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Formulation of lyotropic liquid crystal emulsion based on natural sucrose ester and its tribological behavior as novel lubricant

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Friction 2022年第11期10卷 1879-1892页

作者： Yumei GUO Jiusheng LI xiaojie zhou Yuzhao TANG Xiangqiong ZENG Laboratory for Advanced Lubricating Materials Shanghai Advanced Research InstituteChinese Academy of SciencesShanghai 201210China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China National Facility for Protein Science in Shanghai Shanghai Advanced Research InstituteChinese Academy of SciencesShanghai 201210China

The tribological behavior of oil-in-water emulsions formulated with natural lyotropic liquid crystal(LLC)emulsifiers based on natural sucrose ester was studied for the first time.Polarized optical microscopy,synchrotron radiation small-angle X-ray scattering,wide-angle X-ray scattering,and synchrotron radiation infrared microspectroscopy demonstrated that LLC emulsifiers were tightly ordered at the oil–water interface with a distinct nematic texture.The viscosity of emulsion was observed to change over time.Moreover,the zeta potential and laser particle size distribution verified the emulsion’s satisfactory stability.The frictional shearing test proved that the coefficient of friction of the emulsion versus pure oil decreased by 34.2%.The coefficient of friction of the emulsion with liquid crystal decreased 10.1%versus that without liquid crystal.Although liquid crystal emulsion did not exhibit outstanding anti-wear performance compared with pure oil,its wear volume was 29.4%less than the emulsion without liquid crystal.X-ray photoelectron spectroscopy and scanning electron microscope–energy dispersive X-ray spectroscopy(SEM–EDS)proved that the tribo-film of the emulsion with liquid crystal was formed synergistically by the liquid crystal phase with the base oil.The formulation affecting the lubricant quality was further studied by orthogonal experiments.The resulting Stribeck curve behavior suggested that proper composition with a slightly higher viscosity can better reduce friction in both boundary lubrication and mixed lubrication regimes.The lubrication mechanism indicated that the periodically ordered liquid crystal was transported to the sliding asperity in the form of emulsion droplets,which bored the pressure and released the oil to form a tribo-film.This LLC emulsion is environmentally friendly and potentially non-irritant to the skin.Thus,it has promising application prospects as novel water-based and biological lubricants.

关键词： lyotropic liquid crystal(LLC) emulsion aqueous lubrication tribological behavior

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Effects of heat treatment on mechanical properties of an extruded Mg-4.3Gd-3.2Y-1.2Zn-0.5Zr alloy and establishment of its Hall–Petch relation

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Journal of Magnesium and Alloys 2022年第2期10卷 539-551页

作者： Lei Liu xiaojie zhou Shilun Yu Jian Zhang Xianzheng Lu Xin Shu Zaijun Su Hunan Provincial Key Laboratory of Intelligent Manufacturing Technology for High-performance Mechanical Equipment Changsha University of Science and TechnologyChangsha 410114China Hunan Xiangtou Goldsky Titanium Metal Co. Ltd.Changsha 410205China Hunan Aerospace Tianlu Advanced Material Testing Co. LtdChangsha 410600China School of Mechanical Engineering Hunan University of TechnologyZhuzhou 412007China

The effects of T4,T5,and T6 treatment on the microstructure and mechanical properties of the extruded Mg-4.3Gd-3.2Y-1.2Zn-0.5Zr(wt.%)alloy with a relatively low RE content(7.5 wt.%)were investigated.T4 treatment at 450–500°C induces a gradual grain growth ofα-Mg but an obvious transition of texture component from⊥ED to∥ED.Interdendritic LPSO phases are highly stable against annealing while intragranular ones experience dissolution and re-precipitation.After peak-ageing at 200°C,the elongation of as-extruded and T4 samples is just slightly reduced or even increased due to the weak ageing hardening response.T5 sample exhibits an attractive combination of strength and ductility,with a tensile yield strength(TYS)of 303 MPa and elongation of 20.0%.The Hall–Petch relation for the alloys with or without ageing treatment has been estimated.Grain boundary strengthening rather than precipitation strengthening has the dominant contribution to TYS,and a modified equation is developed to predict grain boundary strengthening values for Mg-Gd-Y-Zn-Zr alloys which contain different Schmid factors for basal slip.

