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Construction of ternary PEG200-based DESs lubrication systems via tailoring tribo-chemistry

Friction 2024年第4期12卷 655-669页

作者： Yuting LI Songyu LAN Yazhou liu Cheng CAO Zicheng TANG Deyin DENG fuyuan liu Hao LI Xiaoqiang FAN Minhao ZHU Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials(Ministry of Education) School of Materials Science and EngineeringSouthwest Jiaotong UniversityChengdu 610031China Tribology Research Institute School of Mechanical EngineeringSouthwest Jiaotong UniversityChengdu 610031China

Designing novel lubricants with easily customized structures,devisable compositions,and simple and economic synthesis over traditional lubricants is critical to fulfilling complex applications,prolonging machine lifetime,and saving energy.Deep eutectic solvents(DESs),which show tunable composition,adjustable structure,easy fabrication,and environmental friendliness,are promising candidates for variable and complicated lubricants applications.To promote the use of DESs as lubricants,a series of PEG200-based DESs with active heteroatoms were fabricated to tailor the tribological performance via tribo-chemistry.Thereinto,PEG200/boric acid(BA)DES shows optimal lubrication performance by forming tribo-chemical reaction film composited of B2O3,iron oxides,and FeOOH,and PEG200/thiourea(TU)DES displays abrasive wear-reducing property by producing FeS tribo-chemical film.Given the excellent abrasive wear-resistance of PEG200/TU DES and friction reduction of PEG200/BA DES,ternary PEG200/BA/TU DESs,composited of PEG200/TU DES and PEG200/BA DES,are first exploited.The ternary DESs possess superior wettability and thermal stability,which render them potential lubricants.Tribological tests of the ternary DESs demonstrate that synergistic lubrication is achieved by forming a transfer film consisting of FexBy,BN,B2O3,and FeS.Wherein FexBy,BN,and B2O3 increase load bearing of the film,and FeS mitigates severe abrasive wear.The proposed design philosophy of novel DESs as lubricants opens up a unique realm that is unattainable by traditional DESs lubrication mechanisms and provides a platform to design next-generation DESs lubrication systems.

关键词： deep eutectic solvents(DESs) PEG200/boric acid DES PEG200/thiourea DES ternary DESs synergistic lubrication tribo-chemistry

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Tailoring the Microstructure and Mechanical Property of Mg-Zn Matrix Composite via the Addition of Al Element

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 2024年第3期37卷 438-452页

作者： Chong Wang fuyuan liu Xuejian Wang Enyu Guo Zelong Du Kunkun Deng Zongning Chen Huijun Kang Guohao Du Tongmin Wang Key Laboratory of Solidification Control and Digital Preparation Technology(Liaoning Province) School of Materials Science and EngineeringDalian University of TechnologyDalian 116024China School of Mechanical Engineering Guizhou UniversityGuiyang 550025China Ningbo Institute of Dalian University of Technology Ningbo 315000China Shanxi Key Laboratory of Advanced Magnesium-Based Materials College of Materials Science and EngineeringTaiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China Shanghai Synchrotron Radiation Facility Shanghai Advanced Research Institute CASShanghai 201204China

The semi-solid stir casting method is adopted to prepare 10 wt%SiC_(p)/Mg-6Zn-0.5Ca-xAl(x=0,1,3 and 5 wt%)composites,and the microstructure evolution and mechanical property of composites with various Al content are investigated.The results show that the addition of 3 wt%Al improves the distribution of SiC_(p),whereas the SiC_(p) cluster occurs again with Al content greater than 3%.An abnormal phenomenon of twinning is observed in the cast composites in this work.The SiC_(p)/Mg-6Zn-0.5Ca composite possesses the highest twin content of~23%,for which tension twins(TTW)and compression twins(CTW)account for~19%and~3%,respectively.The CTW is only observed in ZXA600 composite.The addition of Al has an inhibiting effect for the generation and growth of twins.The content of twin decreases firstly and then increases with increase of Al content.The lowest twin content is obtained as Al increases to 3 wt%.It is found the existence of twin is detrimental to the mechanical property of composites.As-cast SiC_(p)/Mg-6Zn-0.5Ca-3Al composite with the lowest twin content exhibits the optimal mechanical property of yield strength,ultimate tensile strength and elongation for 100 MPa,188 MPa and 4.4%,respectively.The outstanding mechanical property is attributed to the uniform distribution of SiC_(p),the low twin content and the well-distributed fine second phases.

