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Dual occupations of sulfur induced band flattening and chemical bond softening in p-type S_(y)Co_(4)Sb_(12-2y)S_(2y) skutterudites

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Journal of Materiomics 2022年第1期8卷 88-95页

作者： Jialiang Li Xiaolian Zhang Haoqin Ma Bo Duan Guodong Li Jiong yang Hongtao Wang houjiang yang Ling Zhou Pengcheng Zhai Hubei Key Laboratory of Theory and Application of Advanced Materials Mechanics Wuhan University of TechnologyWuhan430070China State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of TechnologyWuhan430070China Materials Genome Institute Shanghai University99 Shangda RoadShanghai200444China

The electronegative filling in skutterudites not only broadened the scope of filling atoms,but also facilitated the preparation of p-type skutterudites.However,the introduction of a single sulfur atom in the Co_(4)Sb_(12) cannot be achieved without charge compensation through the traditional equilibrium method.In the present study,the dual occupations of S-atoms by self-charge compensation were shown as the most stable forms under high pressure,and a series of p-type S_(y)Co_(4)Sb_(12-2y)S_(2y) skutterudites was successfully prepared by high-pressure-high-temperature(HPHT)method.The electronic structures and transport properties of as-obtained materials were investigated,and the related mechanisms were explored.The results suggested that the presence of S-impurities led to flattening of the electronic band that led to a higher Seebeck coefficient.The S-doped Co_(4)Sb_(12) displayed lower elastic modulus,elastic constant,and Debye temperature,thus indicating the chemical bond softening in skutterudites.The thermal conductivities of S_(y)Co_(4)Sb_(12-2y)S_(2y) compounds reduced monotonously with the increase in Scontent.This study provides a new and promising avenue for optimizing the thermoelectric properties of p-type Co_(4)Sb_(12).

关键词： Electronegative filling skutterudites Self-charge compensation Band flattening Bond softening

Pressure induced convergence of conduction bands in Al doped Mg_(2)Si: Experiment and theory

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Journal of Materiomics 2019年第1期5卷 81-87页

作者： Jialiang Li Xiaolian Zhang Bo Duan Yunlong Cui houjiang yang Hongtao Wang Junchao Li Xiaojun Hu Gang Chen Pengcheng Zhai Hubei Key Laboratory of Theory and Application of Advanced Materials Mechanics Wuhan University of TechnologyWuhan430070China High Pressure High Temperature Institute of Physics Wuhan University of TechnologyWuhan430070China State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of TechnologyWuhan430070China

High-pressure and high-temperature(HPHT)synthesis provides an effective way to tune the band structure of materials and improve their electronic properties.To investigate the influence of synthesis pressure on electronic properties,Mg_(1.97)Al_(0.03)Si samples were synthesized using the HPHT method.The maximum effective mass 0.92me is obtained for the sample prepared with the synthesis pressure of 3 GPa,leading to the biggest Seebeck coefficient201.3 mV/K at room temperature.Meanwhile,the 3 GPa sample obtains the higher electron carrier concentration and electrical conductivity,resulting in nearly overall enhancement of power factor.The Density Functional Theory(DFT)calculations evidences that the Conduction Bands Minimum(CBM)can be tuned effectively by applied pressure and the convergence of the CBM leads to a larger effective mass of DOS,which are beneficial to the enhancement of power factors.These results indicate that high-pressure is a powerful tool to tune Mg_(1.97)Al_(0.03)Si band structures.

关键词： Mg2Si High-pressure synthesis Band degeneracy Thermoelectric materials

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古建筑木结构无损检测内容与研究进展

北京林业大学学报 2024年第4期46卷 1-13页

作者：张厚江李玉风北京林业大学工学院北京林业大学木材无损检测国际联合研究所北京100083

中国拥有大量的木结构古建筑。合理有效地检测评估木结构的存在状况,是古建筑保护和修缮工作的重要需求。古建筑木结构无损检测是以无损检测和评估古建筑木结构安全性,以现场应用和实际需求为导向的木材材性检测评估技术,检测内容主要... 详细信息

