1 中国矿业大学力学与土木工程学院，徐州 221116
2 江苏建筑职业技术学院江苏建筑节能与建筑技术协同创新中心,徐州 221116
3 中国矿业大学江苏省工程环境影响与结构安全重点实验室，徐州 221116
为探究复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土的抗冻融性能，对三种胶凝材料体系的混凝土，在四种不同水胶比下，进行快速冻融试验与压汞试验。从外观损伤、质量损失、相对动弹性模量及孔隙结构等方面研究其抗冻融性能退化规律。结果表明：在相同条件下，适当降低水胶比可以提高混凝土的抗冻融性能；与普通混凝土相比，由石灰石粉、矿渣和粉煤灰等矿物掺合料与水泥组成的复合胶凝材料体系，提高了混凝土抗冻融性能；因矿渣活性高于粉煤灰，“20%(质量分数,下同)石灰石粉+15%粉煤灰+15%矿渣”混凝土抗冻融性能弱于“20%石灰石粉+30%矿渣”混凝土；矿物掺合料能细化混凝土孔径，提升抗冻融性能。通过理论分析与试验数据回归，建立了不同胶凝材料体系下复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土冻融损伤模型。
复合石灰石粉-粉煤灰-矿渣混凝土 抗冻融性能 压汞试验 外观损伤 质量损失 相对动弹性模量 冻融损伤模型 composite limestone powder-fly ash-slag concrete freeze-thaw resistance mercury compression test exterior damage mass loss relative dynamic elastic modulus freeze-thaw damage model
红外与激光工程
2023, 52(7): 20220804
1 北京理工大学光电学院，北京 100081
2 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室，北京 100081
3 北京理工大学长三角研究院，浙江 嘉兴 314019
受限于复杂的分子束外延生长及倒装键合工艺，现有块体半导体红外探测器成本高昂、工艺复杂、极大制约了成像阵列规模和分辨率的进一步提升。胶体量子点作为一种新兴的半导体纳米晶体材料，因“量子限域”效应，能够实现宽谱段范围内的精准带隙调控。同时，胶体量子点可通过液相化学合成方法低成本大批量制备。此外，胶体量子点的液相加工工艺使得其可以与硅基读出电路进行直接片上电学耦合，突破了倒装键合工艺限制。因此，胶体量子点在红外探测及成像领域展现了巨大的应用前景。其中硫汞族量子点具有探测波段范围宽、物性调控易及便于硅基集成等优势，先后实现了中波红外背景限探测、双色探测及焦平面阵列成像等，在红外光电技术展示了巨大的潜力。本综述总结了近年来硫汞族胶体量子点红外光电探测技术的研究现状，并对其未来发展方向进行了展望。
硫汞族胶体量子点 红外探测器 红外焦平面阵列 红外上转换器件 光学学报
2023, 43(15): 1500001
1 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070
2 湖北工业大学材料与化学工程学院,武汉 430070
为探究陶瓷抛光废料(CPW)对超高性能混凝土(UHPC)耐久性能的影响, 采用CPW分别取代部分水泥、粉煤灰和硅灰制备UHPC, 主要研究了CPW对UHPC孔隙结构、力学性能、体积稳定性、抗氯离子渗透性能以及抗硫酸盐侵蚀性能的影响。结果表明, 随着CPW分别取代水泥、粉煤灰、硅灰量的增加, UHPC的孔隙率增大, 导致UHPC的抗氯离子渗透性能下降。CPW取代粉煤灰会增大UHPC的自收缩, 而取代水泥和硅灰会减小UHPC的自收缩。CPW取代水泥会降低UHPC的抗压强度, 但对硫酸盐侵蚀后UHPC的抗蚀系数和抗压强度有所提升; 当CPW取代20%(质量分数)的水泥时, 硫酸盐侵蚀90 d的UHPC的抗压强度达到最高。
陶瓷抛光废料 超高性能混凝土 耐久性能 自收缩 干燥收缩 压汞法 ceramic polishing waste ultra-high performance concrete durability autogenous shrinkage drying shrinkage mercury intrusion porosimetry
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
介绍了一种利用光锁相环技术实现频率稳定的深紫外激光系统，包含两台253.7 nm四倍频激光器，用于汞原子在二维磁光阱和三维磁光阱的激光冷却。其中，一台深紫外激光器锁定在汞原子的饱和吸收谱线上，用于产生二维磁光阱的冷却光和推送光；另一台深紫外激光器通过1014.9 nm的半导体种子激光之间的光锁相环实现频率稳定，用于产生三维磁光阱的冷却光和探测光，并通过前馈方法将频率切换时间减小到原来的1/23。该系统可以大范围地调整深紫外激光器的频率，高效地利用紫外激光功率，并降低了实验装置的复杂性，从而满足了汞原子激光冷却实验的要求。同时，所提方法适用于其他深紫外激光系统。
