微观机理

摘要： 以钠膨润土为研究对象,通过防膨率测定、粒径分析及扫描电镜分析等方法评价了酸、盐、酸盐复配体系的防膨性能,并探究了潜在的防膨微观机理。结果表明,3种体系对粘土矿物均有良好的防膨效果,其中酸盐复配体系的防膨率达到了65.63%;3种体系处理后粘土颗粒均保持较小的平均粒径,粒径大小与防膨率成反比;扫描电镜照片显示,盐溶液处理后粘土颗粒表面致密,酸溶液处理后粘土颗粒表面出现大量孔洞,并形成边缘规整的不连续片状分布,酸盐复配体系处理后粘土颗粒同时表现出以上两种微观特点。

摘要： 为了研究绿色环保新型流态固化土在狭窄肥槽回填等工程问题中的应用,提出稻壳灰联合地聚物固化工程渣土形成流态稻壳灰-地聚物固化土。采用无侧限抗压强度(UCS)试验、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱分析(EDS)等测试方法,研究稻壳灰的掺量与粒径对稻壳灰-地聚物固化土的无侧限抗压强度(UCS)的影响规律,并探讨了稻壳灰掺量与粒径对其微观结构影响规律。结果表明:稻壳灰-地聚物固化土的净浆流动度与稻壳灰的掺量、粒径呈负相关关系,其凝结时间与稻壳灰掺量呈正相关关系,但与稻壳灰的粒径呈负相关关系;稻壳灰-地聚物固化土UCS值随着稻壳灰的掺量增加、粒径降低而显著提高,当稻壳灰的掺量增加到10%后,强度提升效能降低,初步判定稻壳灰的最优掺量为10%;固化过程中产生水化硅铝酸钠(N-A-S-H)和水化硅酸钙(C-S-H)2种凝胶,起到填充内部孔隙和胶结土颗粒的作用,使整体结构趋于完整,是稻壳灰-地聚物固化土强度提升的根本原因。研究成果可为稻壳灰在流态固化土的工程应用提供理论依据。

摘要： 通过水性环氧树脂改性水泥基彩色砂浆,制备一种力学性能优异且经济的彩色路面铺装材料,并通过抗折强度试验、抗压强度试验、粘结强度试验、抗滑性能试验、色彩耐久性试验研究了复合材料的最佳配合比和路用性能,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)试验分析了水性环氧树脂和粉煤灰对水泥水化产物的影响。结果表明:粉煤灰掺量10%,水性环氧树脂掺量10%,改性砂浆力学性能最优;改性砂浆的摆式摩擦系数BPN基本保持在55~80,抗滑性能良好;水性环氧树脂的掺入增加了水泥砂浆的粘结性、耐酸腐蚀性和后期抗折强度,但降低了其抗压强度;适量粉煤灰可以增加水泥砂浆的后期抗折和抗压强度。

摘要： 为实现废旧水泥稳定基层材料的高效再生利用,在确定乳化沥青冷再生水泥稳定材料最佳配合比的基础上,研究了不同水泥掺量对乳化沥青冷再生水泥稳定材料力学及路用性能的影响规律,从而比选确定最佳水泥掺量,最后利用扫描电子显微镜观察了乳化沥青冷再生水泥稳定材料的微观形貌,对其强度形成机理进行了分析。结果表明:最佳水泥掺量为1.5%,对应的最佳乳化沥青掺量为4.5%,最佳含水率为5.69%,此时劈裂强度为0.6 MPa,抗压强度为3.58 MPa,抗压回弹模量约为1032 MPa,劈裂强度为0.51 MPa。在添加水泥以后,水泥的水化产物与乳化沥青结合形成网状结构加强了集料之间的粘结强度,进一步提升了冷再生混合料的抗压强度、劈裂强度和高、低温性能。

