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The establishment of Boron nitride@sodium alginate foam/polyethyleneglycol composite phase change materials with high thermal conductivity, shape stability, and reusability

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2023年第2期54卷 11-21页

作者： Jianhui Zhou guohao du Jianfeng Hu Xin Lai Shan Liu Zhengguo Zhang State Key Laboratory of Advanced Power Transmission Technology(Global Energy Interconnection Research Institute Co.Ltd.) Beijing 102209China School of Chemistry and Chemical Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510640China

Adopting organic phase change materials(PCMs) for the management of electronic devices is restricted by low thermal conductivity. In this paper, the composite PCMs are established by freeze-drying and vacuum impregnation. Herein, polyethylene glycol(PEG) is induced as heat storage materials, boron nitride(BN) is embedded as filler stacking in an orderly fashion on the foam walls to improve thermal conductivity and sodium alginate(SA) is formed as supporting material to keep the shape of the composite stable. X-ray diffractometry, scanning electron microscopy-energy dispersive spectrometer, thermal gravimetric analysis, thermal conductivity meter, differential scanning calorimeter, and Fourier transform infrared were used to characterize the samples and thermal cycles were employed to measure the shape stability. The results exhibit the BN@SA/PEG composite PCMs have good chemical compatibility, stable morphology, and thermal stability. due to the high porosity of foam, PEG endows the composite PCMs with high latent heat(149.11 and 141.59 J·g^(-1)). Simultaneously, BN@SA/PEG shows an excellent heat performance with high thermal conductivity(0.99 W·m^(-1)·K^(-1)), reusability, and shape stability, contributing the composite PCMs to application in the energy storage field. This study provides a strategy to manufacture flexible, long-serving, and shape-stable PCMs via introducing BN@SA foam as a storage framework, and these PCMs have great potential in thermal management in the electronic field.

关键词： Porous structure Boron nitride Organic phase change material Thermal conductivity Energy storage

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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 *** 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 *** 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%,*** CTW is only observed in ZXA600 *** addition of Al has an inhibiting effect for the generation and growth of *** content of twin decreases firstly and then increases with increase of Al *** 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 ***-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%,*** 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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The study on the mechanical properties of PU/MF double shell self-healing microcapsules

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2020年第5期28卷 1459-1473页

作者： guohao du Jianfeng Hu Jianhui Zhou Guangwu Wang Shengli Guan Hailing Liu Man Geng Chuang Lv Yaoqiang Ming Jinqing Qu School of Chemistry and Chemical Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510641China State Key Laboratory of Advanced Transmission Technology Beijing 100000China Guangzhou Goaland Energy Conservation Tech.Co. Ltd.Guangzhou 510663China

The self-healing microcapsules can be buried in the coating to improve the anticorrosive *** this paper,self-healing microcapsules of polyurea(PU)/melamine resin(MF)double shell were prepared by in-situ polymerization and interfacial polymerization with isocyanate as the core *** electron microscope was used to observe the microcapsule *** structures of microcapsules prepared with different chain extenders were characterized by Fourier transform infrared *** micromanipulation system was used to loading–holding,loading–unloading and loading to rupture individual microcapsules,so as to explore the mechanical properties of *** Young’s modulus corresponding to microcapsules was calculated by mathematical model *** self-healing properties of microcapsule coating were characterized by optical *** experimental results showed that the microcapsule shell prepared under optimized conditions had a complete morphology and good mechanical *** microcapsule was in the elastic deformation stage under small deformation,and the plastic deformation stage under large *** Young’s modulus range of microcapsules was 9.29–14.51 MPa,and the corresponding Young’s modulus could be prepared by adjusting the *** surface crack of the coating containing microcapsule could heal itself after48 h in a humid environment.

关键词： Microcapsules Self-healing Double-layered Mechanical properties Young’s modulus

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Efficient three-dimensional characterization of C/C composite reinforced with densely distributed fibers via X-ray phase-contrast microtomography

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Chinese Optics Letters 2021年第7期19卷 99-104页

作者： Ke Li Yantao Gao Haipeng Zhang guohao du Hefei Huang Hongjie Xu Tiqiao Xiao Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of SciencesShanghai 201800China Shanghai Synchrotron Radiation Facility/Zhangjiang Lab Shanghai Advanced Research InstituteChinese Academy of SciencesShanghai 201204China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China

Carbon fiber(CF)/pyrolytic graphite(PG) composites are promising structural materials for molten salt reactors because of their superior *** to the minor density difference between CF and PG, existing methods are impractical for efficient three-dimensional characterization of CF/PG ***, in this study, a method based on in-line phasecontrast X-ray microtomography was developed to solve the aforementioned *** results demonstrate that the method is suitable for comprehensive characterization of CF/PG *** relationship between the microporous defects and fiber orientations of such composites was also *** findings can be useful for improving the manufacturing process of CF/PG composites.

