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The vital application of rare earth for future high-performance electromagnetic wave absorption materials: A review

JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY 2024年第000期176卷 188-203页

作者： Qiao, Jing Li, Lutong Liu, Jiurong Wu, Na Liu, Wei Wu, Fan zeng, zhihui Shandong Univ Sch Mat Sci & Engn Key Lab Liquid Solid Struct Evolut & Proc Mat Minist Educ Jinan 250061 Peoples R China Shandong Univ Sch Mech Engn Jinan 250061 Peoples R China Swiss Fed Inst Technol Dept Chem & Appl Biosci CH-8093 Zurich Switzerland Shandong Univ State Key Lab Crystal Mat Jinan 250061 Peoples R China Nanjing Univ Sci & Technol Sch Mech Engn Nanjing 210094 Peoples R China

Rare earth (RE) takes an irreplaceable role in various fields, especially the high-tech electronics industry, which is usually comparable to the vitamin of industry. In the development of electromagnetic wave (EMW) absorption materials, the participation of RE makes a significant contribution as well, and great progress has been made. Abundant researches have illuminated that the strategy of both doping RE elements and constructing RE oxide composites exhibited huge potential for the fabrication of high-efficiency EMW absorption materials. We believe a systematic summary will be highly desired for a comprehensive understanding and future development. In this review, we first summarized the research background, basic principles, and mechanisms of EMW absorption. Then, we classify the RE EMW absorption materials into RE-doped ferrites, RE-transition metal intermetallics, RE oxides, and other categories, view their current progress by typical studies, and expound their respective features, strengths, weaknesses, and absorption mechanisms. Finally, the current challenges and future outlook of RE EMW absorption materials are highlighted, in the hope of guidance for a sound future development. (c) 2023 Published by Elsevier Ltd on behalf of The editorial office of Journal of Materials Science & Technology.

关键词： Rare earth Electromagnetic wave absorption Composite Rare earth oxide MICROWAVE ABSORBING PROPERTIES MAGNETIC-PROPERTIES OXIDE COMPOSITES NANOCOMPOSITES FERRITES FABRICATION SUBSTITUTION MORPHOLOGY ANISOTROPY POWDERS

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Research on Electromagnetic Wave Absorption Based on Electrospinning Technology

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Chinese Journal of Chemistry 2024年第7期42卷 777-789页

作者： Baoding Li Jing Qiao Yue Liu Haoyuan Tian Wei Liu Qilei Wu Zhou Wang Jiurong Liu zhihui zeng Key Laboratoryfor Liquid-Solid StructuralEvolution and Processing of Materials Schoolof Materials Science and EngineeringShandong UniversityJinanShandong 250061China China North Industries Group 53rd Research Institute JinanShandong 250000China School of Mechanical Engineering Shandong UniversityJinanShandong 250061China Institute of Crystal Materials State Key Laboratory of Crystal MaterialsShandong UniversityJinanShandong 250100China Shenzhen Research Institute of Shandong University ShenzhenGuangdong 518057China Science and Technology on Electromagnetic Compatibility Laboratory China Ship Development and Design CentreWuhanHubei 430064China suzhou Research Institute of Shandong University SuzhouJiangsu215123China

At present,in order to overcome electromagnetic interference and prevent electromagnetic harm,the research of new and efficient electromagnetic wave absorbing materials has become the research focus in the field of materials *** one-dimensional structure can promote the impedance matching and attenuation characteristics of the absorbing ***,as an effective method to prepare nanofibers with high length-diameter ratio,has been widely concerned because it is suitable for struc-tural design of various *** this paper,the research progress and absorption properties of nano-fiber materials prepared by electrospinning combined with different processes are introduced.

