西部地区的交通运输工程面临着极为复杂的工程地质挑战, 而对适合西部深地环境使用的高性能混凝土骨料却鲜有研究。本文以高碳铬铁渣为主要原料, 针对西部地区深地高温环境制备尖晶石-镁橄榄石高强陶瓷骨料, 研究烧结温度、保温时间对尖晶石-镁橄榄高强陶瓷骨料物理性能、微观结构与晶体相对含量的影响。结果表明, 提高烧结温度和保温时间可促进晶体生长发育, 有效增强试样的物理性能。在烧结温度为1 500 ℃、保温时间为3 h条件下制备的尖晶石-镁橄榄高强陶瓷骨料的综合性能最优, 表观密度为3 100 kg/m3, 吸水率为1.4%, 抗压强度为281.1 MPa, 高碳铬铁渣的利用率达77.6%(质量分数)。将高强陶瓷骨料混凝土在80 ℃下养护28 d, 其微观结构相比于高碳铬铁渣混凝土和普通骨料混凝土更为密实, 界面过渡区得到显著改善, 适用于深地高温环境。

基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,研究了高温环境中CO₂温度和浓度的测量方法。选取位于4996 cm ^-1附近的CO₂吸收谱线作为高温环境中对CO₂温度和浓度进行测量的目标谱线对。对气体吸收池内不同温度(873~1273 K)、不同CO₂体积分数(4%~10%)的CO₂/N₂混合气体的温度以及CO₂的浓度进行了在线测量。结果表明:测量温度与设定温度的平均偏差为2.07%,峰值偏差为3.49%;测量得到的CO₂浓度与配比浓度的平均偏差为2.25%,峰值偏差为4.75%。该测量方法精确可靠,为高温环境中CO₂的测量提供了一种新的技术手段。

利用彩色数字全息系统获得哑铃形试件表面的三维形变场.通过试件线性区域的三维形变场计算得到的TC4钛合金材料的杨氏模量为90.79 GPa, 同时, 使用应变仪测量出该材料杨氏模量为99.05 GPa.实验结果与传统应变仪检测结果接近, 表明彩色数字全息测量材料杨氏模量的方法有效可行.该方法具有实时记录、全视场、非接触等特点, 可以适应高温环境下材料服役过程中的实时检测.

针对传统测井传输方案的不足, 设计了一种高温测井信息光纤传输方案。采用TI公司MSP系列低功耗单片机作为井下测控芯片, 高温光模块为信号收发器, 耐高温光纤为传输介质。上位机不仅能向下发送命令来控制井下钻机和传感器, 也可将该链路回传的测井信息(比如温度、压力、电阻值等)显示出来。实验结果表明, 该方案不仅能够长时间在高温工作环境下(110 ℃)实现测井信息的远距离宽带传输(可达2 Mbit/s), 而且能够提供灵活的扩展方式, 使占用空间更少、重量更轻。

为了研究SiC晶体光学方面的应用, 利用飞秒激光冷加工的特点, 对SiC晶体进行精微加工, 研究了激光脉冲功率和扫描速率对光栅单元的影响, 选取适合SiC晶体飞秒加工的工作条件, 分别在晶体表面与内部加工出高质量的光栅。对加工好的光栅进行衍射通光实验, 计算其各级衍射角, 从而验证加工好的光栅周期; 并在1300℃高温下进行退火实验, 退火前后, 光栅参量无明显变化。结果表明, 该光栅适合在高温环境下使用。