离子型稀土矿体孔径分布及其渗透性变化

以江西龙南典型的离子型稀土矿为研究对象,对原矿和5种孔隙比重塑矿开展了现场和室内土-水特征曲线和饱和渗透系数测试试验。基于土-水特征拟合曲线,计算了矿体孔径分布和非饱和渗透系数。结果发现:孔隙比0.92的原矿单位质量矿体累积孔隙总体积为0.234 5 cm~3/g,大孔隙(r≥5μm)、中孔隙(2μm≤r≤5μm)和小孔隙(r≤2μm)体积分别占孔隙总体积的58%、15%和27%,渗透系数为2.0×10~(-5)m·s~(-1);保持原矿孔隙比重塑后,小孔隙体积增加约3.0%,渗透系数为1.2×10~(-5)m·s~(-1),表明相同孔隙比的原矿和重塑矿在孔径分布上有明显差异,原矿存在较多大孔隙,重塑后大孔隙分裂成多个小孔隙,矿体通透性变差,渗透系数变小。而重塑为孔隙比0.97的矿样,小孔隙体积减少约1.0%,渗透系数为1.9×10~(-5)m·s~(-1),孔径分布和渗透性基本达到原矿状态,采用该孔隙比状态的重塑矿样模拟龙南类型天然矿体进行浸析试验效果更好。     

湿法成网液体过滤材料的开发与性能研究

以涤纶纤维、ES纤维及涤纶浆粕为原料,采用湿法成网、热轧加固工艺制备液体过滤材料,研究了纤维长度、热轧温度、热轧时间3个单因素对材料的均匀性、透气性、断裂强力、透水性及过滤性能的影响.实验结果表明:随着涤纶纤维长度的增加,湿法液体过滤材料的均匀性降低;热轧温度越高,纤维黏结效果越好,试样强力越高;采用12 mm的涤纶纤维,热轧温度为150℃,热轧时间为2 min,其过滤精度与有效孔径O95最小,均为2μm,过滤效率最高达83.5%;所有试样都能达到对粒径≥5μm粒子的过滤精度,适合作为常温、中性液体过滤材料.     

铜合金熔体泡沫陶瓷离心过滤技术研究

提出通过用离心加压使铜合金通过高密度、大厚度泡沫陶瓷从而强化过滤效果的新方法,研究了过滤工艺参数对铜合金过滤效果的影响。试验结果表明,泡沫陶瓷孔径与厚度、熔体温度、旋转速度等对铜合金的洁净度及力学性能有重要影响。采用该方法过滤铜合金熔体,抗拉强度比未过滤的提高10.8%,延伸率提高27.2%。金相观察表明,这种强化过滤对合金中15μm以上夹杂物有显著滤除效果。     

生物活性炭滤池微型动物泄漏的强化过滤控制

采用孔径10μm的浮游生物网对A水厂活性炭滤池出水的微型动物进行监测,结果表明泄漏的微型动物优势种类为轮虫、线虫、寡毛类和甲壳类.在活性炭层底部增加厚度为40或50cm粒径为0.3～0.5mm的石英砂层,当流速为10～12m.h-1时,对轮虫、甲壳类和寡毛类等体型较大的微型动物能够截留55%以上,但对线虫截留率较低.建议采用10μm的微孔滤网过滤氯接触池出水,可使微型动物穿透进入供水管网的风险降低一个数量级,且工作周期达96h.     

熔融碳酸盐燃料电池实验研究

熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是第2代燃料电池,工作温度650°C.组装了12cm×10cm的MCFC单体电池,开发了电池的关键材料、烧结及升温程序.电池以多孔陶瓷板材料γ-LiAlO2作为电解质支持体,其厚度为0.8mm,孔径分布0.1～0.8μm,孔隙率50%;阴极采用多孔板Ni,厚度为0.8mm,平均孔径为12μm,孔隙率55%;阳极采用多孔板Ni,厚度为0.8mm,平均孔径为8μm,孔隙率50%.电池的开路电压达到1.10V,电流密度达到120mA/cm2,工作时输出电压为0.65～0.70V,输出功率5～10W.     

