废旧聚乙烯塑料改性沥青混合料耐老化性能分析

【目的】分析废旧聚乙烯塑料（Polyethylene,PE）改性沥青混合料的耐老化性能。【方法】通过车辙试验、单轴贯入试验、低温弯曲试验、冻融劈裂试验和四点弯曲疲劳试验来评价老化前后不同类型沥青混合料的性能。【结果】试验结果表明：在短期和长期老化后,PE和SBS改性沥青混合料的动稳定度和贯入强度的增加幅度分别为12%～18%、25%～35%,水稳定性能和低温性能均满足规范要求;普通沥青混合料的动稳定度和贯入强度增加幅度分别为30%～35%、60%～70%。只有短期老化后的水稳定性能和低温性能才能满足要求。【结论】PE和SBS改性沥青混合料耐老化性能基本相当,且明显高于普通沥青混合料。PE改性剂可抑制或减少自由基的产生,能显著减缓改性沥青的氧化老化程度。     

电解锰渣填埋场渗滤液无害化处理方案研究

【目的】锰是重要的战略矿产金属，生产金属锰产生大量锰渣，并且含有大量有害物质。大量锰渣的堆积会污染环境，已成为我国目前需要解决的重要问题。【方法】目前，对于锰渣的处理，国外企业通常采用填埋的方法，而国内企业采用筑坝湿法堆积的方法。【结果】本研究分析锰砂及其他物质对电解锰渣渗滤液中锰离子的去除效果，利用接触氧化法进行试验，探究质量、浓度、酸碱度、接触时间等条件对除锰效果的影响，得出最优去除效果时的试验条件，并进一步研究了此过程的机理。【结论】通过试验可得，40 cm厚的1#锰砂（质量约为1 600 g）为最佳除锰效果条件，碱性水体对锰离子的去除效果有促进作用。     

碳纤维开孔层合板拉伸载荷下的失效分析

【目的】研究开孔碳纤维复合材料层合板在拉伸载荷下的失效行为,并确定铺层顺序、铺层角度对极限载荷的影响。【方法】通过Abaqus有限元软件和Hashin失效准则,建立壳单元在拉伸载荷下的失效模型,利用该失效模型进行数值模拟分析。【结果】0°层失效首先发生在孔边,随着孔边失效区域的不断扩大,呈现由X形向沙漏形转变的趋势;在达到极限载荷前,承载力与位移成正比,之后承载力迅速下降,层合板将迅速失效;铺层顺序对层合板的强度影响不大,铺层角度对层合板的极限载荷影响较大。在一定范围内增加±45°铺层的数量,不仅可以延缓层合板的失效,而且可以提高极限载荷值。【结论】研究结果对开孔碳纤维复合材料层合板的实际应用具有指导作用。     

寒冷地区空气源热泵采暖技术进展

【目的】随着我国碳中和、碳达峰目标的提出，空气源热泵采暖技术受到越来越多的青睐，但想要真正利用好空气源热泵系统，就要解决低温下空气源热泵效率低、工作不稳定等问题。【方法】本研究通过对比分析，以提高低温下空气源热泵能效为目的，从提高压缩机本身的性能、采用与其他热源相结合的多源耦合热泵系统、采用各种新型抑霜除霜方式和一些低温制冷剂等方面，进行全面总结和分析。【结果】目前，为提高低温下空气源热泵能效而总结出的研究方法有很多，但仍有问题需要解决。【结论】对低温下空气源热泵发展现状和存在问题进行全面分析，对比分析结果，对提高寒冷地区空气源热泵能效的深入研究具有参考价值。     

含纳米二氧化硅的聚乙烯改性沥青混合料疲劳和力学性能研究

【目的】通过制备不同纳米二氧化硅掺量的复合改性沥青来研究纳米二氧化硅对聚乙烯改性沥青混合料性能的影响。【方法】通过四点弯曲疲劳试验、劲度模量试验、间接拉伸强度试验来分析纳米二氧化硅复合改性沥青混合料的性能。【结果】试验结果表明：当纳米二氧化硅掺量从1%增加到4%时,混合料的疲劳寿命、劲度模量和间接拉伸强度先增大后减小;当纳米二氧化硅掺量为3%时,混合料在20℃和30℃时的疲劳性能均最优;当纳米二氧化硅掺量为2%时,劲度模量和间接拉伸强度最优,且短期老化后的间接拉伸强度降幅最小。【结论】综合考虑各项性能指标,纳米二氧化硅的最佳掺量为2%～3%,此时复合改性沥青混合料疲劳和力学性能可提高40%以上。     