关键词： Magnesium alloys Heat treatment Hall–Petch Mechanical properties Strengthening mechanism

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The effect of LPSO on the deformation mechanism of Mg-Gd-Y-Zn-Zr magnesium alloy

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Journal of Magnesium and Alloys 2016年第2期4卷 83-88页

作者： Jianbo Shao Zhiyong Chen Tao Chen Zhang Hu xiaojie zhou Chuming Liu School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083China

The tensile deformation behavior and corresponding microstructure evolution of the Mg-4.7Gd-3.4Y-1.2Zn-0.5Zr(at.%)magnesium alloy with long period stacking structure(LPSO)are studied by electron backscatter diffraction(EBSD)and slip lines methods.The results show that less and very small size of twins is observed in the grains with high value of Schmid factor for twinning,which indicates that the growth of the{10–12}twinning deformation is prevented by the LPSO phase.The prismatic lines present in grains of which the prismatic slip Schmid factor is above 0.4.The favorable orientation and LPSO phase synergistically promote the activation of prismatic slip.The inhomogeneous rotation of the grains during deformation is the reason for the microcrack at grain boundary.

关键词： Rare earth magnesium alloys LPSO Deformation mechanism Crystal orientation

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A high-performance Mg-4.9Gd-3.2Y-1.1Zn-0.5Zr alloy via multidirectional forging after analyzing its compression behavior

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Journal of Materials Science & Technology 2021年第11期70卷 156-167页

作者： xiaojie zhou Yuan Yao Jian Zhang Xiaomin Chen Weiying Huang Jing Pan Haoran Wang Maopeng Weng Hunan Provincial Key Laboratory of Intelligent Manufacturing Technology for High-performance Mechanical Equipment Changsha University of Science and TechnologyChangsha410114China

A high-performance Mg-4.9Gd-3.2Y-1.1Zn-0.5Zr alloy has been fabricated by multidirectional forging(MDF)after analyzing its compression behavior.The as-homogenized alloy exhibits a high activation energy Q of deformation(~285 kJ/mol).The size of DRXed grains after compression tends to decrease as the Z-H parameter(Z)increases,showing a grain size exponent m of~4.0.Lamellar LPSO phases,kinking deformation,and bimodal microstructure are detected at the relatively low compression temperature of 350 and 400℃,while sufficient DRX can be achieved at 500℃,accompanied by the dissolution of lamellar LPSO.According to the processing maps,MDF was successfully conducted under an appropriate condition.After peak-aged at 200℃for 78 h,the MDFed billet exhibits a tensile yield strength(TYS)of 331 and 305 MPa at room temperature and 200℃,respectively.The high strength mainly results from the combination of fine grains,low Schmid factor for basal slip,sufficientβ’ageing precipitates,and directionally arranged interdendritic LPSO phases,etc.This paper provides a feasible way for the fabrication of high-performance,low-RE-content,and large-scale Mg components for industrial production.

关键词： Mg-Gd-Y-Zn-Zr Deformation behavior Activation energy Forge Dynamic recrystallization Mechanical properties

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Stabilization of low-valence transition metal towards advanced catalytic effects on the hydrogen storage performance of magnesium hydride

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Journal of Magnesium and Alloys 2021年第2期9卷 647-657页

作者： Jian Zhang Shuai Yan Guanglin Xia xiaojie zhou Xianzheng Lu Linping Yu Xuebin Yu Ping Peng Hunan Provincial Key Laboratory of Intelligent Manufacturing Technology for High-performance Mechanical Equipment Changsha University of Science and TechnologyChangsha 410114China Department of Materials Science Fudan UniversityShanghai 200433China School of Chemistry and Biological Engineering Changsha University of Science and TechnologyChangsha 410114China College of Materials Science and Engineering Hunan UniversityChangsha 410082China

Magnesium hydride(MgH_(2))has been widely regarded as a potential hydrogen storage material owing to its high gravimetric and volumetric capacity.Its sluggish kinetics and high activation energy barrier,however,severely limit its practical application.Transition metal oxides(TMOs)have been extensively used as catalysts to improve the hydrogen storage performance of MgH_(2),but the low-valence transition metal(TM)ions,resulting from the reduction of TMOs accompanied by the formation of inactive Mg O,have been demonstrated to be the most effective components.Herein,we theoretically and experimentally confirm that the doping of low-valence TMs into Mg O could effectively weaken the Mg-H bonds and decrease the energy required for hydrogen desorption from MgH_(2),leading to superior catalytic activity compared to both TMOs and Mg O.In particular,the apparent activation energy for the dehydrogenation of Mg(Nb)O-catalyzed MgH_(2)could be reduced to only 84.1 kJ mol^(-1),and the reversible capacity could reach around 7 wt.%after 5 cycles with a capacity retention of 96%.Detailed theoretical calculations confirm that the remarkable orbital hybridization between Mg(Nb)O and MgH_(2)promotes charge transfer from MgO to the MgH_(2)monomer,resulting in significantly weakened stability of MgH_(2),which could effectively enhance its hydrogen storage performance.