刚性陶瓷过滤元件的过滤机理研究

根据空气动力学捕集理论,研究了陶瓷过滤器的过滤机理,计算了刚性陶瓷过滤器的过滤流动,分析了影响过滤效率的重要因素,提出了满足过滤效率要求的“最小厚度”概念,为陶瓷过滤器的设计提供了理论依据。结果表明,在刚性陶瓷过滤元件的过滤中,当靶的尺寸较小（如20μm）时,对于10μm以下的颗粒,拦截和惯性碰撞对过滤所起的作用相当;对于大于10μm的颗粒,拦截比惯性碰撞所起的作用要大得多。当靶的尺寸较大（如80μm）时, 对于很小的颗粒（5μm以下）,拦截和惯性碰撞过对过滤所起的作用相当,而对于稍大的颗粒,拦截 始终起主要作用。在给定的流动速度下,随着颗粒尺寸的增加和靶尺寸的减小,实际分级最小厚度减小。     

电解气浮-吸附过滤处理印染废水

本文研究采用电解气浮-吸附过滤法处理印染废水。试验结果表明:电解气浮过程中,采用石墨作阴极,铁作阳极,电解电压一般控制在8～11V,电能消耗约0.08度/m3。吸附过滤过程选取活化粉煤灰作为吸附材料,粒度为0.3mm,废水在吸附柱中的停留时间为2h,废水经过吸附过滤柱后,水质得到进一步净化。     

利用共焦成像原理实现微米级的三维轮廓测量

以普通光学成像透镜取代显微物镜,以针孔阵列(500×500)取代单针孔,实现了全场并行共焦测量.在数据处理上,采用了内插值三维重构算法,以及二次曲面拟合的系统误差校正算法,可以在较大的采样间距下获取较高的测量精度.实验表明,系统的最大横向测量范围为5mm×5mm,横向测量精度约为13μm,纵向测量精度约为5μm,因此可大大提高测量视场及测量速度.     

上覆荷载影响下膨胀土微观机理孔隙特征

为研究外部上覆荷载对弱膨胀土孔隙结构的影响,对不同上覆荷载作用下吸水变形后的膨胀土试样进行微(纳)米级微观压汞试验.结果表明,试样孔径分布范围为360～0.005μm,总孔隙体积随上覆荷载增大而减小,试样的孔径分布密度曲线呈双峰分布,原因是膨胀土的孔隙有团粒内孔隙和团粒间孔隙两种模式,选取0.2μm作为两种孔隙的界限值.当上覆荷载大于膨胀力时,试样被压缩,孔隙量减小,试样在外力作用下的变形主要是由于团粒内大孔隙结构被压缩,而小孔隙结构几乎不受影响.     

无机陶瓷膜去除废气中微尘的试验研究

研制多孔微滤陶瓷膜，试验研究了这种微滤陶瓷膜过滤去除废气中微尘的效果。试验结果表明，这种陶瓷膜对气体中微尘具有良好的过滤效率。用-1μm含量为95％，中位径为0．159μm的微尘进行过滤试验，除尘效率迭97．78％～100．00％，除尘效率随过滤风速的增加而降低。过滤时压降与过滤风速之间呈线性关系。过滤后的陶瓷膜可以通过气体反冲再生，反冲气速大于9．00m／s时，膜通量可以完全恢复。     

千瓦级熔融碳酸盐燃料电池的实验研究

研制了千瓦级熔融碳酸盐燃料电池.该电池以多孔陶瓷板材料γ-LiAlO_2作为电解质支持体,其厚度为0.8 mm,孔径分布0.1～0.8μm,孔隙率 50％;阴极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,平均孔径为12μm,孔隙率55％;阳极采用多孔Ni板,厚度为 0.8 mm,平均孔径为8μm,孔隙率50％,千瓦级电堆由24cm×14cm的30个单体电池组成,电池内部采用顺流型气道.该电堆最大电压达到 34 V,最大输出功率为 1.1kW.     