关键词： Mg matrix composite Synchrotron tomography Twinning Liquid melt processing Mechanical property

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Power Allocation for SE Maximization in Uplink Massive MIMO System Under Minimum Rate Constraint

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China Communications 2024年第3期21卷 104-117页

作者： Wang Hui Yu Xiangbin liu fuyuan Bai Jiawei College of Electronic and Information Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 211106China Key Laboratory of Wireless Sensor Network and Communication Shanghai Institute of Microsystem and Information TechnologyChinese Academy of SciencesShanghai 200050China

In this paper,we optimize the spectrum efficiency(SE)of uplink massive multiple-input multiple-output(MIMO)system with imperfect channel state information(CSI)over Rayleigh fading channel.The SE optimization problem is formulated under the constraints of maximum power and minimum rate of each user.Then,we develop a near-optimal power allocation(PA)scheme by using the successive convex approximation(SCA)method,Lagrange multiplier method,and block coordinate descent(BCD)method,and it can obtain almost the same SE as the benchmark scheme with lower complexity.Since this scheme needs three-layer iteration,a suboptimal PA scheme is developed to further reduce the complexity,where the characteristic of massive MIMO(i.e.,numerous receive antennas)is utilized for convex reformulation,and the rate constraint is converted to linear constraints.This suboptimal scheme only needs single-layer iteration,thus has lower complexity than the near-optimal scheme.Finally,we joint design the pilot power and data power to further improve the performance,and propose an two-stage algorithm to obtain joint PA.Simulation results verify the effectiveness of the proposed schemes,and superior SE performance is achieved.

关键词： imperfect CSI massive MIMO minimum rate constraint power allocation spectral efficiency

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Direct generation of Zn metal using laser-induced ZnS to eradicate carbon emissions from electrolysis Zn production

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 2024年第1期18卷 83-95页

作者： Ying Chen Ning Duan Linhua Jiang fuyuan Xu Guangbin Zhu Yao Wang Yong liu Wen Cheng Yanli Xu State Key Laboratory of Pollution Control and Resources Reuse College of Environmental Science and EngineeringTongji UniversityShanghai 200092China Shanghai Institute of Pollution Control and Ecological Security Shanghai 200092China School of Environmental Science and Engineering Tianjin UniversityTianjin 300350China School of Materials Science and Engineering Anhui University of Science&TechnologyHuainan 232001China

In response to the goal of net-zero emissions proposed by Intergovernmental Panel on Climate Change, Chinese government has pledged that carbon emissions will peak by 2030, and achieve carbon neutrality by 2060. However, the high carbon energy structure of traditional industries has aggravated environmental problems, such as greenhouse effect and air pollution. The goal of carbon neutrality will be difficult to achieve without the development of disruptive theories and technologies. The electrolytic zinc industry requires high-temperature roasting at ~1000 ℃, generating large amounts of greenhouse gases and SO_(2). High concentrations of sulfuric acid (200 g/L) are subsequently used for electrolysis, and each ton of zinc produced generates 50 kg of anode slime with lead content of up to 16%, as well as 0.35 m3 of wastewater containing zinc and lead. To solve these problems, an optical metallurgy method is proposed in this study. The proposed method uses laser-induced photoreduction to decompose ZnS and reduce metal ions to metal. Results indicate that Zn0 and S8 can be detected on the surface of ZnS at a specific wavelength and laser fluence. The generation mechanism of Zn0 is such that laser induces an electronic transition that breaks ionic bond in ZnS, resulting in its decomposition and photoreduction to Zn0 under an inert argon gas atmosphere. This method does not reduce other metals in the mineral since it does not use high-temperature roasting, providing a new way of producing high-purity metal without greenhouse gas emissions and heavy metal pollution caused by traditional zinc electrolysis.