中国拥有大量的木结构古建筑。合理有效地检测评估木结构的存在状况,是古建筑保护和修缮工作的重要需求。古建筑木结构无损检测是以无损检测和评估古建筑木结构安全性,以现场应用和实际需求为导向的木材材性检测评估技术,检测内容主要包括缺陷无损检测和木材物理力学性能无损检测两个方面。木结构、木构件隐藏缺陷的检测以及评估是古建筑木结构无损检测工作的重点和难点。本文首先介绍古建筑木结构的组成,总结其无损检测内容和目前常见无损检测方法;然后归纳总结古建筑木构件隐藏缺陷无损检测、古建筑木构件分等、腐朽对古建筑木材力学性能影响等应用和研究进展;最后归纳说明古建筑木材力学性能无损检测和自然老化对古建筑木材性质影响的研究状况。以期对从事木结构文物保护技术应用和科研工作的相关人员,有所启发和帮助。

关键词：古建筑木结构木构件无损检测缺陷力学性能

不同无创通气联合枸橼酸咖啡因治疗早产儿呼吸暂停疗效分析

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医学研究杂志 2024年第1期53卷 147-150,4页

作者：林硕罗厚江杨军贾文婷汪灵芝沈怀云蚌埠医学院第二附属医院新生儿科 233000

目的通过分析不同无创辅助通气模式联合枸橼酸咖啡因在早产儿呼吸暂停中的治疗效果,探讨治疗早产儿呼吸暂停的优化方案。方法选择2019年10月~2022年8月蚌埠医学院第二附属医院新生儿重症监护病房收治的90例胎龄≤34周的呼吸暂停患儿作... 详细信息

目的通过分析不同无创辅助通气模式联合枸橼酸咖啡因在早产儿呼吸暂停中的治疗效果,探讨治疗早产儿呼吸暂停的优化方案。方法选择2019年10月~2022年8月蚌埠医学院第二附属医院新生儿重症监护病房收治的90例胎龄≤34周的呼吸暂停患儿作为研究对象,回顾性分析患儿的病例资料,将患儿分为NCPAP联合枸橼酸咖啡因组(n=44)和NIPPV序贯NCPAP联合枸橼酸咖啡因组(n=46)。采用t检验、χ2检验、Mann-Whitney检验等,对两组患儿一般临床资料、呼吸暂停疗效、治疗时间及不良反应发生情况,进行统计学比较。结果NIPPV序贯NCPAP联合枸橼酸咖啡因组治疗早产儿呼吸暂停总有效率为91.30%,高于NCPAP联合枸橼酸咖啡因组的86.36%,差异有统计学意义(P<0.05);两组无创通气失败及相关治疗时间比较,差异有统计学意义(P<0.05);两组在喂养不耐受、鼻损伤发生情况比较,差异有统计学意义(P<0.05)。结论早期采用NIPPV序贯NCPAP的通气模式,较传统单用NCPAP治疗早产儿呼吸暂停,可以取得更好的临床效果,缩短治疗及住院时间,不良反应相对更少,值得临床推广。

关键词：早产儿早产儿呼吸暂停枸橼酸咖啡因经鼻持续气道正压通气经鼻间歇正压通气

基于红外热成像的古建筑墙内暗柱材料缺失检测

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北京林业大学学报 2024年第3期46卷 132-144页

作者：王皓宇彭林张厚江雷智勋王辉张典唐家英管成北京林业大学工学院北京100083 北京林业大学木材无损检测国际联合研究所北京100083 故宫博物院北京100001

【目的】墙内暗柱是木结构古建筑的重要承重构件之一,因其处于潮湿和缺乏通风的环境,故多存在腐朽及由严重腐朽导致的材料缺失等缺陷,容易失去原有的承载能力和稳定性。墙内暗柱自身构造导致现有的检测手段受限,易造成不可逆的损坏。故... 详细信息

