答辩讲稿

第一篇：答辩讲稿

讲稿

各位老师好，我的毕业论文的题目是三维配准中FPFH特征提取算法的研究，首先来看一下我的论文主要内容，主要内容分为：图像配准及三维点云配准的简单介绍，对三种点特征表示方法：估计法线、点特征直方图（PFH）、快速点特征直方图（FPFH）的描述以及提取，通过实验对三种点特征表示进行提取、最后对比PFH和FPFH的性质分析得出结论，通过对实验结果的观察总结验证结论。

下面来看一下图像配准，图像配准技术是将同一场景（或物体）在不同时刻，不同传感器，不同视角及不同拍摄条件下得到的两幅或者多幅的图像进行匹配的过程。图像配准是图像处理的一个基本问题，广泛应用于医学、军事、遥感、计算机视觉等众多领域。图像配准的最终目的在于建立两幅图像之间的对应关系，图像配准来源于很多实际问题，比如将不同图像传感器获得的信息融合，或者将不同时间，条件下获得图像进行差异检测等等。

下面是三维点云配准，点云是指通过激光、雷达扫描、立体摄像机等设备三维测量出的海量的表现出目标表面特征的点的集合。点云配准问题是将各种重叠的三维点云数据视图一致对准，形成一个完整的模型（在一个刚性的意义上）。对实物进行三维测绘产生庞大的点云，但得到的点云数据可能由于平移或者旋转错位等原因导致不完整，点云配准技术通过一定算法计算两块点云之间的错位，确定一个合适的坐标变换，将不同视角下获得的点云数据合并到一个同一的坐标系中，形成完整的点云。点云配准技术广泛应用于立体3D影像、虚拟现实、CAD/CAM、逆向工程等领域。

点云配准的大概过程可以通过该图直接地体现出来。首先从两个数据集中选取一些关键点，对这些关键点进行特征的描述提取，通过比较两个数据集中相似位置特征的相似度来估算对应点对，除去因为噪声等因素对配准有影响的错误点对。利用正确的对应关系来估算刚体变换完成配准。可以看出特征描述及提取是配准的基础同时也是最为关键的一步。

下面来介绍下三个点特征的表示方法，点特征的表示方法的提出是因为原始形式下，一个点通过笛卡尔坐标系的坐标XYZ来表示的，但是在这个三维映射系统中，假设给定一个原点，且原点不随时间而改变的，若分别在时间1和2分别捕获点1和2，他们拥有相同的坐标，但把他们和其邻近环境放在一起时，他们表达的几何信息就不同了，所以单一的实体三维点和笛卡尔坐标就被淘汰了，通过点特征的表示方法代替。

估计法线是一种最简单的点特征表示方法，点云数据中点所在处的相关法线是表现这一点所在表面几何性质的重要属性。想要求得一个点的表面法线即要求得点所在的近似估计表面的相切面的法线。可以把求法线的问题转换成一个最小二乘法的平面拟合问题。首先对要求的样本点进行邻近元素的查询，搜索确定样本点的k邻域。然后估计样本点邻近元素的三维质心坐标，这个坐标就是所有邻近点坐标值的平均值。然后利用公式计算样本点及邻近点组成点集对应的协方差矩阵，并计算协方差矩阵的特征值和特征向量，最大的特征值对应的特征向量作为样本点的相关法线。

点特征直方图（PFH），将样本点和其k邻域之间和关系和他们的估计法线之间的关系统计到一个直方图中来描述样本点周围的局部几何特征信息。首先对样本点p进行k邻域的搜索，对点p这个k邻域的任意2个不相同的点定义一个局部的UVW坐标系，用一组角度来表示他们估计法线之间的偏差。从图中可以看出PFH的计算影响范围，这是一个点对的局部坐标框架和三个角度来表示估计法线之间的偏差。统计直方图时，将每个特征值的取值区间分成5份，这样组成了125个区间，使每个点对都能落入符合的区间。

快速点特征直方图（FPFH）在形式上与PFH是一样的，具体的计算是，对样本点，计算他和其k邻域内每个点之间的三个特征值，统计在一个直方图中，简称（SPFH），分别确定k邻域中每一个的k邻域，按第一步分别形成自己的SPFH，通过下面这个公式计算出最终的FPFH，其中权重代表样本点与邻域点之间的距离。统计时与PFH有些不同，为了更加快速，将每个特征值分割成11个区间，组成一个33区间的范围，每个点对根据特征值可以落入三个不同区间。这个图是FPFH的计算影响范围。

