检索结果-南通市图书馆

BaTiO_(3)/SrTiO_(3)复合薄膜的制备及其光电化学阴极保护性能

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复合材料学报 2024年第4期41卷 1945-1953页

作者：庆达王建省苏新悦赵英娜曾雄丰华北理工大学材料科学与工程学院河北省无机非金属材料实验室唐山063210 河北省(唐山)陶瓷产业技术研究院唐山063007

提高光生载流子的分离效率是提高光电化学阴极保护性能的有效途径,为弥补SrTiO_(3)禁带宽度大、光生载流子分离效率低等缺点,通过两步超声喷雾热解工艺在氟掺杂氧化锡导电玻璃(FTO)上制备了BaTiO_(3)/SrTiO_(3)复合薄膜。通过XRD、SEM、... 详细信息

提高光生载流子的分离效率是提高光电化学阴极保护性能的有效途径,为弥补SrTiO_(3)禁带宽度大、光生载流子分离效率低等缺点,通过两步超声喷雾热解工艺在氟掺杂氧化锡导电玻璃(FTO)上制备了BaTiO_(3)/SrTiO_(3)复合薄膜。通过XRD、SEM、UV-vis DRS、PL对样品物相成分、表面形貌、光学性能等进行观测。随后以304不锈钢(304 SS)为被保护金属,观测了BaTiO_(3)/SrTiO_(3)复合薄膜遮蔽光条件下的光电化学阴极保护性能。其中BaTiO_(3)/SrTiO_(3)的相对位置由Mott-Schottky曲线确定。结果表明:通过两步超声喷雾热解工艺制备得到的BaTiO_(3)/SrTiO_(3)复合薄膜,光吸收范围拓宽至400 nm;BaTiO_(3)/SrTiO_(3)复合薄膜相比于SrTiO_(3)薄膜,光吸收性能增强;光生载流子分离效率提高;在3.5wt%NaCl溶液中,BaTiO_(3)/SrTiO_(3)复合薄膜使304 SS的开路电位负移至−0.38 V,负移程度约230 mV,而纯SrTiO_(3)薄膜仅能负移100 mV。其性能提升主要归因于BaTiO_(3)与SrTiO_(3)复合形成了异质结,促进了光生载流子的分离。

关键词： BaTiO_(3) SrTiO_(3) 复合薄膜超声喷雾热解光电化学阴极保护

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梯度掺杂半导体材料光催化研究进展

中国陶瓷 2024年第5期60卷 1-12页

作者：庆达苏新悦王晓宇彭俊淇王建省赵英娜华北理工大学材料科学与工程学院河北省无机非金属材料实验室唐山063210 河北省(唐山)陶瓷产业技术研究院唐山063007

提高光生载流子的分离效率是提升半导体材料光催化性能的有效途径之一。通常通过构建内建电场的方式来实现。然而,传统的异质结结构构建内建电场时需要半导体的能级相匹配,并且合成方式必须能够产生良好的界面接触,受到诸多条件限制。... 详细信息

提高光生载流子的分离效率是提升半导体材料光催化性能的有效途径之一。通常通过构建内建电场的方式来实现。然而,传统的异质结结构构建内建电场时需要半导体的能级相匹配,并且合成方式必须能够产生良好的界面接触,受到诸多条件限制。产生内建电场的另一种方法是构建同质结结构的内建电场,使用带隙相等但掺杂水平不同的同种半导体相互接触连接构成的同质结结构,相比于异质结,同样可以有效促进光生载流子的分离,而且由于只需要使用单一半导体材料,同质结的制备更为简便,已经在太阳能电池、光催化分解水制氢等诸多领域被应用。构建同质结结构最常用的一种方法是通过梯度掺杂在材料内部引入掺杂元素浓度阶梯式分布。文章介绍了梯度掺杂同质结半导体材料的光催化机理,并概述了梯度掺杂的不同掺杂方式及其在光催化领域的研究进展。

关键词：梯度掺杂掺杂方式掺杂离子

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鞍山式磁铁矿含水量高光谱预测模型的建立

岩矿测试 2024年

作者：谢晓啸白洋张九零贾玉娜华北理工大学应急管理与安全工程学院华北理工大学矿业工程学院

铁矿的高含水量会降低其可加工性，不利于选矿、烧结、冶炼及尾矿处理等环节的顺利进行。因此，合理控制铁矿的含水量对于提高矿业生产效率、降低能源消耗和减少原材料浪费至关重要。然而，由于铁矿成分和性质的复杂性，传统检测技术（... 详细信息

