3~5 μm中红外波段激光在大气中具有较高的透过率，因此被广泛应用于光电对抗等领域。报道了基于掺杂氧化镁的周期极化铌酸锂（MgO∶PPLN）晶体的kHz、mJ量级的中红外光学参量振荡器（OPO）。采用纳秒脉冲1064 nm激光泵浦基于多周期MgO∶PPLN晶体的OPO，OPO采用泵浦双通单谐振平凹腔结构。中红外激光的重复频率为1 kHz，4.08 μm处输出的最高单脉冲能量达到1.041 mJ。最高光-光转换效率为16.8%，斜效率为19.3%，中红外激光脉宽约为9.53 ns。在最高能量输出时，OPO运转30 min时输出功率的均方根（RMS）为0.24%。通过温度-极化周期结合的调谐方式，OPO在3.49~4.18 μm的较宽范围内都能够保持0.9 W以上平坦的高能量输出。在极化周期27.5~29.6 μm以及温度25~200 ℃的调节范围内，闲频光波长的调谐范围为3.49~4.48 μm。实现了重复频率为kHz量级、单脉冲能量为mJ量级的可调谐中红外输出，其在光电对抗领域具有应用价值。

选用CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)体系无碱铝硅玻璃为研究对象, 设计8组Fe2O3组分变量, 利用高温熔融法制备试验样品。利用XRD、SEM、TG-DSC等测试方法, 先后对无碱玻璃样品的物相、析晶动力学、析晶行为和弹性模量等物化性能进行测试分析, 进而探讨Fe2O3含量及晶化处理对无碱玻璃弹性模量的影响。结果表明: 适量添加Fe2O3可以提升CMAS体系无碱玻璃的弹性模量, Fe2O3的质量分数为1.50%(F-6#)时, F-6#无碱玻璃弹性模量最大值为97.87 GPa, 析晶活化能为347.1 kJ/mol, 析晶指数n为1.383 4, 为表面析晶。经整体析晶法晶化处理后, F-6#微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl2Si2O8), 晶体尺寸为200~400 nm; 经烧结法晶化处理后, F-6#微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl2Si2O8), 晶体尺寸为300~500 nm。随着热处理温度的升高, 析出主晶相数量变多, 尺寸变大, 但主晶相种类并未改变。由于钙长石的弹性模量小于基础玻璃, F-6#无碱玻璃析晶后所得微晶玻璃样品的弹性模量有所降低。

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。

采用熔融法制备了含有不同晶核剂的非化学计量比堇青石微晶玻璃, 通过DSC、XRD、FE-SEM、UV-VIS-NIR等测试方法研究了不同晶核剂对微晶玻璃析晶与性能的影响, 并用经典动力学方程(Johnson-Mehl-Avrami)分析了微晶玻璃的析晶动力学。结果表明,以P2O5和P2O5+ZrO2为晶核剂的微晶玻璃晶化机制均为表面晶化, 而以P2O5+ZrO2+TiO2为晶核剂的微晶玻璃则倾向于整体析晶。三组微晶玻璃在950 ℃晶化时主晶相为μ-cordierite, 当温度升高到980 ℃时开始转变为α-cordierite, 引入TiO2使α-cordierite的含量增加, 析出的晶体更加复杂致密。随着晶化时间延长, 与其他晶核剂相比, P2O5+ZrO2+TiO2组合晶核剂微晶玻璃在相同晶化时间内结晶度更高, α-cordierite含量的增加显著提升了微晶玻璃的力学性能, 但降低了透过率。在800 ℃/10 h+980 ℃/3 h热处理制度下, 以P2O5+ZrO2+TiO2为晶核剂的微晶玻璃弹性模量可达103 GPa, 断裂韧性为1.27 MPa·m1/2, 透过率为82.3%, 可满足用作移动终端领域的性能要求。

