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氢键调控提升聚硫脲介电储能特性

中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3360-3370,I0001页

作者：冯阳渠广昊李盛涛电力设备电气绝缘国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

为理解氢键对聚硫脲(polythiourea,PTU)介电储能特性的影响,该文采用实验和分子模拟方法,研究脂环族PTU(AcPTU)和芳香族PTU(ArPTU)中氢键作用模式和强度对介电常数、击穿场强和储能特性的影响。利用红外光谱和核磁共振氢谱表征化学组成... 详细信息

为理解氢键对聚硫脲(polythiourea,PTU)介电储能特性的影响,该文采用实验和分子模拟方法,研究脂环族PTU(AcPTU)和芳香族PTU(ArPTU)中氢键作用模式和强度对介电常数、击穿场强和储能特性的影响。利用红外光谱和核磁共振氢谱表征化学组成和分子构型,利用宽频介电谱、击穿和电滞回线测试获得介电储能特性,基于H-N公式提取偶极极化特征参数,利用热刺激去极化电流法提取了陷阱深度,采用Multiwfn软件识别氢键作用模式和强度。结果显示,氢键作用模式和强度可以通过改变偶极极化和陷阱特性影响介电性能。脂环结构可以增多由反式/反式构型硫脲组装成的双氢键阵列,增强其介电松弛强度,进而提高介电常数;苯环结构可以增强π氢键数目和作用强度,加深由苯环碳原子和硫原子等氢键受体贡献的深陷阱能级,进而提高击穿场强。AcPTU具有高介电常数,归因于脂环结构增强了双氢键阵列的介电松弛强度;ArPTU的击穿场强高达855 MV/m,是因为苯环结构强化了氢键的电荷捕获效应。此外,当电场强度为300 MV/m时,AcPTU的储能密度和效率分别达到2.62 J/cm3和93.31%。该研究为提升本征型聚合物介电储能特性提供了理论依据。

关键词：氢键作用聚硫脲介电性能储能密度分子模拟

淬火温度对聚硫脲介电储能特性影响的分子动力学模拟

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高电压技术 2024年第6期50卷 2363-2373页

作者：冯阳渠广昊李盛涛西安交通大学电工材料电气绝缘全国重点实验室西安710049

为了提高聚硫脲(polythiourea,PTU)的储能密度,对PTU进行了淬火处理,并采用分子动力学模拟研究了PTU中氢键动力学性质对介电储能特性的影响机理。首先,借助热波动指数(thermalfluctuationindex,TFI)和约化梯度密度(reduction gradient d... 详细信息

为了提高聚硫脲(polythiourea,PTU)的储能密度,对PTU进行了淬火处理,并采用分子动力学模拟研究了PTU中氢键动力学性质对介电储能特性的影响机理。首先,借助热波动指数(thermalfluctuationindex,TFI)和约化梯度密度(reduction gradient density,RDG)描述了氢键作用模式和强度随淬火温度升高的演变规律。其次,计算了氢键供体分别与受体和氢原子的径向分布函数、自相关函数等,提取了氢键密度和平均寿命。最后,建立了氢键特征参数与介电常数的关联,揭示了淬火提高PTU储能密度的机理。研究发现,淬火温度升高,氢键作用模式发生了由双氢键至单氢键,并最终超过氢键阈值而断裂的演变规律,这造成氢键密度减少,表现为强极性双氢键硫脲阵列数目的减少,导致介电常数减小;同时,氢键强度持续减弱,氢键寿命缩短,动态变化加快,导致硫脲阵列转向势垒降低,这有利于增大介电常数。受氢键作用模式和强度的共同影响,PTU的介电常数随淬火温度升高呈现先增大后减小的变化趋势。当淬火温度为393 K时,PTU的介电常数增大至10,储能密度高达16.3 J/cm~3。

关键词：聚硫脲分子动力学模拟氢键动力学性质介电常数储能密度

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基于EMI-CNN的建筑施工模板支撑体系节点健康监测

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中国安全科学学报 2024年第7期34卷 83-90页

作者：徐菁闫尊昊杨松森刘客青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520

为预防模板坍塌引发建筑施工安全事故风险,提出一种基于压电阻抗法(EMI)和卷积神经网络(CNN)的模板支撑体系节点智能监测方法。首先,利用压电陶瓷传感器(PZT)的机电耦合特性及其集驱动-传感于一体的特点,建立PZT-节点耦合系统的机电阻... 详细信息