关键词： Magnesium hydride Hydrogen storage Dehydrogenation Catalysts First-principles calculations Solid-solution

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硫酸亚铁对牛粪秸秆堆肥过程理化性质和微生物种群结构的影响

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江苏农业科学 2024年第1期52卷 183-190页

作者：周筱洁梅娟段恩帅李贲苏良湖苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009 江苏省环境科学与工程重点实验室江苏苏州215009 生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042

硫酸亚铁可作为原位固氮剂,减少畜禽粪便堆肥的氮损失。向牛粪和玉米秸秆混合材料中添加5%硫酸亚铁(LF组),研究硫酸亚铁对堆肥微生物种群结构的影响。堆肥进行49 d,堆体温度50℃以上持续7~10 d。硫酸亚铁降低了堆肥的pH值,LF产品的种子... 详细信息

硫酸亚铁可作为原位固氮剂,减少畜禽粪便堆肥的氮损失。向牛粪和玉米秸秆混合材料中添加5%硫酸亚铁(LF组),研究硫酸亚铁对堆肥微生物种群结构的影响。堆肥进行49 d,堆体温度50℃以上持续7~10 d。硫酸亚铁降低了堆肥的pH值,LF产品的种子发芽指数为109.9%(对照为89.7%),达到腐熟。高通量测序结果表明,2组的细菌多样性均随堆肥的进行逐渐增加,添加硫酸亚铁降低了细菌物种的丰富度和种群多样性。硫酸亚铁在高温期前期抑制了放线菌门,使厚壁菌门成为最优势种群(相对丰度53.5%)。2组全过程的优势属均是Streptomyces和Bacillus,硫酸亚铁增加了高温期Bacillus的丰度,表明Bacillus对酸性环境的耐受性强。2组在高温期的其他优势种群有很大差别,对照组为Thermobifida、Pseudoxanthomonas、Glycomyces和Luteimonas等牛粪秸秆堆肥中常见的高温木质纤维素降解细菌,LF中为norank_f_Mitochondria、Caproiciproducens、Pseudoxanthomonas、unclassified_f_Rhizobiaceae和Mycobacterium等活跃在富含有机物的酸性环境中的种群。硫酸亚铁降低了牛粪堆肥中典型功能菌的丰度,但其他特有降解菌仍对木质纤维素有高效的降解作用,能够使堆肥过程顺利进行。

关键词：牛粪好氧堆肥硫酸亚铁细菌群落

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干细胞来源与组织来源小细胞外囊泡诱导脂肪新生的比较

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中国组织工程研究 2024年第25期28卷 3981-3987页

作者：杨宝华周晓洁敬伟田卫东于湄四川大学华西口腔医(学)院口腔再生医学国家地方联合工程实验室四川省成都市610041

背景:再生医学近几十年的发展,使胞外囊泡诱导脂肪组织再生成为修复软组织缺损的可行方法。但由于实验模型不同以及胞外囊泡使用剂量不同,目前仍无法对不同来源胞外囊泡在脂肪再生中的应用效果进行定量比较。目的:比较干细胞来源小细胞... 详细信息

背景:再生医学近几十年的发展,使胞外囊泡诱导脂肪组织再生成为修复软组织缺损的可行方法。但由于实验模型不同以及胞外囊泡使用剂量不同,目前仍无法对不同来源胞外囊泡在脂肪再生中的应用效果进行定量比较。目的:比较干细胞来源小细胞外囊泡与组织来源小细胞外囊泡在体内诱导脂肪新生的效果。方法:采用超速离心法提取脂肪干细胞来源小细胞外囊泡和脂肪组织来源小细胞外囊泡,采用纳米颗粒跟踪分析、透射电镜和Western blot鉴定比较2种小细胞外囊泡的数量、粒径、形态和标志蛋白表达;使用定制硅胶管建立C57小鼠皮下脂肪新生定量评估模型,通过细胞计数和苏木精-伊红染色比较2种小细胞外囊泡体内促进脂肪组织新生的效果。结果与结论:①通过超速离心法提取2种小细胞外囊泡,粒径均位于50-200 nm之间,在透射电镜下均为典型的圆形,均表达小细胞外囊泡的特征性蛋白CD81、CD63、TSG101;②使用定制硅胶管,将等粒子数小细胞外囊泡与Matrigel凝胶混合于硅胶管中植入小鼠背部皮下,建立小鼠体内无细胞、可定量的脂肪新生模型;③植入后3,7 d,硅胶管内容物苏木精-伊红染色和细胞计数显示,加入了小细胞外囊泡的2组都比空白对照组募集到更多的宿主细胞,且脂肪组织来源小细胞外囊泡组优于脂肪干细胞来源小细胞外囊泡组;④体内植入4周的硅胶管内容物苏木精-伊红染色显示,小细胞外囊泡促进脂肪新生,且脂肪组织来源小细胞外囊泡组优于脂肪干细胞来源小细胞外囊泡组。以上结果表明,组织来源小细胞外囊泡促进脂肪新生的效果优于干细胞来源小细胞外囊泡。

