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宽温域多层氮化物基涂层摩擦学性能研究

宽温域多层氮化物基涂层摩擦学性能研究

作者：宋福磊南京林业大学

学位级别：硕士

开发室温至高温环境中具有良好摩擦学性能的润滑材料是航空航天、化工、冶金等尖端工业迫切需要解决的难题。固体润滑相比较于液体润滑具有明显的优势,但常用的固体润滑如石墨、Mo S等因高温氧化而失去润滑性能;一些氮化物或氧化物涂层... 详细信息

开发室温至高温环境中具有良好摩擦学性能的润滑材料是航空航天、化工、冶金等尖端工业迫切需要解决的难题。固体润滑相比较于液体润滑具有明显的优势,但常用的固体润滑如石墨、Mo S等因高温氧化而失去润滑性能;一些氮化物或氧化物涂层高温润滑性能较好,但室温下易导致磨粒磨损。合理设计多种润滑相的协同润滑是实现摩擦副在宽温域内减摩润滑的有效方法之一。根据工作温度范围调整摩擦副界面元素的成分和结构,以此加深对宽温域、低摩擦涂层的润滑和失效机理的认识,从而为工业装备的高端发展提供有力的技术支持。本论文主要从润滑组元、力学性能、多层调控等方面设计宽温域自润滑材料,采用非平衡磁控溅射法制备了含Mo S、Ag、Mo N等自润滑复合多层涂层,分别利用Mo S或软质金属Ag的中低温润滑阶段、硫化物或氧化物的高温润滑阶段,以及镍基合金元素的高温迁移润滑。研究多种润滑相在宽温域内的协同润滑作用,以及在保证润滑性能的基础之上,改善涂层的力学性能,并探究力学性能与摩擦学性能的复合运用。对于解决航空航天、冶金化工等尖端工况下工件的安全运行具有重要的指导意义。采用高温摩擦试验机研究了复合涂层在宽温域内的摩擦学性能,以及利用X射线衍射仪和拉曼光谱分析摩擦前后的物相变化,采用白光干涉三维表面轮廓仪观察磨痕形貌,利用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)等分析高温磨损表面形貌及其成分。通过采用非平衡磁控溅射法制备了掺杂W、Ta元素的Mo N(Ag)复合涂层。研究表明,W和Ta元素的掺杂使Mo N(Ag)基复合涂层结构更加致密,提高了涂层的硬度和中高温摩擦学性能,特别是在600℃时,W和Ta元素能有效抑制Mo N(Ag)复合涂层中的Ag元素向涂层表面的快速迁移,形成了以Mo O和各种钼酸银润滑相为主的减摩润滑涂层。在800℃时,基底Ni元素的扩散形成的Ni Mo O润滑相与其他润滑相协同润滑共同降低摩擦副之间的摩擦系数,使Mo N(Ag)基复合涂层可以在较宽的温度范围内得以应用。在此基础上,以中高温摩擦学性能优异的Mo N(Ag-Ta)复合涂层作为研究对象,引入Mo S润滑相设计多层结构,通过对不同层数的Mo N(Ag-Ta)-Mo S(Ag)多层涂层的力学性能和摩擦学性能的分析,发现掺杂Ta元素的Mo N(Ag-Ta)-Mo S(Ag)多层涂层可以有效地抑制Mo N(Ag-Ta)涂层中Ag元素的迁移,其中2-Ta多层涂层提高了涂层的硬度和中低温摩擦学性能,使得多层Mo N(Ag-Ta)-Mo S(Ag)多层涂层可以在较宽的温度范围内得以应用。同样,在上述基础之上,引入Mo S和W元素通过磁控溅射技术制备出不同层数的Mo N(Ag-W)-Mo S(W)多层涂层。引入W元素,一方面为了改善多层涂层的力学性能的同时降低高温环境摩擦副之间的摩擦系数;另一方面引入Mo S目的是为了改善多层涂层在中低温环境中的摩擦学性能。研究发现,掺杂W元素的Mo N(Ag-W)-Mo S(W)多层涂层不仅可以有效改善涂层的表面粗糙度,而且可以有效地抑制Mo N(Ag-W)涂层中Ag元素的迁移,其中8-W多层涂层在宽温域展现出了较好的减摩润滑作用,从室温至高温环境中其摩擦系数始终保持在0.25以下,使得Mo N(Ag-W)-Mo S(W)多层涂层可以在更宽的温度范围内得以应用。