下面是一些实验的结果展示，这个实验的执行程序是在PCL特征模块的基础上编写完成的，PCL是一个大型跨平台C++的开源库，他实现了大量点云相关的通用算法和高效的数据结构。本次实验的点云数据来源于互联网，这是点云数据的部分数据截图，右边是点云数据的三维可视图，应该是一个零件模型。第一个实验是求解估计法线，简单流程就是打开点云文件，创建一个估计法线的对象，将数据传递给他，搜索查询点k邻域，计算数据，存储，最后输出，可视化。

最后是总结，从4点对PFH和FPFH进行了分析。

但还是存在很多不足之处，比如对PFH和FPFH特征进行比较时，仅仅通过查看4个点的特征信息来总结并且验证结论，可能导致验证结论说服力不强；本文实验选取的模型比较单一，可能复杂度不够, 没有那么强的代表性等等。我认为在三维点云配准技术的特征描述及提取这一领域上，未来要做还有很多，如何将PFH的准确和FPFH的快捷结合起来是我们需要研究和优化的。而且我们不仅仅是要改进完善现有的点特征表示方法，更要发现、创造出更能表现出三维点云几何特征的点特征表示方法。

第二篇：答辩讲稿

各位答辩老师你们好：

我是机械设计制造及其自动化专业2011级172班的高仕君 我的学号是20112803

在此次毕业设计过程中，我选择的论文课题是太阳能电池板压印机器人的控制系统设计，论文的主体框架分为五个方面，分别为课题背景，控制系统总体设计，控制系统硬件选型，控制系统软件设计，总结和展望。

在课题背景方面，我将其分为三个不同的方面来分别论述，分别是太阳能电池方面，工业机器人方面和机器人控制系统方面来阐述其在国内为的现状

由此揭示太阳能电池板压印机器人的控制系统研究的目的及意义 其目的为通过对太阳能电池板压印机器人控制系统的设计，来实现人通过计算机、传感器和控制系统来控制太阳能电池板压印机器人的动作的目的，以此实现太阳能电池板压印的自动化生产过程。

其研究的意义为通过对太阳能电池板压印机器人控制系统的设计，立足于实际，根据社会对于太阳能电池板压印机器人的需求，深入研究太阳能电池板压印机器人的控制系统，为太阳能电池板压印机器人实现工作目的提供了较完整的技术和理论指导，同时对于其他机器人领域也具有较高的参考价值。

但是在设计太阳能电池板压印机器人的控制系统的过程中，遇到了很多的难题，其中最为困难的是

太阳能电池板压印机器人在世界上是一个新兴的机器人行业，没有与之相关的任何资料可供查询，需要从零开始逐步开始研究。由此，对于太阳能电池板压印机器人的研究就会变成反复的研究，以保证其准确性。为此，在我设计太阳能电池板压印机器人的过程中查询了许多与之相关的文献，对我论文进行完善和补充（运动控制

数字控制

嵌入式控制）

在论文的第二章中 本论文简单地介绍了下控制系统总体设计，利用三自由度的直角坐标运动平台，采用辊轮压印太阳能电池板表面，来完成太阳能电池板的压印过程。整个太阳能电池板压印机器人系统的硬件结构由三个主要部分组成：电气控制系统、驱动系统以及机械系统。其中着重介绍的是电气控制系统和机械系统设计

在电气控制系统设计方面

主要分为三个方向

运动控制系统

PLC控制系统

控制单元

运动控制的执行元件为步进电动机 而反馈元件是接近开关传感器

PLC的执行元件为PLC即可编程逻辑控制器

而反馈元件是各个传感器 控制单元的执行元件为控制系统主版

而反馈元件是传感器反馈信号

在机械系统设计方面 如图所示 有运动平台 机械框架 压印辊轮

第三章 控制系统硬件选型

主要需要选取的是控制系统主板 控制系统驱动板 电机 传感器 其他硬件 控制系统总布局

控制系统主板选用的是arduino uno r3 的控制系统 微控制器：ATmega328； 工作电压：5V； 输入电压（推荐）：7-12V； 工作电压（范围）：6-20V；

