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二硅化钼增强铜-石墨烯复合材料的制备与摩擦磨损性能研究

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二硅化钼增强铜-石墨烯复合材料的制备与摩擦磨损性能研究

作者：姜文煌成都大学

学位级别：硕士

铜-石墨烯复合材料（Cu-GNS复合材料）因其良好的导热性、导电性、耐腐蚀性和自润滑性能等优点,在航空航天、军工发展、电力运输等涉及载流摩擦的领域有着极大的应用前景。但因GNS自身易团聚、难分散问题,且与铜基体的亲和性差、界面结... 详细信息

铜-石墨烯复合材料（Cu-GNS复合材料）因其良好的导热性、导电性、耐腐蚀性和自润滑性能等优点,在航空航天、军工发展、电力运输等涉及载流摩擦的领域有着极大的应用前景。但因GNS自身易团聚、难分散问题,且与铜基体的亲和性差、界面结合不好等,限制了Cu-GNS复合材料力学性能、摩擦学性能的提升,制约了其在摩擦领域的可靠应用。在Cu-GNS复合材料中加入硬质陶瓷相,有望改善GNS的均匀分散,且利用多相协同作用,可以有效提升铜基复合材料的综合性能。本文采用兼具陶瓷和金属特性的MoSi作为掺杂相增强Cu-GNS复合材料,研究了MoSi含量对复合材料微观结构、力学性能、导电率和摩擦学性能的影响,并详细分析了其作用机理。探究了放电等离子烧结工艺中的关键工艺参数烧结温度对Cu-MoSi-GNS复合材料显微结构、力学性能、电学性能及摩擦磨损性能等的影响。同时,系统性地研究了Cu-MoSi-GNS复合材料在多种条件下（常温摩擦、高温摩擦、载流摩擦）的摩擦学行为和损伤规律,探明机械摩擦、电弧、高温等影响因素的相互作用关系及其对材料性能的影响机制。得出的结论如下:（1）MoSi的加入对Cu-MoSi-GNS复合材料性能有显著影响,复合材料的硬度和抗拉强度随着MoSi含量的增加而提高,塑性和导电率随MoSi含量的增加而减小。当MoSi含量添加到5wt.%时,复合材料的摩擦学性能表现最优,具有较低的平均摩擦系数和磨损率。但随着MoSi的进一步增加,由于MoSi的团聚及弱结合的增加,平均摩擦系数和磨损率较高。随着MoSi含量的增加,磨损形式从以粘着磨损为主逐渐改变为磨粒磨损为主。（2）在放电等离子烧结制备过程中,随着烧结温度的升高,Cu-5MoSi-GNS复合材料相对密度、维氏硬度和抗拉强度呈现先上升后下降的趋势。烧结温度对导电率的影响较小。当烧结温度为925℃时,Cu-5MoSi-GNS复合材料表现出了最优的摩擦学性能。烧结温度过高会导致复合材料内部Cu颗粒出现局部液化,液相铜的出现导致分布在Cu晶界的MoSi出现聚集,从而使复合材料内部缺陷增多,降低复合材料性能。（3）在不同的摩擦磨损条件下（常温摩擦、高温摩擦、载流摩擦）,复合材料呈现出了不同的磨损机制。常温环境下的磨损机制以粘着磨损和磨粒磨损为主,而在高温环境下,摩擦表面的温度急剧升高,造成粘着磨损加剧,同时疲劳磨损造成的表面分层现象更加严重,导致磨损量增加。载流环境下的磨损机制不同于常温与高温的磨损机制,除了机械磨损外,出现了明显的电弧侵蚀现象,说明载流环境下的摩擦磨损形式是机械磨损和电弧侵蚀的耦合作用,会改变磨损表面的磨损状态,从而改变最终磨损性能。

关键词：铜基复合材料粉末冶金力学性能摩擦磨损磨损机制

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2024年2月大气环流和天气分析

气象 2024年第5期50卷 642-648页

作者：许先煌张芳华国家气象中心北京100081

2024年2月北半球大气环流主要特征表现为极涡呈偶极型,东半球极涡中心位于鄂霍次克海到勘察加半岛上空,较常年同期偏强,影响我国的冷空气路径偏东;中纬度环流呈三波型,位于西伯利亚的平均槽较常年偏强,西风带短波槽活动频繁;南支槽位置... 详细信息

