耐热钢微观组织及机械性能会随着服役过程发生退化，对老化状态的实时快速监测对安全运行及生产具有重要意义。基于便携式激光诱导击穿光谱（LIBS）设备对获取的T91光谱特征进行降维并优化了老化等级评估模型，实现了对T91耐热钢老化等级的快速诊断。分别采用主成分分析与线性判别式分析（LDA）的降维方法，对光谱特征进行优化精简。而后基于降维后的数据，进一步采用K最近邻算法和支持向量机（SVM）算法来建立金属老化等级评估模型，讨论了建模关键参数选择对模型性能的影响。结果表明，经过LDA降维的光谱数据能实现更好的聚类分布，可有效提高评估模型的准确率。同时，应用LDA-SVM模型能获得最高的老化等级评估准确度，达94.58%。所采用的模型建模方法可有效实现基于便携式LIBS的T91耐热钢老化等级评估。

高光谱成像技术（HSI）是基于非常多窄波段的影像数据技术, 将成像技术与光谱技术相结合, 获取高光谱分辨率的连续、 窄波段的图像数据, 因其快速、 无损的特点, 被广泛应用于食品、 农产品、 中药材等样品的快速鉴别。 道地药材新会陈皮具有较高的市场价值, 且陈化（贮藏）年份越久市场价格亦越高, 市场人工鉴别准确率低、 难度大。 基于高光谱技术结合化学计量学方法, 建立不同陈化年份新会陈皮的快速无损鉴别方法。 采集5个陈化年份样品在可见-近红外波段（400～1 000 nm）的高光谱信息, 提取高光谱图像感兴趣区域（ROI）的平均光谱值作为样本原始光谱。 经黑白校正后获得标准数据, 通过多元散射校正（MSC）、 一阶导数（D1）、 二阶导数（D2）、 SG平滑（SG）和标准正态变量变换（SNV）5种预处理方法对数据进行降噪处理后, 结合偏最小二乘判别分析（PLS-DA) 、 随机森林（RF）和支持向量机（SVM）等方法建立分类鉴别模型, 以预测结果的准确率作为评价指标筛选最佳模型, 使用混淆矩阵（confusion matrix）评估模型分类性能。 结果表明, 外表皮数据以MSC结合PLS-DA方法为最优鉴别模型, 预测集鉴别准确率达到97.59%； 而内表皮数据则以原始数据结合PLS-DA方法为最优鉴别模型, 预测集鉴别准确率亦达到97.59%。 采用内表皮数据, 进一步采用连续投影算法（SPA）选择19个特征波长建模, 整体判别准确率仍可达90%以上。 通过SPA方法提取的特征波长建模可以达到与全波长模型相似的识别效果, 去除冗余变量可以大大降低模型的复杂性, 减少模型的运算时间。 该研究建立的高光谱技术结合化学计量学的方法可实现不同陈化年份新会陈皮样品的快速无损鉴别, 为专属小型化仪器装备系统的开发提供了理论依据。

水溶性的丙烯酸酯乳液是文物领域常用的保护材料, 多用于壁画、 彩画、 骨质文物、 漆木器文物的加固和粘接。 使用最广泛的丙烯酸酯乳液类文物保护材料是由原罗门哈斯公司生产的Primal系列。 商品材料如PrimalAC33、 SF016、 B60A、 WS24和MC76等在国内外的文物保护修复实践中应用较多, 但文献报道大多数是直接购买使用的修复案例, 缺乏较为系统科学的性能评价研究。 针对5种常用的Primal系列丙烯酸酯乳液文物保护材料的湿热老化性能和光老化性能开展研究, 通过微观形貌、 色差和光泽度等分析比较其耐老化性能, 采用红外光谱追踪光老化过程中的分子结构变化和吸收峰强度, 阐释其降解机理。 实验结果表明, WS24和B60A的耐湿热性能较好, SF016耐湿热性能最差; AC33的颜色和失光率变化最明显。 光老化测试发现, 紫外光照射过程中所有的材料均发生了断链反应, 另外AC33与MC76有内酯生成。 经过4 200 h光老化后, AC33、 SF016、 B60A和MC76的羰基指数（CI）均有不同程度的增大, 羰基吸收峰强度（Dt）降低了10%～15%。 WS24的羰基指数下降非常迅速, 羰基吸收峰强度降低了53%, 是5种材料中耐光老化性能最差的。 综合评价认为, B60A的耐光老化性能、 耐湿热性能均较好, 是Primal系列中耐老化性能最优的丙烯酸酯乳液文物保护材料。