数字I/O引脚：14(其中6提供PWM输出)； 模拟输入引脚：6；

I / O引脚的直流电流：40 mA； 3.3V引脚的直流电流：50 mA；

闪存：32 KB（ATmega328）其中0.5 kb的启动加载程序使用； SRAM：2 KB(ATmega328)； EEPROM：1 KB(ATmega328)； 时钟频率：16 MHz。

而我主要选用这个的原因是 arduino是一个开放性的源代码平台，可以支持各种常用的软件 同时网上也有各种例子可供我参考

控制系统驱动板选用的是L298N双H桥直流电机驱动芯片

2、驱动部分端子供电范围Vs：+5V~+35V；如需要板内取电，则供电范围Vs：+7V~+35V

3、驱动部分峰值电流Io：2A

4、逻辑部分端子供电范围Vss：+5V~+7V（可板内取电+5V）

5、逻辑部分工作电流范围：0~36mA

6、控制信号输入电压范围 低电平：-0.3V≤Vin≤1.5V 高电平：2.3V≤Vin≤Vss

7、使能信号输入电压范围

低电平：-0.3V≤Vin≤1.5V（控制信号无效）高电平：2.3V≤Vin≤Vss（控制信号有效）

8、最大功耗：20W（温度T=75℃时）

9、存储温度：-25℃~+130℃

10、驱动板尺寸：55mm*49mm*33mm（带固定铜柱和散热片高度）

11、驱动板重量：33g

12、其他扩展：控制方向指示灯、逻辑部分板内取电接口

电机选用的是型号为36PA5.2G/42BYG40-160-4A的42式步进电动机

技术规格

步距角：1.8°/步 相电流：1.6A/相 相电阻：1.73Ω/相 相电感：3.2mH/相 静转矩：3600g·cm 减速比：5.18:1 绝缘等级：B 外形尺寸：42×42×40mm 安装孔规格：4-M3 安装孔节径：Φ28

在传感器选型方面 共有三款传感器

接近开关传感器

本论文共用了三个接触开关传感器：两个光

电式传感器，一个电容式传感器。光电式传感器

光电式传感器利用的是光电效应。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。

利用光电式传感器制作的光电式接近开关可以检测各种物质，但是对于流体的检测误差较大。电容式传感器

这种传感器的测量通常是传感器固定处构成电容器的一个极板，而另一个极板是在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向传感器时，不论它是否为导体，由于它的接近，总会使电容器两极板间的介电常数发生变化，从而使电容器的电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可达到非接触式的检测目的。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。

温度传感器

温度传感器是指能感受温度并转换成可

用输出信号的传感器。型号：WZP-PT100 温度系数：TCR=3850ppm/k 温度范围：-20ºC~500ºC 电线：镀铂镍线

长期稳定性：R0飘逸小于等于0.04%（500ºC，1000小时后）抗振动等级：至少40g加速度（10~2000Hz）绝缘电阻：>100M,20ºC时；>2M,500ºC时 自然系数：0.4K/mW（0ºC时）

芯片响应时间：水@2m/s t0.5=0.05s t0.9=0.15s

空气@2m/s t0.5=3.0s t0.9=10.0s 外形尺寸：长（mm）*直径（mm）*线长（m）

4*30*2

型号：Arduino Force Sensing ResistorFSR4020.5"电阻式压力传感器

感测范围：0.5”的圈子

输出信号：被动的可变电阻

压力感测范围：100g到10kg 使用寿命：>1千万次

其他硬件的选型

气缸选用的是标准行程为10mm，内径为16mm的三轴气缸

滚珠丝杆选用的是 两种方向上的运动

一个是水平方向运动 一个是竖直方向运动

控制系统总布局

在第三章 讲述的是控制系统软件设计

所选用的是GX Developer 是一款三菱的PLC编程软件 他所拥有的特点是

能够制作Q系列，QnA系列，A系列（包括运动控制（SCPU）），FX系列的数据，能够转换成GPPQ、GPPA格式的文档。

能够将Excel、Word等作成的说明数据进行复制，粘贴，并有效利用。程序的标准化

能够简单设定和其他站点的链接

能够用各种方法和可编程控制器CPU连接 丰富的调试功能

软件系统的流程

总结

太阳能电池板压印是太阳能电池板制作工艺中的重要工序，太阳能电池板压印机器人的研究又是当今社会最新也是最为至关重要的一项研究，因而本论文的研究对于提高我国太阳能电池板压印机器人技术在国际上的竞争力有着极其重要的作用。本论文结合了机器人系统、气动控制系统、机械系统、PLC等，提出了一种全新的自动化的太阳能电池板压印技术，设计出了太阳能电池板压印机器人的控制系统。具体研究成果总结如下：