2024年2月北半球大气环流主要特征表现为极涡呈偶极型,东半球极涡中心位于鄂霍次克海到勘察加半岛上空,较常年同期偏强,影响我国的冷空气路径偏东;中纬度环流呈三波型,位于西伯利亚的平均槽较常年偏强,西风带短波槽活动频繁;南支槽位置偏东,西太平洋副热带高压显著偏强。2月全国平均气温为-1.8℃,较常年同期(-1.3℃)偏低0.5℃;平均降水量为22.5 mm,较常年同期(16.3 mm)偏多38%。月内有3次主要冷空气过程,其中2月17—22日强寒潮造成剧烈降温和显著低温。受南下冷空气和强盛的西南暖湿气流共同影响,月内出现2次大范围持续性低温雨雪冰冻天气过程,冻雨强度大、范围广,降水量具有极端性,对春运造成严重影响。此外,2月还出现了年度首次沙尘和强对流天气过程。

关键词：大气环流寒潮雨雪冰冻持续性低温极端性

使用聚乙二醇和海藻糖的组合冷冻干燥牛心包的性能影响

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生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 368-375页

作者：黄伟李维杰刘宝林上海理工大学生物系统热科学研究所上海200093 上海市肿瘤能量治疗技术与器械协同创新中心上海200093 上海市生物资源低温保存技术服务平台上海200093

冷冻干燥是一种使生物样本在干燥状态下保存的技术,有利于储存、运输并节省成本。本文使用聚乙二醇(PEG)和海藻糖(Tre)组成的冻干保护剂处理牛心包,进行冷冻干燥。结果表明:使用PEG+10%w/v Tre处理牛心包进行冷冻干燥后,其力学性能优于... 详细信息

冷冻干燥是一种使生物样本在干燥状态下保存的技术,有利于储存、运输并节省成本。本文使用聚乙二醇(PEG)和海藻糖(Tre)组成的冻干保护剂处理牛心包,进行冷冻干燥。结果表明:使用PEG+10%w/v Tre处理牛心包进行冷冻干燥后,其力学性能优于使用戊二醛(GA)固定的牛心包。卡尔费休法测定,牛心包复水后的湿态含水量为(74.81±1.44)%,与GA固定的牛心包无明显差异。干态含水量为(8.64±1.52)%,说明在冷冻干燥过程中能有效脱水。差示扫描量热仪(DSC)的测试结果显示,牛心包的热皱缩温度为(84.96±0.49)℃比GA固定的牛心包(83.14±0.11)℃高,说明具有更高的热稳定性。傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果显示,在冷冻干燥过程中,蛋白质结构并未受到破坏。苏木精-伊红(HE)染色表明,冷冻干燥过程可以减少孔隙的产生,防止冰晶的生长,使组织纤维结构排列更紧密。细胞存活率与溶血率检测结果显示,细胞增殖率为(77.87±0.49)%,毒性分级为1级,溶血率为(0.17±0.02)%,低于5%的标准,即经过冷冻干燥处理的牛心包在细胞毒性和溶血方面表现良好,符合相关标准。综上,使用PEG+10%w/v Tre处理牛心包进行冷冻干燥后的性能符合要求。

关键词：冷冻干燥力学性能热皱缩温度聚乙二醇海藻糖

基于金属辅助化学刻蚀法复合超声驻波平台的设计研究

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基于金属辅助化学刻蚀法复合超声驻波平台的设计研究

作者：黄伟业杭州电子科技大学

学位级别：硕士

在微观科学技术领域,纳米加工技术一直是研究的重点和难题。作为广泛应用的半导体之一,硅材料以其优异的物理和化学特性而备受青睐。随着不可再生能源的不断消耗,对硅材料的光电特性进行研究,并提高其能源转化率以及单位体积的储能具有... 详细信息