关键词： Laser metallurgy ZnS Photochemical reduction Zinc

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Incorporating metal nanoparticles in porous materials via selective heating effect using microwave

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Nano Research 2024年第4期17卷 3175-3179页

作者： Yingyu Zhou Jiacheng liu fuyuan Sun Junchen Ouyang Ruifa Su Fanchen Meng Yongqi Luo Cheng Xu Weina Zhang Suoying Zhang Fengwei Huo Key Laboratory of Flexible Electronics(KLOFE)&Institute of Advanced Materials(IAM) Nanjing Tech UniversityNanjing 211816China

Metal nanoparticle@porous material composites have attracted increasing attention due to their excellent synergistic catalytic performance.However,it is a challenge to introduce metal nanoparticles into cavities of porous materials without agglomeration on the exterior.Despite the progress achieved,a universal approach that can integrate different kinds of metal nanoparticles and porous materials is still highly desirable.Here we report a facile and general approach to fabricating metal nanoparticle@porous materials by microwave-triggered selective heating.The microwave can pass through the non-polar solvent and act on the polar solvent in the porous materials,causing the polar solvent to be heated,vaporized,and away from the pores of porous materials.The local void produced by the escape of polar solvent facilitates non-polar solvent containing metallic precursor to be dragged into the narrow pores,followed by further reduction,resulting in the complete encapsulation of nanoparticles.A series of metal nanoparticles@porous materials,ranging from metal-organic frameworks(MOFs)to zeolites,are successfully prepared by this method and show excellent size selectivity in catalytic reactions.

关键词： porous material nanoparticle encapsulation microwave synthesis selective heating effect selective catalysis

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距今2000年青藏高原湖泊水位下降的区域特征及机理

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海洋地质与第四纪地质 2024年第2期44卷 55-68页

作者：王郁晗安福元刘向军青海师范大学青藏高原地表过程与生态保育教育部重点实验室西宁810008 青海师范大学地理科学学院青海省自然地理与环境过程重点实验室西宁810008 青海省人民政府-北京师范大学高原科学与可持续发展研究院西宁810008 嘉应学院地理科学与旅游学院梅州514015 中国科学院青海盐湖研究所青海省盐湖地质与环境重点实验室西宁810008

基于亚洲夏季风与西风的影响范围将青藏高原划分为3个研究区,通过对比湖泊沉积物中多代用指标与晚全新世火山活动、北半球温度和亚洲季风指数,探讨了2 kaBP前后高原湖泊水位下降的原因,并分析了不同区域湖泊对气候波动响应的空间差异。... 详细信息

基于亚洲夏季风与西风的影响范围将青藏高原划分为3个研究区,通过对比湖泊沉积物中多代用指标与晚全新世火山活动、北半球温度和亚洲季风指数,探讨了2 kaBP前后高原湖泊水位下降的原因,并分析了不同区域湖泊对气候波动响应的空间差异。结果表明,青藏高原西南部湖面水位下降幅度大于西北部,更甚于高原东北部。这可能是因印度夏季风(Indian Summer Monsoon,简称ISM)强度减弱,高原西南部的湖泊更依赖于ISM降水的补给,因此对该季风所带来的水汽通量的减少更加敏感。而且,该时期的北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,简称NAO)的位相由负转正,使得青藏高原北部水汽辐合增强、降水偏多而南部降水偏少,进而导致高原南部湖面水位下降幅度普遍大于北部湖泊。导致青藏高原气候趋于冷干的主要原因,本文归因于该阶段厄尔尼诺(EI Niño)的加强。除此之外,该时期南半球环状模(Southern Annular Mode,简称SAM)冬夏季的不同位相也通过复杂的海气耦合过程,跨越赤道对青藏高原气候起到了降温减湿的作用。

关键词：气候变化青藏高原湖泊印度夏季风厄尔尼诺北大西洋涛动

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希夏邦马峰地区岗布锂辉石伟晶岩的发现及其指示意义

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岩石学报 2024年第5期40卷 1489-1509页

作者：胡方泱蒲浩澜郭钊刘谭杰刘小驰何少雄吴福元中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国石油大学(北京) 地球科学学院北京102249 岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

近年来,喜马拉雅稀有金属成矿的研究与找矿工作不断取得突破,使得喜马拉雅地区成为我国重要的稀有金属成矿带。本文报道了希夏邦马峰地区新发现的锂辉石伟晶岩,发现地位于吉隆岩体东北侧的岗布地区,与吉隆扎龙沟隔山相望。这是在吉隆岩... 详细信息

