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石英岩提纯制备光伏玻璃用石英砂研究

石英岩提纯制备光伏玻璃用石英砂研究

作者：沈彦旭武汉理工大学

学位级别：硕士

石英是国民经济中多个行业发展的重要原材料,尤其是玻璃制造,需要的石英砂原料占所有材料的70%以上,需求量非常大。近年来,我国提出“碳达峰,碳中和”理念以后,全国对清洁能源的重视程度日益增加,光伏发电作为最重要的清洁能源之一也受... 详细信息

石英是国民经济中多个行业发展的重要原材料,尤其是玻璃制造,需要的石英砂原料占所有材料的70%以上,需求量非常大。近年来,我国提出“碳达峰,碳中和”理念以后,全国对清洁能源的重视程度日益增加,光伏发电作为最重要的清洁能源之一也受到了极大追捧。由于高质量的光伏石英砂产量有限,光伏玻璃市场目前正处于供不应求的状态,因此以矿床规模大、矿石储量多的石英岩矿作为制备光伏玻璃用石英砂原料意义重大,但不同产地的石英岩矿矿物组成复杂,粒度不同、变异程度也不同,需要根据不同矿石的性质探究选矿工艺与流程。论文以甘肃某石英岩矿(GS)为主要研究对象;同时对比宜昌两种石英岩矿(YC-1、YC-2),对矿石的工艺矿物学、磨矿介质的影响、磨矿粒度的影响、磁选工艺、擦洗工艺、浮选工艺、酸浸工艺、酸浸动力学等进行研究,选择通用性强、绿色环保及高效便捷的工业选矿工艺路线,能够对整个石英岩矿的选矿提纯具有指导意义。论文得到主要结论如下:1、GS原矿试样与YC原矿试样的Si O含量都较高,其主要杂质元素为Al、Fe、Mg、Ca、Ti、K、Na、Mn。在粒间赋存的主要脉石矿物为绢云母(白云母)、金红石、赤褐铁矿、电气石、绿帘石、锆石、角闪石等,三种矿石的石英颗粒嵌布粒度都偏细,且具有一定数量的细粒石英集合体。2、高铝球磨相比于铁球磨矿来说,对矿样造成的污染更小,但磨矿效率偏低。在磁选-酸浸工艺流程中,铁球磨矿对矿样造成的机械铁污染绝大多数都可以处理,对最终精矿中的铁含量几乎没有影响。控制磨矿粒度有利于降低最终精矿中的FeO含量,但在不降低最大粒度的情况下,采用相同工艺也能够达到光伏玻璃用石英砂标准,从降低选矿成本的角度考虑,-0.6mm+0.1mm粒级更适合加工提纯。3、增加磁选段数与提高磁场强度有利于石英岩矿提纯除铁,但会使选矿成本增加。综合对比选择后1.4T三段磁选是更加合适的选择,GS试样磁选最终精矿产品的FeO含量为422.23μg/g。擦洗效果差,不采用擦洗。浮选试验表明最佳条件为酸性条件下使用SD-2#石油磺酸钠反浮选石英,GS试样浮选最终精矿产品的FeO含量为184.91μg/g。4、GS试样酸浸结果表明,磁选段数与浮选选矿对酸浸结果影响都很小,为节约选矿成本采取磁选-酸浸流程。根据酸浸动力学研究可知,GS试样的酸浸过程符合化学反应混合控制模型:(1-α)-1+1/3 ln(1-α)=k t。化学反应过程中的表观活化能E为10.4k J/mol,酸浸过程的动力学方程则为(1-α)-1+1/3ln(1-α)=4.82×10et。对酸浸工艺探究可知最佳酸浸温度为85℃,最佳酸浸混酸配比为1%HF+10%草酸。5、根据工艺矿物学研究,三种石英岩矿的颗粒粒度、杂质含量都有明显差异,但采用铁球磨矿-三段1.4T强磁选-85℃酸浸(1%HF+10%草酸)的工艺流程可以使GS试样、YC-1试样、YC-2试样均达到光伏玻璃用石英砂标准,最终精矿产品中FeO含量分别为:GS试样为58.62μg/g;YC-1试样为79.46μg/g;YC-2试样为74.79μg/g。

关键词：石英岩矿磁选酸浸光伏玻璃用石英砂

2Si-B-3C-N陶瓷与Nb的钎焊工艺及机理研究

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2Si-B-3C-N陶瓷与Nb的钎焊工艺及机理研究

作者：沈彦旭哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文使用AgCuTi钎料实现了2Si-B-3C-N陶瓷自身以及陶瓷与金属Nb的可靠连接。文中研究了AgCuTi钎料和2Si-B-3C-N陶瓷的界面反应机理;研究了低膨胀系数Mo箔中间层法和复合钎料法对2Si-B-3C-N陶瓷和金属Nb钎焊接头残余应力的缓解效果，分... 详细信息