(1)设计了由电气控制系统、驱动系统以及机械系统所构成的新型太阳能电池板压印机器人总体结构。机器人的机械系统包括两部分，分别为运动平台、定位机构。机器人的电气控制系统包括三部分，分别为运动控制系统、PLC、控制单元。

(2)对太阳能电池板压印机器人的硬件进行了选型，结合太阳能电池板压印机器人所需的运动元件和反馈元件，选择控制系统主板、控制系统驱动板、电机、气缸、传感器、滚珠丝杆，最后将其整理布局。

(3)设计了太阳能电池板压印机器人的软件，结合所选的太阳能电池板压印机器人硬件绘制出流程图。

展望

随着时代的发展，二十一世纪是一个属于能源的时代，全世界各国都在为取得更大能源资源产生着或大或小的摩擦，而太阳能的发展正好弥补了不可再生资源的能源短缺问题，这种可再生的、绿色的新型能源将会成为全世界各国径向竞争的又一能源。太阳能电池板就是产生太阳能的最主要工具，太阳能电池板压印机器人就是使太阳能电池板能够更好地更为高效的将太阳能转换成电能的改进装置。本论文对于太阳能电池板压印机器人的控制系统进行了研究，但是由于时间的原因、自我知识储量的不足等等不同的因素，使得本论文在太阳能电池板压印机器人控制系统方面还有很多不足之处，还有很多方面值得进一步研究。就如同定位系统，初始的定位系统并不是很完善，虽然可以定位但是却不能精确的定位到中心，因此可以设计一个对中台，运用气缸压紧太阳能电池板的四边使中心确定。

还有就是压印过程中不能完全保证压印平面的平衡度，需要设计一个装置来保证其平衡度的统一，这样压印出来的太阳能电池板的工作效率就会大大提高。其他还有许多可以改进的地方，但是我的水平有限，无法一一指出，还需要以后继续研究，从而使其更加完善。

第三篇：答辩讲稿（本站推荐）

答辩讲稿

本次设计的课题是6wt/a离子膜法烧碱二次盐水精制和次氯酸脱除工段的工艺设计。工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。氯碱工业的产品广泛用于国民经济的各个部门，对国民经济和国防建设有着重要作用。

本次设计做的主要工作

本文分别对一次盐水精制、二次盐水精制工段、次氯酸脱除工段、电解工段、蒸发工段和固碱工段做了物料衡算以及对二次盐水精制工段、次氯酸脱除工段做了热量衡算，并对二次盐水精制工段和次氯酸脱除工段基本设备进行了初步选型和计算。最后是参照《化工设计》及HGT205192009化工工艺设计施工图内容和深度统一规定标准绘制了二次盐水精制工段及次氯酸脱除工段的PFD图、二次盐水精制工段及次氯酸脱除工段的PID图、二次盐水精制工段及次氯酸脱除工段的设备一览表，以及二次盐水精制工段设备布置图和部分管道布置图。

设计题目的来源

本次设计的题目来源于生产实际。

生产工艺的选择

氯碱工业的主要生产方法是电解法, 化学法所占的比重很低.目前工业化生产常用的电解法有隔膜法、水银法和离子膜法三种.电解法的化学原理是在饱和食盐水溶液中通入直流电进行电解, 氯气产于阳极, 电解液中碱和氢气产于阴极.隔膜法和离子膜法是以隔膜把两极分开, 以防止氯气和氢气进行混合而发生爆炸.水银法则是以钠在阴极室与汞生成钠汞齐, 进入解汞室与水作用产生液碱和氢气.离子膜电解制碱技术是七十年代中期出现的具有划时代意义的电解制碱技术。我国目前烧碱的主要生产方法是隔膜法和离子膜法。与膈膜电解制碱和水银电解制碱相比，离子膜法生产烧碱技术以其能耗低、产品质优、无铅、汞、石棉绒等污染的优点而发展极为迅速。离子膜法 是氯碱工业中的新技术，由于其成品碱质量高，能耗低，污染小而得到大力发展[1]。已被世界公认为技术上最先进和经济上最合理的氢氧化钠生产法，是当今电解制碱技术的发展方向。因此本次设计选择离子膜法制烧碱生产工艺。

