作者单位
摘要
1 内蒙古科技大学材料与冶金学院, 包头 014010
2 广州航海学院, 广州 510725
以分析纯试剂为原料模拟含锌冶炼渣, 采用熔融法制备微晶玻璃, 利用X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱等表征方法, 探究不同氧化锌掺杂量对微晶玻璃形成、晶化及理化性能的影响。结果表明, 微晶玻璃的主要结晶相为堇青石相, 少量氧化锌(低于0.5%, 摩尔分数, 下同)的加入能够增强玻璃形成能力。随着氧化锌含量逐渐增加(0.5%~20.0%), 玻璃网络结构的完整性变差, 玻璃的黏度降低, 微晶玻璃的主要结晶相由堇青石转变为尖晶石, 同时结晶度和晶粒尺寸增大, 从而微晶玻璃的体积密度、硬度和耐酸碱性提高。微晶玻璃对重金属锌有较好的固化效果, 因此锌浸出浓度远低于标准值, 浸出率趋于稳定。本研究可为实现微晶玻璃固化重金属提供参考和借鉴。
微晶玻璃 氧化锌 重金属锌 显微结构 固化机制 尖晶石 glass-ceramics zinc oxide heavy metal zinc microstructure solidification mechanism spinel 
硅酸盐通报
2023, 42(11): 4136
陈舜平 1,2,3戴聪明 1,3,*刘娜娜 1,3连文涛 1,3,4[ ... ]魏合理 1,3,4
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
4 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230026
使用气溶胶自动观测网(AERONET)东沙站的长期观测资料,初步建立逐月的南海东沙海域气溶胶光学特性模型。长期观测数据表明,东沙海域气溶胶光学厚度(AOD)基本低于0.5,春秋两季达到峰值,夏季最低。气溶胶粒子的有效半径在春秋两季较小,其余月份在0.5 μm左右。使用三模态对数正态函数拟合区域气溶胶粒径谱,得到细模态半径为0.1 μm,中间模态半径为0.28 μm,粗模态半径为2.2 μm。基于多波段AOD观测数据,评估该模型计算所得AOD光谱和透过率误差,可见和近红外波段透过率的均方根误差(RMSE)为1%~2%,AOD的RMSE为0.01~0.03。结果表明,所建气溶胶模型可以准确描述东沙海域的气溶胶光学特性,满足工程计算的精度要求。
大气光学 气溶胶模式 海洋气溶胶 气溶胶光学特性 AERONET 
光学学报
2023, 43(24): 2401002
作者单位
摘要
1 广东电网有限责任公司广州供电局 广州 510600
2 中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
3 上海师范大学 上海 200234
4 中国科学院大学 北京 100049
作为氢燃料利用的核心器件,固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC)可以高效地将燃料气转化为电能。燃料电池中的阴极作为氧还原反应的发生场所,不仅对性能输出占有重要的影响,而且还是燃料电池的稳定性和寿命的关键决定因素。针对阴极材料的研究在推动燃料电池技术发展及产业化进程中具有重要意义。为了提升阴极的电化学性能,本文对双钙钛矿结构氧化物PrBa0.8Ca0.2Co2O5+δ(PBCC)中的钴元素进行掺杂调控,研究掺杂元素的种类、浓度对材料电化学性能的影响,通过电化学性能测试确定了最优的掺杂元素类型和含量。当使用掺杂5 mol%铁元素的PBCC材料作为阴极时,燃料电池在700 °C的最大功率达到了1 259 mW?cm-2,远优于未掺杂时的988 mW?cm-2。对掺杂元素含量和种类的优化有助于提升固体氧化物燃料电池的电化学性能。
固体氧化物燃料电池 阴极 双钙钛矿 B-位掺杂 Solid oxide fuel cell Cathode Double perovskite B-site doping 
核技术
2023, 46(6): 060502
张铁柱 1,2,*李宇 3,4张宇轩 2,3朱雪峰 1[ ... ]张金山 1
作者单位
摘要
1 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院, 内蒙古 包头 014010
2 内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用省部共建国家重点实验室, 内蒙古 包头 014010
3 内蒙古科技大学材料与冶金学院, 内蒙古 包头 014010
4 鄂尔多斯应用技术学院, 内蒙古 鄂尔多斯 017000
