不同傅里叶变换红外光谱法研究土壤光谱特征的比较与应用

为了将傅里叶变换红外光谱技术更好地应用于土壤中官能团的定量分析,通过比较3种不同傅里叶变换技术下土壤特征吸收峰的差异,来选取最佳的光谱技术应用于土壤的相关研究。采用透射(T-FTIR)、衰减全反射(ATR-FTIR)和漫反射(DR-FTIR)3种光谱技术分别对有机物(苯甲酸、硬脂酸)和土壤(辽东栎)进行了分析。并将辽东栎和草地土壤样品按不同比例混合,使用T-FTIR和DR-FTIR对混合土样进行光谱测定,用于定量分析研究。结果表明:(1)有机物样品在3种光谱技术中均出现特征吸收峰,苯甲酸在1 600～1 400 cm^-1出现苯环C=C骨架特征峰,硬脂酸在2 900～2 800 cm^-1显现甲基的特征峰。有机物中羧酸-COOH内羰基-C=O在1 720～1 680 cm^-1出现伸缩振动吸收峰,羟基-OH分别在1 430～1 410 cm^-1,940～930 cm^-1附近出现面内和面外弯曲振动吸收峰。有机物在T-FTIR技术中需要用溴化钾(KBr)对其稀释。(2)辽东栎土壤样品在T-FTIR和DR-FTIR技术测试中发现,其土壤谱图中有较多有效特征吸收峰,土壤样品在T-FTIR技术中也需要用KBr进行稀释并使样品均匀的分布在锭片中; 而ATR-FTIR技术测试中仅出现个别有效特征吸收峰,不利于对土壤谱图鉴别与进一步分析。(3)辽东栎和草地土壤样品按不同比例混合的测试结果表明:T-FTIR和DR-FTIR技术测试中质量分数与峰面积比呈正相关,线性拟合分别为R²=0.70和R²=0.88。土壤在3种不同红外技术中,DR-FTIR光谱具有较好的土壤特征吸收峰,对土壤样品可以不用KBr稀释。测试步骤简单易操作,可用于土壤样品定量分析研究。     

陶瓷刀具铣削高密度纤维板的磨损分析研究

本试验采用TiC增韧Al_2O_3陶瓷木工刀具对高密度纤维板HDF进行逆铣加工,通过Kistler测力仪进行动态切削力测量,通过扫描电镜(SEM)观察陶瓷刀具的前、后刀面的微观结构,利用能谱仪(EDS)对刀具前、后刀面的磨损微区进行了成分及其含量的分析,揭示了陶瓷木工刀具的铣削磨损机理。研究结果表明:陶瓷木工刀具的切削力随着切削速度的增大而减小、随着加工长度的增大而增大;陶瓷木工刀具切削高密度纤维板主要的磨损形式是:崩刃、后刀面磨损,磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘结磨损。     

涂层硬质合金刀具车削交趾黄檀的磨损特性

针对涂层木工刀具的磨损特性,通过涂层硬质合金刀具车削交趾黄檀试验,借助扫描电子显微镜及能谱仪对刀具的磨损表面进行观察分析,以研究在车削加工交趾黄檀工件时不同加工参数对涂层硬质合金刀具的磨损影响。根据试验结果可得:随着每层切削速度的增大,刀具的后刀面磨损量亦随之增加;然而随着切削路程的增大,不同的外层切削进给速度和成型切削进给速度对刀具后刀面磨损量的影响逐渐减小。在相同的加工参数条件下,随着切削路程的增加,刀具的涂层剥落先后顺序为Ti N-Al2O3-Ti C,直至涂层完全剥落,露出基体,最终涂层失效。在刀具涂层失效过程中,涂层常伴有片状脱落现象。在涂层完全失效后,刀具基体与工件主要产生氧化磨损和粘结磨损。因此,在车削加工木制工艺品时,选择合理角度结构的刀具,设定合理的加工参数,不仅可以提高加工效率,还可以提高刀具使用寿命。     

延河流域三种土壤可蚀性K值估算方法比较

土壤可蚀性因子K是表征土壤侵蚀作用的敏感指标。采用3种土壤可蚀性K值估算方法(Torri.D模型、EPIC模型、Shirazi公式法)对延河流域土壤可蚀性进行对比研究,以实测K值为依据,采用相关性分析和模型估算筛选出符合该区侵蚀特点的土壤可蚀性估算方法。结果表明:延河流域土壤中有机碳、黏粒、粉粒含量随植被覆盖度的变化由北向南逐渐增加,平均质量直径(D_(MW))表现为森林森林草原草原,K_(EPIC)和Kshirazi与D_(MW)呈正相关,而Torri.D模型估算K值(K_(Torri.D))与D_(MW)呈相反的变化趋势,即从草原到森林草原再到森林,土壤团聚体稳定性和抗侵蚀性逐渐增加。K_(Torri.D)的变化范围为0.068~0.147 5,高于真实K值(0.031 2~0.079 6),相比于其他两种方法,Torri.D模型平均绝对误差(MAE)、平均相对误差(MRE)和均方根误差(RMSE)更接近于0,而精度因子(Af)更接近1,具有更高的可信度,更加适用于延河流域土壤侵蚀敏感性评价和土壤流失量预测。