本文使用AgCuTi钎料实现了2Si-B-3C-N陶瓷自身以及陶瓷与金属Nb的可靠连接。文中研究了AgCuTi钎料和2Si-B-3C-N陶瓷的界面反应机理;研究了低膨胀系数Mo箔中间层法和复合钎料法对2Si-B-3C-N陶瓷和金属Nb钎焊接头残余应力的缓解效果，分析了这两种方法缓解接头残余应力的过程和机理。设计出更加优异的中间层体系，完成了两侧母材的可靠连接。使用AgCuTi钎料进行2Si-B-3C-N陶瓷钎焊连接时，应当选用Ti含量为5wt.%的AgCuTi钎料，最佳的工艺参数：钎焊温度为900oC，保温时间为10min。钎焊过程中界面反应的主要产物为TiC+TiSi+TiSi2。接头处的组织依次为SiC+BN(C)/TiC/TiSi+TiSi2/Ag(s)+Cu(s)/TiSi+TiSi2/TiC/SiC+BN(C)。2Si-B-3C-N陶瓷与金属Nb的直接钎焊过程中，钎焊接头中存在较大的残余应力，使得靠近焊缝处的陶瓷母材发生开裂，无法实现两者的可靠连接。使用低膨胀系数Mo箔中间层法可以降低接头中的残余应力，当所添加的Mo箔厚度大于等于100μm时，焊后陶瓷母材将不再出现裂纹。接头强度随Mo箔厚度增大而增大。低膨胀系数Mo箔中间层法通过加入低膨胀系数的中间层，使接头中最大的残余应力出现的位置从陶瓷里转移到Mo箔中间层中，从而降低钎焊体系中最脆弱部分——陶瓷中的残余应力，起到缓解接头残余应力的作用;使用复合钎料法，通过向钎料中加入h-BN粉末原位生成TiN颗粒和TiB晶须，可以降低接头中的残余应力，接头强度受钎料中h-BN含量影响。添加3wt.%h-BN粉末的钎料得到的接头力学性能最好，接头的最大抗剪强度为69MPa，接头断裂在陶瓷母材中。复合钎料法直接降低钎料层热膨胀系数，从而缓解钎料与待焊母材之间热膨胀系数差异，从残余应力产生原因上直接缓解了接头的残余应力。复合钎料和低膨胀系数中间层结合的方法中，使用h-BN的添加比例为3wt.%的AgCuTi钎料，150μm厚度Mo箔作为中间层进行的2Si-B-3C-N陶瓷和金属Nb的钎焊接头抗剪强度增大，接头力学性能最好，最大的抗剪强度可达89MPa。该条件下钎焊接头的断裂位置并不处于单一的位置上，断裂路径也不处于同一层面中，这种曲折断裂的断口需要消耗更大的断裂功，需要外加载荷提供更大的能量，从而使得钎焊接头体现出更加优异的力学性能。

关键词： 2Si-B-3C-N陶瓷钎焊低膨胀系数中间层复合钎料残余应力

Sn-Zn合金在Si_3N_4/2024Al复合材料表面渗锡行为

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焊接学报 2013年第7期34卷 59-62,116页

作者：沈彦旭林铁松何鹏祝明张智慧陆凤娇哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 中国人民解放军装甲兵学院长春130000 江苏双良新能源装备有限公司江阴214444

采用Sn-Zn合金对Si3N4体积分数为45%的Si3N4/2024Al复合材料进行不同温度下真空润湿试验.结果表明,试验后的母材表面形成厚度较大的锡扩散层,并且随着温度的逐步升高,扩散层厚度随之增加,在温度为530℃时,锡扩散层厚度高达1 300μm,然... 详细信息

采用Sn-Zn合金对Si3N4体积分数为45%的Si3N4/2024Al复合材料进行不同温度下真空润湿试验.结果表明,试验后的母材表面形成厚度较大的锡扩散层,并且随着温度的逐步升高,扩散层厚度随之增加,在温度为530℃时,锡扩散层厚度高达1 300μm,然而当温度低于330℃时,母材表面无法形成锡的扩散.文中通过5个对比试验并结合杨氏方程和空洞理论详尽分析了这种渗锡行为的原理.验证得出真空中锌的挥发和母材中第二相增强颗粒的存在是完成渗锡行为的必要条件.