关键词： X-ray imaging C/C composite 3D characterization

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Megapixel X-ray ghost imaging with a binned detector in the object arm

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Chinese Optics Letters 2022年第3期20卷 145-152页

作者： Haipeng Zhang Ke Li Feixiang Wang Hong Yu Changzhe Zhao guohao du Zhongliang Li Biao Deng Honglan Xie Shensheng Han Tiqiao Xiao Shanghai Institute of Applied Physics Chinese Academy of SciencesShanghai 201800China Shanghai Synchrotron Radiation Facility/Zhangjiang Lab Shanghai Advanced Research InstituteChinese Academy of SciencesShanghai 201204China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics Chinese Academy of SciencesShanghai 201800China

At present,reconstruction of megapixel and high-fidelity images with few measurements is a major challenge for X-ray ghost imaging(XGI).The available strategies require massive measurements and reconstruct low-fidelity images of less than 300 × 300 *** by the concept of synthetic aperture radar,synthetic aperture XGI(SAXGI)integrated with compressive sensing is proposed to solve this problem with a binned detector in the object *** results demonstrated that SAXGI can accurately reconstruct the 1200 × 1200 pixels image of a binary sample of tangled strands of tungsten fiber from 660 ***,SAXGI is a promising solution for the practical application of XGI.

关键词： X-ray ghost imaging compressive sensing megapixel imaging

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X射线衍射层析术图像重构的若干影响因素研究

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光学学报 2015年第12期35卷 49-59页

作者：杨一鸣杜国浩谭海杨玉双肖体乔中国科学院上海应用物理研究所上海201404 中国科学院大学北京100049 澳大利亚联邦科学与工业研究组织

三维X射线衍射层析术(3DXRD)是一种快速的、无损的结构表征技术,用于研究毫米尺度的多晶样品中晶粒(亚晶粒)的空间分布。基于上海光源成像线站BL13W1建立了三维X射线衍射层析术实验方法,并对图像重构中的若干影响因素进行了研究。通过... 详细信息

三维X射线衍射层析术(3DXRD)是一种快速的、无损的结构表征技术,用于研究毫米尺度的多晶样品中晶粒(亚晶粒)的空间分布。基于上海光源成像线站BL13W1建立了三维X射线衍射层析术实验方法,并对图像重构中的若干影响因素进行了研究。通过椒盐噪声消除、对比度增强,有效提高了寻峰精度;利用德拜-谢勒环粗校与优值方程循环迭代细校相结合的方法,实现了衍射数据的精确校准,进一步采用并行运算,校准效率提高了4.5倍。实验结果表明,该方法可同时实现近场和远场衍射信息探测,从而获取样品中晶粒的尺寸、质心位置、晶体学取向等信息,并能够给出晶粒形变程度的定量信息。

关键词：衍射 X射线衍射晶粒重构三维X射线衍射层析术同步辐射

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20 Hz高时空分辨X射线单色光动态显微CT研究

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核技术 2023年第7期46卷 13-22页

作者：仇正杰李可谢红兰杜国浩邓彪肖体乔中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源上海201204 中国科学院大学北京100049

与白光X射线动态显微CT(Micro Computed Tomography)相比,单色光X射线动态显微CT具有较低的辐射损伤和较高的密度分辨率,但是更难以平衡其空间和时间分辨率。目前,单色光X射线动态显微CT的最高时间分辨率可达到13.3 Hz,探测器有效像素... 详细信息

与白光X射线动态显微CT(Micro Computed Tomography)相比,单色光X射线动态显微CT具有较低的辐射损伤和较高的密度分辨率,但是更难以平衡其空间和时间分辨率。目前,单色光X射线动态显微CT的最高时间分辨率可达到13.3 Hz,探测器有效像素尺寸为5μm。为了构建具有更高时空分辨率的单色光X射线动态显微CT系统,基于上海光源快速X光成像线站(BL16U2)的高通量密度单色光,将高速转台与三镜头大数值孔径快速X射线成像探测器相结合,构建了实验系统。以速发型聚氨酯材料为研究对象进行了验证实验,在15 keV单色光下动态显微CT的时间分辨率达到了20 Hz,探测器有效像素尺寸为2.2μm。对气泡运动进行相关定量分析,证明该系统具有高时空分辨率和高对比度分辨率,可以对复杂运动系统进行四维时空定量分析,为BL16U2线站用户进行高时空分辨率的复杂原位研究提供了强大的实验平台。