碳纳米管对SBS改性沥青性能影响研究

为掌握碳纳米管对SBS改性沥青性能的影响,制备不同掺量碳纳米管SBS改性沥青,并对其常规性能进行试验研究。结果表明:碳纳米管能改善SBS改性沥青高温性能、低温性能、抗老化性能和存储稳定性,且整体上掺量增加时对上述性能的改善效果增强;碳纳米管会使SBS改性沥青高温性能温度敏感性增强,同时温度降低时其对SBS改性沥青低温性能的改善效果减弱,且其对SBS改性沥青长期抗老化性能的改善幅度强于短期抗老化性能。考虑综合性能,采用碳纳米管改善SBS改性沥青性能时,其掺量不应超过2.0%。     

离子注入剂量对镁合金表面钛膜的性能影响

【目的】进一步提高AC91表面钛层的综合性能。【方法】采用离子注入技术研究了N离子注入剂量对镁合金表面Ti膜的力学和摩擦磨损性能的影响。【结果】随着N离子注入剂量的提高,镁合金表面Ti膜的显微硬度随之增大,这是由于表面Ti膜形成Ti/TiN复合涂层结构,摩擦磨损试验结果表明,N离子注入后摩擦系数降低,高剂量的N离子注入下摩擦系数进一步降低至0.299,摩擦试验前后磨损量失重最少,膜层的耐磨损性能得到提高。【结论】N离子注入可以有效提高镁合金表面钛层的综合性能,从而提高其防护效果。     

低温下船用钢材弹塑性曲线研究

【目的】分析不同低温下船用钢材单向拉伸应力-应变关系，对低温下船用钢材弹塑性曲线进行研究具有深远意义。【方法】选用EH36钢作为试验材料，对试件进行三种低温下的单向拉伸试验，在对试验数据进行分析后，采用弹性-幂次强化模型本构关系进行拟合，对比不同温度下单向拉伸应力-应变曲线。【结果】对EH36钢在不同低温下的单向拉伸应力-应变曲线进行分析，发现屈服强度和塑性应变随温度的降低而提高。【结论】EH36钢塑性强化参数采用有效塑性应变，计算得出预加应变时逆向加载的一维应力-应变关系，为此材料力学特性的研究提供参考。     

纳米二氧化硅对微泡沫钻井液体系的影响

【目的】微泡沫钻井液是一种热力学不稳定体系。在复杂的地层环境中,钻井液的稳定性会下降,导致微泡沫钻井液的使用范围受到限制。为了稳定微泡沫钻井液,通常使用稳泡剂来增强泡沫的稳定性。随着对纳米颗粒研究的深入,发现纳米二氧化硅颗粒具有稳定泡沫的作用。本研究通过试验来对纳米二氧化硅颗粒进行研究。【方法】首先,以泡沫半衰期和发泡量为指标来验证纳米二氧化硅对泡沫稳定性的影响。其次,将纳米二氧化硅添加到微泡沫钻井液中,用来研究纳米二氧化硅对微泡沫钻井液性能的影响。【结果】由试验结果可知,纳米二氧化硅能极大增强微泡沫的稳定性,与未添加纳米二氧化硅的表面活性剂溶液相比,添加纳米二氧化硅后的半衰期增加60 min。在微泡沫钻井液中加入纳米二氧化硅后,钻井液的稳定性增加、流变性良好、黏度增加、失水降低。【结论】纳米二氧化硅在增强泡沫稳定性上具有显著作用,将其应用到微泡沫钻井液中,能有效提高钻井液的稳定性,降低钻井液的失水量,从而发挥出钻井液的良好性能。未来可以使用纳米二氧化硅来代替钻井液材料,能有效降低钻井液成本。     