离子膜制碱全场工艺流程

全场工艺流程简介： 原盐进化盐桶

1、一次盐水精制

2、盐水二次精制

3、电解（循环淡盐水脱氯）

4、氯、氢处理

5、蒸发

6、固碱

本次设计的课题是6wt/a离子膜法烧碱二次盐水精制和次氯酸脱除工段的工艺设计。

离子膜制碱工艺流程选择依据

本次设计是6wt/a离子膜法制烧碱工艺设计，其中二次盐水精制工段和次氯酸脱除工段是本次设计的重点。

本次设计在以降低能耗，节约成本的前提下，对二次盐水精制及次氯酸脱除工段作了工艺流程的选择，并结合氯碱工业的经验数据，作了二次盐水精制及次氯酸脱除工段的物料衡算，以及热量衡算和主体设备选型。

脱氯工段工艺介绍

二次盐水精制工段工艺介绍

两个工段的意义

在离子膜法制碱工艺条件下, 二次精制盐水质量对整个生产过程都非常重要，离子交换膜法氯碱工艺对盐水的质量要求极高。如果盐水精制的纯度不够，就会在交换膜中与氢氧化钠形成沉淀从而堵塞膜的交换通道，使膜电阻增加而引起槽电压上升, 还会加剧氢氧根向阳极室进行反迁移, 从而会降低电解率下降。本次设计二次盐水精制工段除钙、镁离子所选用的工艺是螯合树脂塔两塔工艺流程。另外，次氯酸脱除效果的好坏直接会影响到螯合树脂塔的工作效率，若脱氯效果不好，精制盐水含氯回事螯合树脂中毒从而脱除钙镁离子的效率大大下降。

螯合树脂塔吸附工作原理

目前，螯合树脂塔精制盐水工艺一般采用两塔或三塔流程。螯合树脂塔的工作原理为：当盐水经过螯合树脂床层时,在塔上部的树脂最先被钙、镁离子饱和。当盐水继续进料时，出现饱和线向下移动的现象, 大多数钙、镁离子的除去直接发生在饱和线下, 该区域称为除去层。当树脂床层达到最大的吸附能力时,会发觉出塔盐水的钙、镁离子急剧地增加。因此, 在树脂床层还未达到最大处理能力时就要再生。树脂塔处理盐水是连续操作的,一塔进行再生时, 另一塔串联生产高纯盐水。

在指导老师的耐心指导和同学的帮助下我完成了这次毕业设计，从中学到了很多知识，并且知道了自身的很多不足之处以及自身知识的欠缺。由于自身能力有限，所以本次设计难免有一些不足，希望老师们给予我指正和批评指导，我一定会认真改正，并不断加强学习自己的专业知识，努力提升自身的综合素质，强化自身的综合能力，为以后继续的学习和即将步入化工行业打下坚实的基础。

第四篇：答辩讲稿

尊敬的各位评委老师：

大家下午好！我是2013级体育教育专业的学生陈佳展 今天参加答辩的项目是《体验式教育课程的开发与实践——基于高校学生群体的素质拓展研究》，小组成员主要由2013级体育教育专业陈佳展、陆升两人，指导老师是庄瑜老师。

切入主题，来说说为什么我们当时会选择这个题材呢？主要有两点原因

第一，专业所学，兴趣所在。在我们的专业当中开展有几门关于素质拓展的课程，当时我们一行人都特别地感兴趣。

但其实最主要还是因为身边所见，引发思考。从大一到大三我都在团学联做事情，我发现，如今非体育专业的学生干部很容易生病，那么这具体呢是什么原因呢，就是因为工作与学习的时间难以分配，以致于经常熬夜通宵，长此以往，身体便出现了或这或那的问题。所以我们试图寻找一种可行的适用于学生干部群体的课程模式，以期解决如上所述问题。