关键词：宽温域固体润滑多层涂层低摩擦

乡村振兴视域下的山东省农村公路建设问题研究——以山东省S县为例

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乡村振兴视域下的山东省农村公路建设问题研究——以山东省S县为例

作者：宋福磊陕西师范大学

学位级别：硕士

农业想要现代化、农村想要发展、农民想要致富,就离不开农村基础设施建设,而农村基础设施中最为关键的就是农村公路,可以说农村公路是农村发展的先决条件。党中央和国务院一直以来都高度重视这项工作,将其作为强农富农惠农的强力推手,... 详细信息

农业想要现代化、农村想要发展、农民想要致富,就离不开农村基础设施建设,而农村基础设施中最为关键的就是农村公路,可以说农村公路是农村发展的先决条件。党中央和国务院一直以来都高度重视这项工作,将其作为强农富农惠农的强力推手,中央“一号文件”连续十四年都持续关注锁定三农问题,对农村基础设施尤其是农村公路提出具体明确要求,为农村公路发展提供了很好的前景和机遇。尤其是十八大以来习近平总书记多次对农村公路工作建设作出重要指示批示,指明了我国未来一段时期内的农村公路建设发展方向,近年来不断发展的农村公路和不断密集的路网建设工程,推动了我国农村经济的快速健康发展,为全面建成小康社会和建成社会主义现代化强国打下了坚实基础。在2014年3月4日,习近平总书记正式提出“四好农村路”的重要指示,要求在人性化、科学化的基础上开展农村公路建设,起到农民便捷出行、经济健康发展、村镇布局优化的良好效果,进一步将农村公路建好、管好、护好、运营好,有计划、有步骤地将制约农村发展的交通堵点消解,为农村地区同步全面建成小康社会提供助力。随着我国社会生活的不断发展,中央提出了供给侧结构性改革的宏伟目标,山东省农村公路发展方向已经由以往的建设当先逐步向建管养运全面协调转变,而农村公路的建设又因其公益性,难以找到社会资金的足量注入,而极度依赖国家资金特别是县级层面的资金支持,在当前山东省各县财政能力不足的现状下,像以往一样高速发展的农村公路模式已经不能适应时代发展的变化,无法在供给侧结构性改革的大背景下完成对新旧动能的转化,自然不可能为山东省提供坚实的工作保障。本文通过梳理,发现农村公路当前主要存在建管养运压力较大、筹措资金困难、建章立制缺失、地方政府不够重视、公路管养水平偏低等问题。针对出现的问题,对山东省S县农村公路的建设资料、发展资料进行全面的梳理收集,并对山东省农村公路发展各阶段情况进行分析,对长期以来农村公路发展的有益经验进行了总结。试以公共管理学等相关理论知识为基础,在山东省S县农村公路现状的基础上,对其建设和发展进行实证研究,并吸收借鉴国内外农村公路研究的优秀学术成果,列举西方发达国家和我国沿海先进省份的经验,与山东省S县农村公路的建设和发展进行对比,分析当前存在的问题,预测未来发展可能遇到的困难,针对问题结症分析问题产生的原因,试提出能够切实解决山东省农村公路未来健康有序发展的针对性意见。本文的研究立足于十八大后全国深化政治体制改革的大背景,主动将山东省农村公路存在的问题和困难摆入供给侧结构性改革的战略中去考虑,力图在新旧动能转化的目标任务中对山东农村公路进行深入研究,为目前和未来一段时期内山东省农村公路建设和发展提供一些参考和借鉴,为乡村振兴提供强有力的支撑。