氧化镁膨胀剂(MEA)是一种性能优异的外加剂, 可以补偿大体积混凝土收缩。本文采用压汞法(MIP)测试了不同活性水平的MEA对超高性能混凝土(UHPC)浆体1～7 d龄期孔结构演变的影响, 并借助SEM及EDS对孔结构演变机理进行了分析。结果表明: 颗粒粒径较小的高活性MEA更有利于丰富UHPC的粒径分布, 实现基体最紧密堆积; 不同活性的MEA均会增加1 d龄期UHPC浆体的孔隙率, 但3 d以后各龄期浆体的孔隙率随MEA的掺入而降低, 活性越高降低越明显; 高活性MEA更有利于细化UHPC浆体3～67 nm的孔径; 使用孔隙率及孔结构评价UHPC自收缩应考虑不同龄期的影响; MEA活性越高, 水化生成的Mg(OH)2晶体更多, 有助于减小孔隙率并优化孔径; 使用内掺法会增加硅灰的相对含量, 增强硅灰的种子效应和火山灰效应, 降低UHPC基体的最终孔隙率。

不锈钢生产主要采用氩氧精炼(AOD)炉冶炼工艺, 本文探究AOD炉渣对钢包内衬用MgO-C砖的侵蚀机理, 为提高钢包内衬用MgO-C砖的使用性能和服役寿命提供理论支撑。结合FactSage6.2软件、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)等测试手段分析炉渣侵蚀后MgO-C砖的物相变化、显微结构和化学成分变化。结果表明, 随着侵蚀反应的进行, 方镁石逐渐被熔蚀, 且逐步出现Ca3MgSi2O8等低熔点物相, 以及MgAl2O4等高熔点物相。AOD炉渣通过基质部分侵蚀渗透MgO-C砖, 并与方镁石反应生成Ca3MgSi2O8等低熔点物相, 熔蚀方镁石; 同时, 方镁石边界处生成MgAl2O4, 阻碍AOD炉渣对MgO-C砖的侵蚀渗透。

通过对原料轻烧氧化镁粉在不同温度下进行二次恒温煅烧1.5 h制备不同活性MgO, 研究了不同活性MgO与硅灰(SF)和磷酸氢二钾(K2HPO4)所制备的新型水化硅酸镁水泥胶凝材料(又称水化磷硅酸镁水泥, MSPHC)的凝结时间、流动度、抗压强度、反应溶液pH值。结合X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)和扫描电子显微镜(SEM)测试手段, 分析其影响机理。结果表明: 随着煅烧温度的升高, MgO衍射峰强度增大, MgO活性降低; 活性越高的MgO制备的MSPHC净浆凝结时间越短且流动性越差, 而活性适中MgO制备的MSPHC具有较好的力学性能。MSPHC最主要的水化产物是水化硅酸镁(M-S-H)凝胶, 另外还有Mg(OH)2和MgKPO4·6H2O(MKP)生成, 原料轻烧氧化镁粉中的MgCO3成分不参与体系反应。活性适中的MgO制备的MSPHC在28 d龄期内的水化产物M-S-H凝胶生成量最多, 因此硬化体抗压强度最高。活性越高的MgO在MSPHC反应体系中溶解的速度越快, 体系水化反应进程速度也越快。

采用脉冲激光气相沉积技术制备了Fe/MgO纳米复合薄膜，研究了脉冲数对复合薄膜结构、成分和光学性质的影响。X射线衍射分析表明：沉积的Fe纳米颗粒在脉冲数大于500时出现了晶面取向为（211）的衍射峰，证实了该复合薄膜中Fe、Mg、O元素的存在；Fe纳米颗粒在MgO薄膜中部分被氧化，存在单质态与氧化态（含量比约为3∶2）。高分辨透射电子显微镜分析表明：当脉冲数为100时，平均粒径约为2.73 nm的Fe纳米颗粒在MgO薄膜中呈椭球型均匀分布，且Fe纳米颗粒之间的平均间距约为1.75 nm。椭圆偏振光谱分析表明：当波长小于365 nm时，Fe/MgO纳米复合薄膜的折射率和色散灵敏度随脉冲数的增加而增加。紫外可见光谱分析表明：相比纯MgO薄膜，Fe/MgO纳米复合薄膜在190~235 nm波段出现了明显的紫外窄带增透现象；当作用于Fe靶的激光脉冲数达到300时，Fe/MgO纳米复合薄膜在197 nm处的透过率约为69.4%。