摘要： 针对胜利普通稠油油藏水驱采收率低且热采成本高的问题,乳化降黏驱是提高其采收率、降低生产成本的有效途径。利用微动力乳化实验装置,综合考虑两种表面活性剂TB与AC在不同配比下的乳化能力和降低界面张力能力,构建了两种不同性能的乳化驱油体系:TB(0.3%)和TB+AC(0.3%,质量比3∶2)。通过多重光散射法分析了两种体系和胜利稠油形成乳状液的微观稳定性,然后通过填砂管驱油实验评价了两种乳化体系的驱油性能,并利用玻璃刻蚀模型研究其微观驱油机理。研究结果表明,TB+AC体系具有强乳化能力,与原油形成乳状液的稳定性良好。TB+AC体系可使油水界面张力达到超低数量级(10^(-3)mN/m),TB+AC体系在水驱基础上可提高采收率11.20%。TB+AC体系通过超低界面张力和强乳化性能“拉”残余油,使其发生形变,降低流动阻力和残余油含量;也可进入油膜深处进一步发生乳化作用使油膜扩张破裂来提高采收率。

摘要： 研究了不同粉煤灰和高炉矿渣掺量对乳化沥青混合料劲度模量、抗永久变形能力和水稳定性的影响。使用扫描电镜和热重分析试验测试了矿粉与水以及3%粉煤灰+1%高炉矿渣与水的胶浆在不同反应时间下的微观形貌和28 d的热损失。结果表明:在混合料中加入适当比例的粉煤灰和高炉矿渣后,乳化沥青混合料的劲度模量出现显著增长,抗永久变形能力和水稳定性得到明显提高。3%粉煤灰+1%高炉矿渣与水作用形成的复合胶浆比矿粉与水作用生成的胶浆在经过相同的反应时间后结构更为致密,热稳定性更好,并且提高了乳化沥青混合料的使用性能。

摘要： 为研究水利工程抗冲磨修补材料的工程性能,室内对不同含水率的修补后混凝土展开了c试验,并基于电镜扫描试验分析了微观机理。研究发现,水分对试样的力学性质有明显的劣化效应,试样的劈拉强度、抗剪强度均逐渐减小;微观结果显示水分阻碍了环氧树脂与混凝土之间的黏附。研究成果为我国水利工程修复提供了借鉴作用。

摘要： 为研究玄武岩纤维对水泥土抗拉力学性能的影响,选取不同长度、直径及掺量的玄武岩纤维掺入水泥土,通过开展单轴拉伸试验、无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,并采用正交试验极差法,分析了玄武岩纤维对水泥土的应力-应变曲线、抗拉强度、拉压强度比和破坏形态的影响规律和微观作用机理。结果表明:玄武岩纤维水泥土的单轴抗拉试验应力-应变曲线可分为弹性变形、破坏、残余强度和稳定4个阶段;纤维变量对抗拉性能影响大小依次顺序为长度、掺量、直径;玄武岩纤维长度9 mm和掺量1.5%为玄武岩纤维的最优单掺参数。玄武岩纤维水泥土的拉压比较未掺入纤维的水泥土的拉压比高,但纤维种类和掺量等对纤维水泥土的拉压比影响较大;三维随机网状分布的玄武岩纤维可提升水泥土的抗拉强度和韧性。

摘要： 为实现固废资源大宗利用及"以废治废"的目的,将磷石膏与铜尾矿砂拌和制备成混合料,外掺水泥用于公路路基填筑。通过对混合料进行土工性能试验,探索磷石膏与铜尾矿砂的质量比对混合料土工性能的影响,结合现代分析测试方法,对混合料的硬化机理及微观变化进行研究。结果表明:磷石膏液限较高而铜尾矿砂强度特性较低,两者都无法单独作为路基填筑材料使用,当磷石膏与铜尾矿砂按质量比4∶6混合使用时,混合料的土工性能较佳;混合料硬化是水泥水化导致的,水化产物中的钙矾石、C-S-H凝胶等能够填补混合料颗粒间隙,形成紧密集合体,致使混合料硬化。