纸张的力学性能以抗张强度为最主要的表征指标, 按照GB/T 12914—2008《纸和纸板抗张强度的测定》的要求, 通常需要使用抗张拉力仪进行测试, 但这种方法所需样品尺寸较大(长度大于180 mm, 宽度约15 mm)、 损耗样品量较多(平均消耗10个样品能获得1个有效数据), 不适合用于测试珍贵的纸质文物。 利用静态热机械分析仪(TMA)微损取样、 灵敏精确的特点, 首次将其用于纸质文物的力学测试, 尝试建立微小取样测试的新方法。 以故宫棚壁糊饰修复用手工竹纸为研究对象, 依据故宫乾隆花园的实际环境监测结果设计老化条件, 对手工竹纸进行紫外、 干热和湿热加速老化实验, 采用TMA测试老化前后竹纸样品的抗张强度, 结合SEM、 红外光谱分析样品的微观形貌与化学结构的变化情况, 分析竹纸的老化特点。 结果表明: TMA能够有效测出老化后强度较低的手工竹纸的力学强度, 其中, 湿热老化后竹纸保留的抗张强度最高(上升1.01%), 干热老化次之(下降15.11%), 紫外老化后强度最低(下降63.85%); 通过SEM观察到湿热、 干热老化样品的纤维结构无明显变化, 紫外老化样品的纤维结构出现明显断裂破损; 红外光谱分析表明紫外组样品在1 715 cm-1出现吸收峰, 纤维素氧化生成羰基, 900~1 200 cm-1处纤维素指纹区的一些吸收峰强度变弱, 纤维素的糖苷键大量断裂, 说明该组样品纤维素降解程度最为严重, 纸张强度下降程度最为显著; 三种测试结果能够相互印证。 除此之外, TMA所需试样尺寸仅在毫米级别(长度10~20 mm、 宽度约1 mm), 远小于常规拉力仪试样尺寸, 测试精度高, 仅需约7个样品就能达到较好的重复性, 所需样品量仅为常规拉力仪方法的0.5%, 是一种微损精确的测试方法。 研究表明TMA对低强度纸张具有良好的适用性, 有望将其开发成脆弱纸质文物力学性能表征的新方法。

低密度陶粒支撑剂良好的性能在非常规能源开采工作中显得十分重要。针对低密度陶粒支撑剂在地层水服役期间性能退化的现象，本文选取两种不同规格的支撑剂，在地层水中浸泡不同时间后取出，采用XRF、XPS、XRD、SEM、TEM对浸泡前后的支撑剂进行表征，探索支撑剂老化机理。结果显示：支撑剂中ClO2含量增加，Al2O3、SiO2含量减少，地层水中Cl-、HCO-3含量减少；XPS检测出Cl 2p峰和Cl 2s峰；XRD检测出新相SiCl4。以上结果证实，地层水中的Cl-扩散到支撑剂表面与SiO2反应生成SiCl4，SiCl4进一步水化生成硅凝胶或硅酸凝胶包覆在支撑剂表面。支撑剂中Al2O3会与地层水中H+(酸性环境)反应生成Al3+，Al3+再与HCO-3反应生成Al(OH)3沉淀进入地层水中。地层水中大量的Cl-和H+共同作用，使支撑剂从表面开始侵蚀，导致支撑剂内部结构致密化程度降低，结构松散，从而使支撑剂的抗破碎能力降低，性能退化。

