摘要：针对目前骨组织工程支架微孔结构难以准确设计制备的问题,提出了一种基于点云的参数化建模+3D打印新方法。通过提取cube(C)、diamond(D)、gyroid(G)3种结构的型面函数点云数据,完成对不同孔结构特征的参数化建模。通过对模型有限元力学分析,对不同孔结构特征的多孔钛骨组织支架进行力学设计与订制。借助激光选区熔融(SLM)3D打印技术,完成对不同孔特征的骨组织支架快速成型。对多孔钛骨组织支架进行了相关材料学表征,包括孔结构表征与力学性能测试。结果表明:参数化模型的快速成型制造,能够有效地设计制备钛合金骨组织工程支架的孔结构特性,且可有效设计订制支架的力学性能,从仿生的角度实现多孔钛合金骨组织工程支架生物学功能的设计优化。

摘要：采用一种具有三维网状结构和贯通气孔的有机泡沫体作为载体，首先利用有机泡沫浸渍工艺制备出高气孔率且几乎没有堵孔的网眼素坯，经过排塑、预烧处理获得具有一定强度的预制体．由于未经烧结，预制体的孔筋呈疏松多孔结构．利用粘度较低、流动性很好的浆料对预制体进行涂覆处理．结果表明：通过这种处理，孔筋上的裂纹被消除，非常细的孔筋被避免，孔筋厚度比较均匀，从而获得了结构非常均匀的网眼陶瓷．相对密度、孔筋厚度、孔径大小可以根据徐覆次数来调节．随着涂覆次数的增加，孔径减小，孔筋厚度增加，相对密度也增加．本工作为网眼陶瓷孔结构的精确设计提供了一种新工艺，对于优化其力学性能、渗透率等性能具有重要意义．

摘要：如何控制和预测孔结构是炭气凝胶研究的重要课题。然而,由于耗时耗财,导致实验方法研究控制和预测孔结构成为难题。本文提出一种基于神经网络的炭气凝胶孔结构的预测与优化模型,并采用遗传算法设计和优化模型,对六种典型训练算法模型性能进行比较分析。利用该模型对孔径和吸附容量进行预测,两者的预测相关系数分别为0.992和0.981,预测均方根误差分别为0.077和0.054。经测试,该模型与实验研究的结果相符,并有效的应用于预测和控制炭气凝胶实验参数。

摘要：随着传统行业、新兴产业的不断升级,炭、石墨材料(CGM)已成为支撑高新技术发展的重要战略资源和基础矿物原料。目前针对CGM的研究主要围绕宏观性能,对其孔结构的系统报道较少。众所周知,CGM的宏观性能取决于其微观结构,而孔结构的研究又占据了微观结构的重要一环。因此,本文回顾了CGM的应用与发展,总结传统CGM的孔结构特征,在此基础上,对比讨论了传统CGM与多孔石墨烯及3D多孔石墨烯复合材料孔结构的内在差异,并进一步分析孔结构特征对其综合性能的影响和内在联系。为阐述CGM物理和化学性能、材料改性、性能优化及新工艺的设计提供理论依据。

摘要：凭借独特的结构特性,硬碳被认为是最有希望推动钠离子电池产业化的负极材料。硬碳的储钠性能除了与其层间距和化学组成有关,与纳米孔道也密切关联,具有超微孔、大孔容、低比表面积及闭孔的硬碳,可以减少固体电解质界面膜对储钠的影响,利于钠离子的嵌入/脱出,设计并调控硬碳孔结构已成为提升钠离子电池性能的关键点之一。通过选择合适的前驱体材料,调整热解工艺参数(升温速率、热解温度),改进预处理(物理活化、化学活化)方法,掺杂杂原子,包覆涂层等手段可以有效实现孔结构的调控。利用先进的表征手段结合理论计算实现硬碳材料孔结构的合理设计,制备低成本、高容量、高循环稳定性的负极材料,将是未来钠离子电池的发展方向。

摘要：设计了一种用离心工艺制作的内衬水泥砂浆铸铁管试件,采用流动的6mol/L氯化铵溶液对水泥砂浆内衬进行加速溶蚀试验,并利用压汞(MIP)法和X射线断层扫描(X-CT)方法分析了水泥砂浆内衬孔结构的变化.结果表明:加速溶蚀过程中水泥砂浆内衬的孔结构变化明显,溶蚀150d时水泥砂浆内衬中的净浆层孔隙率(体积分数,下同)从溶蚀前的9.57%增加至35.49%,最可几孔径从17.11nm增加到26.30nm,并有少量危害孔(单孔体积大于4×10^(-6) mm^3)出现;溶蚀450d时水泥砂浆内衬中的净浆层孔隙率达到61.54%,并出现大量危害孔;水泥砂浆内衬中的砂浆层孔隙率和危害孔数量随溶蚀时间的增加而增加.