关键词：脂肪干细胞脂肪组织小细胞外囊泡细胞募集脂肪细胞脂肪新生

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输气管道泄漏声发射信号的数值模拟及应用

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内蒙古科技大学学报 2024年第1期43卷 8-12,36页

作者：高琳周小杰周剑楠王红内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010 北京科技大学机械工程学院北京100083

声发射信号常用于管道泄漏检测中。目前主要采用实验结合信号分析的方法对管道泄漏声发射信号进行研究,对于管道泄漏声发射信号数值模拟的研究较少。为了研究输气管道泄漏的流固耦合振动响应特性,建立了泄漏管道三维模型,采用单向瞬态... 详细信息

声发射信号常用于管道泄漏检测中。目前主要采用实验结合信号分析的方法对管道泄漏声发射信号进行研究,对于管道泄漏声发射信号数值模拟的研究较少。为了研究输气管道泄漏的流固耦合振动响应特性,建立了泄漏管道三维模型,采用单向瞬态流固耦合的方法对模型进行有限元模拟分析,模拟管道发生泄漏时管道振动的声发射信号。通过实验声发射传感器记录管壁振动产生的声发射信号。结果表明:数值模拟结果与实验结果的误差为0.3%,其结果吻合较好。并将声发射模拟信号应用于小波基选取方面,为后续的泄漏检测研究提供理论参考。

关键词：管道泄漏流固耦合压强波动声发射信号

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黑龙江流域四小民族传统手工艺品语义设计路径研究

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绥化学院学报 2024年第3期44卷 58-59页

作者：黄剑周晓杰黑河学院黑龙江黑河164300

黑龙江流域四小民族传统手工艺品的设计语义应用较为广泛。传统手工艺品的设计涉及地域文化、民俗传统和历史背景等内容,语义设计正是表述其内容的重要手段。文章通过万物有灵的四小民族生态学语义观念,研究其南迁进程中融合和设计路径... 详细信息

黑龙江流域四小民族传统手工艺品的设计语义应用较为广泛。传统手工艺品的设计涉及地域文化、民俗传统和历史背景等内容,语义设计正是表述其内容的重要手段。文章通过万物有灵的四小民族生态学语义观念,研究其南迁进程中融合和设计路径的演变,以跨界民族视角、女性视角、经世致用与真善相宜的语义内涵为出发点,探析四小民族传统手工艺品中的语义设计,论证其设计表述价值,拓展更深远的意义和内涵。

关键词：艺术传统手工艺品设计

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变论域模糊PID在吹膜机收卷张力中的应用

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塑料 2024年第3期53卷 21-27页

作者：孟锦涛国海樊晓宇路超周小杰刘晓伟安徽科技学院电气与电子工程学院安徽蚌埠233100

在吹膜机生产加工过程中,吹膜机张力的精准控制和稳定性是影响薄膜质量的关键因素,传统PLC控制的吹膜机张力控制系统是一个非线性、强耦合和抗干扰能力低的控制系统,结合吹膜机设备结构功能特点,搭建薄膜收卷张力控制系统模型,采用变论... 详细信息

在吹膜机生产加工过程中,吹膜机张力的精准控制和稳定性是影响薄膜质量的关键因素,传统PLC控制的吹膜机张力控制系统是一个非线性、强耦合和抗干扰能力低的控制系统,结合吹膜机设备结构功能特点,搭建薄膜收卷张力控制系统模型,采用变论域模糊PID控制方式实现对吹膜机张力精准的提高。变论域模糊PID控制主要是通过伸缩因子来实时调整模糊论域变化进而实现动态调节PID参数,通过MATLAB仿真对比分析可知,变论域模糊PID在收卷张力控制效果方面优于模糊PID和传统PID控制方式,且吹膜机张力控制系统无超调,上升时间短,抗干扰能力强。实验表明,变论域模糊PID控制策略对非线性时变的薄膜张力控制效果改变显著。

关键词：变论域稳定控制塑料吹膜机模糊PID 超调量

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