在地球科学等研究领域自动化分析, 逐步取代了传统的光学观察法。 然而, 这些方法获得结果, 过于依赖元素组成到矿物组成的转换。 同时, 也会破坏掉完整描述矿物材料来源和蚀变历史所需的重要信息。 因此, 利用合适的检测手段, 对分析矿物成矿规律及成因具有重要现实性意义。 研究利用拉曼Mapping、 光学显微镜、 自动矿物分析仪(TIMA)三种技术做对比。 对具有代表性霓石型稀土矿物分布特征、 化学成分、 矿物结构及晶体取向等方面进行研究。 通过TIMA与光学显微镜研究结果分析可知, 独居石矿物多呈自形-半自形不等粒结构, 粒度大小不均约为100~500 μm之间, 部分颗粒有被磷酸盐溶液交代痕迹, 可初步判断独居石矿物经多期成矿; 氟碳铈矿物呈细粒状分布较散以不规则颗粒包裹在其他矿物中, 具有明显的早期成矿特征; 易解石矿物以不规则团块状或放射状集合体, 具有明显方向性与方解石形成时间一致。 利用拉曼光谱技术在微区进行Mapping扫描, 通过数据分析得到独居石矿物[PO4]3-的P—O对称伸缩模式(ν1)与P—O对称弯曲振动模式(ν2)所在峰位面积比值, 得到独居石矿物不同生长取向相图。 经与独居石矿物光镜特征相结合, 进一步证明了浸染状霓石型铁稀土矿石中独居石矿物是多期成矿的事实, 成矿期数最少为三期。 该发现也为白云鄂博矿床多阶段成矿提供有力证据支撑。 此外, 该技术也可作为一种快速判断磷酸盐矿物不同生长取向的图像方法。 该技术对于碳酸矿物、 硫酸盐矿物也同样适用。 由此可扩展到多种矿物类型, 成为判断矿物多期成矿事实提供了重要依据。 也为拉曼Mapping技术应用于复杂矿物的矿物学研究矿物的赋存特征奠定基础。
白云鄂博矿 磷酸盐 独居石 拉曼Mapping 晶体取向 Bayan Obo deposit Phosphate Monazite Raman Mapping Crystal orientation 
光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1183
作者单位
摘要
1 中北大学化学与化工学院, 太原 030051
2 中国环境科学研究院, 北京 100012
3 太原理工大学环境科学与工程学院, 太原 030024
国家高度重视新污染物治理, 抗生素作为重点管控新污染物, 其去除技术受到广泛关注, 基于光催化降解抗生素的水处理技术成为研究热点。采用水热法制备了WO3, 并采用室温沉淀法成功构建了S型异质结BiOBr/WO3光催化剂。与BiOBr和WO3相比, S型异质结的形成提高了光催化活性, 降低了光生电子空穴对复合率, 其中质量分数为20%的BiOBr/WO3复合材料光催化性能最好, 在120 min内对环丙沙星的降解率可达94.93%。电子自旋共振和自由基捕获实验表明·O2-是光催化降解中的主要活性组分。高效液相色谱-质谱联用仪检测结果表明降解过程中产生了6种中间体, 并最终矿化为CO2、H2O和其他无机离子。
三氧化钨 溴氧化铋 环丙沙星 光催化 S型异质结 tungsten trioxide bismuth oxybromide ciprofloxacin photocatalytic S-scheme heterojunction 
硅酸盐学报
2023, 51(4): 1049
作者单位
摘要
1 内蒙古科技大学材料与冶金学院, 包头 014000
2 鄂尔多斯应用技术学院化学工程系, 鄂尔多斯 017000
3 广州航海学院, 广州 510725
以煤气化渣为原料, 采用一步直接烧结法制备了全固废煤气化渣微晶玻璃, 并研究了烧结温度和时间对全固废煤气化渣微晶玻璃晶相演变、机械物理性能和微观结构的影响。结果表明, 煤气化渣具有较强的析晶能力, 得到的微晶玻璃主晶相为钙长石相。在800~1 150 ℃, 随烧结温度的升高, 微晶玻璃结晶度先增高后有所降低。过高的烧结温度会使微晶玻璃内部出现片状结构, 理化性能下降。烧结温度在1 110~1 120 ℃, 微晶玻璃晶粒细小且分布密集, 表现出较好的物理性能。烧结时间对样品性能的影响较小。在烧结温度1 120 ℃、烧结时间2 h条件下, 微晶玻璃维氏硬度为6.92 GPa, 抗折强度为38.29 MPa, 抗压强度为432.72 MPa,体积密度2.618 g/cm3, 吸水率为0.21%, 耐酸碱性分别为3.13%和0.92%, 力学性能较优, 但吸水率及化学稳定性方面还有较大提升空间。
煤基固废 煤气化渣 一步直接烧结 微晶玻璃 钙长石相 烧结温度 coal based solid waste coal gasification slag one step direct sintering glass-ceramics anorthite phase sintering temparature 
硅酸盐通报
2023, 42(3): 978
作者单位
摘要
南京邮电大学 集成电路科学与工程学院, 南京 210003