铁矿的高含水量会降低其可加工性，不利于选矿、烧结、冶炼及尾矿处理等环节的顺利进行。因此，合理控制铁矿的含水量对于提高矿业生产效率、降低能源消耗和减少原材料浪费至关重要。然而，由于铁矿成分和性质的复杂性，传统检测技术（如干燥失重法和电阻法）在灵敏度和准确度方面存在不足。基于此，本文选取三种颗粒度的河北唐山某地区的鞍山式磁铁矿，在不同含水量（0%～40.0%）条件下测试其高光谱数据，应用S-G平滑滤波（S-G）、多元散射校正（MSC）、标准正态变换（SNV）、二阶导数（SD）、倒数对数（LR）和包络线去除（CR）预处理数据，深入分析了光谱特征及其与含水量的相关性。为进一步提高模型的预测能力，采用竞争性自适应重加权法（CARS）筛选特征波段，结合随机森林回归（RFR）、最小二乘支持向量回归（LSSVR）、粒子群算法优化最小二乘法支持向量回归（PSO-LSSVR）建立预测模型，比较不同磁铁矿含水量模型的预测效果，最终筛选出最佳模型以提升选矿和冶炼过程中含水量检测的精度。结果表明：（1）不同颗粒度的鞍山式磁铁矿样品在含水量变化时，其光谱曲线变化趋势总体一致，反射率与含水量呈负相关，并在990nm、1440nm、1920nm附近表现出明显的吸收特征；经过MSC和SNV预处理后的光谱数据，与含水量的皮尔逊相关系数（r）最高可分别达到-0.950（412nm）和-0.964（421nm）；（2）三种模型中，PSO-LSSVR模型最稳定，优选出颗粒度0.3～0.5mm的SNV-CARS-LSSVR模型和颗粒度0.5～2mm的MSC-CARS-PSO-LSSVR模型，模型的预测集决定系数（R2）分别为0.778、0.789、预测集均方根误差（RMSEP）分别为5.45%、5.41%。与以往研究相比，本文通过结合数据预处理、CARS特征筛选和非线性回归算法，构建了更加稳定的鞍山式磁铁矿含水量预测模型，为矿业生产过程中的含水量检测提供更高的精度支持。

关键词：高光谱数据磁铁矿含水量回归模型预测精度

基于APCS-MLR和PMF模型的赤泥堆场周边耕地土壤重金属污染源解析

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环境科学 2024年第2期45卷 1058-1068页

作者：沈智杰李杰芹李彩霞廖泽源梅楠罗程钟王定勇张成西南大学资源环境学院重庆400715 重庆市固体废物管理中心重庆401147

为探究重庆某赤泥堆场周边耕地土壤重金属污染特征和来源,分析土壤中8种重金属元素(Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu和Zn)含量和空间分布特征,利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染特征进行评价,并在相关性分析的基... 详细信息

为探究重庆某赤泥堆场周边耕地土壤重金属污染特征和来源,分析土壤中8种重金属元素(Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Cu和Zn)含量和空间分布特征,利用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤重金属污染特征进行评价,并在相关性分析的基础上采用APCS-MLR和PMF模型定量解析重金属来源.结果表明,除土壤Cr外,其他7种重金属元素含量均值均高于重庆市土壤背景值.土壤重金属整体处于中度污染水平,其中Cd、Hg和As为中度污染,Pb、Cu、Ni和Zn为轻度污染.土壤Cr、Ni、Pb、Cu和Zn空间分布格局相似,相互间呈极显著正相关(P0.05).源解析表明,研究区土壤重金属来源较为复杂,APCS-MLR和PMF模型均能解析出4种相同的污染源,分别为赤泥堆场渗滤排放和自然来源、火力发电排放源、农业活动与自然来源和有色金属冶炼排放源.两种模型源解析结果差异较小,APCSMLR模型中4种污染源贡献率分别为51.8%、18.0%、15.9%和14.3%,而在PMF模型中分别为45.9%、12.8%、21.5%和19.8%.

关键词：赤泥堆场耕地土壤重金属空间分布源解析

N、F共掺杂SrTiO/CN复合光阳极的光电化学阴极保护性能

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复合材料学报 2024年

作者：王建省孔存辉曾雄丰赵英娜华北理工大学材料科学与工程学院河北省无机非金属材料实验室

为进一步提高SrTiO3的光响应范围并有效抑制其载流子复合的问题，本研究通过溶剂热法合成了N、F共掺杂的SrTiO3(N、F-SrTiO3)，并将N、F-SrTiO3与热缩聚法得到的C3N4混合并煅烧制备出了N、F-SrTiO3/C3N4复合材料，研究了其在模拟海水中... 详细信息

为进一步提高SrTiO3的光响应范围并有效抑制其载流子复合的问题，本研究通过溶剂热法合成了N、F共掺杂的SrTiO3(N、F-SrTiO3)，并将N、F-SrTiO3与热缩聚法得到的C3N4混合并煅烧制备出了N、F-SrTiO3/C3N4复合材料，研究了其在模拟海水中对304不锈钢（304 SS）光电化学阴极保护的性能和强化机制。结果表明，光照时，在模拟海水中，N、F-SrTiO3/C3N4与304 SS耦连后的的光电流密度为11 μA/cm2，是SrTiO3光电流密度(2 μA/cm2)的5.5倍；N、F-SrTiO3/C3N4复合材料与304 SS耦联后开路电位为-0.52 V，比304 SS的自腐蚀电位（-0.18 V）负移了340 mV。而304 SS与SrTiO3耦联后开路电位仅负移了220 mV。N、F-SrTiO3/C3N4表现出更好的光电化学阴极保护效果的原因在于N、F共掺杂和C3N4复合两种改性方法协同增强了SrTiO3光吸收，提高电子空穴对的分离率。