疏浚淤泥固化土宏微观孔隙结构特征及其对渗透性影响

采用压汞试验、渗透率试验和孔隙度试验等方法,研究疏浚淤泥固化土(DSSS)的孔隙度、微观孔隙结构特征、渗流特征及其相互关系.压汞试验结果显示,DSSS的孔隙体积频率分布曲线均为典型的双峰曲线,存在两个集中的孔喉半径区间:0.02~0.04μm和3~30μm.基于DSSS水化反应生成的致密水化产物和孔隙体积频率分布曲线,将DSSS的孔隙直径进行分组,微孔组和中孔组处于峰值区间,微孔组的最可几孔径随着初始密度和养护龄期的增加逐渐增大,中孔组的最可几孔径随着初始密度和养护龄期的增加逐渐减小.另外,孔隙度和渗透率试验结果显示,DSSS有效孔隙度随养护龄期逐渐减小主要发生在固化28d前,28d后DSSS有效孔隙度基本保持不变,而DSSS渗透系数仍在降低,在该阶段50%以上的中孔向小孔和微孔转化.因此,提出采用有效孔隙度作为表征DSSS的宏观孔隙特征参数,采用孔径和体积频率值作为表征微观孔隙特征参数,并采用毛细模型建立宏微观孔隙结构参数和渗透性之间的定量关系.     

基于环境变迁影响的古砖孔结构及饱和系数

通过不同水平下的淡水冻融、盐水冻融,人工模拟山西某地区环境变迁特征,采用蒸煮法和压汞法实验,建立古砖不同孔径孔隙体积和饱和系数的对应关系,评估分析环境变迁对古砖孔结构及饱和系数的影响.针对同一区域的某古建筑群不同年代的实体砖进行实验验证.研究结果表明,环境变迁导致古砖的孔隙率和孔径分布变化;其中,淡水冻融导致砖孔隙率呈现规律性变化,孔隙率缓慢增长;盐水冻融导致砖孔隙率呈现间歇性变化;小于1μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐减少,1~5μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐增大;孔径孔隙体积变化性能和饱和系数具有很好的相关性,有利于解决文物建筑实验样品数量不足的问题,用其替代饱和系数评定古建筑砖抗风化性能具有可行性.     

空气过滤材料过滤性能实验研究

空气过滤技术的核心是过滤材料的进步与创新.以民用空调织造过滤材料、芳纶滤料和玻璃纤维作为研究对象,建立了空气过滤材料实验装置,对其空气过滤材料的性能进行研究.结果表明:芳纶滤料过滤性能最好,能够将空气中的粉尘浓度控制在28μg/m3以下;玻璃纤维与民用空调过滤材料粉尘浓度最高,分别为175,150μg/m3;但芳纶滤料压差阻力居中,最高达242Pa.     

湿干循环作用下紫色土微观孔径分析

紫色土富含钙、磷、钾等矿物质,具有一定的膨胀性.为掌握紫色土在湿干循环作用下对孔隙分布的影响,本文制备了1.5g/cm3、1.7g/cm3两种干密度试样进行湿干循环5次,取循环前、第3次和第5次循环后的试样进行液氮冻干和压汞试验,进而得到其孔隙分布特征.结果表明,湿干循环会加速裂隙的发展,但循环5次后趋于稳定;不同干密度试样在d10μm范围内的孔隙稳定性较差,干密度大的试样,其孔径将向小孔径范围发展.研究结果可为三峡库区边坡稳定性的研究提供理论参考.     

双组分纺黏水刺非织造材料的过滤性能

通过水刺工艺对聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚酰胺(PET-PA6)橘瓣型双组分纺黏非织造材料进行开纤处理,以获得超细纤维非织造材料,并对非织造材料的结构特性和气溶胶过滤性能进行研究.结果表明:水刺技术可以很好地将中空橘瓣型双组分纤维开裂成超细纤维,纤维在非织造材料表面相互缠结形成纤维束;试样对颗粒尺寸为0.37~2.74μm的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)气溶胶颗粒在气流速度为3.57m/min情况下具有较好的过滤性能,同时,试样的面密度和厚度对过滤效率、过滤阻力以及孔径分布有很大的影响.     