关键词： X射线动态显微CT 快速X射线成像 X射线单色光显微CT 同步辐射

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X射线纳米分辨立体成像及其在芯片表征中的应用

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光学学报 2024年第13期44卷 324-332页

作者：刘聪王飞翔陶芬杜国浩张玲汪俊邓彪上海大学微电子学院上海200444 中国科学院上海高等研究院上海光源中心上海201204

在芯片制造技术持续发展的背景下,对纳米量级检测的需求也随之急剧增加。然而,传统的光学、电镜和X射线检测技术都存在一定的局限性。本文提出了一种快速、无损、纳米分辨的立体成像技术,该技术基于上海光源纳米三维成像线站(BL18B)的透... 详细信息

在芯片制造技术持续发展的背景下,对纳米量级检测的需求也随之急剧增加。然而,传统的光学、电镜和X射线检测技术都存在一定的局限性。本文提出了一种快速、无损、纳米分辨的立体成像技术,该技术基于上海光源纳米三维成像线站(BL18B)的透射X射线显微镜(TXM),结合双目立体视觉原理构建了X射线纳米分辨立体成像系统,通过归一化互相关(NCC)匹配算法获得了标准样品分辨率靶的线条宽度、长度及深度等信息。仿真结果和分辨靶实验所得深度信息与实际深度之间的归一化标准差分别为1.441×10^(-2)和8.11×10^(-4),验证了该方法获取样品深度信息的准确性。同时利用该方法实现了对芯片样品的精确检测,为芯片检测提供了一种新型纳米分辨无损解决方案。

关键词： X射线立体成像透射X射线显微镜纳米尺度分辨芯片检测

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同步辐射X射线图像对比度增强算法研究

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光学学报 2015年第3期35卷 89-98页

作者：梁传晖王玉丹杜国浩邓彪谢红兰肖体乔中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

在同步辐射X射线成像中,时常会出现对比度不高或对比度不均匀的问题,这将导致图像中样品的一些细节信息难以被观察和分析。针对这一问题,提出一种X射线图像对比度增强的算法。该算法以同态滤波为核心,结合图像降噪预处理及灰度调整,以... 详细信息

在同步辐射X射线成像中,时常会出现对比度不高或对比度不均匀的问题,这将导致图像中样品的一些细节信息难以被观察和分析。针对这一问题,提出一种X射线图像对比度增强的算法。该算法以同态滤波为核心,结合图像降噪预处理及灰度调整,以现图像的对比度增强,并提高图像质量。编写程序实现该算法,并通过对分辨率靶图像和海洋鱼类样品的X射线图像进行测试。结果表明,该算法可以很好地增强灰度分布不均匀的低对比度X射线图像,使样品信息显示更清晰,灰度分布更均匀。同时,对X射线图像的降噪效果明显。

关键词：图像处理对比度增强同态滤波同步辐射 X射线成像

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具有加速因子的OSEM重建算法用于X射线荧光CT研究

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核技术 2015年第6期38卷 30-35页

作者：孙鹏飞邓彪杨群杜国浩佟亚军肖体乔中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区上海201800 中国科学院大学北京100049

有序子集最大期望值算法(Ordered Subsets Expectation Maximization,OSEM)具有较高的图像重建质量和较短的计算时间,已经被应用于内源CT(如SPECT、PET、同步辐射X射线荧光CT)的图像重建中。本文提出了一种具有加速因子的OSEM算法应用于... 详细信息

有序子集最大期望值算法(Ordered Subsets Expectation Maximization,OSEM)具有较高的图像重建质量和较短的计算时间,已经被应用于内源CT(如SPECT、PET、同步辐射X射线荧光CT)的图像重建中。本文提出了一种具有加速因子的OSEM算法应用于X射线荧光CT的图像重建,通过引入加速因子h来调制校正因子的步长加快OSEM算法的收敛速度,研究了不同加速因子和不同子集数的AOSEM算法对重建图像质量的影响。计算机模拟及实验结果表明,在获得同等质量重建图像的同时,具有加速因子的OSEM算法的重建速度是常规OSEM的两倍。

关键词：同步辐射 X射线荧光CT 图像重建质量有序子集最大期望值算法

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