关键词：乡村振兴基础设施建设四好农村路

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单锥纳米孔传感器整流效应的参数化研究

传感器与微系统 2020年第10期39卷 14-16页

作者：伍根生钱成宋福磊于波南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037

研究了单锥纳米孔的整流效应与纳米孔结构参数之间的关系。单锥纳米孔的整流比与KCl溶液的浓度密切相关。在浓度为0.01~1000 mol/m^3范围内,整流比先增加后减小,在浓度为0.1 mol/m^3时达到最大。随着纳米孔长度的增加,单锥纳米孔在浓度... 详细信息

研究了单锥纳米孔的整流效应与纳米孔结构参数之间的关系。单锥纳米孔的整流比与KCl溶液的浓度密切相关。在浓度为0.01~1000 mol/m^3范围内,整流比先增加后减小,在浓度为0.1 mol/m^3时达到最大。随着纳米孔长度的增加,单锥纳米孔在浓度为0.1 mol/m^3时的整流比(Rf_0.1)逐渐增加。在纳米孔尖端直径为25~400 nm的范围内,Rf_0.1呈现出先增加后减小的趋势。随着纳米孔半锥角在6°~24°逐渐增加,Rf_0.1是逐渐减小的。

关键词：单锥纳米孔整流效应参数化

5G通讯用低介硼酸钙微波陶瓷的冷烧结制备及其性能优化

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5G通讯用低介硼酸钙微波陶瓷的冷烧结制备及其性能优化

作者：宋福州齐鲁工业大学

学位级别：硕士

在超高频毫米波与衬底应用领域中,5G通信对微波陶瓷的性能提出了极高的要求。为了有效降低信号传输延迟,必须确保微波介质陶瓷具备低介电常数的特性。本文研究了低介电常数硼酸盐微波介质陶瓷体系:Ca3(BO3)2陶瓷、Ca3(1-x)Sr3x(BO3)2(x=... 详细信息