在微观科学技术领域,纳米加工技术一直是研究的重点和难题。作为广泛应用的半导体之一,硅材料以其优异的物理和化学特性而备受青睐。随着不可再生能源的不断消耗,对硅材料的光电特性进行研究,并提高其能源转化率以及单位体积的储能具有重要且积极的意义。其中,硅微纳米线阵列结构对硅材料的光、电、热稳定性等特性的影响更为显著,因此,制备具有可控形貌和结构的硅微纳米线阵列显得至关重要。目前,制备硅微纳米线阵列结构的工艺种类繁多。然而,金属辅助化学刻蚀法(Metalassisted chemical etching,Ma CE)由于其工艺简单、成本低、易于操作等优点成为广泛采用的方法。但是,Ma CE法制备硅微纳米线阵列结构是通过贵金属之间的原电池反应实现的。此外,刻蚀过程发生在溶液中,各种溶剂的浓度、反应温度以及材料的尺寸和类型等因素相互影响和制约,导致所制备的硅微纳米线阵列结构难以精确控制且可重复性较低。因此,如何降低Ma CE法中各项参数的影响,实现结构可控且高质量的硅微纳米线阵列的制备成为研究的重要内容。基于上述背景,本论文在现有的Ma CE法制备硅微纳米线阵列结构的基础上引入超声驻波效应,在刻蚀过程中研究超声驻波对刻蚀机理的影响。该研究突破Ma CE法的局限性,为制备具有可控结构和高质量的硅微纳米线阵列提供了一种新方法。本论文的主要研究内容如下:(1)阐述了本论文的研究背景及意义,介绍了硅微纳米线阵列和各种制备方法及优缺点。通过对Ma CE法刻蚀机理的分析和其在制备硅微纳米线阵列方面的优势,提出Ma CE法复合超声驻波效应制备硅微纳米线阵列结构的想法。同时,列举了硅微纳米线阵列在应用领域的积极意义。(2)简述了超声驻波原理和超声设备的现状与不足,再根据本课题实验环境推导了流体介质中声波的三个基本方程。同时,本课题还对二维驻波场中微小粒子的受力状况进行分析,推导了微粒受驻波场声散射、初级声辐射力、声势阱稳定性和二次声辐射力的理论公式。(3)详细叙述了超声驻波平台的整体结构和方案,同时分析了本课题对超声驻波平台的各项需求。根据需求分析设计了超声驻波平台的整体结构,包括平台的形状、尺寸和样品平移装置的结构及其配合零件的选型。再根据对驻波场的需求分析,包括声源的分布方式、形状和频率等,进行针对性的方案制定,以满足实验需求。(4)基于COMSOL仿真软件,根据平台的具体尺寸设计结合形成驻波的各种方案采用声场模块下的压力声学模块进行仿真分析,通过对振源的分布方式、形状和频率的仿真分析,验证形成驻波方案的合理性,从而进一步优化选择最佳设计方案。(5)根据上述最佳设计方案,将设计和定制的各零件组装成整体并进行实验。然后,简介了相应的实验试剂及表征装置。根据实验方案设计,详细叙述了具体的实验流程,检验超声驻波效应对Ma CE法刻蚀硅微纳米线阵列的影响。通过对实验结果的SEM图分析了超声驻波效应对刻蚀硅微纳米线阵列结构的影响,验证了超声驻波效应对硅微纳米线阵列结构加工的可控性,可以加工出不同结构的硅微纳米线阵列。

关键词：金属辅助化学刻蚀法硅微纳米线阵列超声驻波声辐射力声势阱

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语段的理解、建构与教学——例谈时间结构和空间结构的语段

中国科技史杂志 2024年第2期045卷 375页

作者：杨柳郑锌煌中国科学院大学人文学院北京100049

2024年5月24日上午，《文明的积淀：中国古代科技》新书发布会暨“文明的积淀”科学文化研讨沙龙在中国科学技术馆举行（图1）。本次活动是第八个“全国科技工作者日”主场活动之一，由中国科协宣传文化部主办，中国科协创新战略研究院...

2024年5月24日上午，《文明的积淀：中国古代科技》新书发布会暨“文明的积淀”科学文化研讨沙龙在中国科学技术馆举行（图1）。本次活动是第八个“全国科技工作者日”主场活动之一，由中国科协宣传文化部主办，中国科协创新战略研究院、中国科学技术馆、中国科学技术出版社承办。

关键词：

来源：博看期刊评论

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语文建设 2024年第4期 29-31页

作者：孙红东黄伟江苏省沭阳县第一实验小学南京师范大学

语段理解与建构是阅读与习作的基础。语段有不同的结构类型,其中时间结构和空间结构的语段是小学阶段最先见到且最为常用的两种。本文以小学语文教材和学生习作中的语段为例,阐释了什么是时间结构和空间结构的语段,它们具有怎样的结构... 详细信息

语段理解与建构是阅读与习作的基础。语段有不同的结构类型,其中时间结构和空间结构的语段是小学阶段最先见到且最为常用的两种。本文以小学语文教材和学生习作中的语段为例,阐释了什么是时间结构和空间结构的语段,它们具有怎样的结构形式和表达功能,以及如何分析与建构等问题,以此为小学阶段的语段教学提供基础知识与基本方法。

关键词：语段时间结构空间结构语段教学

制度与过程:全过程人民民主视域下的党政关系

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理论探讨 2024年第1期 31-37页

作者：程同顺牛于煌南开大学周恩来政府管理学院天津300350

政党是民主实践的主导力量,中国共产党是全过程人民民主制度的领导核心。如何处理好党政关系是进一步完善和发展全过程人民民主、理顺各类政治参与主体之间关系的关键性问题。对党政关系的分析需要从制度和过程的分析范式切入,运用总体... 详细信息