提出了一种新型组合螺旋压电能量收集器。该收集器的底部是直角螺旋结构,顶部是圆弧螺旋结构,圆弧螺旋结构固定在直角螺旋结构的质量块上。通过旋转圆弧螺旋结构90°,可以得到四种结构,角度分别为0°,90°,180°,270°。直角螺旋结构的设计可以降低谐振频率,而圆弧螺旋结构的设计不仅可以降低谐振频率,还可以使整体结构进行多方向能量收集,从而提高输出。文章所提到的单个悬臂梁结构的厚度为1 mm,宽度为6 mm。通过计算及仿真可得,当两种结构的组合角度为180°时,可以得到最大输出电压为13 V,最大输出功率为1.3 mW。
直角螺旋 圆弧螺旋 压电能量收集器 输出电压 输出功率 right angle spiral arc spiral piezoelectric energy harvester output voltage output power 
微电子学
2022, 52(6): 1065
作者单位
摘要
上海交通大学航空航天学院,上海 200240
由于卫星遥感合成孔径雷达(SAR)与可见光图像之间存在显著的非线性辐射差异,故现有的SAR与可见光图像配准算法存在实时性差、旋转与尺度不变性弱等问题。针对目前算法只关注图像局部特征的外观信息,而忽略几何结构信息的问题,提出了一种结合卷积与图神经网络(GNN)的SAR与可见光图像匹配方法。该方法采用卷积神经网络进行特征检测与描述的同时,引入了GNN进行特征匹配。与最近邻匹配算法仅利用局部描述符信息相比,GNN先将特征点的位置坐标嵌入到描述符中,使得描述符具有几何位置信息,再利用注意力机制进一步聚合特征描述符的几何上下文信息,最后利用可微分的最优传输算法直接输出特征点的匹配结果,保证了网络可进行端到端的训练。实验结果表明:所提方法在大范围旋转与尺度变化的配准任务上,获得了最先进的性能;与目前主流配准算法辐射不变特征变换相比,所提方法在提升匹配精度的同时,计算速度也提高了50倍以上。
图像处理 异源图像匹配 合成孔径雷达与可见光图像配准 卷积神经网络 图神经网络 最优传输 
光学学报
2022, 42(24): 2410002
作者单位
摘要
1 汕头大学土木与环境工程系, 汕头 515063
2 广东省结构安全与监测工程技术研究中心, 汕头 515063
本文研究了不同拌和水以及海水拌和时粉煤灰和硅灰掺量对硫铝酸盐水泥(SAC)砂浆力学性能和表观孔隙率以及净浆凝结时间、化学收缩、孔溶液pH值和氯离子结合能力等的影响, 并通过XRD、SEM和EDS分析水泥水化产物和微观结构。结果表明, 海水能加快SAC早期水化并提高其早期强度, 但后期强度和淡水拌和时无明显差别。粉煤灰和硅灰均会延长SAC凝结时间, 对早期抗压强度不利, 而掺加质量分数为5.0%和7.5%的硅灰能提高SAC砂浆28 d抗压强度。硅灰掺量增加时会提高用水量和表观孔隙率, 降低流动性, 使水泥化学收缩增大, 降低净浆pH值且减少氯离子结合量; 粉煤灰能够提高砂浆流动性, 减少水泥化学收缩, 但掺量越大对SAC砂浆抗压强度和抗折强度越不利, 掺质量分数为10%的粉煤灰可小幅提高氯离子结合量且减小表观孔隙率。
硫铝酸盐水泥 海水 海砂 粉煤灰 硅灰 水化产物 sulphoaluminate cement sea water sea sand fly ash silica fume hydration product 
硅酸盐通报
2022, 41(4): 1245
作者单位
摘要
1 汕头大学土木与环境工程系, 汕头 515063
2 汕头大学广东省结构安全与监测工程技术研究中心, 汕头 515063
通过宏观力学性能、化学收缩、pH值、氯离子浓度等测试和SEM、XRD等微观表征研究粉煤灰掺量对海水海砂高性能混凝土性能的影响。结果表明: 为维系钢筋钝化膜稳定, 高温蒸养时粉煤灰掺量不宜大于30%(质量分数, 下同), 标养时粉煤灰掺量不宜大于50%; 海水海砂高性能混凝土中游离Cl-浓度随养护时间波动, 前期先升高后骤降, 后期缓慢增加, 标养条件下Cl-浓度明显低于高温蒸养条件下; 海水海砂高性能混凝土具有早强性, 其强度随粉煤灰掺量增加大致呈下降趋势, 高温蒸养可明显提高混凝土抗折、抗压强度; 粉煤灰掺量越多, 残留的未水化颗粒越多, 高温蒸养可有效改善混凝土微观结构, 提高致密性; 粉煤灰掺量过多或过少均会增加硅酸盐水泥体系的化学收缩, 粉煤灰掺量为30%和40%时混凝土化学收缩值较小。
海水海砂 高性能混凝土 粉煤灰 高温蒸养 标养 水化机理 seawater and sea sand high performance concrete fly ash high temperature steam curing standard curing hydration mechanism 
硅酸盐通报
2022, 41(5): 1677

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