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Nb∶SrTiO_3单晶基片上外延生长BaTiO_3薄膜的漏电流机制分析

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材料导报 2015年第18期29卷 1-4,8页

作者：潘瑞琨刘攀克黎明锴何云斌湖北大学材料科学与工程学院武汉430062

采用脉冲激光沉积法(PLD),在掺铌的钛酸锶单晶基片(Nb∶SrTiO3,NSTO)上外延生长了15nm厚度的BTO薄膜。并采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等技术,分别测试了BTO薄膜的晶相结构和微观形貌与结构,证... 详细信息

采用脉冲激光沉积法(PLD),在掺铌的钛酸锶单晶基片(Nb∶SrTiO3,NSTO)上外延生长了15nm厚度的BTO薄膜。并采用X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等技术,分别测试了BTO薄膜的晶相结构和微观形貌与结构,证实了薄膜的外延生长特征。以磁控溅射法制备金属铂(Pt)上电极,在室温下测试了BTO薄膜的电流-电压(I-V)曲线。通过拟合I-V曲线,结果表明:在正向电压下,薄膜的漏电流符合空间电荷受限电流机制(SCLC);在反向电压下,漏电流先为普尔-弗伦克尔发射机制(Poole-Frenkel emission),随着反向电压的升高,转变为福勒-诺德海姆隧穿机制(Fowler-Nordheim tunneling)。分析指出,在Pt/BTO界面存在一个可变的肖特基势垒,该势垒受到BTO薄膜内部迁移的氧空位影响,从而决定了上述漏电流机制。

关键词： BaTiO3薄膜结构漏电流机制肖特基势垒

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PLD法在c面蓝宝石衬底上制备纤锌矿ZnS外延薄膜

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功能材料 2016年第5期47卷 224-226页

作者：张蕾方龙刘攀克刘越彦黎明锴何云斌湖北大学材料科学与工程学院功能材料绿色制备与应用教育部重点实验室武汉430062

采用脉冲激光沉积方法以ZnS为靶材c面蓝宝石为衬底制备了一系列的ZnS薄膜,并采用四圆单晶衍射仪研究了薄膜的晶体结构及其与衬底的取向关系。首先研究了沉积温度对ZnS薄膜质量的影响,结果表明,所有制备的ZnS薄膜均为六方纤锌矿结构;在... 详细信息

采用脉冲激光沉积方法以ZnS为靶材c面蓝宝石为衬底制备了一系列的ZnS薄膜,并采用四圆单晶衍射仪研究了薄膜的晶体结构及其与衬底的取向关系。首先研究了沉积温度对ZnS薄膜质量的影响,结果表明,所有制备的ZnS薄膜均为六方纤锌矿结构;在衬底温度为750℃时所制备的薄膜具有较好的晶体质量,并表现出与蓝宝石衬底明确的外延关系[ZnS(001)∥Al_2O_3(001)且ZnS(110)∥Al_2O_3(110)]。进一步研究了在750℃下加入不同厚度的ZnO缓冲层对于ZnS薄膜晶体质量的影响,结果表明在沉积ZnS薄膜前先沉积一层ZnO薄膜缓冲层可以进一步有效提高ZnS薄膜的晶体质量和面外取向性,其中在沉积时间为2min的ZnO缓冲层上制备的ZnS外延薄膜晶体质量最好,其(002)面摇摆曲线半高宽为1.35°。本文结论对于研究ZnS薄膜制备光电器件具有重要的意义。

关键词：脉冲激光沉积 ZnS薄膜缓冲层外延生长晶体结构

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基于火焰图像与DCS数据的垃圾焚烧炉主蒸汽温度预测研究

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基于火焰图像与DCS数据的垃圾焚烧炉主蒸汽温度预测研究

作者：刘攀河北大学

学位级别：硕士

随着经济的蓬勃发展和城市化进程的日益加速,城市垃圾的处理量也在逐年攀升。同时随着“双碳”目标的提出,中国的新能源产业正迈入发展快车道。垃圾焚烧发电技术独具优势,不仅实现了无毒无害化处理,还促进了垃圾资源的合理利用,并显著... 详细信息

