W-OH砒砂岩固结体干湿循环特性及其细观机理

[目的]对W-OH砒砂岩固结体干湿循环特性及其细观机理进行研究,为实现W-OH固结改良砒砂岩及其耐久性研究提供科学依据。[方法]采用W-OH(亲水性聚氨酯材料)对砒砂岩进行固结处理,基于无侧限抗压试验、三轴抗压试验,研究其在干湿循环条件下的力学性能,并结合SEM,EDS和称重法对其干湿循环后样品微观结构、元素和质量损失进行分析,以获得其破坏机理。[结果]W-OH砒砂岩固结体的无侧限抗压强度、弹性模量和黏聚力在1～3次干湿循环后升高;在3～9次干湿循环后,固结体的力学强度降低;9次之后,剩下高黏结力的W-OH胶结体包裹于砒砂岩颗粒表面,力学强度趋于稳定。内摩擦角在1～9次干湿循环后上下波动,9次干湿循环后趋于稳定。采用碳元素分析和质量损失分析相结合的方法对土样中W-OH流失特性进行评价,发现土样在1～9次干湿循环中W-OH胶结体逐渐降低,并在9次干湿循环后达到稳定,这与上述宏观力学变化的规律相似,验证了破坏机理,为判断其长期特性提供理论依据。[结论]研究表明可将9次干湿循环后达到稳定的W-OH砒砂岩固结体的力学性质作为土体的长期力学特性。     

基于微观特性分析风积沙粉体掺入提高混凝土的抗冻性

为研究冻融-盐浸环境下风积沙粉体混凝土的微观特性,设计了强度等级为C35、C25的风积沙粉体混凝土,在浓度为0%、3%、6%硫酸镁溶液中采用快冻法进行抗冻性试验,同时借助核磁共振技术、场发射扫描电镜及能谱分析研究其孔隙特征、微观形貌及水化产物。结果表明,风积沙粉体的掺入显著提高混凝土的抗冻性,且适当提高强度等级,有利于提高风积沙粉体混凝土抗冻性,其中强度等级为C35的风积沙粉体混凝土在6%MgSO_4溶液中可承受高达425次冻融循环;相对于基准组,风积沙粉体混凝土中有发育状况良好的针柱状产物钙矾石、纤维状产物石膏生成,填充因冻胀应力作用产生的裂隙,使其内部有害及多害孔数量低于普通混凝土29.78%,抗冻性增强。     

喷焊余温淬火改善深松铲尖铁基涂层耐磨性

针对深松铲尖耐磨性能差、失效频繁等问题,采用火焰喷焊技术在45钢基体上制备了铁基合金涂层,并利用喷焊后试件余温对其进行了淬火处理。利用扫描电镜、能谱仪、X射线仪分析了涂层显微组织、元素构成及物相组成,利用显微硬度计、磨损试验机测试了涂层显微硬度及磨损性能。结果表明,涂层与基体呈良好冶金结合,淬火涂层主要由碳化物Cr_(23)C_6、Cr_7C_3,硼化物Fe_2B,复合相(Cr,Fe)_7C_3以及固溶体γ-Fe(Cr,Ni,C,Si)等组成。与未淬火涂层相比,组织得到细化,涂层显微硬度平均为800 HV左右,较未淬火涂层提高了约100 HV。淬火涂层试件(45钢基体)和未淬火涂层试件(45钢基体)平均磨损质量分别为0.30和0.35 g;田间试验的涂层淬火深松铲尖(65Mn基体)磨损质量为32 g,无涂层65Mn铲尖为70 g,涂层深松铲尖具有较好的耐磨性,该研究可为延长深松铲尖使用寿命提供参考。     