为预防模板坍塌引发建筑施工安全事故风险,提出一种基于压电阻抗法(EMI)和卷积神经网络(CNN)的模板支撑体系节点智能监测方法。首先,利用压电陶瓷传感器(PZT)的机电耦合特性及其集驱动-传感于一体的特点,建立PZT-节点耦合系统的机电阻抗传感机制模型;其次,基于EMI法,以与待测结构耦合的PZT片电导信号为监测指标,确定模板支撑体系节点松动的发生;然后,以敏感频段内PZT片的801个原始电导信号为模型输入,9个节点松动程度为模型输出,构建162组学习样本和27组测试样本,建立EMI-CNN模型,确定节点松动程度;最后,以一个实际工程中的建筑施工模板体系节点为例,验证EMI-CNN模型的有效性,并对比分析EMI-BP模型。研究结果表明:EMI-CNN模型经过85次迭代达到收敛,预测准确率达到100%,相较于EMI-BP模型提高29.63%。该监测方法可实现对建筑施工模板支撑体系节点健康状态实时、准确、无损监测。

关键词：压电阻抗法(EMI) 卷积神经网络(CNN) 建筑施工模板支撑体系健康监测压电陶瓷传感器(PZT)

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基于感知增强与多尺度融合的小目标车辆检测

北京航空航天大学学报 2024年

作者：沈瑜李阳阳李博昊高宝渠魏子易白珊兰州交通大学电子与信息工程学院

为解决车辆小目标携带信息匮乏，特征表达能力弱，导致现有算法检测精度低、漏检等问题，本文提出了一种基于感知增强与多尺度融合的小目标车辆检测算法。首先，设计了空间局部特征增强骨干网络SLFPB-ST，解决了特征提取过程中小目标特... 详细信息

为解决车辆小目标携带信息匮乏，特征表达能力弱，导致现有算法检测精度低、漏检等问题，本文提出了一种基于感知增强与多尺度融合的小目标车辆检测算法。首先，设计了空间局部特征增强骨干网络SLFPB-ST，解决了特征提取过程中小目标特征信息丢失严重的问题；其次，提出一种多尺度特征融合网络（Multi Scale Information Fusion Network，MSIFN），通过分配权重，关注更多的细节信息。同时，在MSIFN中加入大目标抑制块（Large Objects Restriction Block，LRB）约束大目标特征，保留小目标特征表达；最后，采用无锚框机制，减少小目标漏检问题，提高检测精度。在UA-DETRAC数据集和Vehicle数据集上实验结果表明，与Swin Transformer算法相比，本文算法在mAP、AP50和AP75指标上分别提升5.15%、9.35%和4.35%，参数量增加14MB，FPS降低0.4 frame/s，验证了本文算法具有良好的鲁棒性和适用性。

关键词：小目标车辆检测 Swin Transformer 多尺度融合空洞卷积 GIOU

CORC电缆中超导带材在缠绕、弯曲和扭曲变形下的应变分析

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Acta Mechanica Sinica 2024年第4期40卷 38-48页

作者：彭昱昊苟晓凡 College of Mechanics and Materials Hohai UniversityNanjing211000China

CORC(conductor on round core)超导电缆是一种基于REBCO(rare-earth barium copper oxide)导体的高温超导电缆,已经成为迄今为止最灵活的高温超导(HTS)导体之一.然而,由于超导REBCO陶瓷材料的脆性,临界电流表现出敏感的应变依赖性,即... 详细信息

CORC(conductor on round core)超导电缆是一种基于REBCO(rare-earth barium copper oxide)导体的高温超导电缆,已经成为迄今为止最灵活的高温超导(HTS)导体之一.然而,由于超导REBCO陶瓷材料的脆性,临界电流表现出敏感的应变依赖性,即临界电流与应变密切相关.该材料的应变一旦超过临界值,就会引发明显的衰减.除此之外,由于带材缠绕和电缆绞合后的复杂变形,切实存在一个实际性的挑战,即如何准确预测电缆超导带材在各种变形下的轴向应变.在本文中,我们建立了分析模型,可以用来准确计算CORC电缆的超导带材在电缆内芯上缠绕、电缆弯曲和扭曲变形等实际条件下的轴向应变.并且通过比较分析结果与有限元数值结果和实验数据,验证了分析模型,即超导带的临界电流随CORC电缆的核心直径而变化.在轴向应变结果的基础上,进一步确定了临界参数,即超导层的轴向应变恰好达到临界应变时的参数,如临界核心直径、临界弯曲直径和临界绞距等.对CORC电缆中REBCO超导带材的应变分析研究将有助于CORC电缆的加工和进一步设计高水平的超导线圈和磁体.