随着经济的蓬勃发展和城市化进程的日益加速,城市垃圾的处理量也在逐年攀升。同时随着“双碳”目标的提出,中国的新能源产业正迈入发展快车道。垃圾焚烧发电技术独具优势,不仅实现了无毒无害化处理,还促进了垃圾资源的合理利用,并显著减少了垃圾的体积和重量,具有实用、安全等优点,为环保事业做出了积极贡献。但是在焚烧炉的实际工作中,因为垃圾成分的复杂性,其热值往往出现了明显的随机变化,导致主蒸汽温度呈现出大惯性、非线性和滞后性,长时间依赖工作人员经验判断会存在一定主观性,从而缺乏统一性和调节稳定性等问题。所以,对于主要的主蒸汽温度的控制并没有马上达到预期的结果,有所滞后,这使得锅炉存在了如主蒸汽温度的变化、设备的操作性能的下降、燃烧效率低等难题。本文主要以垃圾焚烧炉的燃烧图像和DCS数据为研究核心,为了确保垃圾焚烧发电主蒸汽温度的精准预测,本文完成工作如下:(1)介绍了当前垃圾焚烧发电研究背景和研究现状,针对图像处理、预测以及优化三个方面探究,剖析了垃圾焚烧发电的工作原理与废物综合利用,为后续的深入研究奠定了基本理论基础。(2)探究了火焰可视化监控系统,利用图像处理技术基于垃圾焚烧锅炉燃烧图像的特性,用图像处理方法提取了火焰图像的动态和静态特征。本文提出了分阶段对垃圾燃烧过程进行燃烧状态的分析方法。同时,借助机器学习技术,实现了对燃烧火焰的诊断与识别。(3)对垃圾焚烧发电厂采集的数据进行预处理以及时延分析补偿重构数据,利用重构数据根据不同的网络模型进行对比,选择最优模型。根据预测的趋势结果从而调整燃烧特性,进行主蒸汽温度综合控制。通过预测模型与垃圾焚烧发电厂实际数据进行对比发现,加入图像特征和时延补偿后其对应的误差率最大减少约20%。应用多种网络模型对未来趋势进行预测,并对这些模型的预测性能进行详尽的对比分析。经过对比,筛选出表现最优的模型作为最终预测模型,其最终模型相比初始模型预测精度将大幅提升。在优化过程中,依据火焰识别诊断的结果以及预测的趋势和偏差大小,调整炉膛的燃烧特性,或调节减温水的用量,以有效控制温度的上升或下降,确保垃圾焚烧发电厂经济、环境更加具有效益。

关键词：垃圾焚烧发电厂燃烧图像和DCS数据主蒸汽温度时延补偿预测优化

西湖茶园生态系统文化服务供需关系及驱动因素研究

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西湖茶园生态系统文化服务供需关系及驱动因素研究

作者：刘攀浙江农林大学

学位级别：硕士

以西湖茶园为代表的山地农业风景区提供了食物、水资源、栖息地和文化服务等广泛的生态系统服务,承载着对人类生产发展重要的自然资源和文化资源。随着美丽乡村与乡村振兴等一系列重大工程的开展,西湖茶园在乡村经济发展、茶文化旅游产... 详细信息

