1 石家庄铁道大学工程力学系，河北 石家庄 050043
2 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室，河北 石家庄 050043
针对长脉冲热波激励后采集到的红外原始热图中缺陷对比度低、缺陷边缘模糊等问题，本文提出了一种基于傅里叶变换、频域相位积分和保边滤波的红外序列图像处理方法，该算法首先对冷却时间段内采集到的红外原始热图进行消背景处理，再利用傅里叶变换将试样表面的红外辐射信息转化为相位信息，频域相位积分处理可以将不同频率下缺陷的相位信息整合至一幅相位积分图中，最后通过保边滤波器及自适应伽马变换对积分图像进行增强和量化。该算法克服了传统方法需要人工从多张频率或成分图中甄别出最优检测结果的缺点，并且可以消除加热不均匀的影响，改善缺陷的可视化。试验结果从定性和定量两个角度验证评估了该算法的有效性，并讨论了采集参数的影响。
长脉冲热像法 傅里叶变换 相位增强 复合材料
1 上海交通大学 核科学与工程学院上海 200240
2 哈尔滨工程大学 核科学与技术学院哈尔滨 150009
螺旋十字燃料（Helical-Cruciform Fuel，HCF）是一种革新形式的燃料组件，具有比传热面大、导热距离短、旋流交混强、无须格架支撑的特点，可提高堆芯功率密度。然而，HCF组件自支撑位置可能发生应力集中，导致包壳产生塑性变形甚至破裂。本文研究不同工况下HCF棒束热力耦合响应，以包含中心目标棒及周围的3×3棒束单元为计算域进行热力耦合分析，获得HCF组件的应力应变响应，评价包壳完整性。结果表明：HCF包壳外表面von Mises应力和塑性变形最大值总是出现在相邻燃料的接触位置；翼片顶部包壳应力受接触约束和包壳内外表面温差影响，肋部凹槽区域的应力与包壳径向温度梯度有关；相对于单相工况，饱和沸腾工况下HCF包壳塑性变形大但von Mises应力小；反应性引入事故和破口失水事故下，包壳的von Mises应力和塑性应变分别低于350 MPa和0.04，且包壳温度低于锆水反应温度。
螺旋十字燃料 热力耦合分析 燃料性能 Helical cruciform fuel Thermal-mechanical analysis Fuel performance
通过热剥离(空气、氢气), 超声剥离及硼氢化钠化学剥离的方式对体相石墨型氮化碳进行处理, 制备了不同性能的薄层氮化碳。采用X射线衍射、X射线光电子能谱、Fourier变换红外光谱、固体紫外可见漫反射谱、氮气物理吸附等仪器对所制样品的结构和性能进行了表征, 并考察了样品对水相有机污染物的光催化降解性能。结果表明: 剥离方式对氮化碳的物化和光催化性能有较大的影响, 在空气中剥离的氮化碳(g-CN_A)表现出最佳的光催化性能, 40 min时对盐酸四环素(TC)的降解率高达99.87%, 且4次循环使用后仍具有良好的循环稳定性。捕获剂探究反应机理实验结果表明, 超氧自由基(·O2-)是该反应的主要活性物种。
石墨型氮化碳 剥离方式 光催化降解 盐酸四环素 反应机理 graphitic carbon nitride exfoliation method photocatalytic degradation tetracycline hydrochloride reaction mechanism
1 上海交通大学 机械与动力工程学院 上海 200030
2 中广核研究院有限公司 深圳 518000
铅铋冷却快堆（Lead-Bismuth Cooled Fast Reactor）蒸汽发生器传热管发生破口（Steam Generator Tube Rupture，SGTR）事故时，高压水蒸汽进入一次侧高温液态金属。根据破口位置和尺寸不同，破口泄漏行为可能涉及破前泄漏（Leak-Before-Break，LBB）、单相临界流或两相临界流，不同形态的水在高温液态金属作用下发生不同形式的热质传输行为，对铅铋冷却快堆的安全运行具有重要影响。针对SGTR不同阶段，开展了系列研究，重点关注管内干涸阶段SGTR，传热管微裂纹低流量单相蒸汽渗入螺旋管束间液态铅铋合金（Lead- Bismuth Alloy，LBE）下降流场中汽泡动力学行为。基于VOF（Volume of Fluid）模型建立蒸汽-LBE两相流动及相界面捕捉数值模拟模型，研究高温LBE向下运动的流场中的单根传热管和3×3管束表面蒸汽泡生长与脱离行为。研究结果表明：汽泡在下降流场中的动力学行为与静止或向上流动的液体中的行为存在较大区别，蒸汽泡受LBE下降流场和浮力的作用脱离裂纹处后可能会沿着传热管表面滑动，在部分工况下蒸汽泡可能形成覆盖传热管表面的蒸汽膜或在管束区域内大量堆积，给LBE流动稳定性和蒸汽发生器换热带来不利影响。
铅铋冷却快堆 SGTR 下降流场 LBB 汽泡动力学 Lead-bismuth cooled fast reactor SGTR Descending flow field LBB Bubble dynamics
1 1.天津大学 环境科学与工程学院, 天津300072
2 2.国网山东省电力公司电力科学研究院, 济南250002
3 3.天津大学 化工学院, 天津300072
4 4.天津大学 海洋科学与技术学院, 天津 300072