摘要： 天津滨海吹填场区典型的"上软下硬"的双层软黏土地基具有复杂的物理性质和工程特性,其在不同荷载作用模式下的变形特性有所不同,在工程实践中往往会产生较大的工后沉降和不均匀沉降,从而导致修建于其上的建筑物出现诸多工程问题。现阶段对于不同荷载作用下吹填场区形成的"上软下硬"双层软黏土地基的变形特性及机理研究甚少,导致理论研究远远落后于工程实践,制约了吹填场区经济建设的快速发展,因此对此类地基的变形特性展开研究显得尤为重要。基于此,本文针对吹填场区"上软下硬"的双层软黏土地基,开展了反复荷载和恒定荷载作用下的一维固结试验和扫描电镜试验(SEM),得到了不同荷载模式作用下的压缩特性及其微观机理,为吹填场区双层软黏土地基变形模型建立及长期工后沉降预测提供理论依据。研究表明:双层软黏土地基的压缩系数和固结系数在反复荷载作用初期明显减小,而后缓慢减小直至趋于稳定;与反复荷载相比,恒定荷载作用下试样的压缩系数初期值增加,固结系数初期值减小,其变化量均在40%~50%的范围内;当荷载等级一定时,反复荷载作用引起双层软黏土地基产生的沉降量相比于恒定荷载作用多30%~45%;随着荷载等级的增加,土样内部大孔隙受到挤压而减少,孔隙的圆度和定向性加强,土体结构更密实,均一化程度提高;相比于恒定荷载模式,反复荷载作用下土样内部孔隙形状更接近于圆形,孔隙定向性更好,土体内部结构强化程度大,但有序性相对较差。

摘要： 针对超高温超高密度水基钻井液作用机理与流变性调控技术难题,首次提出并重点分析了高压热水(亚临界水)的物理化学特性(水分子极性的降低、氢键作用的减弱等)显著影响超高温超高密度水基钻井液性能的微观机理;探讨了高压热水(亚临界水)中聚合物类处理剂的分子降解、分子构象变化和热致相分离等作用对超高温超高密度水基钻井液性能的影响;实验分析了磺化类钻井液处理剂的高温交联作用对水基钻井液流变性的影响.根据高固相流体中颗粒相互作用及流动特性,结合固相颗粒紧密堆积基本原理,提出了基于固相颗粒"适度紧密堆积—低摩阻—高比重"协同作用的超高温超高密度水基钻井液的流变性调控基本机理与新方法.

摘要： 由于聚合物溶液在油藏渗流过程中存在扩散、吸附、滞留等作用机理,使得常规室内物模实验重复性差,而孔隙网络模拟具有可重复及可控制性,已成为非牛顿流体微观机理和渗流规律研究的有效手段.本文针对海上常规稠油和聚合物特性,考虑储层特性参数、聚合物的吸附滞留、增黏性及黏弹性等物化特性,建立了聚合物驱孔隙网络模型,研究了孔隙特性参数变化对聚合物驱渗流规律及驱替效果的影响,得到聚合物驱相渗曲线;还研究了不同时机聚合物驱的驱油效果和剩余油分布规律.研究结果表明随着孔喉比的降低、配位数的增加及形状因子的增大,采收率均增大;注聚时机越早,剩余油分布越分散,即油水混合状和孤粒/孤滴状剩余油体积比例越大,聚合驱效果越明显.研究成果对聚合物驱微观渗流规律认识和高效开发优化设计具有建设性指导意义.

摘要： 在镀锌板冲压成形时,因为塑性变形的诱发作用和接触摩擦的显著影响,锌层常常发生断裂、粉化、剥落而失效.本文基于杯突实验,通过表面形貌、残余应力和显微组织分析探讨了镀锌板在冲压成形过程中的锌层失效微观机理.试验结果表明,镀锌板冲压成形时,各变形区的锌层发生了不同程度的失效行为,凸模圆角区和压边圈区较严重;锌层中的残余应力均表现为拉应力,并随着变形程度的增大而增大;冲压成形过程中镀锌层先于基板发生过早断裂,从而粉化、剥落失效.研究结果为提高镀锌板冲压成形性提供了理论指导.