以西湖茶园为代表的山地农业风景区提供了食物、水资源、栖息地和文化服务等广泛的生态系统服务,承载着对人类生产发展重要的自然资源和文化资源。随着美丽乡村与乡村振兴等一系列重大工程的开展,西湖茶园在乡村经济发展、茶文化旅游产业等方面取得了丰硕成果,但同时茶园生态风险也日益凸显。生态系统文化服务是茶园旅游吸引力的重要组成部分,对其评估有助于西湖茶园旅游的可持续发展,对于茶园生态环境、文化遗产和文化多样性的保护具有重要意义。本文以西湖风景名胜区内十个茶园景区为例开展生态系统文化服务量化评估的实证研究。基于社交媒体照片等多源数据,在相关理论研究和实地调研的基础上,运用Arc GIS等空间制图和统计分析工具,从供需角度出发,实现生态系统文化服务的评估测度和空间表达,并进一步通过地理探测器、普通最小二乘法和地理加权回归模型揭示西湖茶园生态系统文化服务空间异质性的驱动机制,最后基于评估结果,探讨基于生态系统文化服务供需优化的茶园旅游发展策略。以上研究得到的主要结论如下:(1)需求侧:西湖茶园生态系统文化服务总体呈现“三带多核”的空间格局特征,分布热点区域主要分布在五云山、云栖竹径、梅家坞等区域,不同类型生态系统文化服务存在明显的空间异质性,空间分布上存在一定的集聚特征,各类型文化服务间表现出协同关系。(2)供给侧:西湖茶园生态系统文化服务供给侧存在明显的空间分异性。高水平供给能力主要分布区域在翁家山村、龙井村、杨梅岭村等区域,五云山、梵村等区域供给能力较弱。(3)供需关系:生态系统文化服务供需关系上表现出一定的协同关系,整体存在明显的供需错配现象。(4)驱动机制:高程、风景名胜密度、坡度和路网密度是需求侧的主要驱动因素,其中高程呈全局负相关,在五云山等区域呈局部正相关;坡度、路网密度和风景名胜密度呈全局正相关。服务设施密度、高程和路网密度是供需关系的主要驱动因素,其中高程呈全局负相关,路网密度和服务设施密度呈全局正相关。(5)优化策略:茶园旅游发展应加强资源保护,调整旅游服务供给侧结构,完善游憩网络。

关键词：西湖茶园生态系统文化服务供需关系驱动因素空间制图

Fe3O4@MoS2的制备及其用于活化过硫酸盐降解水中盐酸四环素

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Fe3O4@MoS2的制备及其用于活化过硫酸盐降解水中盐酸四环素

作者：刘攀黑龙江大学

学位级别：硕士

四环素类抗生素废水具有高生物毒性和低可生化性的特点,会影响环境安全甚至人类健康。过硫酸盐高级氧化技术具有稳定性好、反应高效、经济等优点,可有效的去除水体中的抗生素。如何设计并制备高效、绿色可回收的过硫酸盐催化剂,是亟需... 详细信息

四环素类抗生素废水具有高生物毒性和低可生化性的特点,会影响环境安全甚至人类健康。过硫酸盐高级氧化技术具有稳定性好、反应高效、经济等优点,可有效的去除水体中的抗生素。如何设计并制备高效、绿色可回收的过硫酸盐催化剂,是亟需解决的关键问题。本文通过水热法制备了Fe3O4及Fe3O4@Mo S2复合材料用于活化过硫酸盐降解盐酸四环素,并对其化学结构、降解影响因素、催化降解机理和实际应用性进行了探究。本文制备了大小均匀,平均直径约为500 nm的Fe3O4空心微球。空心结构有助于提高其扩散效率和活性位点的暴露程度,促进Fe2+/Fe3+之间的氧化还原循环,加快盐酸四环素的降解。O2-·和·OH在降解过程中起主导作用。不同阴离子对降解过程影响不同,CO32-和HCO3-表现为促进作用。Fe3O4/PMS体系在不同p H条件下表现出良好的适应性,120 min内可有效降解盐酸四环素,降解率达80.93%。在Fe3O4空心微球的基础上,成功制备了花状空心Fe3O4@Mo S2复合催化剂。通过碳热还原法引入Fe0,增加了体系中Fe2+的含量和电子传递效率,促进Fe2+/Fe3+的氧化还原循环以及Fe2+的再生。此外,富电子材料Mo S2,通过其纳米片花状结构,极大程度的暴露了边缘活性点位,与Fe2+/Fe3+之间的协同作用提高了体系的反应活性。实验证明,Fe3O4@Mo S2/PMS体系对盐酸四环素具有优异的降解性能,降解率高达96.81%。降解过程中存在·OH、SO4-·、O2-·和1O2等多种活性氧物种,其中O2-·和1O2发挥了主要作用。Fe3O4@Mo S2复合材料具有出色的抗离子干扰能力以及较宽的p H应用范围（p H 3-11）,在多种天然水体中盐酸四环素的去除率可达90%以上。最后,降解含高浓度草酸盐的四环素制药模拟废水时,Fe3O4@Mo S2表现出良好性能,反应进行480 min后,COD去除率达到92.18%。