关键词： Electromagnetic wave(EMW)absorbing Electrospinning Nanofiber Impedance matching Nanocomposite

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基于VMD模糊熵与GG聚类的直流配电网故障检测方法

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电机与控制学报 2024年第2期28卷 129-141页

作者：韦延方王志杰王鹏曾志辉王晓卫河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454003 河南理工大学河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室河南焦作454003 国网河南省电力公司科学研究院河南郑州450052 西安理工大学电气工程学院陕西西安710000

针对直流配电网存在的故障信号难以提取、不易对各类故障进行诊断等问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)模糊熵与Gath-Geva(GG)聚类的故障检测方法。首先,提取出暂态电流,采用VMD算法将故障暂态电流分解成若干个固有模态分量(IMF)。然后... 详细信息

针对直流配电网存在的故障信号难以提取、不易对各类故障进行诊断等问题,提出一种基于变分模态分解(VMD)模糊熵与Gath-Geva(GG)聚类的故障检测方法。首先,提取出暂态电流,采用VMD算法将故障暂态电流分解成若干个固有模态分量(IMF)。然后,分别计算分解得到的若干个IMF的模糊熵,将其作为特征向量。最后,采用GG聚类算法对故障特征的特征向量进行聚类识别。GG聚类的主要算法为将聚类样本划分为c类,设出隶属度矩阵,通过设定迭代来计算聚类中心与最大似然估计距离,更新隶属度矩阵,当隶属度矩阵满足条件矩阵时终止迭代,从而实现对单极故障、极间故障以及区外交流侧接地故障的聚类识别。仿真结果表明,所提保护方案可靠性强、准确率高,在不同故障类型、故障位置和过渡电阻等工况下均能可靠检测直流线路故障并准确识别故障类型,且具备一定的抗干扰能力。

关键词：直流配电网故障暂态电流变分模态分解模糊熵 Gath-Geva聚类故障检测

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基于七阶NR法与Broyden方法的柔性直流系统潮流新算法

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河南理工大学学报（自然科学版） 2024年第4期43卷 141-151页

作者：韦延方邹建凯王鹏曾志辉河南理工大学电气工程与自动化学院河南焦作454000 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室河南焦作454000 国网安阳供电公司河南安阳455000 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052

目的为了解决当前柔性直流输电系统潮流算法求解效率低的问题,方法首先提出基于七阶NR法的潮流算法,该算法相较于传统的潮流算法具有更高的收敛阶数,可以有效减少迭代次数,提高算法效率;其次,针对七阶NR法单步迭代计算量大的问题,提... 详细信息

目的为了解决当前柔性直流输电系统潮流算法求解效率低的问题,方法首先提出基于七阶NR法的潮流算法,该算法相较于传统的潮流算法具有更高的收敛阶数,可以有效减少迭代次数,提高算法效率;其次,针对七阶NR法单步迭代计算量大的问题,提出基于七阶NR法与Broyden方法的改进算法,利用七阶NR法突出的收敛特性,减少迭代次数,同时保留Broyden方法单步迭代计算成本较低的优势,避免浪费计算能力,使计算效率得到较大提升;最后提出一种经验法则,以确定改进算法中高阶NR法的迭代次数。结果使用经典和改进算法对修改后的IEEE标准算例进行仿真测试,结果表明:与经典NR法相比,交流和直流的改进算法潮流计算结果最大误差分别为1×10^(-8)和2×10^(-8);平均计算时间方面,在IEEE-14、IEEE-30、IEEE-57、IEEE-118共4种算例系统下,改进算法的平均计算时间比经典NR法的减少了约61%;当算例系统由双端变为三端和双馈入后,改进算法的迭代次数保持不变,计算时间分别增加0.352 ms和0.636 ms;在重负荷情况下,改进算法的计算效率最高,且预设迭代次数较简单,当负荷值达到2.992时,其计算时间仅为经典NR法的60%。结论本文的改进算法具有与经典NR法相同的精确性,但在计算速度方面更有优势,且更有利于在重负荷等极端情况下使用。

关键词：电压源换流器高压直流输电七阶NR法 Broyden方法潮流计算

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孤岛微电网的虚拟同步发电机分布式协同二次调频控制

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电气工程学报 2024年第1期19卷 334-343页

作者：李斌龚祥祥胡丹丹曾志辉王浩河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454003 河南理工大学河南省智能装备直驱技术与控制国际联合实验室焦作454003 国网河南省电力公司焦作供电公司焦作454003