摘要： 土体中的渗流-变形耦合问题是岩土工程中极为常见但却易被忽视的问题之一,尤其是对于拥有双孔结构的非饱和压实黏土,渗流变形耦合过程较为复杂,从微观机理上对耦合全过程进行分析,有助于深入理解土体在渗流变形耦合作用下的内在机制,为建立理论模型及开展进一步的试验研究奠定基础.基于已有的试验研究成果,并结合相关本构模型的建立及预测,以双孔结构土在常应力条件下的干燥过程为例,揭示了双孔结构非饱和压实黏土在不同阶段的渗流-变形耦合规律,以及耦合全过程的微观机理;对初始干密度对非饱和土渗流-变形耦合特性的影响进行对比分析.研究表明:渗流-变形耦合作用在大孔隙渗流阶段表现较为显著,而在小孔隙渗流阶段则不够明显;初始干密度对渗流-耦合作用的影响仅在大孔隙渗流阶段起作用.

摘要： 泥岩是软岩的一种，天然状态下形状完整、力学性能良好，但遇水后短时间内迅速膨胀、软化、力学性能急剧降低，严重影响了工程的稳定性。为研究泥岩遇水内部产生损伤的微观机理,采用粉晶X射线衍射、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、力学性能测试等手段对泥岩的成分、微观结构、膨胀率和单轴抗压强度等特征进行表征,得到了泥岩遇水后微观结构和力学性质的变化规律,分析了影响泥岩遇水损伤的主要原因.结果表明:泥岩表面的裂纹数目和宽度随浸水时间的增加而增加;泥岩的最大膨胀率为16.5％;遇水失水后泥岩的单轴抗压强度从3.51MPa降为1.76MPa.分析了泥岩遇水损伤的微观过程,泥岩遇水时膨胀性黏土颗粒体积膨胀,失水时体积收缩,导致泥岩内部产生微孔隙、微裂隙等损伤.

摘要： 随着交通事业的飞速发展,乳化沥青以其经济性和优良的环境和社会效益得到了很大的发展.本文结合研究工作实际,阐述了乳化剂对沥青乳化作用的微观机理,介绍了道路用沥青乳化剂的分类、性能和各自的应用范围.

摘要： 重金属在环境微界面(如矿物-溶液界面)的吸附作用是影响其在表生环境中迁移、转化和生物有效性的重要过程.大量研究表明,氧化物或黏土矿物和水溶液组成的界面倾向于吸附重金属离子使之被固定下来,其微观机理包括外圈表面络合、内圈表面络合、表面沉淀、晶格取代等.多金属吸附体系中钴、镍、锌金属离子在pH6.0时发生竞争吸附，pH7.5时生成LDH，表现为非竞争吸附。该结果有助于理解自然环境下这些金属离子在矿物—溶液界面上的动态吸附行为和机制，为污染水体／土壤中重金属的生物有效性评价提供一定的理论依据。

摘要： 本文通过相关试验,研究了掺加硅藻土对多孔混凝土强度及水质净化效果的影响.试验结果表明,随着硅藻土掺量的增加,多孔混凝土强度降低,通过复配增强剂,能够满足植生型生态混凝土的强度要求.在掺加硅藻土后,多孔混凝土对重金属的去除率有明显的提升.

摘要： 本文通过相关试验,研究了掺加硅藻土对多孔混凝土强度及水质净化效果的影响.试验结果表明,随着硅藻土掺量的增加,多孔混凝土强度降低,通过复配增强剂,能够满足植生型生态混凝土的强度要求.在掺加硅藻土后,多孔混凝土对重金属的去除率有明显的提升.

摘要： 本文通过相关试验,研究了掺加硅藻土对多孔混凝土强度及水质净化效果的影响.试验结果表明,随着硅藻土掺量的增加,多孔混凝土强度降低,通过复配增强剂,能够满足植生型生态混凝土的强度要求.在掺加硅藻土后,多孔混凝土对重金属的去除率有明显的提升.