【目的】墙内暗柱是木结构古建筑的重要承重构件之一,因其处于潮湿和缺乏通风的环境,故多存在腐朽及由严重腐朽导致的材料缺失等缺陷,容易失去原有的承载能力和稳定性。墙内暗柱自身构造导致现有的检测手段受限,易造成不可逆的损坏。故本研究基于红外热成像原理开展墙内暗柱材料缺失缺陷检测理论与试验研究,以期为基于红外热成像的墙内暗柱缺陷状况无损检查方法的建立奠定部分前期基础。【方法】首先,从理论角度探讨古建筑墙内暗柱传热过程,推导稳态下木柱区域与纯墙体区域的温度公式,分析影响木柱材料缺失缺陷区域温度变化的因素;然后,建立试验模型,进行墙内暗柱缺陷红外检查试验,采集红外图像;最后,通过分析所获得的红外热图,探讨墙内暗柱材料缺失缺陷大小与墙体表面温度分布之间的关系。【结果】(1)理论研究表明:由于木材的横向导热系数远小于墙体导热系数,加热面加热温度相同的情况下,木柱墙体外表面所对应的温度偏低;墙内暗柱的检测效果主要受到缺陷尺寸,即缺陷高度、缺陷深度的影响。(2)试验结果表明:在稳态热传导下,木柱处的墙体外表面温度要低于纯墙体,即木柱处红外图像的颜色更浅;木柱缺陷的存在会使缺陷处墙体表面温度变高,红外图像颜色变深;木柱缺陷高度越大,缺陷导致的高温范围越大;木柱缺陷深度越大,缺陷区域温度值越高。(3)在非稳态热传导下,木柱中线温差分别与木柱缺陷高度(R^(2)≥0.964)、深度(R^(2)≥0.951)呈极强的正相关。(4)在木柱缺陷较小的情况下,墙体表面温度不因缺陷的存在而发生明显改变。【结论】木柱的缺陷高度与深度是影响缺陷红外热成像检测效果的主要因素,红外热成像法应用于古建筑墙内暗柱材料缺失缺陷的筛查与评估是可行的。

关键词：古建筑墙内暗柱缺陷红外热成像无损检测

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基于NeRF的树木数字化重建

苏州科技大学学报（工程技术版） 2024年第1期37卷 69-80页

作者：顾冷曦徐鹏飞张厚江杨志慧北京林业大学工学院北京100083 北京林业大学木材无损检测国际联合研究所北京100083 河北隆化国有林场管理处徐八屋林场河北承德068155

我国有数量巨大的古树和城市大树,如何合理构建树木数字化模型,是评估树木抗风能力和安全性的重要前提。鉴于风向的多变性,需要基于该模型能够从任意角度获得树木树冠的各项数据。由于激光雷达价格高昂、专业性强,不便于大规模推广,采... 详细信息

我国有数量巨大的古树和城市大树,如何合理构建树木数字化模型,是评估树木抗风能力和安全性的重要前提。鉴于风向的多变性,需要基于该模型能够从任意角度获得树木树冠的各项数据。由于激光雷达价格高昂、专业性强,不便于大规模推广,采用便宜、简便的手机拍摄树木图像。鉴于传统的图像三维重建技术不适合树木这样结构复杂、高反射率、多孔的物体,采用NeRF(神经辐射场)技术,利用体素进行模型体渲染,对树木进行三维数字化重建,为从任意角度获得树木图像和树冠参数打下基础。同时,采用NeRF的instant-ngp加速算法,分析研究了背景、光照条件、图像数量等因素对建模质量的影响。研究结果表明,基于NeRF的树木数字化重建方法能有效避免传统三维重建的空洞、变形等问题,是一种可行的树木三维数字化模型构建方法。

关键词：树木数字化模型三维重建 NeRF(神经辐射场) instant-ngp加速算法

基于敲击声MFSC特征CNN模型的古建筑木材物理力学性能评估

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北京林业大学学报 2023年第2期45卷 149-160页

作者：柯栋方辛振波张厚江彭林北京林业大学工学院北京100083 北京林业大学木材无损检测国际联合研究所北京100083

【目的】我国有大量的木结构古建筑,在现场对古建筑木构件正常木材的物理力学性能给予方便的检测评估,是古建筑木结构日常保护、修缮和安全评估的刚性需求。本研究对敲击声信号引入机器学习算法处理,力图将便捷的敲击方式应用于古建筑... 详细信息