在超高频毫米波与衬底应用领域中,5G通信对微波陶瓷的性能提出了极高的要求。为了有效降低信号传输延迟,必须确保微波介质陶瓷具备低介电常数的特性。本文研究了低介电常数硼酸盐微波介质陶瓷体系:Ca3(BO3)2陶瓷、Ca3(1-x)Sr3x(BO3)2(x=0.20～0.40)陶瓷以及(1-x)Ca3(BO3)2-xTiO2(x=0.00～0.25)陶瓷。本文采用多种测试分析方法,对陶瓷的介电性能以及晶格振动特性进行了深入研究,进而建构了其结构-性能关系。(1)采用冷烧结工艺在不同的烧结压力下制备Ca3(BO3)2陶瓷。X射线衍射分析与ICSD#70-0868标准卡片对照后,未发现其他衍射峰,这表明得到了纯相的Ca3(BO3)2陶瓷。采用扫描电子显微镜(SEM)对样品的微观形貌进行了观察,结果显示,在800MPa的烧结压力下,陶瓷晶粒尺寸分布均匀,晶界分明。当烧结压力超过1000MPa时,原本致密均匀的晶粒结构出现畸变。拉曼散射光谱中明确识别出7个拉曼活性振动模式,其对应的波数分别为152 cm1、201 cm-1、237 cm-1、266 cm-1、325 cm-1、600 cm-1和915 cm-1。使用四参数半量子(FPSQ)模型对红外反射光谱数据进行拟合计算后,我们获得了与实验测量值相近的本征介电特性数据,我们发现外部振动模式对陶瓷介电特性的影响程度显著超过了内部模式。通过拉曼散射光谱,成功构建了 Ca3(BO3)2陶瓷的结构与性能之间的关系。当A1g模式向高波数的移动时,B-O键的缩短会导致极化率的降低,进而引发介电常数的下降。此外,Eg模式的FWHM值与晶体的有序度呈现出密切的关联性,而这种有序度又与Q×f值呈正比关系。在800MPa的烧结压力下,Ca3(BO3)2陶瓷展现出了最佳的微波介电特性,具体表现为:εr=5.95,Q ×f=11,836 GHz,τf=-39.89 ppm/℃。(2)采用冷烧结技术制备了 Ca3(1-x)Sr3x(BO3)2(x=0,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40)微波介质陶瓷。将所得X射线衍射峰与ICSD#70-0868、ICSD#31-1343标准卡片进行对比,验证所得衍射峰与三方晶系的Ca3(BO3)2和Sr3(BO3)2一致,且实际含量与设计的化学式相吻合,确认了所制备陶瓷为多相复合材料。Sr含量的增加导致陶瓷的相对密度出现先降后升的现象,Q×f值的变化大致与密度变化相符,x=0.25时,该值达到最小11,085 GHz,而介电常数逐步下降,从x=0.00时的6.25降至x=0.25时的4.54。通过拉曼散射光谱分析,清晰分辨出7个活跃的拉曼振动模式,分别对应波数 152 cm-1,201 cm-1,237 cm-1,266 cm-1,325 cm-1,600 cm-1,915 cm-1。通过应用FPSQ模型对红外反射光谱进行拟合后,我们获得了与实验观测值相接近的本征介电特性。进一步地,我们计算得出了各振动模式的参数以及它们对介电响应的具体贡献度(εj,tan(δj)/ω)。分析结果显示,模式3和模式4对介电特性具有显著影响。特别地,模式3对介电常数的贡献最为突出Δεj=44.25%,同时在介电损耗方面的贡献为Δtan(δj)/ω=53.84%。拉曼光谱揭示了陶瓷材料结构与性能之间的紧密联系。随着Sr含量的增加,我们观察到A1g模向高波数方向移动,这与B-O键的缩短有关。B-O键的缩短导致了电子极化率的下降,进而使得介电常数减小。此外,Eg模式的FWHM值减小,这反映出晶体结构的有序度得到了提升。当x=0.40时,Ca3(1-x)Sr3x(BO3)2陶瓷具有优异的微波介电特性,其介电常数εr=4.54,Q×f=12,165 GHz,而τf=-35.67 ppm/℃。这些优异的性能参数表明,该陶瓷材料在微波技术领域具有巨大的应用潜力。(3)采用冷烧结技术制备了(1-x)Ca3(BO3)2-xTiO2陶瓷。通过X射线衍射分析,发现随着x值的增加,TiO2的(004)衍射峰逐渐显现,并且其(101)衍射峰强度也随之增强。此外,未检测到其他新的衍射峰,这证明了 TiO2与Ca3(BO3)2成功形成了复合陶瓷。扫描电子显微镜(SEM)观察结果显示,随着TiO2掺杂量的增加,样品的孔隙数量逐渐增多,导致晶粒尺寸分布变得不均匀。在拉曼光谱中,未掺杂的Ca3(BO3)2陶瓷展现了 7个清晰的拉曼活性振动模式,当TiO2掺杂量增加时,A1g振动模式的强度也有所增强。FPSQ拟合的本征介电属性与实验测量值非常接近,这表明陶瓷在微波频段的介电特性主要源于内部离子位移极化。其中,模式4对介电常数和介电损耗的贡献最大,Δεj=25.06%,Δtan(δj)/ω=29.76%。此外,通

关键词：冷烧结微波介质陶瓷硼酸钙掺杂改性晶格动力学

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城市金融网络、知识溢出与城市创新效率

统计与决策 2024年第8期40卷 156-161页

作者：杨雨宋福铁张杰华东理工大学商学院上海200237 华东师范大学中国行政区划研究中心上海200241

文章利用金融行业企业总部分支机构数据,运用社会网络分析测度金融网络,借助DEA-Malmquist指数模型测度城市创新效率,分析城市金融网络、知识溢出与城市创新效率三者之间的关系。研究发现:城市间金融联系广度和强度显著上升,金融网络呈... 详细信息