关键词：复合材料润湿扩散杨氏方程空洞

AgCuTi钎料钎焊2Si-B-3C-N陶瓷接头的微观结构及力学性能

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硅酸盐学报 2015年第12期43卷 1719-1724页

作者：潘瑞林铁松何鹏魏红梅杨治华沈彦旭哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学特种陶瓷研究所哈尔滨150080 华为技术有限公司北京110000

采用Ag Cu Ti钎料对2Si-B-3C-N陶瓷自身进行了真空钎焊,研究了接头典型微观形貌及工艺参数对接头组织和抗剪强度的影响。研究表明:采用Ag Cu Ti钎料可实现2Si-B-3C-N陶瓷自身的良好连接。在900℃保温10 min条件下,接头界面反应产物为Ti ... 详细信息

采用Ag Cu Ti钎料对2Si-B-3C-N陶瓷自身进行了真空钎焊,研究了接头典型微观形貌及工艺参数对接头组织和抗剪强度的影响。研究表明:采用Ag Cu Ti钎料可实现2Si-B-3C-N陶瓷自身的良好连接。在900℃保温10 min条件下,接头界面反应产物为Ti C、Ti Si2和Ti Si,且Ti Si呈树枝状扎钉在Ti Si2层边缘,弥散分布在接头中,对接头起到强化作用。从陶瓷侧面至钎缝中心,接头组织结构依次为2Si-B-3C-N/Ti C/Ti Si2/Ti Si/Ag(ss)+Cu(ss)。接头抗剪强度随着温度升高和时间增加,均呈先增大后减小趋势。在900℃保温10 min条件下,接头抗剪强度最高,达到138 MPa。

关键词：硅-硼-碳-氮陶瓷真空钎焊银铜钛钎料显微组织抗剪强度

基于运动特征提取和2D卷积的鱼类摄食行为识别研究

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农业机械学报 2024年第6期55卷 246-253页

作者：张铮沈彦兵张泽扬上海海洋大学工程学院上海201306 上海城市电力发展有限公司上海200123

为了促进渔业装备智能化,近年来基于视频流的鱼类摄食行为识别研究受到了广泛关注。针对基于视频流的传统识别方法模型过于复杂,难以在边缘计算设备部署的问题,提出了一种轻量级的2D卷积运动特征提取网络Motion-EfficientNetV2,该网络... 详细信息

为了促进渔业装备智能化,近年来基于视频流的鱼类摄食行为识别研究受到了广泛关注。针对基于视频流的传统识别方法模型过于复杂,难以在边缘计算设备部署的问题,提出了一种轻量级的2D卷积运动特征提取网络Motion-EfficientNetV2,该网络以视频流为输入,能够有效识别鱼类摄食行为。提出的模型以EfficientNetV2为主干网络,基于TEA和ECANet构建了运动特征提取模块Motion,并将该模块嵌入到EfficientNetV2的每个Fused-MBConv模块中,使改进后的EfficientNetV2具有运动特征提取能力。同时使用ECANet对EfficientNetV2网络中的MBConv进行改进,增强其通道特征提取能力。在此基础上利用空洞卷积扩大感受野,提高大范围特征提取能力。试验结果表明,Motion-EfficientNetV2的参数量和浮点运算量分别为9.3×106和1.31×1010,优于EfficientNetV2。在TSN-ResNet50、TSN-EfficientNetV2、C3D以及R3D模型上进行对比试验,本文模型在降低参数量和浮点运算量的同时,使识别准确率提高到93.97%。该研究对于渔业装备智能化升级和科学养殖具有推动作用。

关键词：鱼类摄食行为运动特征深度学习卷积神经网络轻量化 EfficientNetV2

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基于优化矩阵扰动分析的模拟电路故障诊断

电子测量与仪器学报 2024年第5期38卷 90-97页

作者：谈恩民沈彦飞桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541000

在现有的模拟电路故障诊断算法中,人工智能故障诊断算法训练数据量大、训练时间长,且难以实现参数辨识。传统电路分析方法所需测试点多,计算复杂。基于此,提出了一种基于优化矩阵扰动分析的模拟电路故障诊断算法。首先,采用拉普拉斯(Lap... 详细信息