为研究受阻酚对沥青路面灌缝胶体系的抗老化改性效果，采用受阻酚1076、受阻酚二叔丁基对甲酚(BHT）以及受阻酚1010对制备的普通型灌缝胶进行改性，模拟现场施工情况进行老化试验，对比老化前后灌缝胶性能及黏弹性特征变化，并进行结构表征分析。结果表明，受阻酚1076可以在老化12 h内持续改善灌缝胶的抗老化性能；受阻酚BHT在老化6 h内可以有效遏制极性基团的生成，抑制灌缝胶模量的升高，但在长时间老化下其抗老化效果衰退明显；受阻酚1010在老化6 h内抗老化效果并不理想，但在老化12 h后可以有效抑制羰基的生成。受阻酚对灌缝胶体系的抗老化改性效果受到受阻酚分子结构、迁移性及其与灌缝胶体系相容性的影响。高相容性、低位阻效应以及低迁移性有助于受阻酚稳定、高效地提升灌缝胶的抗老化性。异佛尔酮二异氰酸酯可以有效改善受阻酚在灌缝胶中的分散性，从而进一步提升抗老化效果。

本文采用X射线荧光分析(XRF)、X射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG)、压汞测试(MIP)和场发射扫描电子显微镜(SEM)等手段，研究了产地来源和陈化方式对石灰成分、结构和宏观性能的影响。结果表明：不同产地石灰中Ca和Mg元素的含量不同。石灰在陈化过程中，陈化方式、产地来源和陈化时间均会影响氢氧化钙的晶粒尺寸和晶体形貌，氢氧化钙的晶粒尺寸均随着陈化时间的延长而减小；浸水陈化效果优于密封陈化和天然陈化效果；产自南石楼地区的石灰采用浸水陈化时所制备的石灰晶粒尺寸更小，活性更高，氢氧化钙含量更高，在成型硬化和养护后可以形成更加致密的微结构，且具有更优异的力学性能。本研究将为古建修缮用石灰的制备和工程应用提供指导。

将可再分散沥青粉末(EAP)、醋酸乙烯酯-乙烯共聚物(VAE)乳胶粉、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(SBA)乳液作为外加剂分别掺入水泥砂浆，通过热处理前后的吸水率测试、胶砂强度测试和微观形貌分析，研究了不同聚合物对水泥砂浆在70 ℃的耐热老化性能的影响。结果表明：试验采用的聚合物均可降低砂浆吸水率，且吸水率随聚合物掺量的增加而降低。SBA乳液的成膜性能优于粉体聚合物，因此SBA改性砂浆的表面防水效果最佳；两种可再分散聚合物粉末对比，同期热老化后EAP对砂浆防水改性效果优于VAE。经热老化后，沥青组分高温下具有一定的黏流性，EAP改性砂浆热老化后抗压强度降低，随EAP掺量增加，抗折强度先升高后降低，其强度变化主要体现为沥青组分在高温下的作用特点，VAE改性砂浆及SBA改性砂浆热老化初期聚合物膜结构阻碍水分迁移，热老化后期柔性的聚合物膜结构破坏造成强度高于热老化前的强度，其强度变化主要体现为传统聚合物改性砂浆的特点。

利用动电位极化曲线、电化学交流阻抗谱、X射线光电子能谱（XPS）和电子背散射衍射（EBSD）等测试方法研究了固溶时效处理对激光熔丝真空增材制造Ti6Al4V钛合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性能的影响规律，其中固溶温度为950 ℃，时效温度分别为 500 ℃和600 ℃。研究结果表明，固溶时效处理后试样的腐蚀电流密度变小，腐蚀后试样表面生成的钝化膜中的高价态氧化物TiO₂的含量增多，钝化膜更稳定，保护效果更好，耐蚀性能明显得到改善，其中500 ℃时效试样的耐蚀性能最优，600 ℃时效试样次之。其原因是固溶时效处理后试样中的针状α'相减少，大角度晶界比例增加，导致耐蚀性能提高。此外，与500 ℃时效试样相比，600 ℃时效试样中的α片层明显变厚，导致耐蚀性能变差。