摘要： 本发明公开了一种基于形成机理分析的微观剩余油分类方法，包括步骤一，微观剩余油图像处理识别独立油滴；步骤二，微观剩余油分类参数选取及定量识别；步骤三，微观剩余油形成机理分析；步骤四，微观剩余油分类标准建立。本发明的有益效果是：围绕剩余油形成机理，以科学简便易于操作为原则，优选了剩余油分类评价参数并进行计算机自动识别，充分考虑剩余油形成机理，结合定量参数特征，建立符合成因机制的微观剩余油分类标准。本发明首次从剩余油形成机理的角度对微观剩余油进行分类，与现有的根据形态的分类方法相比，该方法更加科学的对微观剩余油从本质上加以区分，形成的分类标准适用范围更广。

摘要： 本发明提供一种基于微观机理汽车驾驶工况锂离子电池老化试验方法，该方法包括通过采用整车标准测试工况转换的电池等效测试工况，进行电池的老化试验，分析电池性能演化过程，通过外特性分析法对该工况下电池衰减机理进行定量对比分析，在电池达到预设老化阶段时，提取定量的试验用锂离子电池进行拆解分析，基于微观机理直观分析等效测试工况下，电池主要的老化行为和老化路径，最后建立电化学‑热‑机械耦合老化机理模型，并依据试验数据进行电池的全寿命仿真，基于电化学‑热‑机械耦合老化机理模型，得到同体系不同型号锂离子电池在动力电池的不同等效测试工况下的老化过程和性能演化规律，实现电池内部特征与状态更准确的模拟分析。

摘要： 本说明书实施例公开了一种致密油藏水驱油微观机理信息确定方法、装置及系统，所述方法包括获取预设润湿性岩样在饱和油束缚水状态下的初始核磁共振T2图谱；对所述预设润湿性岩样基于预设驱替压力进行水驱油处理，获取水驱油核磁共振T2图谱；获取所述预设润湿性岩样的孔隙空间对应的弛豫时间T2区间，根据所述初始核磁共振T2图谱、水驱油核磁共振T2图谱及T2区间围成区域的面积，确定所述预设润湿性岩样在相应孔隙空间内的采油微观机理信息。利用本说明书各实施例，可以准确有效的确定致密油藏水驱油的采油微观机理信息，为致密油有效开发及选择合理开发方式提供理论依据，提高致密油藏开发的效果。

摘要： 本发明涉及一种基于微观机理的锂离子电池老化试验方法和装置，该方法包括在极端环境温度下，首先对电池进行加热或冷却，然后在时变循环工况下进行电池的老化试验，根据测得的试验数据使用外特性分析法进行电池衰减机理的定量分析，同时，在电池达到预设老化阶段时，提取定量的样品，进行拆解分析，基于微观机理分析极端温度时变循环工况下，电池主要的老化路径，以及温度不一致性产生的内部老化行为差异。最后，建立电池在极端环境温度时变循环工况下的电化学‑热‑机械耦合老化机理模型，并依据老化试验数据，通过电池的全寿命仿真，研究同体系不同型号电池在极端环境温度不同时变循环工况下的老化过程。

摘要： 本发明涉及一种基于微观机理的时变循环工况下锂离子电池老化试验方法，该方法包括通过对各试验用锂离子电池单体在时变循环工况下进行循环老化试验，得到试验数据，通过外特性分析法对该工况下电池衰减机理进行定量对比分析，并根据测试的试验用锂离子电池单体容量衰减比例对老化试验进行分段，在电池达到预设老化阶段时，提取定量的试验用锂离子电池，进行拆解分析，基于微观机理分析等效测试工况下，电池主要的老化行为和老化路径，最后建立电化学‑热‑机械耦合老化机理模型，并依据试验数据，进行电池的全寿命仿真，从电池内部的物理化学过程出发，直观研究电池内部各组件实际的老化机理。