在现有的模拟电路故障诊断算法中,人工智能故障诊断算法训练数据量大、训练时间长,且难以实现参数辨识。传统电路分析方法所需测试点多,计算复杂。基于此,提出了一种基于优化矩阵扰动分析的模拟电路故障诊断算法。首先,采用拉普拉斯(Laplace)算子卷积被测电路的输出响应矩阵,从而增强矩阵元素与电路元件参数之间的扰动规律。其次,选取矩阵的迹和谱半径作为故障特征,并利用这种扰动规律建立矩阵模型。然后,利用改进的诊断算法,在Sallen_Key带通滤波器电路和跳蛙低通滤波器电路上进行实例验证。结果表明,所提方法在仅使用一个测点的情况下,可实现故障元件的参数辨识。其故障诊断率达100%,参数辨识误差控制在1%内,且计算时间控制在毫秒级别。因此该方法容易实现在线测试,且适用于要求高定位准确率、高精度参数辨识的场合。

关键词：矩阵扰动模拟电路故障诊断参数辨识

乡镇初中生负性情绪对非自杀性自伤行为的影响：领悟社会支持和心理弹性的作用

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乡镇初中生负性情绪对非自杀性自伤行为的影响：领悟社会支持和心...

作者：沈彦兵牡丹江师范学院

学位级别：硕士

非自杀性自伤行为是多重因素共同作用造成的,从以往研究可知情绪是其中之一,为探讨乡镇初中生负性情绪对非自杀性自伤行为的影响,以及领悟社会支持与心理弹性在二者关系中的作用机制及人口学变量的差异。通过随机抽样法,采用《正负性情... 详细信息

非自杀性自伤行为是多重因素共同作用造成的,从以往研究可知情绪是其中之一,为探讨乡镇初中生负性情绪对非自杀性自伤行为的影响,以及领悟社会支持与心理弹性在二者关系中的作用机制及人口学变量的差异。通过随机抽样法,采用《正负性情绪量表》、《青少年自我伤害行为》、《领悟社会支持量表》和《心理弹性量表》对贵州省三所乡镇中学的580名初中生进行问卷调查。结果表明:(1)乡镇初中生负性情绪总体处于中等偏低的水平、非自杀性自伤行为发生率为43.3%、心理弹性总体水平较差、领悟社会支持处于中支持状态。(2)乡镇初中生负性情绪在性别、年级上存在显著差异;乡镇初中生非自杀性自伤行为在家庭情况上存在显著差异;乡镇初中生心理弹性在性别、留守、年级、家庭情况上存在显著差异,乡镇初中生领悟社会支持在年级、家庭情况上存在显著差异。(3)乡镇初中生负性情绪与非自杀性自伤行为存在显著正相关,与心理弹性存在显著负相关;心理弹性与非自杀性自伤行为存在显著负相关。(4)心理弹性在负性情绪与非自杀性自伤行为之间起到部分中介的作用,领悟社会支持在负性情绪与心理弹性之间以及负性情绪与非自杀性自伤行为之间都起调节作用。研究揭示了乡镇初中生负性情绪与非自杀性自伤行为的关系及其中的作用机制,因此想要减少学生非自杀性自伤行为的发生,家长、教师及其他相关人士要及时察觉学生的负性情绪,增加社会支持,提高学生领悟社会支持的能力,有计划的增强学生的心理弹性,正确引导学生树立正确的信念并合理调控情绪。

关键词：非自杀性自伤行为负性情绪领悟社会支持心理弹性乡镇初中生

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碱处理对脉石英酸浸提纯影响

中国矿业 2022年第6期31卷 158-163页

作者：曹高伟任子杰刘志吴飞达沈彦旭高惠民武汉理工大学资源与环境工程学院湖北武汉430070 矿物资源加工与环境湖北省重点实验室湖北武汉430070

随着光伏新能源、电子信息等领域的快速发展,高纯石英砂的应用领域越来越广泛,需求量逐年增大,可加工高纯石英砂的高品质石英矿原料逐渐减少,针对中低品质脉石英的选矿提纯技术的开发至关重要。本文在脉石英常规提纯方法基础上,使用碱... 详细信息

随着光伏新能源、电子信息等领域的快速发展,高纯石英砂的应用领域越来越广泛,需求量逐年增大,可加工高纯石英砂的高品质石英矿原料逐渐减少,针对中低品质脉石英的选矿提纯技术的开发至关重要。本文在脉石英常规提纯方法基础上,使用碱浸辅助处理,以提高中低品质脉石英的纯度,对高纯石英砂的制备技术开发具有重要意义。本文实验以去除石英内部的杂质为主,通过碱处理溶蚀掉表面一层的石英,暴露出内部的杂质矿物,从而更容易被去除。本文开发出焙烧-水淬-磁选-浮选-碱处理-酸浸的提纯工艺,系统研究了碱处理条件对酸浸精矿质量的影响,结果表明,使用KOH溶液、碱处理温度为40℃、KOH溶液浓度为0.5 mol/L、处理时间为4 h的条件下,获得最佳提纯效果,石英精矿中Al含量由常规工艺获得的296.79μg/g降低为245.49μg/g,石英的纯度达到98.91%。利用扫描电子显微镜分析得出,在经过碱处理之后,脉石英表面被碱溶液部分侵蚀,使得在酸处理过程中酸溶液可以更好地与杂质矿物接触,以对杂质矿物达到更好的去除效果。

关键词：高纯石英砂脉石英碱处理侵蚀脉石矿物

针对多药耐药菌杀伤的光催化策略及季铵基团与细菌膜相互作用的研究

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针对多药耐药菌杀伤的光催化策略及季铵基团与细菌膜相互作用的研...