基于MSCR试验多聚磷酸改性沥青高温性能评价

【目的】探讨多聚磷酸(PPA)改性沥青的高温性能。【方法】对不同多聚磷酸掺量的改性沥青进行多应力蠕变恢复试验，并通过试验分析基质沥青和RTFOT试验后PPA改性沥青在3.2 kPa剪切应力下平均不可恢复蠕变柔量J_nr3.2值、不可恢复蠕变柔量相对差异J_nrdiff和PG高温连续分级温度HT等技术参数。【结果】试验结果表明，随着PPA掺量的增加，PPA改性沥青结合料的3.2 kPa剪切应力下平均不可恢复蠕变柔量J_nr3.2减小、不可恢复蠕变柔量相对差异J_nrdiff增大、PG高温等级提升。【结论】PPA改性沥青结合料的高温性能得到明显改善，沥青黏弹性能对于应力变化的敏感性增强。     

钴基碳纳米管负载氢氧化钴纳米片的制备及电催化OER性能研究

【目的】为提高Co(OH)₂催化电解水阳极析氧反应(OER)活性,通过试验,验证提高催化OER活性的具体方案,为加快OER反应提供试验依据和构筑方法。【方法】首先通过一步高温热解法制备嵌入金属Co单质的氮掺杂碳纳米管(Co@NCNT),然后以金属钴为锚定点,通过简单水热反应将过渡金属氧化物嵌入Co@NCNT表面,成功制备了Co(OH)₂/Co@NCNT复合催化剂,并利用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和电化学测试分别对其结构、形貌进行分析,了解其变化特征。【结果】制备的Co(OH)₂/Co@NCNT复合催化剂在1 mol/L KOH溶液中表现出较好的OER活性和优异的稳定性。【结论】M(OH)₂与LDHs是各种OER催化剂的真正活性物质,但是制备过程中易发生团聚现象。钴基碳纳米管负载氢氧化钴纳米片试验方法能够有效解决上述问题,并为制备碳负载过渡金属氢氧化电催化剂的制备提供方法和数据支撑。     

基于性能的钢结构减震设计方法研究

【目的】为了满足社会发展需求，越来越多的钢结构建筑出现在人们的生活中，其中地震灾害是任何建筑物都要克服的困难。【方法】本研究通过介绍基于性能的抗震设计理论，并以现有的多层钢结构为模型，运用有限元分析软件Etabs对多层钢结构减震设计进行分析。【结果】通过建立三种减震结构模型，对其进行模拟分析。根据规范要求选取三条地震波，并对其进行多遇、罕遇地震下的动力时程分析，并对比三阶振型，均满足规范要求。【结论】通过对比结构的层间位移、顶点加速度，发现增加屈曲约束支撑后的钢结构的减震效果明显，能有效提升结构的性能。     

高烈度区框架结构混合减震设计方案比较分析

【目的】我国高烈度区目前大多数单独使用BRB或黏滞阻尼器进行消能减震设计，而混合减震技术则可以实现两种阻尼器优势互补，大幅提高结构的抗震性能。【方法】本研究根据消能器不同的特性，在一栋13层框架结构中设计了四种混合减震方案。【结果】通过ETABS将这四种减震方案分别进行多遇、罕遇地震下的动力时程分析，并与无控结构进行对比，发现四种混合减震方案均可以有效提高结构的抗震性能。【结论】其中将黏滞阻尼器设置在底部楼层，BRB布置在层间位移角较大楼层的布置方案消能减震效果最佳，达到了提高抗震性能的目的。     

基于专利数据的石墨烯技术发展态势分析

【目的】石墨烯作为一种新型二维纳米碳材料，具有强度高、导电和导热性能强等优异的物理特性，应用范围广泛。以石墨烯为研究对象，旨在揭示石墨烯的专利现状和发展趋势，为相关产业的发展提供参考支撑。【方法】以Patsnap（智慧芽）专利检索系统收录的2004—2023年全球石墨烯相关专利作为数据源，对石墨烯专利的申请趋势、地域分布、申请人和法律状态等进行可视化分析。【结果】石墨烯产业正从高速发展期向成熟期转变，产业专利主要分布在中国和美国；中国石墨烯专利主要集中在高校院所，企业专利研发和布局能力较弱；专利质量有待提高。【结论】石墨烯产业当应该培育高价值专利，深化产学研合作，加强专利布局。     