政党是民主实践的主导力量,中国共产党是全过程人民民主制度的领导核心。如何处理好党政关系是进一步完善和发展全过程人民民主、理顺各类政治参与主体之间关系的关键性问题。对党政关系的分析需要从制度和过程的分析范式切入,运用总体性的观点对全过程人民民主下新型党政关系的构建及其制度优势进行理论剖析和阐述,并在此基础上阐明全过程人民民主下新型党政关系的发展趋势和最新特点。全过程人民民主下的党政关系既是国家政治体制的核心要素,也是实现国家治理体系现代化的重要制度安排,在拥有独特的制度优势的同时,还是中国共产党的治理经验对人类政治文明发展的重要贡献。

关键词：全过程人民民主党政关系国家社会关系制度优势民主制度与实践

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咬合式柑橘采摘末端执行器优化设计与试验

农业机械学报 2024年

作者：马锃宏余煌谭励杜小强浙江理工大学机械工程学院浙江省种植装备技术重点实验室农业农村部东南丘陵山地农业装备重点实验室(部省共建)

针对柑橘自动化采摘末端执行器剪切果柄难度大的问题，设计了一种采用球形闭合进行咬合剪切果柄的柑橘采摘末端执行器。对柑橘果柄进行了剪切力学特性研究，通过对果柄直径、剪切速度、果柄斜角、树叶阻挡数、刀片间隙这5个因素进行剪... 详细信息

针对柑橘自动化采摘末端执行器剪切果柄难度大的问题，设计了一种采用球形闭合进行咬合剪切果柄的柑橘采摘末端执行器。对柑橘果柄进行了剪切力学特性研究，通过对果柄直径、剪切速度、果柄斜角、树叶阻挡数、刀片间隙这5个因素进行剪切试验，基于最小二乘法多项式拟合建立响应面进行影响因素分析；对末端执行器进行几何建模，并以控制刀片间隙为主要约束条件，以增大拢果定位容差为优化目标建立参数优化模型，优化后拢果定位容差由9.2%～48.8%提升到26.0%～71.7%；对关键部件进行了有限元仿真，仿真得到了球壳变形对刀片间隙的影响结果。最后设计了柑橘采摘末端执行器样机，在柑橘果园进行了实地采摘剪切性能测试，直径小于等于4mm的果柄采摘断柄成功率达95%，满足柑橘采摘要求。

关键词：柑橘采摘末端执行器咬合式剪切

PPC斜拉桥主梁多状态疲劳及疲劳后静力性能试验研究

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土木工程学报 2024年第6期57卷 169-179,189页

作者：袁晟颜东煌刘昀彭坤帅郭鑫袁明长沙理工大学湖南长沙410114 湖南交通职业技术学院湖南长沙410132

为研究大跨径部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥主梁的抗疲劳性能,进一步探究混凝土斜拉桥主梁采用部分预应力设计的可行性及合理性,制作了斜拉桥缩尺节段模型,并对主梁采用部分预应力设计,开展4轮共4×250万次主梁具有不同初始损伤及带裂缝... 详细信息

为研究大跨径部分预应力混凝土(PPC)斜拉桥主梁的抗疲劳性能,进一步探究混凝土斜拉桥主梁采用部分预应力设计的可行性及合理性,制作了斜拉桥缩尺节段模型,并对主梁采用部分预应力设计,开展4轮共4×250万次主梁具有不同初始损伤及带裂缝工作状态下的疲劳试验;疲劳试验结束后,以4种不同主梁裂缝宽度(0.1mm、0.2mm、0.3mm和0.5mm)为控制工序,反复加载一定倍数的等效活载至主梁裂缝宽度逐步达到0.5mm,以全面研究PPC斜拉桥主梁多状态疲劳后的受力性能。试验结果表明:在等效设计疲劳荷载作用下,主梁无初始损伤时,体系刚度基本无退化,主梁最大裂缝宽度预损伤分别为0.1mm、0.2mm时,跨中截面体系刚度下降量仅为3.35%、4.44%,且未发现裂缝张开;主梁带裂缝工作状态下,跨中截面体系刚度平缓下降7.46%,上峰值静载下,裂缝数量及高度略有增加,但卸载后裂缝均闭合,说明PPC斜拉桥具有良好的抗疲劳性能;疲劳后主梁大损伤静载试验中,主梁裂缝平稳发展,各工序反复加载过程中,主梁挠度、裂缝状态及斜拉索索力均具有较好的恢复能力,当主梁最大裂缝宽度为0.5mm时,荷载达到了7.49倍活载,斜拉桥体系仍然具有较大的剩余承载力。该文试验研究结果表明混凝土斜拉桥主梁采用部分预应力设计具有工程应用的可行性。

关键词：混凝土斜拉桥部分预应力疲劳性能静力性能模型试验

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