燃油发动机的尾气成分检测对于发动机的状态判断、 环境污染监测等具有重要参考价值。 选择以95号汽油为燃料的除草机的发动机作为实验样机, 将发动机排出的尾气直接吹向拉曼积分球光谱仪信号采集焦点, 利用拉曼积分球光谱仪较高的气体检测限和定性、 定量检测所有分子类气体的特点, 对尾气中的气体分子成分进行检测。 探测到尾气的气体成分主要包括N2、 O2、 CO2、 CO、 未燃烧的汽油等。 以氮气振动(2 331 cm-1)的拉曼特征峰强度作为标准, 对O2(1 553 cm-1)、 CO2(1 285和1 388 cm-1)、 CO(2 144 cm-1)、 未燃烧的汽油(2 894 cm-1)的拉曼光谱强度进行归一化处理, 获得其相对拉曼特征峰强度。 对比发现, 空气和汽油挥发混合气的光谱中均未出现CO的特征峰, 汽油挥发混合气中的O2、 CO2含量与空气相比也没有明显变化, 而CO2费米共振峰1 388和1 285 cm-1拉曼特征峰的相对强度比发生变化。 除草机工作状态分为怠速、 一档和二档, 处于工作状态时, 尾气成分中的O2含量均比空气中含量低, 可以定量分析发动机工作过程中消耗的O2量。 而燃油发动机从怠速加速到一档和二档的过程中, 尾气中O2含量相对增加。 这是由于发动机档位的提升伴随着空气的进气量增大, 则参与发动机燃烧的氧气比例相对减少。 与此同时, 尾气中CO2含量相比于空气中的含量急剧增加, 说明燃油发动机工作过程会产生大量的CO2, 且随着档位的提升, 发动机的动力增加, 尾气中CO2比例也逐渐增高。 CO2作为导致温室效应的主要原因, 化石燃料的使用也是其主要来源之一。 数据显示尾气中CO的含量与尾气中汽油的含量成正相关, 说明燃烧不充分的时候, 汽油剩余较多, CO作为不充分燃烧的产物, 其含量也会增加。 随着发动机档位的增加, N2特征峰的绝对强度降低, 这是因为发动机尾气温度升高, 造成氮气的斯托克斯散射强度降低。 利用拉曼积分球光谱仪对不同状态下发动机尾气成分的变化进行分析, 并初步建立发动机状态与气体浓度变化的关系。 对拉曼积分球技术应用于燃油发动机尾气检测进行了初步探索并验证了其可行性。

针对三维复杂环境下高时效规划无人机航迹问题, 提出一种改进的双向A*算法。设计扇面搜索域, 减少计算开销; 动态调整启发函数权重, 优化代价函数, 提高搜索效率; 引入关键节点筛选策略, 消除航迹中的冗余点, 生成全局最优静态航迹。就飞行航迹中出现的动态避障问题, 设计动态避障航迹最短优化目标函数, 提出基于变分法的动态避障算法, 考虑航迹容忍度, 实现局部航迹在线调整和优化。仿真结果表明, 设计的航迹规划算法不仅能在复杂环境下高时效规划出一条期望航迹, 还能对突发威胁动态避障。

采用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合技术研究存储5年的姜科药材, 以探寻姜科药材存储五年的成分变化情况。结果显示, 原始红外光谱整体相似, 光谱反映出药材的主要物质有挥发油类、黄酮类、糖类、氨基酸等。对谱图差异较大的1300～1450 cm-1进行原始谱图局部放大处理、二阶导数处理, 明显看出1384 cm-1、1410 cm-1峰强、峰位差异明显, 推断含异丙基和叔丁基化合物的含量及化合物内部结构发生变化。结合吸光度比值法和曲线拟合面积定量分析得出, 22种姜科药材的挥发油含量随着储藏时间的变化呈下降趋势, 糖类含量呈上升趋势。研究表明, 傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合可为姜科药材的品质分析提供一种有效手段。