所以前期我们查阅相关资料，与老师商讨，确定好方向，便申请立项。立项时间2015年9月30日，在这一年来，我们通过查阅资料，研讨，问卷调查，初步制定了一套体验式课程的教学范本，然后拿着这套教学范本对一些学生干部群体进行实践研究，实践结束后对参与的对象进行意见的收集，然后进一步改善我们的教学范本，最后撰写论文，再到现在结题的汇报，这就是整个研究过程。

下面详细来介绍一下我们这个研究项目

素质拓展起源于二战，起初的目的是用来训练海员海难逃生，二战结束后，人们发现经过训练的海员不仅身体好了，也具有了很好的沟通、组织以及解决困难的能力。

那么下面来说说，我们华师大能接触到素质拓展的几个渠道：体育专业的同学有开展了一些比如野外生存训练、拓展训练和体育游戏这类的课程；而非体育专业的同学也有课外体育俱乐部，里面包含体育游戏这样的课程；还有就是各个院系以及学校里面的各种学生社团组织，这些组织平时会经常组织一些团队建设活动，这也是此次我把体育和学生干部联系在一起的主要原因。

那么我们的目的主要是制定一套体验式教育的课程，就是以素质拓展的形式进行的一种既能锻炼身体，又可以培养良好心理品质的学习模式。然后将其课程实施于长期从事学生工作的团委学生社团干部人员，从身体、心理、社会适应三个维度促进学生的“健康”。

那目前国内外许多学者正在研究，只是多数是基于单方面的体育活动或是单方面的心理类团队活动，较少将二者相结合进行探究。所以经过这一段时间的研究我们形成了体验式教育课程的教学范本一份，以及论文一篇。

本项目比较创新的点在于视角全面，从学生及体育教师两个视角来看待问题，其次是应用到了小米运动手环以及体重秤对身体的一些指标进行监测。

但是由于时间、经费有限致使我们目前研究对象范围较小，当然还存在一个原因就是我们研究团队人数不够庞大，所以精力有限。但我相信只要能够克服以上困难，学校能够给予进一步支持，我想我们这个项目后期一定能在对师大学子的发展培养上起一定的促进作用。

最后十分感谢指导老师庄瑜老师对我们的研究进行了详细的修改和指正并给予我许多宝贵的建议和意见，也十分感谢各位评委老师和同学聆听我的汇报，请各位老师批评指正，谢谢。

第五篇：答辩讲稿

答辩讲稿

各位专家、评审员，大家好！我研究的课题是碱激发粉煤灰/矿渣的制备与性能研究。首先看看论文提纲，论文提纲分四部分，一、研究背景；

二、研究目的、意义与创新点；

三、研究内容；

四、结论与展望。

研究背景。水泥是当今世界应用最广、用量最大的建筑材料，水泥混凝土的应用给社会经济带来了巨大的推动作用。然而，水泥的生产过程产生的CO2等有害气体对环境产生了极大的污染，因此，寻求一种代替水泥生产的绿色材料势在必行。——另外，随着工业的不断发展，粉煤灰、矿渣等工业废弃物的排放与堆存逐年增加，也对环境产生了负面的影响，如何合理利用工业废弃物，变废为宝也是建筑材料界研究的热点。——基于上述存在的问题，许多研究者提出了绿色环保建材—碱激发材料。碱激发材料通常以硅铝质材料为原料，以碱性溶液作为激发剂，其制备过程中不产生二氧化碳等环境污染气体，因此，其制备的材料为绿色环保材料。碱激发材料具有许多优点，例如制备工艺简单、环境污染少，快凝早强，耐久性等。——碱激发材料因原材料的不同其反应产物也不同：原材料以硅钙为主，其产物是C-S-H；原材料以硅铝为主，其产物为三维立体结构的地质聚合物。——单一原材料制备碱激发材料存在许多缺陷：闪凝、收缩大、产生早期裂缝等。鉴于此，本文采用复合体系的碱激发粉煤灰/矿渣为研究对象，为弥补单一材料的缺陷。

研究目的、意义与创新点。目的是以复合体系弥补单一原材料制备碱激发材料的缺陷；意义是制备碱激发粉煤灰/矿渣能对工业废弃物进行利用，减少对水泥的用量，保护环境；——创新点为使用前人使用较少的粉煤灰矿渣为复合体系，研究不同种类粉煤灰对碱激发粉煤灰/矿渣性能的影响