文章利用金融行业企业总部分支机构数据,运用社会网络分析测度金融网络,借助DEA-Malmquist指数模型测度城市创新效率,分析城市金融网络、知识溢出与城市创新效率三者之间的关系。研究发现:城市间金融联系广度和强度显著上升,金融网络呈现东密西疏的“核心—外围”分布格局;金融网络的发育能够促进城市创新效率的提升,且不同地区存在异质性,东部地区和核心区域城市受到的影响更大;在网络外部性的作用下,金融网络通过促进空间知识溢出对城市创新效率的提高产生积极作用,网络邻近性对知识溢出效应的影响大于地理邻近作用。

关键词：金融网络 DEA-Malmquist指数城市创新效率知识溢出

Rh2-lips GPs的制备及其靶向巨噬细胞发挥抗肝癌功效的机制研究

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Rh2-lips GPs的制备及其靶向巨噬细胞发挥抗肝癌功效的机制研究

作者：宋福香南昌大学

学位级别：硕士

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超高分子量聚乙烯纤维层压板抗侵彻性能研究

超高分子量聚乙烯纤维层压板抗侵彻性能研究

作者：宋福琛西南科技大学

学位级别：硕士

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纳米材料表面化学作用之电子结构原理

化学进展 2024年第6期36卷 851-866页

作者：相国磊北京化工大学化学学院北京100029

在电子结构层面揭示纳米材料表面化学作用的物理与化学机制、共性规律与普适原理是纳米材料相关领域基础研究的科学目标,然而由于缺乏成熟的研究策略和系统性理论认知框架,相关概念与原理体系长期不完善,导致纳米化学领域的理论认识远... 详细信息

在电子结构层面揭示纳米材料表面化学作用的物理与化学机制、共性规律与普适原理是纳米材料相关领域基础研究的科学目标,然而由于缺乏成熟的研究策略和系统性理论认知框架,相关概念与原理体系长期不完善,导致纳米化学领域的理论认识远落后于实验探索。本文基于作者近年研究成果,介绍基于表面价轨道竞争重构机制的纳米材料表面化学作用在电子结构层面的概念与理论认知体系;基于表面化学吸附电子态与纳米材料能带态间的竞争作用与相互影响模型,对纳米材料表面化学领域中的一些基本共性科学问题给出自洽解答。其一,阐明了纳米材料表面活性与稳定性的对立统一辩证关系的物理根源在于波函数的归一化原理。其二,揭示出尺寸减小普遍增强纳米材料表面化学活性的物理根源有两种机制:一是削弱对表面价原子轨道的束缚强度,二是放大缺陷等其他结构参数的影响效果。其三、建立纳米尺度协同化学吸附(NCC)模型,揭示出配体覆盖度调控纳米材料能带电子态及物理与化学性质的电子结构层面机制与共性规律。其四、揭示纳米材料尺寸(r)、比表面积(S/V)、表面配体及覆盖度(θ)在纳米表面化学作用中电子结构状态变化角度发挥作用的物理意义。

关键词：纳米表面化学轨道重构尺寸效应表面效应电子结构原理纳米尺度协同化学吸附

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门电压法调控纳米孔分辨率

传感器与微系统 2020年第8期39卷 30-31,35页

作者：王彬吕海生伍根生马冬琴宋福磊南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037

从门电压控制角度,运用COMSOL多物理场耦合方法研究溶液浓度对纳米孔检测生物分子分辨率的调控机理。当纳米孔两端溶液浓度一致时,各个浓度下,门电压为-1 V时,纳米孔分辨率达到最大值δmax,最大分辨率δmax随着浓度的增加而逐渐降低。... 详细信息

从门电压控制角度,运用COMSOL多物理场耦合方法研究溶液浓度对纳米孔检测生物分子分辨率的调控机理。当纳米孔两端溶液浓度一致时,各个浓度下,门电压为-1 V时,纳米孔分辨率达到最大值δmax,最大分辨率δmax随着浓度的增加而逐渐降低。当纳米孔两端溶液浓度不同时,纳米孔δmax比浓度一致的δmax要大;若Trans(反式)端与Cis(顺式)端溶液浓度的比值小于1时,纳米孔最大分辨率对应的门电压值为1 V;研究表明通过门电压和浓度差调控法可以获得更高的纳米孔分辨率。

关键词：纳米孔分辨率门电极浓度差