关键词：临界电流高温超导电缆超导带材扭曲变形应变分析轴向应变超导线圈临界参数

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羧基对聚硫脲介电储能特性的影响研究

当代化工研究 2024年第15期 43-45页

作者：冯阳张硕渠广昊西安交通大学陕西710049

引入极性羧基被认为是提高聚合物介电性能的有效方法,但羧基对聚硫脲(Polythiourea,PTU)介电储能特性的影响尚不清楚。本文采用实验和理论相结合的方法,深入开展了羧基、偶极极化和电荷输运特性与PTU电学性能之间的关联研究,揭示了羧基... 详细信息

引入极性羧基被认为是提高聚合物介电性能的有效方法,但羧基对聚硫脲(Polythiourea,PTU)介电储能特性的影响尚不清楚。本文采用实验和理论相结合的方法,深入开展了羧基、偶极极化和电荷输运特性与PTU电学性能之间的关联研究,揭示了羧基对PTU介电常数和击穿场强的影响机理,最终建立了储能密度与羧基侧链结构的关联机制。结果表明,分子链引入极性羧基作为侧链结构,可以扩大分子链间距,促进羧基转向,进而增强偶极极化强度,增大介电常数;但羧基电离产生的本征氢离子会增大体系的电导和损耗,造成击穿场强降低;在PTU中引入少量羧基可以实现高介电常数、高击穿场强和高储能密度。

关键词：聚硫脲羧基偶极极化电导介电性能储能密度

等离子喷涂技术在工程陶瓷涂层制备中的应用现状及展望

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材料导报 2024年第11期38卷 48-57页

作者：王哲昊吕绪明核工业理化工程研究院天津300180 粒子输运与富集技术全国重点实验室天津300180

等离子喷涂作为一种成熟的表面处理技术,具有适用范围广、生产效率高、涂层质量好的优点,在基体材料表面增强过程中扮演了愈发重要的角色。与此同时,越来越多的实例也证明:陶瓷涂层对提高基体材料的整体性能和服役寿命起到了关键作用。... 详细信息

等离子喷涂作为一种成熟的表面处理技术,具有适用范围广、生产效率高、涂层质量好的优点,在基体材料表面增强过程中扮演了愈发重要的角色。与此同时,越来越多的实例也证明:陶瓷涂层对提高基体材料的整体性能和服役寿命起到了关键作用。本文综述了大气等离子喷涂、超音速等离子喷涂、悬浮液等离子喷涂、真空等离子喷涂、低压等离子喷涂等常规等离子喷涂技术在制备陶瓷涂层方面的研究进展,总结了各种制备方法的优势与不足,并在此基础上对该领域的后续发展提出展望。

关键词：等离子喷涂陶瓷涂层表面增强整体性能服役寿命

北大简《周驯》所见礼学问题及其儒家属性探微

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江西社会科学 2024年第4期44卷 94-100页

作者：柯昊中共陕西省委党校哲学教研部陕西西安710061

北京大学藏西汉竹书《周驯》中关涉众多礼学问题,包括古礼范畴中的宗法训诫传统、祭祀制度、礼制秩序,透过礼学视角可知这篇文献具有儒家属性。《周驯》所涉“驯”与先秦时期的“训”“诰”体密切相关,是周礼中的宗统、君统德训传统的... 详细信息

北京大学藏西汉竹书《周驯》中关涉众多礼学问题,包括古礼范畴中的宗法训诫传统、祭祀制度、礼制秩序,透过礼学视角可知这篇文献具有儒家属性。《周驯》所涉“驯”与先秦时期的“训”“诰”体密切相关,是周礼中的宗统、君统德训传统的重要内容。《周驯》诸章所载“奉祀”“乏祀”均为宗庙祭祀,具有“奉祀”“立嗣”“置贤”的核心内涵,也构成整篇主旨。简文中有“发剋(克)殷而为铭于席端”,之中的“席”和“铭”均涉及礼制,传世和出土礼学文献均有记载。《周驯》包括众多悬而未决的礼学问题,在整理、释读和研究时需要以周礼为背景,而其中所体现的儒家属性也值得深入探讨。

关键词：《周驯》 “训”体宗祀席铭

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金属钽表面处理工艺进展

金属热处理 2024年第2期49卷 259-264页

作者：王哲昊核工业理化工程研究院天津300180 粒子输运与富集技术全国重点实验室天津300180

总结归纳了利用渗层、微弧氧化、化学气相沉积、热喷涂等表面处理技术提高金属钽综合性能、减少钽材料失效行为、提升钽设备服役寿命等方面的研究成果和应用实例,最后对钽材料表面增强处理的发展方向进行了展望。

关键词：钽稀有金属表面处理综合性能提升服役寿命