基于眼柄微结构的克氏原螯虾生长分析

甲壳类的蜕壳生长机制使其能够记录生物学信息的钙化组织周期性消失。一直以来,甲壳类年龄和生长的研究都是一个比较棘手的问题。本文观察和分析了采集于上海浦东新区南汇新城镇河道的克氏原螯虾(Procambarus clarkii)的眼柄微结构,并研究了其眼柄上的生长纹与体长、体质量的关系。结果显示,克氏原螯虾眼柄切片的横截面和纵切面均可观察到其微结构由表层、色素层、钙化层和膜层等4部分组成;眼柄内存在明暗相间的生长纹,样本生长纹的数目范围为8~31个;生长纹间距由色素层与钙化层的交界处到钙化层与膜层的交界处呈现出由宽到窄的变化趋势。克氏原螯虾眼柄的生长纹数目与其体长、体质量的Logistic关系式分别为L=(96.66)/(1+e~(-0.25(t-2.54)))、W=(22.48)/(1+e~(-0.41(t-11.78)))。     

面向数控加工系统的3D打印切片算法与分区扫描策略

为实现大型农机零部件的快速修复与更换,该文针对3D打印协同数控成形大型零件中的折线拐点金属过堆积、工件翘曲变形、层厚难以实时调整等问题,提出数控系统与电子束成形相结合的3D打印切片算法与分区扫描策略。为提高切片速度,实现成形过程中的层厚实时调整,采用反向光线追踪算法对三维模型渲染切片,通过MS(marching squares)算法提取二值图像的坐标序列,快速获取指定层的轮廓坐标;为避免成形过程中电子枪运行速度不均匀引起的金属过堆积现象,选用B样条基函数对轮廓数据进行曲线插值,结合数控系统的曲线插补命令,实现恒定线速度成形。针对大型零件在成形过程中的变形问题,采用六边形分区与平行线变角度扫描技术,根据各分区图案的形心欧式距离规划扫描顺序,实现变形控制。结果表明:采用非均匀有理B样条曲线和直线分段插值后,拟合曲线对原始多重曲面截线的逼近误差范围与切片数据相比减少了30%。选用网格数量为1 483 132的STL(stereolithography)模型进行效率测试,该算法切片用时90 s,与商用软件Magics15.01切片相比用时减少了34.6%,与开源软件Cura15.06切片相比用时减少了31.4%,研究结果可为大型零件成形过程中的层厚动态调整及变形控制等提供新的思路。     

动态高压微射流对乌贼墨黑色素物理性质及微观结构的影响

为改善乌贼墨黑色素在食品中的应用性能,以虎斑乌贼(Sepia pharaonis)墨囊为原材料,采用碱性蛋白酶酶解制备乌贼墨黑色素,研究不同动态高压微射流(DHPM)(0、40、80、120、160、200 MPa)均质对其物理性质的影响,并采用红外光谱、扫描电子显微镜分析其微观结构。结果表明,DHPM处理使乌贼墨黑色素聚集体解聚,浊度增加、平均粒径减小,粒度分布更加集中和细微化,同时改善了其在去离子水和生理盐水中的溶解性;在压力作用下表现为粘度、空间色度值均有所增大;差示扫描量热法(DSC)分析表明,乌贼墨黑色素在120 MPa下热变性温度为90.70℃,焓变值为0.45 J·g^-1,且该压力下其贮藏稳定性最好;红外光谱分析表明,在特定压力处理范围内,DHPM处理使乌贼墨黑色素分子间形成了较强的氢键;扫描电镜观察发现样品颗粒在120 MPa处理后颗粒尺寸最小。因此,DHPM改性技术改善了乌贼墨黑色素的物理性质和微观结构,为其在食品工业中的应用提供了理论依据。     

丁香酚对高粱醇溶蛋白可食性膜结构及性能的影响

为开发天然的可降解、可食性包装材料,以高粱醇溶蛋白为原料,采用溶液共混的方法制备可食性丁香酚/高粱醇溶蛋白复合膜,分析不同浓度丁香酚对可食性高粱醇溶蛋白膜物理性能及微观结构的影响并探讨其变化机理。结果表明,添加4%丁香酚可优化蛋白膜的机械性能,提升膜的拉伸强度(TS)和断裂伸长率(EAB);添加丁香酚不影响蛋白膜的水蒸气透过系数(WVP),但略微提高了蛋白膜的溶解度;添加4%丁香酚可增加蛋白膜对紫外光和可见光的吸光度值,即增强膜的光阻隔性能。DSC测量显示,添加丁香酚后降低了高粱醇溶蛋白的玻璃态转变温度(Tg),表明丁香酚提高了丁香酚/高粱醇溶蛋白复合膜的延展性;FTIR分析结果表明,添加丁香酚后使得高粱醇溶蛋白二级结构中的α-螺旋、无规则卷曲转变为β-折叠、β-转角,表明丁香酚有助于提高丁香酚/高粱醇溶蛋白复合膜的机械性能;SEM结果显示,4%丁香酚与高粱醇溶蛋白的相容性良好,制备的复合膜截面光滑紧致。本研究结果为可降解、可食性膜新材料的研究及应用推广提供了理论参考。     

