地下滴灌技術(shù)以其優(yōu)良的節(jié)水增產(chǎn)效果在發(fā)達國家得到較廣應(yīng)用,但高能耗及因塑料大量使用帶來的環(huán)境等問題卻限制了其進一步發(fā)展。為解決上述問題,西北農(nóng)林科技大學(xué)科研團隊受陶罐灌溉啟發(fā),將微孔陶瓷材料引入灌水器研發(fā)中,利用陶瓷相互連通的微孔替代傳統(tǒng)灌水器中的復(fù)雜迷宮流道進行滲流灌溉,研發(fā)出微孔陶瓷根灌技術(shù),實現(xiàn)微壓、小流量、自適應(yīng)灌溉,具有良好的節(jié)水增產(chǎn)效果。但由于微孔陶瓷灌水器原料配方、制備工藝與陶瓷材料性能之間的定量關(guān)系尚不明晰,導(dǎo)致其規(guī)范化制備方法缺乏,仍然存在流量控制不精確、制造偏差大等諸多問題,嚴重影響其應(yīng)用效果。為此,本文以材料科學(xué)為基礎(chǔ),采用理論、大數(shù)據(jù)分析,室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法,分析了原料配方和制備工藝對微孔陶瓷材料性能以及灌水器水力性能的影響,揭示了水力性能對材料性能關(guān)鍵參數(shù)（孔隙特征）的響應(yīng)關(guān)系,構(gòu)建了微孔陶瓷灌水器出流模型,優(yōu)選出適宜于制備微孔陶瓷灌水器的原料配方和工藝,并提出一套微孔陶瓷灌水器規(guī)范化制備方法,初步得出如下結(jié)論:（1）基于材料學(xué)理論和Meta大數(shù)據(jù)分析,初步篩選出可用于制備灌水器的微孔陶瓷原料配方和制備工藝。在制備微孔陶瓷灌水器主要原料選擇上,... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

原材料燒結(jié)示意圖

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士學(xué)位論文14第二章研究方法與試驗方案2.1研究方法與技術(shù)路線本文通過理論分析、室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法開展研究。首先，通過理論分析和室內(nèi)試驗，研究微孔陶瓷灌水器材料的微孔陶瓷材料性能，其中包括原料配方和制備工藝兩方面對材料性能的影響；其次分析微孔陶瓷材料滲透系數(shù)與材料性能關(guān)鍵指標（孔隙特征）的關(guān)系，并配合不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定微孔陶瓷灌水器水力性能即流量；最終控制制備過程中關(guān)鍵可控因素，提出微孔陶瓷灌水器規(guī)范化制備方法。應(yīng)用規(guī)范化的制備方法，便能根據(jù)需求的水力性能設(shè)計出適宜的微孔陶瓷灌水器。具體技術(shù)路線如下圖所示。圖2-1技術(shù)路線圖Fig.2-1TechnicalFlowChart

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士學(xué)位論文18表2-3原料信息表Table2-3RawMaterialInformation名稱級別生產(chǎn)廠家備注硅溶膠工業(yè)級山東百特新材料有限公司型號：AM30質(zhì)量分數(shù)：30%±1%SiO2平均粒徑為8～20nmNa2O質(zhì)量分數(shù)＜0.05%石英砂（SiO2）工業(yè)級連云港瑞創(chuàng)新材料科技有限公司45μm試驗室級山西省富宏礦物制品有限公司球形50μm工業(yè)級山西省富宏礦物制品有限公司50μm滑石粉工業(yè)級商丘亮峰有限公司純度>99%糊精工業(yè)級福晨化學(xué)試劑廠純度>99%氧化鋁工業(yè)級國藥集團化學(xué)制劑有限公司200-300目鈉長石工業(yè)級連云港瑞創(chuàng)新材料科技有限公司Na2OAl2O36SiO2高嶺土工業(yè)級國藥集團化學(xué)制劑有限公司Al2O32SiO22H2O碳粉工業(yè)級安徽焦步有限公司50μm黏土-就地取土烘干-去雜-篩分2.3.2黏土基微孔陶瓷灌水器原料配方與制備工藝試驗設(shè)計本研究中微孔陶瓷灌水器的制備流程較為類似（圖2-2），均包含混料、模壓、干燥、燒結(jié)等過程，因此后文不在贅述。圖2-2制備流程圖Fig.2-2PreparationFlowChart2.3.2.1造孔劑摻量對黏土基微孔陶瓷灌水器材料性能與水力性能的影響本試驗主要為研究造孔劑摻量對微孔陶瓷灌水器性能的影響。試驗設(shè)置單因素4水平試驗，造孔劑選擇小麥秸稈，小麥秸稈的摻量分別為10%、15%、20%、25%。通過分析相關(guān)影響規(guī)律，最終確定微孔陶瓷灌水器中合適的小麥秸稈摻量。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]微孔陶瓷灌水器開發(fā)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 蔡耀輝.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2019
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[3]不同灌溉方式入滲條件下的土壤空氣阻滲特性試驗研究[D]. 李援農(nóng).西安理工大學(xué) 2007
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碩士論文
[1]負壓灌溉對土壤水分分布與油菜水分利用的影響[D]. 王相玲.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015



本文編號：3417936