重金属污染具有高毒性、持久存留和生物积累等特性, 严重危害人体健康和生态安全。本研究通过氯化钙对玉米芯残渣和膨润土混合物进行碱改性, 在无氧条件下高温煅烧制备了一种碱改性生物炭-膨润土复合物(CaO-Bent-CB)。该复合物的比表面积高, 达到441.1 m2/g, 明显高于直接煅烧制备的生物碳(132.7 m2/g)和碱改性生物炭(177.2 m2/g)。进一步评价了该复合物对水中铅离子吸附性能, 结果表明在水中铅离子浓度为120 mg/L, 膨润土与玉米芯残渣质量比为1:5, 用量为1 g/L条件下, 吸附6 h后铅离子去除率达98%, 吸附量为109.6 mg/g, 均高于生物炭(13.4 mg/g)、膨润土(72.9 mg/g)和碱改性生物炭(86.9 mg/g)。此外, 采用CaO-Bent-CB对铅离子污染土壤进行稳定化处理, 当土壤中铅离子浓度为2200 mg/kg, CaO-Bent-CB用量为土壤干重的8%时, 在pH=3.2的硫酸-硝酸浸提液中浸出12 h, 酸浸出铅离子浓度低至4.5 mg/L, 低于危险废物鉴别标准值(5 mg/L)。上述研究结果表明这种生物炭-膨润土共改性复合物在重金属污染水体和土壤修复中具有很好的应用前景。
玉米芯残渣 生物炭 粘土 重金属 土壤修复 corncob residue biochar clay heavy metal soil remediation
1 华南师范大学光电子材料与技术研究所微纳米光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州510631
2 广东工业技术研究院, 广东 广州510650
以聚碳酸酯(PC)粉体、 有机硅光扩散剂和YAG∶Ce荧光粉为原料, 通过熔融共混法和高温压模法及减薄抛光工艺制备出不同有机硅光扩散剂质量分数的PC/YAG∶Ce光散射荧光树脂样品, 通过SEM、 XRD、 透射光谱和PL的性能分析, 表明: 荧光树脂样品在500～800 nm光谱范围有较高的透光率, 样品的主相都为Y3Al5O12, 在342和448 nm有两个激发波峰, 发射光谱在532 nm有一宽峰, 属于Ce3+的5d→4f特征跃迁发射, 对应的荧光寿命在61.5 ns左右。 把荧光树脂样品应用到白光LED器件的封装获得的光效为81.12 lm/W@100 mA, 说明PC/YAG∶Ce荧光树脂片适用于作白光LED封装的新型荧光材料。
荧光树脂 聚碳酸酯 白光LED Fluorescent resin YAG∶Ce YAG∶Ce Polycarbonate White LED 光谱学与光谱分析
2014, 34(12): 3178
1 华南师范大学光电子材料与技术研究所 微纳米光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州510631
2 广东工业技术研究院, 广东 广州510650
采用熔融共混法和高温压模法制备出PC/YAG∶Ce荧光树脂片, 样品经减薄和抛光处理后, 通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)、透射光谱等测试手段进行分析。厚度为0.87 mm的样品在500~800 nm范围内的透过率约为65%。样品主相为Y3Al5O12, 在342 nm和448 nm有两个激发峰。样品的发射光谱在532 nm有一宽峰, 属于Ce3+的5d→4f特征跃迁发射。荧光树脂片中荧光粉含量越高, 样品发射强度越大, 是一种适合用于白光LED封装的新型荧光材料。
白光LED 荧光树脂 聚碳酸酯 white LED fluorescent resin YAG∶Ce YAG∶Ce polycarbonate
1 华南师范大学光电子材料与技术研究所, 广东 广州510631
2 烁光特晶科技有限公司, 北京100018
采用金属醇盐法制备MgAl2O4前躯体, 通过高温煅烧2～4 h得到纯相MgAl2O4粉体, 再将其与YAG∶Ce荧光粉均匀混合, 利用热压烧结并结合热等静压处理得到MgAl2O4/Ce∶YAG透明陶瓷。 利用XRD, SEM, EDS和荧光光谱仪对样品进行物相和光学性能分析。 实验表明样品由MgAl2O4和YAG两相组成, YAG晶粒均匀地分散在MgAl2O4基质中。 样品在340和475 nm有两个激发峰。 发射光谱在533 nm处有一宽峰, 属于Ce3+的5d→4f特征跃迁发射, 其荧光寿命为59.74 ns。 结果表明, MgAl2O4/Ce∶YAG透明陶瓷是一种可用于白光LED的新型荧光材料。
铝酸镁 透明陶瓷 白光LED YAG YAG MgAl2O4 Transparent ceramic White LED 光谱学与光谱分析
2013, 33(5): 1175
1 华南师范大学 光电子材料与技术研究所, 广东 广州 510631
2 烁光特晶科技有限公司, 北京 100018
采用金属醇盐法制备MgAl2O4前驱体, 通过高温煅烧2~4 h得到纯相MgAl2O4粉体, 再将其与YAG∶Ce荧光粉均匀混合, 利用热压烧结并结合热等静压处理得到MgAl2O4/Ce∶YAG透明陶瓷。 利用X射线衍射、紫外-可见分光光度计等测试手段对样品进行表征。样品由MgAl2O4和YAG两相组成, 在340 nm和475 nm有两个激发峰。发射光谱在533 nm有一宽峰, 属于Ce3+的5d→4f特征跃迁发射。该透明陶瓷封装蓝光芯片所得白光LED器件在35 mA驱动下的发光效率为133.47 lm·W-1, 其寿命及色温稳定性优于采用传统方式封装的白光LED。实验结果表明MgAl2O4/Ce∶YAG透明陶瓷是一种可用于白光LED的新型荧光材料。
铝酸镁 透明陶瓷 白光LED YAG YAG MgAl2O4 transparent ceramic white LED