基于二氧化硅气凝胶的多层隔热结构设计与隔热效果评价

【目的】多孔隔热材料因其在设计性、功能化和易于组装方面的优势而被广泛应用，但需要解决其在短期和高效隔热方面存在的重大障碍。【方法】为解决这个问题，以硅气凝胶为主体、石蜡为相变材料（PCM），构建多层隔热结构（MTIS）。通过优化分层结构，记录冷端随时间变化的温度，并评估其隔热性能。【结果】研究发现，MTIS的隔热性能与所应用的PCM和组装方式密切相关。在各种组合中，以石蜡填充气凝胶为中间层的叠层（双层）夹层结构具有优异的隔热性能。在300°C下加热10 min后，10 mm的多层夹层结构的冷端温度仅为59°C，显著低于其他模式下的67°C或71°C。【结论】这种优化设计的本质是改变MTIS的热平衡路径，来实现短期和高效的隔热，使其在各种隔热应用中具有一定的通用性。     

高层框架结构层间隔震性能研究

【目的】探究不同高度隔震层对框架结构的抗震性能。【方法】基于某高层框架结构，运用SAP2000有限元软件对非隔震模型进行建模，并在此基础上分别建立基础隔震、6层隔震、12层隔震、18层隔震及22层隔震结构模型。【结果】对于上述结构模型进行反应谱和时程分析，通过软件运算得到模型在地震波下的基本周期、层间剪力以及层间位移，使其之间相互对比，探究不同隔震层位置对结构受力的影响。【结论】研究表明，随着隔震层高度的上升，基本周期在逐渐缩小，层间剪力和层间位移逐渐增大，在隔震层接近顶层时，基本周期、层间剪力和层间位移接近非隔震结构。     

基于高密度公路三维灰度点云的图像增强方法

【目的】在采集路面病害图像过程中,由于受到光照不均匀的影响,导致图像出现多噪声和低质量问题。此外,路面病害在整个图像中的占比小,且与背景颜色相似,不易区分。通过解决这些问题,可避免影响后续路面病害识别的精度。【方法】提出一种基于高密度三维灰度点云的图像增强方法。通过多模型特征融合、网络学习输入图像不同层次的特征,来增加特征互补性,提高特征提取能力。【结果】该方法不仅能增强图像细节,还能降低图像噪声,增强待检测图像的识别效果。【结论】试验结果表明,该方法在客观评价和视觉质量上达到了优良的性能。     

UHPC加固钢筋混凝土柱轴压模拟研究

【目的】为研究超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC)对钢筋混凝土柱的轴压性能的影响。【方法】选取1个普通混凝土柱和3个UHPC加固的钢筋混凝土柱进行竖向轴压模拟试验，研究不同加固材料、加固层厚度对钢筋混凝土柱轴心受压性能的影响情况。【结果】研究结果表明：UHPC加固的钢筋混凝土柱和普通钢筋混凝土柱的荷载—位移曲线趋势基本一致，但UHPC加固的钢筋混凝土柱轴压承载力提升更为明显，并且随着加固层厚度的增加，承载不断提高。本研究分别选取20 mm、30 mm、40 mm厚度的UHPC加固层钢筋混凝土柱与普通钢筋混凝土柱进行承载力比较，加固后的钢筋混凝土柱承载力分别提高了154.6%、192.9%、264.1%。【结论】对试验结果进行分析，为进行承载力试验提供了数据支持，也为工程实际提供理论依据。     

基于碳中和的数据中心绿色发展策略研究

【目的】双碳目标下，分析数据中心的碳中和路径，为数据中心绿色发展提供方向。【方法】以基于碳中和的数据中心相关政策、标准出发，分析数据中心从选址规划到设计、设备选用、生产、运维全寿命周期节能优化方法。【结果】数据中心的碳中和路径涉及制冷、供配电、ICT设备等各方面，仍存在技术上的短缺与政策、标准等指导性不足的问题。【结论】全寿命周期的节能降耗离不开新型能源技术的发展，以促进碳中和目标的实现。     

海水侵蚀下复掺矿粉和镍铁渣粉的水泥土力学性能分析

【目的】研究地基处理采用的水泥土在海水侵蚀环境影响下的力学性能，为沿海地区地基处理工程提供技术支持。【方法】将复合镍铁渣粉以等质量替代的方式掺入到水泥土中，通过无侧限抗压强度试验，进行抗侵蚀系数分析。【结果】海洋环境对水泥土的强度具有劣化作用，而掺入复合镍铁渣粉能提升水泥土的强度性能，缓解海洋环境对其强度的劣化作用。【结论】复合镍铁渣粉能起到微集料效应、形貌效应和活性效应，提升水泥土的密实程度，对水泥土的性能产生有利影响。