近年来,喜马拉雅稀有金属成矿的研究与找矿工作不断取得突破,使得喜马拉雅地区成为我国重要的稀有金属成矿带。本文报道了希夏邦马峰地区新发现的锂辉石伟晶岩,发现地位于吉隆岩体东北侧的岗布地区,与吉隆扎龙沟隔山相望。这是在吉隆岩体附近首次发现锂辉石伟晶岩露头,是继琼嘉岗(普士拉)锂辉石伟晶岩、嘎波锂辉石伟晶岩、热曲锂辉石伟晶岩和库曲锂辉石伟晶岩之后,又一锂成矿发现点。结合已有研究显示吉隆扎龙沟地区具有极高的岩浆分异演化程度,表明吉隆岩体北侧具有很好的稀有金属成矿前景。该成矿伟晶岩产出于海拔5300m的变质地层(黑云母片岩和符山石矽卡岩)之中,根据野外产状可以将其分为两类,一类为强变形锂辉石伟晶岩,其发生明显糜棱岩化作用,呈透镜体形式产出;另一类为弱变形锂辉石伟晶岩,其规模相对较大,变形较弱,但其走向也受区域构造控制。结合地层的变质变形特征,我们认为此处为藏南拆离系的发育位置。成矿伟晶岩下部海拔5200m处出露绿柱石伟晶岩以及切层电气石花岗伟晶岩,5100m处出露电气石白云母花岗岩。通过对电气石白云母花岗岩和两类锂辉石伟晶岩及切层电气石花岗伟晶岩进行独居石和铌铁矿族矿物定年分析,显示电气石白云母花岗岩和锂辉石伟晶岩的形成时代均为25Ma,而切层电气石花岗伟晶岩的形成时代为17.5Ma。岗布锂辉石伟晶岩中铌铁矿族矿物的Mn#[Mn/(Mn+Fe)]值明显高于切层电气石花岗伟晶岩中的铌铁矿族矿物,同时也高于喜马拉雅带内其他已知伟晶岩的铌铁矿族矿物,反映其岩浆相对富氟的特征。时间上,岗布锂辉石伟晶岩与琼嘉岗(普士拉)和库曲锂辉石伟晶岩基本一致,表明喜马拉雅带内~25Ma是重要的锂成矿期,与藏南拆离系的活动密切相关。空间上,岗布锂辉石伟晶岩的剖面特征与琼嘉岗(普士拉)锂辉石伟晶岩和嘎波锂辉石伟晶岩等类似,均表现为下部为电气石白云母淡色花岗岩,之上为绿柱石伟晶岩,再向上则为锂辉石伟晶岩,成矿伟晶岩的产出明显受藏南拆离系的控制,反映了喜马拉雅带的锂成矿作用具有较好的空间一致性,这对于理解喜马拉雅稀有金属成矿作用与找矿具有重要意义。

关键词：喜马拉雅希夏邦马峰吉隆岩体锂辉石伟晶岩稀有金属

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基于Tikhonov反演的退偏振动态光散射法棒状颗粒测量

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光学学报 2024年第4期44卷 158-167页

作者：尹秀文刘伟綦华宇王雅静秦福元山东理工大学电气与电子工程学院山东淄博255049 澳谱特科技(上海)有限公司上海201109

利用退偏振动态光散射法测量棒状纳米颗粒尺寸时,计算过程中通常使用指数拟合算法,但该算法受初始值的影响较大,选取的初值不同拟合结果也不同。为解决该问题,提出利用Tikhonov正则化算法对退偏振动态光散射实验获得的垂直偏振和水平偏... 详细信息

利用退偏振动态光散射法测量棒状纳米颗粒尺寸时,计算过程中通常使用指数拟合算法,但该算法受初始值的影响较大,选取的初值不同拟合结果也不同。为解决该问题,提出利用Tikhonov正则化算法对退偏振动态光散射实验获得的垂直偏振和水平偏振自相关函数进行反演,从而得到平移和旋转衰减线宽,再计算得出平移扩散系数和旋转扩散系数,进而拟合得到纳米棒的长度和直径。搭建了退偏振动态光散射实验装置,对三种金纳米棒样品进行了退偏振动态光散射测量。实验结果表明,经过修正去掉吸附层后,金纳米棒的长度和直径测量值与透射电子显微镜(TEM)测量值相比,其偏差在8%以内,这表明修正后的测量结果与TEM的测量结果一致性较好。

关键词：退偏振动态光散射金纳米棒平移扩散系数旋转扩散系数多分散性

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未成年人网络游戏防沉迷的协同路径与政策体系探析

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少年儿童研究 2024年第1期 111-118页

作者：刘福元东北财经大学法学院

未成年人网络游戏防沉迷的各项措施应当融入共建共治共享的社会治理模式,构建以政策法规为载体、以多方协作和共同治理为路径的预防和监管机制。网络游戏防沉迷政策体系中的治理主体包括政府、游戏厂商、家庭和其他社会机构,治理路径包... 详细信息

