为了寻求工程泥浆的高值资源化利用有效途径, 以经机械脱水泥饼为主要原料, 掺加不同比例的粉煤灰和钢渣制备陶粒, 设计了高含水率泥饼制备陶粒的成型设备和工艺流程, 探究了化学组成对陶粒性能的影响, 测试了陶粒混凝土和易性及强度性能, 并与普通混凝土进行了对比。研究表明: 掺入适量钢渣能有效提升陶粒的强度, 降低吸水率; 而粉煤灰则反之, 主要原因是钢渣的掺入优化了黏土的SA/R(难熔成分与助熔成分质量比), 而粉煤灰的掺入则劣化了该比值。当钢渣掺入量为10%(质量分数)时, 烧结陶粒的筒压强度为5.8 MPa, 吸水率为10.4%, 堆积密度为1 076 kg·m-3, 表观密度为2 010 kg·m-3, 满足《陶粒混凝土技术规程》(DBJ/T 15-62—2021)中关于高强陶粒的使用要求, 可以应用于陶粒混凝土。按C45设计的陶粒混凝土抗压强度为23.49 MPa, 流动性较好, 表观密度较低, 能降低其12.4%的自重, 适用于非承重结构。

石膏矿渣水泥具有低水化热、良好抗化学侵蚀性能等优点, 是一种低碳绿色胶凝材料。为了明确原材料对石膏矿渣水泥混凝土抗硫酸盐侵蚀性能的影响, 对比研究了不同化学组成及活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的强度发展及抗硫酸钠侵蚀性能。结果表明: 提高矿粉中Al2O3含量可以有效提高石膏矿渣水泥混凝土早期3 d强度; 石膏矿渣水泥混凝土在硫酸钠环境下表现出强度软化型劣化; 提高水泥用量、降低水灰比可以有效提高低活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能, 但不利于高活性矿粉制备的石膏矿渣水泥混凝土的抗硫酸钠侵蚀性能。研究为低活性矿粉制备石膏矿渣水泥混凝土及其寿命预测提供试验数据支撑。

为探索明代初期中国琉璃瓦制作工艺技术水平与工艺特点, 运用能量色散X射线荧光光谱法（energy disperse X-ray fluorescence, EDXRF）, 对安徽凤阳明中都及南京明故宫遗址出土69件琉璃瓦样品胎体化学组成进行了测定, 同时利用热膨胀仪、 吸水率测定仪和偏光显微镜等仪器设备对样品胎体的烧成温度、 吸水率、 显气孔率、 体积密度与显微结构等进行了分析。 分析结果显示, 明中都样品胎体根据元素化学组成差异可分为高钙高铁、 低钙高铁和低钙低铁三种类型, 表明该遗址琉璃瓦样品胎体制作原料可能具有不同来源, 同时, 部分明中都样品的化学组成与南京明故宫样品较为接近, 而上述两处遗址样品与北京故宫样品在化学组成上皆具有显著差异。 烧成温度、 物理性能和显微结构分析结果显示, 明中都琉璃瓦瓷质胎体样品的烧成温度较高, 达到了1 141 ℃, 且吸水率和显气孔率明显较低, 达到了瓷胎的标准, 而陶质胎体琉璃瓦样品的烧成温度约为880~1 100 ℃, 吸水率和显气孔率较大, 且不同样品间差异明显, 这可能是由于明中都琉璃瓦胎体的来源不同, 导致不同样品在烧成温度、 吸水率、 显气孔率等方面差异较大。 与北京、 南京二处的琉璃瓦样品相比, 明中都样品吸水率及显气孔率稍微高于二处, 但三处陶胎琉璃瓦样品胎体的烧成温度基本都在1 100 ℃以下。 明中都三种不同类型样品胎体显微结构差异较小, 矿物颗粒粒径和孔隙大小相近, 其中部分石英晶体具有明显的熔蚀边。 此外, 明中都和明故宫样品的显微结构特点显示两处遗址样品胎体原料加工皆较为精细, 原料淘洗和烧结程度较高, 琉璃瓦物理性能较好。 对明初洪武时期明中都出土琉璃瓦烧制工艺的研究结果, 不仅可为了解我国琉璃瓦工艺发展历程、 还可对探索明初琉璃制作工艺和明中都营建的组织形式等提供科学依据。