作者：沈彦哲北京化工大学

学位级别：硕士

细菌感染是造成全球健康损失的一个重要原因,由于抗生素滥用导致的细菌耐药性使得临床医疗中亟需开发非抗生素治疗策略来治疗细菌感染。光动力治疗可以通过光敏剂产生活性氧物质(ROS)对细菌进行杀伤。季铵盐类杀菌剂(QAS)可以通过静电... 详细信息

细菌感染是造成全球健康损失的一个重要原因,由于抗生素滥用导致的细菌耐药性使得临床医疗中亟需开发非抗生素治疗策略来治疗细菌感染。光动力治疗可以通过光敏剂产生活性氧物质(ROS)对细菌进行杀伤。季铵盐类杀菌剂(QAS)可以通过静电相互作用以及亲疏水作用破坏细菌表面结构对细菌造成损伤。这两种治疗策略因为作用机制与抗生素不同,在面临治疗耐药细菌感染的问题上都具有广阔的研究前景。然而传统的光动力治疗产生的活性氧物质具有半衰期短,作用范围小等特性从而限制了光动力治疗的应用场景。而对于季铵盐类杀菌剂来说,目前已经表明季铵盐类杀菌剂的杀菌效果与疏水链长度,电荷密度和末端基团种类等因素有关,但进一步的作用机制例如不同位置季铵盐与细菌膜的定位情况及其结合过程还有待研究。针对上述问题,本论文首先综述了耐药菌的产生以及抗生素治疗策略的失效并且总结了针对这种情况提出的光动力治疗和季铵盐杀菌剂的研究现状。然后提出通过负载核黄素的鸟苷四链体(G4)超分子水凝胶经光催化产生过氧化氢来避免传统光动力治疗中存在的活性氧物质半衰期短,扩散范围小以及治疗中需要实时光照的问题。此外通过设计并制备具有不同侧链位置阳离子基团的季铵化葡聚糖(QAD)抗菌材料,比较不同材料对于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌效果的差异来研究阳离子基团的位置与革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的膜结构作用情况进而探究材料存在的构效关系;主要内容如下:在论文的第一章中,综述了细菌感染的产生机制以及常规的抗生素治疗手段,分析了耐药性产生的原因,总结了近些年来针对耐药细菌感染提出的光动力治疗和季铵盐杀菌剂这两种常见治疗策略的研究进展,最后引出本论文的主要研究内容。在论文的第二章中,将经过辐照能够产生过氧化氢的鸟苷酸四链体(G4)超分子水凝胶运用于体内外抗菌实验,提出了G4凝胶材料在停止光照后转移到伤口处进行治疗的光催化抗菌策略。体外实验表明G4凝胶材料通过辐照后释放的过氧化氢对于金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性菌)、大肠杆菌(革兰氏阴性菌)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)均具有99.999%的杀菌率。在证明材料具有良好的生物安全性后,将凝胶材料进一步运用于MRSA感染大鼠伤口模型中。试验结果表明材料具有良好的杀菌作用。在论文的第三章中,为了研究不同位置的季铵基团修饰的葡聚糖对于革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌细菌膜结构的作用情况,构建了季铵基团处于相同碳原子个数侧链的不同位置并且具有相似接枝度的一系列季铵化葡聚糖(QAD)。通过一系列体外抗菌实验发现了季铵盐基团只有最接近侧链末端的葡聚糖材料QAD-2才有良好的杀菌性能,可以实现广谱杀菌效果。此外通过实验证明了QAD-2对于革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌都具有良好的膜结合能力,通过破坏膜结构实现细菌的杀伤。还可以通过与多种抗生素的协同治疗在不造成额外耐药性的前提下实现细菌损伤。综上所述,本论文研究了两种非抗生素治疗细菌感染的策略,对于扩大光动力治疗应用范围以及研究新型季铵盐杀菌剂提供了参考。

关键词：耐药菌光催化季铵盐位置杀菌机制膜结构