研究内容：研究内容分为4部分：第一、原材料的测定；第二、碱激发粉煤灰/矿渣的凝结性能；第三、碱激发粉煤灰/矿渣的力学性能；第四、碱激发粉煤灰/矿渣的微观结构

一、原材料的测定。测定白云、阳江、黄埔、贵港粉煤灰为低钙粉煤灰，来宾、恒运粉煤灰为高钙粉煤灰；——采用化学方法与X荧光结合测定原材料的活性；——采用激光粒度分布仪测定原材料的粒径分布，其中，第二、三种粉煤灰的粒径较小，第一、六种粉煤灰的粒径较大；——采用X射线衍射仪测定原材料的粒径分布，其中，第一、二、三、四粉煤灰中的晶体含量较少，主要为石英和莫来石；——第五、六粉煤灰晶体含量较多，种类较复杂；——采用扫描电镜观察了原材料的微观形貌，其中，第一、二、三、四粉煤灰的微观颗粒相对较小，第五、六粉煤灰的微观形貌呈大颗粒块体状；——实验中所用碱激发剂由工业硅酸钠、氢氧化钠和蒸馏水配置而成；由于配制激发剂的工业硅酸钠中主要的二氧化硅与氧化铝的含量不确定，因此，用化学滴定法测定其具体含量，再配制碱激发剂。

二、碱激发粉煤灰/矿渣的凝结性能。本章主要研究了激发剂中不同SiO2与Na2O含量、不同粉煤灰/矿渣质量比（原材料渗入量）以及原材料活性对凝结时间的影响。——样品的配比设计根据不同种类粉煤灰、不同粉煤灰/矿渣质量比与不同含量碱激发剂，共设计了62组不同配比；——新拌净浆的凝结时间用维卡仪测定；首先介绍不同含量激发剂对AAFS1(7:3)凝结时间的影响；当激发剂中SiO2含量小于2%，样品随Na2O含量的增加其凝结时间无明显变化规律；当激发剂中SiO2含量大于4%，样品随Na2O含量的增加其凝结时间大致呈延长趋势；以其它种类粉煤灰制备的样品也出现类似规律；——当碱激发剂中Na2O含量一定时，碱激发粉煤灰矿渣AAFS1(7:3)随SiO2含量的增加其凝结时间呈缩短趋势，其它粉煤灰制备的样品同样出现类似规律；改变粉煤灰种类和粉煤灰/矿渣的质量比为1:1，所制备的碱激发材料也有同样的规律性。——不同种类粉煤灰制备的碱激发粉煤灰/矿渣的凝结时间与原材料本身的性质相关。SiO2与Al2O3含量高的粉煤灰，所制备的碱激发粉煤灰/矿渣的凝结时间会延长，Fe2O3含量高的粉煤灰可能会缩短样品的凝结时间。——在粉煤灰体系中增加矿渣的掺入量（降低粉煤灰/矿渣质量比）能有效缩短样品的凝结时间。——高钙粉煤灰在制备样品过程中容易出现闪凝现象。——截止到目前，由于碱激发材料未有一套完整的判定凝结时间的标准，因此，碱激发材料的凝结时间判定仍然参考水泥对凝结时间的标准。本章以SiO2含量在4%~8%，Na2O含量在6%~8%范围内的激发剂制备的碱激发粉煤灰/矿渣，均能符合水泥净浆对凝结时间的要求，为最优凝结时间。

三、碱激发粉煤灰/矿渣的力学性能；主要研究了不同SiO2与Na2O含量的激发剂、不同粉煤灰/矿渣质量比（原材料掺入量）与原材料活性对碱激发粉煤灰/矿渣抗压强度的影响。——每组试块抗压强度取三个试块平均值。——下面首先介绍不同含量激发剂对抗压强度的影响。当激发剂中SiO2含量由0增加至4%时，样品AAFS1（7:3）的抗压强度也相应增加，继续增加SiO2含量，样品抗压强度出现增减现象；当激发剂中Na2O含量由4%增加至6%时，样品的抗压强度增加，继续增加Na2O含量至8%，样品AAFS1（7:3）的抗压强度反而下降，以其它种类粉煤灰制备的碱激发粉煤灰/矿渣也出现类似现象，激发剂以SiO2含量为4%，Na2O含量为6%制备样品抗压强度最优，而且能够节约成本；改变粉煤灰/矿渣质量比为1:1样品抗压强度也得出类似规律。——下面来探讨一下原材料质量比对抗压强度的影响。从图中可以看出，粉煤灰/矿渣质量比为1:1样品7天与28天的抗压强度明显高于质量比为7:3的抗压强度。由此可知，在粉煤灰体系中增加矿渣的掺入量（降低粉煤灰/矿渣的质量比）能提高样品的抗压强度。——其它条件相同时，活性高的粉煤灰与矿渣混合制备样品的抗压强度比活性低粉煤灰制备样品的抗压强度要高。