【目的】我国有大量的木结构古建筑,在现场对古建筑木构件正常木材的物理力学性能给予方便的检测评估,是古建筑木结构日常保护、修缮和安全评估的刚性需求。本研究对敲击声信号引入机器学习算法处理,力图将便捷的敲击方式应用于古建筑木材物理力学性能的无损检测。【方法】以北京某皇家古建筑拆修下来的4段落叶松旧木构件为原材料,加工无疵试件,首先探究木试件尺寸、密度对敲击声信号的影响,试验测定木试件的密度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度等物理力学性能参数;然后对试验采集的敲击声信号进行梅尔频率谱系数(MFSC)特征提取,以敲击声MFSC特征为输入、试件物理力学性能为输出,构建古建筑木材物理力学性能卷积神经网络(CNN)评估模型。【结果】试件尺寸对敲击声信号没有影响,密度较高试件的敲击声信号的主峰频率较高;失活层对模型性能有较为明显的影响,失活层失活率为0.2时的拟合效果最佳;所建立的模型对古建筑木材物理力学性能的评估效果良好,密度、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度评估值与真实值之间的决定系数分别达到0.873、0.819、0.746、0.860。【结论】本研究构建的基于敲击声MFSC特征CNN模型,对古建筑木材物理力学性能进行检测评估是可行的。

关键词：古建筑木构件物理力学性能敲击声梅尔频率谱系数(MFSC) 卷积神经网络(CNN)

基于红外热成像的古建筑望板腐朽状况无损检测研究

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北京林业大学学报 2023年第7期45卷 139-152页

作者：柳苏洋辛振波张厚江王辉张典北京林业大学工学院北京100083 北京林业大学木材无损检测国际联合研究所北京100083 故宫博物院北京100001

【目的】望板是木结构古建筑屋顶的重要组成部分,由于屋顶漏雨、渗水等原因,望板与苫背接触的隐藏区域易发生腐朽损坏。本研究基于红外热成像原理开展腐朽望板检测理论和实验研究,以期为基于红外热成像的古建筑望板腐朽状况无损检测和... 详细信息

【目的】望板是木结构古建筑屋顶的重要组成部分,由于屋顶漏雨、渗水等原因,望板与苫背接触的隐藏区域易发生腐朽损坏。本研究基于红外热成像原理开展腐朽望板检测理论和实验研究,以期为基于红外热成像的古建筑望板腐朽状况无损检测和评估技术的形成奠定前期基础。【方法】首先,分析古建筑望板的传热过程,推导腐朽区和非腐朽区望板内表面平均温差的计算公式;然后,选取4种腐朽等级的望板试件,制作实验装置,通过参考法用红外热像仪测定了试件发射率,并进行4种腐朽等级望板试件内表面温度变化的检测实验。【结果】理论研究结果表明:在得知望板的木材密度、比热容的基础上,可计算出红外检测望板腐朽状况的最佳检测时间。试验结果表明:同一时刻,望板腐朽等级越高,其内表面温度越高,红外图像颜色越深;腐朽望板与正常望板内表面间的温差随着加热的开始会逐渐变大,但达到一定程度后,温差会随加热时间进一步增长而变小。试验测得的腐朽望板红外最佳检测时间与理论计算得到的最佳检测时间有良好的一致性。望板腐朽最佳检测时间不受望板两侧温差、环境温度等影响,一般为20~30 min。望板两侧温差越大,腐朽望板与正常望板内表面间的温差越大,红外检测效果越好。【结论】理论和实验结果均表明,基于红外热成像对古建筑望板腐朽状况进行无损检测是可行的。

关键词：古建筑望板腐朽红外热成像无损检测

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城市树木生长质量的检测

林业科学 2005年第6期41卷 198-200页

作者：张厚江北京林业大学工学院北京100083

Growth quality of urban trees should include exterior growth quality, interior growth quality and anti-natural-calamity ability. To determine the whole growth quality of a tree, it is necessary to observe exterior characters of every part of the tree carefully. The hollows of the roots caused by decay or rot can be detected by Resistograph, and the hollows of the trunks can be detected by Resistograph and a stress wave meter.

关键词：城市树木生长质量空洞检测