS)均不能很好地兼顾光谱分辨率与扫描时间; 且获得物质光谱数据往往要花费数秒乃至数分钟时间(取决于光谱仪的结构), 这对多像素成像系统显得过于迟缓, 更无法达到视频成像的速率需求, 严重制约了太赫兹光谱成像的实际应用。 目前的太赫兹波成像多为全频段波强度成像, 只能反映样品的空间分布信息, 并不能反映出样品的光谱即成分信息。 因此, 对太赫兹光谱探测速率的提升十分迫切, 太赫兹光谱高速探测的实现不仅可以显著减少物质成谱的实验耗时, 还为实现物质的太赫兹光谱成分分布成像提供了可能。 提出了一种基于迈克尔逊干涉仪的太赫兹光谱高速探测方法, 在设计了该方法装置结构的基础上, 理论分析了其工作过程, 同时进行了太赫兹光谱的计算。 然后从数据采样、 数据处理及参数选择这几个方面进行问题分析, 计算得出该方法能够显著加快物质太赫兹光谱的扫描获取速率。 最后, 对该方法建模进行仿真研究, 模拟实现其完整的探测过程。 在仿真研究中, 以太赫兹辐射源的频谱分布为例, 将该方法的建模仿真结果与时域光谱技术(THz-TDS)测试结果进行了对比, 结果表明时域光谱技术(THz-TDS)所测得的频谱曲线可以近似看作是该高速光谱探测法所得频谱曲线的包络线, 两种不同方法所得频谱结果具有较强的一致性。 总之, 该方法能够进行样品的太赫兹光谱探测, 且在保证分辨率相同的前提下, 较时域光谱技术(THz-TDS)显著加快了成谱速率, 为实用、 高通量太赫兹光谱成像提供了一种可能。

近年来太赫兹技术因其重要的理论研究价值和广泛的应用前景引起了科学界的普遍关注。 太赫兹光谱技术作为太赫兹科学发展的主要方向之一, 可分为频域光谱与时域光谱两种。 它的出现解决了太赫兹波段下无法产生宽带辐射源的难题, 使得光谱学上存在的太赫兹断层得以填补。 随着这项技术的发展, 对太赫兹波段下物质特性的研究也逐步拓展到生物医学、 材料、 通信、 安检为代表的各个领域。 从产生原理、 性能特点、 应用领域等方面对两种光谱进行比较, 进而阐述了两种太赫兹光谱的优缺点以及其应用优势。

利用量子化学计算方法模拟物质的太赫兹吸收谱,可以为目标物质的太赫兹吸收特征匹配分子振动模式,对深刻理解谱的形成机理十分必要.模拟结果的可靠性,主要取决于目标物质初始构型的搭建和振动模式计算方法的选择.首先利用太赫兹时域光谱技术获取了谷氨酰胺固态样品的太赫兹吸收谱,为了在理论模拟过程中体现考虑分子间作用的程度,构建了三种常用于有机物太赫兹吸收谱模拟的谷氨酰胺初始构型,单分子、二聚体、晶胞.使用量子化学计算程序基于密度泛函理论对三种初始构型进行了结构优化和振动模式计算.将计算结果通过洛伦兹线型函数拟合为吸收谱与实验吸收谱进行对比发现,二聚体构型的模拟吸收谱从吸收峰个数上优于单分子构型,在此基础上,晶胞构型模拟结果从吸收峰峰位上又较二聚体构型有了明显的改进,随着初始构型考虑分子间作用的程度提高模拟结果逐步逼近实验吸收谱.在得到了可靠的理论模拟吸收谱的基础上,成功对谷氨酰胺固态样品在0.3~2.6 THz范围内的三个吸收峰匹配了晶胞内各分子的集体振动模式.研究表明,在固体样品的太赫兹吸收谱理论模拟中,在计算能力允许的情况下,应尽可能选择全面反映分子间作用力的晶胞构型作为计算的初始构型.

研究了固体有机样品的太赫兹介电谱与组分体积含量之间的关系。通过分析有效介质理论中的 CRI(Complex Refractive Index)模型, 得到样品的介电参数与组分体积含量的关系式。利用太赫兹时域光谱技术测得室温下两种氨基酸样品在 0.5～2.7 THz的介电性质, 样品的折射率、介电系数及介电损耗均随氨基酸体积含量增加而增大。选取氨基酸介电损耗谱特征峰位处的介电参数, 根据 CRI模型进行拟合, 得到折射率与体积含量的线性关系式, 介电系数和介电损耗与体积含量的二次函数关系式。研究结果有利于扩展太赫兹波段的定性定量分析手段, 并对聚合物基复合材料制备有一定参考意义。

利用太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）提取物质在太赫兹波段的吸收谱是太赫兹应用的一个重要方面。 THz-TDS实验系统中的被测样片一般是多种成份的微粒与稀释剂（PE）按一定摩尔浓度混合研磨后压制而成的薄圆片。 一般认为, 吸收谱中出现的随频率缓慢上升的基线是源于样品颗粒对THz波的散射。 该基线对准确获取吸收谱中的特征吸收峰的峰高和峰形信息产生了影响, 故为了进一步对吸收谱实现准确的定量分析, 应设法移除基线, 消除样品颗粒散射对吸收谱的影响, 使吸收谱中的特征吸收峰更准确的体现被测物质在太赫兹频段内的吸收特性。 对基线产生的原因进行了分析, 对近年来出现的散射处理方法进行了综述, 为了验证文献中去除散射方法的合理性, 选取三种氨基酸进行实验, 对比了去除散射影响前后氨基酸的摩尔浓度计算精度, 结果表明, 去除散射影响后部分氨基酸的摩尔浓度计算精度得到了提高, 最后综合实验结果提出了THz吸收谱中去除散射影响需要进一步研究的方向。

SRAM(Static Random Access Memory)型FPGA凭借其动态结构调整的灵活性等特点, 被广泛应用于工业领域。针对动态可重构功能单元的布局问题, 分析了模拟退火解决方案的局限性, 提出了基于电路分层划分和时延驱动的在线布局算法。算法首先按最小分割原则将电路划分为一定数目的层, 然后按自顶向下的原则在芯片的每一层中布局划分出的层, 同时保证电路关键路径的延时最小。实验结果表明, 所述算法在时延、线长和运行时间方面均优于VPR算法。

探讨了朗伯比尔定律在太赫兹谱段的应用, 研究了单一氨基酸压片样品(谷氨酰胺)和两种氨基酸混合压片(苏氨酸和胱氨酸)在不同浓度情况下对朗伯比尔定律的适用程度。 分析了吸光度和吸收系数在描述物质的太赫兹光学特性的区别。 通过对比单一组分在1.72 THz附近的吸收系数值和吸光度值, 验证物质对太赫兹波在两种吸收表征量下吸收随浓度变化的情况, 利用拟合优度的R2指标研究了各表征量下物质太赫兹吸收与浓度的线性关系的好坏; 分析两组分混合物在0.3～2.6 THz有效谱段的两种吸收表征量的太赫兹吸收情况, 利用相似性系数和估计浓度误差作为评价指标, 明确了在太赫兹谱定量测试中应采用吸光度的加和性而非吸收系数的加和性, 进一步明确朗伯比尔定律在太赫兹波段的应用。