关键词： Fe3O4 MoS2 过硫酸盐盐酸四环素

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面向水生群落系统稳定性的水库生态调度

水科学进展 2024年

作者：王奕博曾凌刘攀李雨长江水利委员会水文局武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室

水库运行导致下游水量和水质的时空变化，对水生群落系统稳定性造成了一定程度负面影响。为探究水量和水质随机扰动在水生群落系统中的传播和累积效应并提升水库下游水生群落系统稳定性，通过构建随机动态系统模型，提出水生态系统稳定... 详细信息

水库运行导致下游水量和水质的时空变化，对水生群落系统稳定性造成了一定程度负面影响。为探究水量和水质随机扰动在水生群落系统中的传播和累积效应并提升水库下游水生群落系统稳定性，通过构建随机动态系统模型，提出水生态系统稳定性评估指标“累积比”，以丹江口水库和汉江中下游为例开展多目标优化调度。结果表明：不同水量和水质指标在水生群落系统的不确定性传播系数差异较大，上游站点相比下游站点的群落系统在面临环境扰动时较稳定；优化调度方案的多年平均供水量和多年平均发电量相比常规调度方案分别提升了4.32%和0.26%，水库下游多站点的水生群落系统稳定性平均提升了1.58%。研究成果可为水资源管理和水生态环境治理工作提供技术支撑。

关键词：水库调度水生群落随机扰动系统稳定性

教育信息化背景下体操普修课程考核方式改革研究

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教育信息化背景下体操普修课程考核方式改革研究

作者：刘攀峰武汉体育学院

学位级别：硕士

随着新时代考核评价改革的不断深化以及信息技术与教育教学的深度融合,传统的体操普修课程考核方式一定程度上难以较好甄别现代体育人才培养质量的优劣。为探索科学、合理的信息化考核方式,促进体操普修课程考核的改革与实践,本研究采... 详细信息

随着新时代考核评价改革的不断深化以及信息技术与教育教学的深度融合,传统的体操普修课程考核方式一定程度上难以较好甄别现代体育人才培养质量的优劣。为探索科学、合理的信息化考核方式,促进体操普修课程考核的改革与实践,本研究采用文献资料法、专家访谈法、问卷调查法、逻辑分析法和案例分析法,对体操普修课程信息化考核方式的构建展开了全面系统的研究,主要结论如下:(1)本研究中体操普修课程信息化考核方式的构建严格遵循了OBE教育理念和建构主义理论,贯彻落实了目标一致性原则、可操作性原则、科学性原则和灵活性原则,所构建的体操普修课程信息化考核体系具有可行性和可操作性特征,能够较好满足对学生考核的甄别、改进学习、促进发展等目的。(2)本研究中体操普修课程信息化考核方式主要依托于学习通平台操作实施。考核采用线上线下相结合的方式进行,其中线上考核占比50%、线下考核占比50%;包括诊断性评价、过程性评价和终结性评价三个阶段,在课前、课中、课后三个环节实施全过程评价;评价主体为教师、学生以及平台,分别对平时表现、单元检测、单元作业、期末考试四个方面的表现进行评分,体现了评价主体的多元性和评价维度的全面性。(3)基于学习通平台所构建的体操普修课程整个考核体系包括单元检测共37次,其中18次课前预习题、11次课后复习题和8次单元随堂检测;单元作业共20次,其中8次线上身体素质作业、徒手体操创编与实践各1次和10次线上讨论;期末测试共9次,其中保护帮助操作与实践线上线下各1次、体操理论知识线上线下各1次、广播体操线上线下各1次、队列队形线上线下各1次和体能测试线下1次。(4)通过教学试验得出,体操普修课程信息化考核方式对学生动作技能、专项身体素质、学习效率有一定的促进作用,对“师生”“生生”之间的沟通交流、评价能力、理论知识、保护帮助操作与实践、团队合作意识提升的效果更加明显。试验后对试验组学生进行信息化考核方式的认可度调查发现,试验班有高达85%的学生对该考核方式的整体意向表示认同或非常认同,获得了较高的认可度,表示该信息化考核方式值得推广。