未成年人网络游戏防沉迷的各项措施应当融入共建共治共享的社会治理模式,构建以政策法规为载体、以多方协作和共同治理为路径的预防和监管机制。网络游戏防沉迷政策体系中的治理主体包括政府、游戏厂商、家庭和其他社会机构,治理路径包括管理路径、技术路径、执法路径、教导路径和价值路径,同一治理主体可以采用不同的治理路径,不同治理主体可以交错联动和相互协同。依照《未成年人网络保护条例》的规定,将中央和地方以及游戏厂商制定实施的政策法规进行梳理和对照,从中析出优秀的立法例,对“防沉迷”法律机制的细化和完善具有借鉴意义。

关键词：未成年人网络游戏防沉迷协同路径多方共治

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喜马拉雅东部库曲锂铍花岗质伟晶岩的稀有金属矿物学研究

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岩石学报 2024年第2期40卷 404-432页

作者：谢磊王汝成田恩农陶湘媛周威刘小驰吴福元内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210023 河北地质大学河北省岩石矿物材料绿色开发重点实验室宝石与材料学院石家庄050031 中国石化江苏油田分公司勘探开发研究院扬州225009 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

在喜马拉雅造山带已发现普士拉、热曲、吉隆、洛扎等多个岩体中花岗岩-伟晶岩与锂铍等稀有金属成矿作用相关,并有大规模的锂辉石伟晶岩(含细晶岩)产出。喜马拉雅东部的库曲岩体也发现了锂辉石伟晶岩出露,主要侵入到主体白云母花岗岩中... 详细信息

在喜马拉雅造山带已发现普士拉、热曲、吉隆、洛扎等多个岩体中花岗岩-伟晶岩与锂铍等稀有金属成矿作用相关,并有大规模的锂辉石伟晶岩(含细晶岩)产出。喜马拉雅东部的库曲岩体也发现了锂辉石伟晶岩出露,主要侵入到主体白云母花岗岩中。本次研究对库曲岩体中不同类型的花岗质伟晶岩进行了详细的岩相学、矿物学和年代学的研究。根据不同矿物组合和产出位置,将库曲伟晶岩分为四类:广泛分布的伟晶岩I,主要包含长石-石英-白云母;岩体西部桑玉村出露伟晶岩II(包含钠长石-石英-白云母带和细粒钠长石带)和伟晶岩III(锂辉石-钠长石-石英带);岩体东部出露细晶岩脉。库曲伟晶岩都含不同体积百分比的石榴石和电气石,以及典型的稀有金属矿物如绿柱石、铌铁矿族矿物和少量锡石。独居石和铌铁矿族矿物的U(-Th)-Pb同位素年代学结果显示库曲伟晶岩主要形成于~25Ma,还存在稍晚一期的岩浆活动,细晶岩形成于~14Ma。同时代的伟晶岩I、II和III全岩成分呈现出明显的变化趋势,K_(2)O/Na_(2)O、Zr/Hf和Nb/Ta比值、REE总量和Eu/Eu^(*)呈降低趋势,而稀有金属(Li、Be、Nb、Ta、Rb和Cs)含量逐渐增加。矿物的成分变化趋势更明显,从伟晶岩I到III中白云母的K/Rb比值和MgO含量明显降低,电气石向更富集Li、石榴子石和铌铁矿族矿物向更富集Mn(在伟晶岩III中分别接近锰铝榴石和铌/钽锰矿端元组分)、绿柱石向更富集Li-Cs的方向变化。伟晶岩III中锡石含量相对增加,常与锂辉石共生。细晶岩脉的矿物学特征介于伟晶岩I和II之间。综合上述研究显示库曲伟晶岩是花岗质岩浆分异演化的最终产物,矿物是伟晶岩形成过程和分异程度的有效指示剂,库曲的稀有金属成矿作用显示出Be、Be-Nb-Ta(-Sn)、Li-Be-Nb-Ta-Sn(岩体最边缘)矿化的变化趋势。锂辉石是库曲伟晶岩中主要的原生锂矿物,次生的锂辉石和石英后成合晶可能是在富锂流体中形成的,而不是透锂长石降温过程中形成的,这与库曲伟晶岩侵入到白云母花岗岩的产状相符。

关键词：锂辉石伟晶岩绿柱石演化程度矿物指示剂端元矿物

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