饲料添加白藜芦醇对吉富罗非鱼生长免疫、肝脏结构的影响

为探究不同含量白藜芦醇对吉富罗非鱼(Oreochromis niloticus)生长、非特异免疫能力及肝脏结构的影响,设计4组不同含量Res饲料(0%、0.025%、0.05%、0.1%),分别标记为D1、D2、D3、D4组;在第15天、45天测定血清中8种非特异免疫酶活性,扫描电镜观察肠绒毛、肝脏显微结构。结果显示:45天后,处理组与对照组相比,增重率、特定生长率、饲料系数显著降低(P0.05)。生长期15天,MT、Hsp-70、Hsp-60、TRF 4种酶活性均随着Res含量升高而降低;C3、C4活性处理组与对照组无显著差异;生长期45天,C3、C4、IgM、TNF-α、Hsp-60、TRF 6种酶活性均随着Res含量升高而降低。扫描电镜显示:15天D4组肠绒毛"干瘪"、"卷曲程度加深",45天时,D4组绒毛排列紊乱、绒毛高度降低,受损严重,肝脏纤维化现象明显。综上所述,饲料中添加0.1%Res能够降低吉富罗非鱼部分非特异性免疫酶活性,并且损伤肠道和肝脏。     

依据显微结构及光合特性探讨蝴蝶兰花芽分化的时期

以蝴蝶兰‘大辣椒’为试验材料，对花芽分化进程及期间光合特性和碳水化合物、可溶性蛋白及激素含量的变化进行研究。结果表明：花芽长度为0、2、4、8、16和24 cm时，分别处于花芽分化初始期、花序原基分化期、花原基分化期、萼片原基分化期和花瓣原基分化期（16和24 cm）。蝴蝶兰叶片的净CO2吸收速率在花芽发育前期（0 ~ 4 cm）没有显著变化，花芽8 cm时显著降低。花芽中的碳水化合物和可溶性蛋白的含量显著高于叶片，碳水化合物在花芽长度为4 cm时达到稳定水平，可溶性蛋白含量在花芽8 cm时达到叶片与花芽的平衡；赤霉素（GA）的含量在花芽2 cm时达到最大值，生长素（IAA）含量在花芽4 cm时显著升高，玉米素（ZT）含量在花芽8 cm时显著降低，而ABA含量在花芽发育的过程中并没有显著变化。由此可知，当蝴蝶兰花芽开始分化萼片原基（8 cm）时，光合生理及生化物质基本达到一个相对稳定的水平，此阶段的蝴蝶兰花芽已彻底完成成花分化。     

真空复合轧制自磨锐割刀与其结合界面组织性能研究

采用真空复合轧制工艺，将3种钢板（GCr15、Q420、IF）轧制成梯度复合材料，对其结合界面处的微观组织、成分及硬度分布、抗剪强度进行了检测，并对梯度材料自磨锐割刀进行了田间试验。结果表明，不同板层界面处材料间相互咬合形成较为紊乱的冶金结合方式，界面处元素相互扩散形成过渡区，组织缺陷较少。结合界面处的抗剪强度均超过了国标要求，且断裂方式为韧性断裂，不同界面间存在较为平缓的硬度梯度变化。梯度材料自磨锐割刀后刀面、刀尖及刃口材料为GCr15钢，硬度高、耐磨性好，前刀面的硬度呈梯度变化，磨损均匀，作业过程中可始终保持刀尖前凸，刃口曲率半径变化较小，能够长时间保持刃口的锋锐性与再生作物的低损伤切割。田间试验结果表明，相同作业条件下，梯度材料自磨锐割刀耐磨性是市售割刀的3倍以上。