基于孤岛微电网中虚拟同步发电机一次控制存在的频率偏差问题,提出一种基于预定时系统的分布式二次频率控制策略。该策略通过预定时系统对一致性进行改进并适配虚拟同步发电机本体算法,使各逆变器仅依靠相邻单元的通信,即可实现系统有... 详细信息

基于孤岛微电网中虚拟同步发电机一次控制存在的频率偏差问题,提出一种基于预定时系统的分布式二次频率控制策略。该策略通过预定时系统对一致性进行改进并适配虚拟同步发电机本体算法,使各逆变器仅依靠相邻单元的通信,即可实现系统有功缺额按容量分配与频率的无差控制。同时,预定时系统通过提前设定一致性的收敛时间,进一步提高频率的恢复速度,并且无需考虑初始容量与协议参数的影响,有利于分布式电源的即插即用,提高运行效率。最后通过仿真验证了所提控制策略的可行性和有效性。

关键词：孤岛微电网虚拟同步发电机一致性算法二次频率控制频率定时恢复

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基于新能源发电改进型移相全桥变换器研究

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电气工程学报 2024年第2期19卷 65-73页

作者：曾志辉刘云鹏张琳梅杨明河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454003 河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室(河南理工大学) 焦作454003

新能源发电中需要广泛使用移相全桥变换器,以实现软开关技术从而减小系统的开关损耗。而传统移相全桥直流变换器滞后臂在轻载时难以实现ZVS,导致系统大功率输出时效率降低以及系统换路时容易产生尖峰电压、电流等现象,针对这一问题,提... 详细信息

新能源发电中需要广泛使用移相全桥变换器,以实现软开关技术从而减小系统的开关损耗。而传统移相全桥直流变换器滞后臂在轻载时难以实现ZVS,导致系统大功率输出时效率降低以及系统换路时容易产生尖峰电压、电流等现象,针对这一问题,提出了一种改进的有源软开关移相全桥DC-DC变换器拓扑。系统首先提出了改进变换器的拓扑结构,在此基础上对其工作模态进行了研究分析,并合理优化相关器件的选型,最后通过系统仿真及试验平台进行了系统仿真和试验测试,结果表明,所设计的加入辅助电路改进型移相全桥直流变换器在轻载情况下,能够使变换器滞后臂达到软开关效果,同时,在大功率输出情况下,对器件发热、电压波形振荡均有较好的抑制作用,系统整体效率变高,同时可靠性、稳定性变强。

关键词：有源软开关辅助电路移相全桥拓扑结构

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基于PCA和EEMD的柔性直流配电网故障选线算法

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电源学报 2024年第2期22卷 305-315页

作者：胡亚辉韦延方王鹏王晓卫曾志辉河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454000 国网河南省电力公司电力科学研究院郑州450052

柔性直流故障选线技术的发展对直流配电网有着至关重要的作用。本文针对现有柔性直流故障存在的可利用的故障信息较少等问题,提出了一种新算法,该算法有效利用了集合经验模态分解EEMD(ensemble empirical mode decomposition)算法、主... 详细信息

柔性直流故障选线技术的发展对直流配电网有着至关重要的作用。本文针对现有柔性直流故障存在的可利用的故障信息较少等问题,提出了一种新算法,该算法有效利用了集合经验模态分解EEMD(ensemble empirical mode decomposition)算法、主成分分析PCA(principal component analysis)和相关系数各自的优势。首先,提取暂态电流样本信号,采用EEMD得到以正交基函数表示的数据矩阵;接着,基于PCA进行该矩阵元素特征向量到主成分的转换,将样本信号投影到主元空间实现坐标变换,从而得到对样本数据的聚类和识别结果;最后,基于相关系数进行故障线路判别。本文算法的EEMD揭露了原始历史数据的内在变化规律,PCA能够有效选择故障有效特征。大量实验表明,该新算法准确有效,与现有其他方法相比,在故障信息不明显、不同过渡电阻方面具有优势。