文物信息的提取与研究对于揭示古代遗物内涵的人类社会、 文化等历史信息有着举足轻重的作用。 一方面可以了解古代的工艺技术特征, 探寻文物制作技术起源及其发展历程; 另一方面可以进行病害调查分析, 为保护文物提供有效信息。 由于文物不可再生的珍贵性, 探索和应用现代无损分析技术进行文物研究和保护尤为重要。 该文细致梳理了目前主要在文物研究与保护中的无损分析方法及其应用现状: 用于文物内部和表面影像分析的X光照相技术、 红外成像技术、 CT技术、 多光谱成像技术和三维激光扫描技术; 用于文物表面微观形貌观察和显微结构分析的光学显微镜和电子显微镜; 用于文物化学组成分析的X射线荧光光谱和激光剥蚀等离子体质谱分析技术; 用于文物物质结构分析的微区XRD、 反射式红外光谱和显微激光拉曼光谱分析技术。 同时, 对这些无损分析技术的优势和局限性进行了初步分析, 预期随着科技研究水平的不断提高, 这些无损分析技术未来将向着小型化、 自动化和便携化的方向发展, 在文物研究和保护中有着十分广阔的应用前景。

为了解繁昌柯家冲窑青白瓷釉化学组成特征及其演变过程, 并探索我国南方早期青白釉的工艺技术来源, 本文运用能量色散X射线荧光光谱法(EDXRF)分析了柯家冲窑五代至北宋中期不同阶段青白瓷釉的化学组成, 并将分析结果与同时期北方定窑白瓷釉及南方越窑青瓷釉化学组成进行了综合对比研究。 结果显示, 繁昌柯家冲窑青白釉化学组成在北宋中期时发生了明显变化, 其中尤以SiO2含量的下降和CaO含量的上升最为明显, 着色元素Fe, Mn, Ti的氧化物含量自五代时期至北宋中期变化幅度很小, 繁昌柯家冲窑青白釉釉色由偏白向偏青转变的原因可能与该窑瓷器胎色的不断加深有关。 此外, 主成分分析及具有相似功能特性的元素组合对比分析结果显示, 繁昌柯家冲窑青白瓷釉的化学组成与北方定窑白瓷釉较为接近, 其釉料配方工艺可能来源于同时期我国北方地区以定窑为代表的白瓷窑场。 本文研究结果对了解我国早期青白瓷釉的化学组成特征及晚唐五代时期南、 北方制瓷工艺技术交流问题等有重要学术价值。

应用显微FTIR技术原位分析雌性Hartley豚鼠随月龄增加胫骨关节软骨下骨的化学变化。 红外光谱测定三种月龄(1月、 2月和3月)豚鼠软骨下3个不同吸收颜色的骨小梁区(a, b, c)和中央骨髓区(d)。 结果显示: (1)随月龄增加, 骨小梁总面积增加, 与正常骨小梁谱图相似的a区减少, d区波形有逐渐向a区发展的趋势。 (2)2月龄和3月龄的b和c区AmideⅢ红移以c区红移显著并且变成肩峰, 代表核酸和多糖的吸收峰峰强是a区的7倍。 (3)三种月龄的c区均出现了β型糖苷键吸收峰。 (4)IAmideⅠ/IAmideⅡ在2月b区最大, 3月各区最小, IAmideⅢ/IAmideⅡ 在 2月、 3月由a到c依次降低, IνsPO-2/IAmideⅡ在2月、 3月的b和c区较相应a区高7倍以上。 结果符合骨关节炎不同阶段软骨下骨的组织结构及化学组成的变化规律。 初步研究表明, 显微光谱成像技术结合FTIR可原位分析不同区域的软骨下骨小梁和骨髓的分子组成, 为骨关节炎软骨下骨组织病理学的分子水平研究提供了可靠信息。

应用显微傅里叶变换红外光谱技术原位分析雌性Hartley豚鼠胫骨关节软骨的化学组成。 红外光谱测定包含三种月龄(1月、 2月和3月)和3个软骨层次(表层、 中层和深层)。 结果表明, 随着月龄的增加, 表层和中层FTIR光谱的主要吸收峰峰位红移, 深层吸收峰先红移后蓝移。 软骨中胶原蛋白、 核酸和蛋白多糖的红外光谱具有如下特征: 峰强比I1 657/I1 548, I1 074/I1 548和I1 074/I1 237在软骨表层和中层随月龄递降, 而在软骨深层2月龄的比值最低。 结果符合关节软骨在不同退变阶段化学成分的变化规律, 且显微光谱成像技术转化的各月龄胫骨平台二维图像高度符合相应的病理描述。 初步研究显示, 显微FTIR技术可原位分析不同层次软骨组织的分子组成, 能为研究软骨疾病的发病机理提供可靠信息。

利用EDXRF探针， 对一件战国时期的琉璃环进行了无损分析， 以研究其化学组成特点及产地。 分析表明， 这件琉璃制品的化学组成属PbO-BaO-SiO2系统， 与中国春秋至东汉时期特有的铅钡硅酸盐玻璃的化学组成一致， 因此判断该制品是利用我国特有的技术和原料配方， 在中国制成。 但从外观来判断， 该琉璃制品与成熟的玻璃差异较大， 而更象是釉砂或玻砂， 即玻璃态和晶体物质的混合体。