黄土湿陷性质的微观研究

本文分析研究了黄土的微观结构与其湿陷性之间的关系,通过对微观照片的分析,把土中孔隙按大小划分为4种类型,按照颗粒的徘列形式又可划分为架空孔隙、镶嵌孔隙和粒内孔隙,其中架空孔隙是造成黄土湿陷的基本原因。而不同孔径的孔隙对黄土湿陷性的影响是不同的,孔径20μm可以作为一个区分的标准,孔径大于20μm孔隙含量的增加会使湿陷性增高。     

崇启大桥接线工程下部软土孔隙结构分析

利用压汞法对崇启大桥接线工程下部海陆交互相沉积软土不同深度原状样及某一深度流变样进行了孔隙结构分析.结果表明:接线工程沿线下部软土以颗粒间微孔隙为主,孔径范围在0.02～5 μm之间,其中21,26和30 m深处原状土微孔进汞孔径的峰值分别为0.865,0.351和1.3 μm;其次是少量的团粒内和团粒间大孔隙,孔径在5～200 μm之间,呈多级分布特征.软土孔隙结构特征与其埋深有关,30 m深处原状样中仅含极少量的团粒内和团粒间大孔隙.经历固结压缩和蠕变变形后,软土的孔隙结构进行了重新分布,原状土中大孔隙含量明显减少.软土流变样微孔部分所对应的进汞孔径峰值减小,流变样内包含少量的颗粒内孔隙.     

聚丙烯纤维膜﹑尼龙曲孔膜和聚酯核孔膜滤除药液固体微粒的比较

聚丙烯(PP)纤维膜﹑尼龙(Nylon)曲孔膜和聚酯(PET)核孔膜是目前医药过滤广泛采用的滤膜材料.药液过滤的主要目的之一是滤除橡胶塞与穿刺器针头摩擦产生的橡胶碎末和击破安瓿瓶产生的玻璃碎屑.为了比较这三种滤膜滤除药液中这些固体微粒的适用性,用这三种滤膜制作了过滤器,作了模拟过滤实验,用扫描电子显微镜(SEM)研究了膜材结构和以上两种固体微粒的特征,用库尔特仪测量了过滤器的滤除率,用流量计测量了过滤速度.观察和测量说明PP纤维膜和PET核孔膜(孔径5μm)串联,或Nylon曲孔膜和PET核孔膜(孔径5μm)串联组成的级联过滤器,对包括橡胶碎末和玻璃碎屑在内的微粒的滤除率能达到(且优于)中国药典规定的要求.以上两种级联过滤器过滤药液的流速能达到(且优于)中国药典的要求,且比单片核孔膜作过滤器的过滤速度快,适于医院使用.     

马兰黄土孔隙分形特征与渗透性关系

为探究Q3马兰黄土孔隙分形特征与渗透性之间的联系及为其孔隙结构量化提供参考,通过压汞试验,基于各种分形模型计算不同尺度范围孔隙分形维数,将结果与实测渗透系数及理论渗透系数进行相关分析,筛选最适模型,为渗透性评价提供参考.结果表明:①质量分形维数在尺度范围430～2μm、32～0.2μm、430～0.2μm内均与渗透系数呈正相关,相关性0.79以上,体积分形维数仅在430～0.2μm内与渗透系数呈负相关,相关性0.70以上;②通过两者分形维数计算的迂曲度分形维数均与渗透系数呈负相关,相关性0.79以上,排驱压力、微孔含量与质量分形维数呈负相关、与中值孔径正相关,这与体积分形维数恰好相反.可见基于孔隙率的质量分形维数与基于孔径搭配的体积分形维数对评价马兰黄土渗透性有重要参考意义.