关键词：柔性直流配电网集合经验模态分解主成分分析故障选线相关系数

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地震台站智能网络方案设计与分析

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科学技术创新 2024年第4期 86-89页

作者：安一凡曾智辉涂先新中国地震局地震研究所(地震大地测量重点实验室) 湖北武汉湖北省地震局湖北武汉湖北省地震局宜昌地震监测中心站湖北宜昌

智能网络又可称为智慧网络服务平台,是综合运用物联网、云计算、移动互联网和大数据技术,结合自动控制技术,将地震台站设备智能控制、台站工作人员环境感知和身体健康感知、生活安全感知以及信息交流等居住生活有效结合起来,通过路由器... 详细信息

智能网络又可称为智慧网络服务平台,是综合运用物联网、云计算、移动互联网和大数据技术,结合自动控制技术,将地震台站设备智能控制、台站工作人员环境感知和身体健康感知、生活安全感知以及信息交流等居住生活有效结合起来,通过路由器、交换机、各种价格低廉的家庭智能硬件,构成系统完善的远程自动化监控系统,对台站内的电源、温湿度等工作环境进行实时监控,及时准确发现并报告台站安全隐患和设备故障,以及智能控制台站所有的照明系统和安保监控系统,提高台站职工工作与生活效率。创造出健康、安全、舒适、低碳、便捷的有效个性化工作生活空间。

关键词：智能硬件地震观测开源硬件物联网

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二溴海因与三氯异氰尿酸消毒剂对不同航材表面细菌的消杀性能研究

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载人航天 2024年第3期30卷 300-305页

作者：张倍铭曾志辉李晓丹叶建设武士坤马俊吕雪飞北京跟踪与通信技术研究所北京100094 北京理工大学医学技术学院北京100081 北京机械设备研究所北京100854

针对航天员在执行远距离复杂环境的地外天体作业后导致舱内携带微生物风险增加的问题,围绕不同航材表面微生物的消杀试剂、消杀方法及消杀效果开展研究。选择杀菌效果强、持续时间长以及对环境和人体友好的含氯消毒剂三氯异氰尿酸和含... 详细信息

针对航天员在执行远距离复杂环境的地外天体作业后导致舱内携带微生物风险增加的问题,围绕不同航材表面微生物的消杀试剂、消杀方法及消杀效果开展研究。选择杀菌效果强、持续时间长以及对环境和人体友好的含氯消毒剂三氯异氰尿酸和含溴消毒剂二溴海因,以3种典型空间微生物风险菌(大肠杆菌、金黄色葡萄糖球菌和芽孢杆菌)作为实验对象,研究了单一消毒剂及其复合浓度配比对舱内常见的3种材料(304不锈钢、PP塑料和PVC板)表面的微生物消杀效果。结果表明:表面喷洒单一消毒剂对3种材料表面细菌的杀灭率可达99.9999%以上,而表面喷洒复合浓度配比的消毒剂消杀效果要优于单一组分,杀灭率均大于99.99999%,且大大降低了消毒剂的使用量。

关键词：二溴海因三氯异氰尿酸消杀大肠杆菌金黄色葡萄球菌芽孢杆菌 304不锈钢 PP塑料 PVC材料

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A temperature-activated nanocomposite metamaterial absorber with a wide tunability

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Nano Research 2018年第7期11卷 3931-3942页

作者： Weiwei Li Lingyu Zhao Zhaohe Dai Hao Jin Feng Duan Junchao Liu zhihui zeng Jun Zhao Zhong Zhang CAS Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication CAS Center for Excellence in Nanoscience National Center for Nanoscience and Technology Beijing 100190 China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100149 China

Novel thin and flexible broadband electromagnetic microwave absorbers are realized with nanocomposites and achieve a wide frequency tunability （from 10 to 17.2 GHz） by actively adjusting the resistance. The proposed absorbers are fabricated by scalable screen printing of optimized nanoparticle ink onto the flexible dielectric composite substrates. Based on the shape memory effects of the substrate and piezoresistive effect of the nanocomposite frequency selective surface, a controllable sheet resistance, and thereby tunable wave absorption performance, can be realized in a temperature-activated and dynamically stable manner. The results provide new dimensions for the design of active electromagnetic devices by utilizing previously underestimated intrinsic properties of the artificial materials and the smart behavior of polymer-based nanocomposites.

关键词： composite materials flexible electronics metamaterials polymeric materials shape memory polymers

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