摘要：为了探究硫酸盐溶液侵蚀和冻融循环(盐冻)交替作用下混凝土宏观强度与细观孔隙结构参数的定量关系,本文开展了盐冻交替试验、力学性能测试和孔隙结构分析等。首先,设计了不同质量分数硫酸盐和冻融循环次数的交替试验;其次,研究了盐冻作用下混凝土抗压强度、抗拉强度、灰度直方图、孔径分布、孔隙率和分形维数演变规律;最后,建立了混凝土孔隙率和孔隙分形维数与强度的定量关系。研究结果表明:在盐冻作用下,混凝土宏观强度与细观孔结构演化规律密切相关,混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度随着盐冻交替循环次数增加而逐渐减小。相较于质量分数为3%和6%的硫酸盐溶液,9%硫酸盐溶液冻融作用对混凝土侵蚀劣化更严重,盐冻循环8次时,抗压和劈裂抗拉强度分别减小45.5%和47.5%;随着盐冻循环次数增加,混凝土CT图像灰度和孔隙分形维数逐渐降低,孔隙率逐渐增大,盐冻循环8次时,灰度均值和孔隙分形维数相比初始状态分别降低了13.82%和6.06%,孔隙率增长到7.3%。盐冻交替作用下混凝土细观孔结构与宏观强度的演化模型关联性较好,R2均大于0.887。

摘要：为建立水泥混凝土宏观与微观性能之间的量化关系,以交通基础设施经常承受的干湿循环、氯盐侵蚀、碳化和冻融循环4种劣化因素为对象,设计了模拟自然环境的多种劣化因素综合作用的水泥混凝土室内耐久性试验方法。分别测试混凝土的宏观和微观性能,提出相对变化率概念,并给出相对变化率指标的计算方法。运用层次分析法、归一化方法以及灰色关联理论,计算宏微观性能关联度及孔结构对宏观性能的影响权重。最终建立了微观孔结构特征变化与宏观性能变化之间的量化关系模型。通过测试混凝土微观孔结构参数变化,运用该模型,可以推算出混凝土宏观性能的劣化程度。

摘要：为了探索季冻区路面水泥混凝土孔结构在荷载及冻融作用下的损伤及演化规律,设计了应力水平为50%的疲劳荷载与-18℃-5℃温度范围的冻融循环耦合作用试验方案,研究耦合环境下混凝土孔结构的变化及损伤。采用压汞法和光学法对不同耦合阶段的混凝土孔结构进行定量表征,并结合SEM分析孔结构的损伤演化机理。结果表明：耦合作用下混凝土孔结构的演化分为前期压缩和后期分裂2个过程,压缩过程主要为无害孔（孔径小于20nm）被压缩,孔隙率减小、小孔扩展;分裂过程为多害孔（孔径大于200nm）分裂为有害孔（孔径50-200nm）,孔隙率增大、更多小孔成核;混凝土在破坏时最可几孔径趋于38.6nm,孔间距系数达到0.279mm;耦合作用中的疲劳荷载是造成孔结构劣化的主要原因,冻融循环在耦合后期对孔结构损伤显著。

摘要：为促进循环流化床粉煤灰(CFA)的资源化利用,减少水泥消耗量,通过粉磨细化激发CFA的反应活性,利用磨细循环流化床粉煤灰(RCFA)部分替代水泥制备泡沫轻质土。研究了RCFA掺量对复合胶凝体系需水量、凝结时间、水化热、水化产物以及对泡沫轻质土工作性能和力学性能的影响。通过X射线断层扫描和图像处理技术研究了RCFA对泡沫轻质土孔结构的影响。结果表明,增加RCFA掺量会增加复合胶凝体系的需水量,延长凝结时间,减缓水化速度,减少总水化热并提升单位水泥水化热。30%掺量下的RCFA能与水泥充分反应,改善泡沫轻质土的孔结构并提升其力学性能。更高掺量的RCFA不利于轻质土的孔结构与力学性能,但70%掺量条件下的轻质土仍能满足路基填筑力学需求。