摘要： 本发明公开一种水合物开采砾石充填层堵塞工况微观机理评价方法及系统，通过将砾石充填层与基于砾石充填层孔隙尺寸刻蚀形成的孔径等效可视化刻蚀模型结合，设计专门的工作流程和实验装置，探讨真实砾石表面状况下的砾石层泥砂‑水合物双重堵塞机制，并观察孔隙内部泥砂‑水合物堆积规律，主要包括砾石充填层表面堵塞过程模拟和砾石充填层空隙内部堵塞过程模拟，在两种堵塞模拟过程中，均先对泥质的堆积堵塞过程进行模拟。本方案通过将砾石表面结构性质和孔隙内部结构性质对泥砂‑水合物双重堵塞的影响结合，来定量表征泥质、水合物双重耦合堵塞机制对井底砾石充填层的影响，从而使模拟工况更接近真实的天然气水合物井底工况，对天然气水合物开采应用具有重要参考价值。

摘要： 本发明涉及一种基于微观机理的锂离子电池老化试验方法和装置，该方法包括在极端环境温度下，首先对电池进行加热或冷却，然后在时变循环工况下进行电池的老化试验，根据测得的试验数据使用外特性分析法进行电池衰减机理的定量分析，同时，在电池达到预设老化阶段时，提取定量的样品，进行拆解分析，基于微观机理分析极端温度时变循环工况下，电池主要的老化路径，以及温度不一致性产生的内部老化行为差异。最后，建立电池在极端环境温度时变循环工况下的电化学‑热‑机械耦合老化机理模型，并依据老化试验数据，通过电池的全寿命仿真，研究同体系不同型号电池在极端环境温度不同时变循环工况下的老化过程。

摘要： 本发明涉及一种基于微观机理的时变循环工况下锂离子电池老化试验方法，该方法包括通过对各试验用锂离子电池单体在时变循环工况下进行循环老化试验，得到试验数据，通过外特性分析法对该工况下电池衰减机理进行定量对比分析，并根据测试的试验用锂离子电池单体容量衰减比例对老化试验进行分段，在电池达到预设老化阶段时，提取定量的试验用锂离子电池，进行拆解分析，基于微观机理分析等效测试工况下，电池主要的老化行为和老化路径，最后建立电化学‑热‑机械耦合老化机理模型，并依据试验数据，进行电池的全寿命仿真，从电池内部的物理化学过程出发，直观研究电池内部各组件实际的老化机理。

摘要： 本发明提供一种基于微观机理汽车驾驶工况锂离子电池老化试验方法，该方法包括通过采用整车标准测试工况转换的电池等效测试工况，进行电池的老化试验，分析电池性能演化过程，通过外特性分析法对该工况下电池衰减机理进行定量对比分析，在电池达到预设老化阶段时，提取定量的试验用锂离子电池进行拆解分析，基于微观机理直观分析等效测试工况下，电池主要的老化行为和老化路径，最后建立电化学‑热‑机械耦合老化机理模型，并依据试验数据进行电池的全寿命仿真，基于电化学‑热‑机械耦合老化机理模型，得到同体系不同型号锂离子电池在动力电池的不同等效测试工况下的老化过程和性能演化规律，实现电池内部特征与状态更准确的模拟分析。

摘要： 本实用新型涉及材料损伤分析技术领域，且公开了原位电子显微镜材料损伤微观机理分析装置，包括固定座，所述固定座的顶部固定安装有分析仓，所述分析仓的顶部固定安装有贯穿分析仓顶部的分析显微镜，所述分析仓的右侧固定安装有密封筒，所述分析仓的内部固定安装有分隔板，所述分隔板的顶部固定安装有数量为四个的限位块，正面与背面两个所述限位块的内部活动安装有活动杆，两个所述活动杆的右侧固定安装有位于密封筒内部的封板。该原位电子显微镜材料损伤微观机理分析装置，结构简单合理，避免使用者手拉操作，方便打开与关闭，使用更为便捷，且可对试剂与材料进行放置收纳，避免实验过程中对材料产生擦碰，提高分析结果准确性。