三、碱激发粉煤灰/矿渣的微观结构。研究碱激发粉煤灰/矿渣的微观结构是为了更好的解析其宏观性能；——样品微观结构的研究包括微观形貌、反应产物、晶相分析与孔结构分析。——下面介绍碱激发粉煤灰/矿渣的微观形貌；首先介绍不同含量激发剂对样品微观形貌的影响；当激发剂中SiO2含量小于等于2%时，样品7天的结构较松散；当激发剂中SiO2含量大于等于4%时，样品7天的微观形貌呈均一致密结构，——其28天样品的微观形貌也出现类似规律。——激发剂中Na2O含量对微观形貌的影响。激发剂中Na2O含量过高，制备的样品微观形貌反而变松散。——下面来研究粉煤灰/矿渣不同质量比对微观形貌的影响；从图中可以看出，粉煤灰/矿渣质量比为1:1样品的结构比7:3的更加致密，由此可知，在体系中增加矿渣的掺入量能提高材料的致密性。——不同粉煤灰种类制备的碱激发粉煤灰/矿渣的微观形貌也有差别。在前面对原材料的活性测定中，第二、三种粉煤灰的活性最高，因此在反应时更加充分，材料微观结构更加致密。——碱激发粉煤灰/矿渣的反应产物。对配比为0-6% 7天与28天样品进行分析，其中Ca/Si=2.98，Ca/(Si+Al)=2.35，表明反应产物中形成水化硅酸钙和水化硅铝酸钙凝胶体。另外，Na/(Si+Al)28天样品较其7天样品有所增大，表面其28天样品中形成地质聚合物凝胶；配比4%-6%中Ca/Si=1.48，Ca/(Si+Al)=1.14，表明反应产物中形成水化硅酸钙和水化硅铝酸钙凝胶体；Na/(Si+Al)=0.44，而Ca/Si 比较低，表明产物中钙含量较少，该点处可能有一定量地质聚合物凝胶；其28天样品中的Na/(Si+Al)趋于稳定（0.31~0.34之间），表明在反应中形成了分布均匀的地质聚合物凝胶。——不同SiO2含量、Na2O含量、不同活性粉煤灰制备的碱激发粉煤灰矿渣中形成不同类型的沸石相；——碱激发粉煤灰/矿渣的孔结构。下面介绍激发剂中不同SiO2含量对孔结构的影响；碱激发粉煤灰/矿渣随SiO2含量的增加其7 天与28天样品的孔隙率减小，结合形貌与抗压强度，激发剂中SiO2含量的增加，样品孔隙率减小，微观形貌越致密，抗压强度越大。——激发剂中Na2O含量对样品孔结构的影响。Na2O含量过高的激发剂制备样品的孔隙率越大，结合形貌与抗压强度，Na2O含量过高的激发剂制备样品的孔隙率越大，微观形貌越松散，抗压强度越低；——下面介绍粉煤灰/矿渣不同质量比对孔结构的影响。粉煤灰/矿渣质量比越小（增加矿渣掺入量），制备样品的孔隙率越小，结合形貌与抗压强度，增加矿渣掺入量能降低样品孔隙率，其微观形貌越致密，抗压强度越高。——不同活性粉煤灰制备的碱激发粉煤灰/矿渣的孔隙率也有一定差别。从图中可以看出，活性越高的粉煤灰制备的碱激发粉煤灰/矿渣的孔隙率越低，结合形貌与抗压强度，活性越高的粉煤灰制备的碱激发粉煤灰/矿渣的孔隙率越低，微观形貌越致密，抗压强度越高。——宏观性能与微观结构的关系。——结论与展望。