以石灰石为原料，利用HNO3酸解和Ca(OH)2沉淀除杂精制得到Ca(NO3)2溶液，在氨氛围下采用CO2碳化法制备食品级球霰石型碳酸钙。探讨了碳化工艺参数对碳酸钙晶型调控的影响，并利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及傅里叶变换红外光谱仪对产物进行表征，提出了NH+4和NH2COO-共同作用调控球霰石晶型生成的机理。结果表明，氨氛围有助于球霰石的稳定成核。当NH3·H2O浓度为13%(质量分数)、CO2流量为05 L/min、反应温度为25 ℃、反应时间为25 min时，制得2~5 μm的单一相球霰石碳酸钙微球，产物的纯度达到995%(质量分数)，质量符合《食品安全国家标准 食品添加剂 碳酸钙》要求。本研究可为石灰石的高值化利用和亚稳态球霰石型碳酸钙的制备提供理论基础。

放射性焚烧灰中存在铝单质金属，其在碱激发水泥或硅酸盐水泥的高碱性孔溶液环境下会反应产生氢气，造成固化体膨胀与性能劣化。为克服此问题，本研究以水泥、硅灰和粉煤灰为主要原料，添加沸石、聚羧酸减水剂、定优胶和聚合硫酸铝协同改性制备低碱度水泥基材料，开展低碱度水泥基材料对模拟放射性焚烧灰的固化处置研究。结果表明：模拟放射性焚烧灰质量包容量为30%的低碱度水泥基材料固化体的28 d抗压强度达16.6 MPa以上，抗冻融性能、抗浸泡性能及抗冲击性能均满足GB 14569.1—2011《低、中水平放射性废物固化体性能要求-水泥固化体》的要求。Ce3+第42 d浸出率为4.41×10-9 cm/d，累计浸出分数为3.4×10-7 cm。低碱度水泥基材料固化模拟放射性焚烧灰过程中未产生大量氢气，其原因是，在早期孔溶液pH值较低，同时孔溶液中的高钙离子浓度延缓了焚烧灰中的单质铝与孔溶液发生反应释放氢气的速度，在后期孔溶液pH值低于11.75，焚烧灰中的单质铝不会与孔溶液发生反应。

以水泥、硅灰和粉煤灰为主要胶凝材料制备的低碱度水泥可应用于放射性焚烧灰的固化, 但其存在早期强度发展慢、后期强度不高的问题。本文以聚合硫酸铝作为添加剂激发火山灰材料反应活性, 通过测定不同掺量聚合硫酸铝加入后固化体的抗压强度、孔隙率及pH值变化,并结合水化产物组成与含量、水化放热特性等表征手段, 分析了聚合硫酸铝对低碱度水泥早期水化过程的影响规律和作用机理。结果表明: 掺入聚合硫酸铝可以显著提高低碱度水泥固化体的早期抗压强度, 使水化放热峰提前, 促进了火山灰反应的发生, 提高了水化产物的生成量, 使微观结构更加密实, 同时有效降低试样的早期碱度, 有利于抑制焚烧灰中活性铝的腐蚀反应。

为提高钛合金的耐磨性能，本课题组设计了一种Stellite6和Ti粉的复合合金粉末20% Stellite6＋80% Ti，并通过预热和保温处理，在Ti-6Al-4V(TC4)基材上激光熔覆了与基材结合良好的熔覆层，然后对熔覆层的物相、显微组织、元素分布、晶粒尺寸、硬度和耐磨性进行了研究。结果表明：熔覆层中的主要物相为β-Ti和CrTi₄固溶体，晶粒细小；在保温冷却过程中发生了相分离(β→β′＋β)；Co、Cr、W等原子的固溶强化、细小晶粒的细晶强化、第二相β′的弥散强化，使得熔覆层的硬度比基材提高了80 HV左右，磨损量减少了38%。