激光器 汞原子 激光冷却 深紫外激光 光锁相环
1 钢铁研究总院, 北京 100081
2 钢研纳克检测技术股份有限公司, 北京 100094
搭建热解析富集装置对溶液中的汞富集后进行检测, 可以提高X射线荧光测试的灵敏度。 整个测试过程如下: 样品中的汞在高温下发生热解析, 经过滤膜时被选择性吸附, 在使用光谱仪测试后, 最终计算出样品中汞的含量。 在热解析管路中加入白云石增加停留时间, 可以降低汞的热解还原温度, 在使用汞稳定化剂的条件下, 只需加热到600 ℃就可以实现汞的解析。 对热解析富集的测试条件进行研究, 选择热解析时间和光谱仪器测试时间, 优化进样体积和抽气气流流速。 该方法的测试信号与直接测试相比明显增大, 且随着样品体积的增加而增加, 在进样体积为200 μL时可达到11.78倍。 使用不同浓度的溶液绘制工作曲线, 线性相关系数为0.993 7, 并对含量为0.05 μg·mL-1的溶液进行多次测试, 11次测试的相对标准偏差为4.048%; 对空白溶液进行测试, 计算该方法的检出限为0.004 μg·mL-1, 定量限为0.015 μg·mL-1; 配制混合溶液, 研究其他离子对待测离子的干扰, 结果表明, 在其他离子含量是待测离子100倍的条件下, 对汞的测试没有影响; 采集生活中的河流水和自来水, 测试该方法的加标回收率在94.3%~102.6%之间。 使用该装置对溶液中的汞富集后进行测试, 可以提高X射线荧光测试的检出限, 实现污水中重金属汞的检测。
能量色散X射线荧光光谱法 汞 热解析-富集 污水 Energy dispersive X-ray fluorescence Mercury Thermal desorption-enrichment Sewage 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1117
对碲镉汞p-on-n双层异质结材料的表面缺陷进行了研究。材料表面缺陷会对后续器件的性能产生影响。利用光学显微镜观察外延完的材料表面，发现表面不规则块状缺陷和表面孔洞缺陷较为常见。使用共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析等测试手段分析发现，缺陷的形成原因是p型层生长过程中镉耗尽以及n型层生长过程中产生缺陷的延伸。
碲镉汞 表面缺陷 mercury cadmium telluride p-on-n p-on-n surface defect
红外与激光工程
2022, 51(7): 20220277
1 浙江大学建筑工程学院，杭州 310058
2 浙江大学平衡建筑研究中心，杭州 310058
3 浙江大学建筑设计研究院有限公司，杭州 310028
水泥基材料基体和骨料之间的界面过渡区是影响材料力学性能和传输性能的薄弱区域，因此解析骨料周围的界面过渡区一直是混凝土研究的重要专题。由于分辨率的限制，工业X射线断层扫描技术(XCT)通常难以解析界面过渡区的三维形貌。而当过渡区孔隙中充满汞后，由于汞的高X射线吸收系数，界面过渡区XCT图像衬度显著提升。利用这一原理，提出压汞联合XCT的可视化表征方法，以石英玻璃棒为骨料制备了连通的水泥-骨料界面过渡区样品。结果表明：压汞后残余汞滴残留在界面过渡区，对界面过渡区的表征起到了显影增强作用，解析出了界面过渡区的三维孔隙结构。为探索水泥基多孔材料基体与集料界面过渡区孔隙分布规律提供全新研究思路。
界面过渡区 孔隙分布 压汞 X射线断层扫描技术 interfacial transition zone pore structure mercury intrusion porosimetry X-ray computed tomography
由于水化硅酸钙(C-S-H)凝胶干缩湿胀，水泥基材料在干燥与含水状态下的孔结构差异显著且受干燥制度的影响，干燥状态下测量所得孔结构特征及其演化规律的代表性和准确性存疑。为深入揭示孔结构随水灰比演化的基础规律，以典型白水泥砂浆为研究对象，利用低场磁共振和压汞法分别测试饱水和干燥时的孔结构特征，同时测量得到水分渗透率。结果表明：利用饱水时的离散孔径分布，基于平行毛细管束假设的经典Kozeny-Carman模型，可准确预测水分渗透率；水灰比对饱水砂浆孔结构和水分渗透率的影响规律基本一致。压汞测试所得孔径分布离散性较大，且难以反映水灰比影响规律，干燥状态下测试所得孔结构特征及据此建立的孔径分级方式具有明显局限性。由于孔结构全面影响硬化水泥基材料宏观性能，且低场磁共振技术能避免干燥预处理的显著影响，利用该技术实现饱水状态孔结构的测试分析对水泥基材料科学研究具有重要价值。
饱水水泥砂浆 孔结构 水灰比 水分渗透率 低场磁共振测试技术 压汞法 water-saturated cement mortar pore structure water to cement ratio water permeability low-field nuclear magnetic resonance mercury intrusion porosimetry