关键词：教育信息化体操普修课程考核方式改革

多层级异质异构吸波超材料功能化设计及熔融沉积3D打印

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机械工程学报 2024年第3期60卷 319-327页

作者：杨贞梁庆宣段玉冰刘攀王昕李涤尘西安交通大学机械工程学院西安710049

针对吸波材料向工程应用方向发展需具备轻质和宽带吸波的关键需求,提出了一种有损谐振结构和功能化介质层调控的多层级复合异质异构吸波超材料,通过对介质层进行仿生结构化设计实现吸波超材料轻量化和宽带吸波性能。将热塑性聚合物材料... 详细信息

针对吸波材料向工程应用方向发展需具备轻质和宽带吸波的关键需求,提出了一种有损谐振结构和功能化介质层调控的多层级复合异质异构吸波超材料,通过对介质层进行仿生结构化设计实现吸波超材料轻量化和宽带吸波性能。将热塑性聚合物材料和银铜合金复合制备了特定电导率的复合材料,通过优化银铜合金重量比和复合材料的打印工艺实现了谐振结构电导率的精确控制。基于此,设计了两层有损谐振结构层来调控宽带阻抗匹配和欧姆损耗,利用双材料熔融沉积3D打印工艺实现了多层级异质异构吸波超材料的可控制备。所制备的吸波超材料等效密度为0.3 g/cm3,电磁性能测试结果表明在垂直入射条件下,吸波超材料在3.8~19.24GHz频段实现了高效吸波性能。同时,电磁波在横电波(Transverse electric,TE)和横磁波(Transverse magnetic,TM)模式下、入射角在50°范围内时,吸波超材料都具有良好的宽带吸波性能。这种多层级异质异构吸波超材料的设计和制造方法为推动吸波材料向工程应用化方向发展提供了技术支撑。

关键词：多层级异质异构吸波超材料 3D打印

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多水源多用户水资源时空动态适配方法研究

水资源保护 2024年

作者：刘攀桑学锋张思琦王浩郑阳天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室中国长江三峡集团有限公司中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控重点实验室

随着变化环境下经济社会侧用水扰动加剧，常态供水水源年内来水不均与用水户稳定需水过程不匹配的问题显现，亟需开展水资源径流过程变化与经济侧供需时空动态响应机制研究。本研究针对区域多水源-多目标协同调配难点，提出仿真区域实... 详细信息

随着变化环境下经济社会侧用水扰动加剧，常态供水水源年内来水不均与用水户稳定需水过程不匹配的问题显现，亟需开展水资源径流过程变化与经济侧供需时空动态响应机制研究。本研究针对区域多水源-多目标协同调配难点，提出仿真区域实际供用水特征与行业用水动态需求的取用水时空适配改进方法（Water intake Space-time Adaptation Algorithm，WISAA），改进WAS模型的供用水过程计算模块，并通过与水资源配置模块双向耦合，构建了湖北省鄂州市水资源全过程模拟模型，验证了WISAA的优化效果与适用价值。研究结果显示：模型供水误差率小于2%。WISAA算法下，年内供水过程愈加稳健，在行业分水比系数小于0.6时，年内供水误差优化提升效果大于5%，在供水水源的行业取水量小于行业总用水量的60%时，算法优化效果更为显著。WISAA算法可有效应对多水源时段来水变化和配水计算过程不稳定性的难点。

关键词：水资源配置供需双侧时空匹配多水源多用户