关键词： SrTiO 共掺杂异质结光电化学阴极保护

基于IL-SMO的交流轧机主传动系统的容错控制

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控制工程 2024年

作者：张瑞成王光宇梁卫征华北理工大学电气工程学院

针对交流电机传动轧机主传动系统的咬钢冲击故障，提出了一种基于迭代学习-滑模观测器 (iterative learning-sliding mode observer，简称IL-SMO)的主动容错控制方法。首先，考虑系统的外部干扰和测量噪声，建立了故障系统的机电耦合数... 详细信息

针对交流电机传动轧机主传动系统的咬钢冲击故障，提出了一种基于迭代学习-滑模观测器 (iterative learning-sliding mode observer，简称IL-SMO)的主动容错控制方法。首先，考虑系统的外部干扰和测量噪声，建立了故障系统的机电耦合数学模型；其次，设计了迭代学习算法和滑模控制律结合的IL-SMO，在抑制外部扰动的前提下实现了对系统状态的快速跟踪以及对故障的精准估计；最后，基于故障估计信息设计了采用状态反馈方法的主动容错控制器。系统设计中利用Lyapunov稳定性定理和线性矩阵不等式证明了误差动态系统的稳定性。通过对某带钢冷轧机主传动系统的仿真研究，验证了IL-SMO可以以0.28%的绝对误差跟踪系统状态，故障估计的相对误差为0.039%。最后通过对比实验，所设计的容错控制器可以在更短时间内使系统恢复到正常状态，且容错精度更高，验证了所提方法的有效性。

关键词：交流电机轧机主传动系统迭代学习滑模观测器主动容错控制

基于CNN-GraphSAGE的风口图像多尺度提取与识别模型

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钢铁 2024年

作者：李福民王靖刘小杰段一凡张旭升吕庆华北理工大学冶金与能源学院河钢集团有限公司唐山分公司

高炉风口的各项状态指标对指导高炉顺行具有重要意义。长期以来，风口状态监测依赖人工观察和经验判断，存在着风口异常监测响应不及时和诊断不准确等问题。为了应对这一现状，在国内某钢铁厂2023年11－12月的高炉风口拍摄图像的基础上... 详细信息

高炉风口的各项状态指标对指导高炉顺行具有重要意义。长期以来，风口状态监测依赖人工观察和经验判断，存在着风口异常监测响应不及时和诊断不准确等问题。为了应对这一现状，在国内某钢铁厂2023年11－12月的高炉风口拍摄图像的基础上，提出了基于CNN-GraphSAGE的风口图像多尺度提取与识别的方法，将风口图像进行一系列预处理后，采用卷积神经网络并行提取图像的多尺度特征信息，结合通道注意力机制动态调整不同特征通道权重，得到精细化的特征融合图。随后，采用改进的图神经网络GraphSAGE算法对特征融合图进行处理。经过多轮测试并与广泛应用的算法进行对比后，开发了基于CNN-GraphSAGE模型的高炉风口异常监测系统，可以监测挂渣、涌渣、断煤和漏水4类异常情况。相较于传统算法系统，该系统大幅度提高了风口异常监测响应速度，异常诊断准确率达93.40%，弥补了现有高炉风口监测方法的不足，极大降低了钢铁企业对风口异常诊断分析的成本，加强了对高炉炼铁过程的把控，确保其生产环节更加安全可靠。

关键词：高炉风口卷积神经网络多尺度特征提取通道注意力图神经网络

基于SSA优化的XGBoost-BP融合模型的高炉压差预测

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钢铁研究学报 2024年第8期36卷 1019-1033页

作者：施有恒张淑会刘小杰张玉洁李欣吕庆华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

高炉压差对高炉的正常运行和冶炼效率有着重要的影响。压差过高会导致悬料,破坏高炉顺行;压差过低会引发炉内气流过吹甚至管道气流现象。因此,将高炉压差维持在一定范围内是保证高炉炉况稳定的前提,对高炉压差提前预测可以帮助操作人员... 详细信息

高炉压差对高炉的正常运行和冶炼效率有着重要的影响。压差过高会导致悬料,破坏高炉顺行;压差过低会引发炉内气流过吹甚至管道气流现象。因此,将高炉压差维持在一定范围内是保证高炉炉况稳定的前提,对高炉压差提前预测可以帮助操作人员了解高炉的工作状态,及时调整操作参数,进而保证炉况稳定。为了提高高炉压差预测精度,首先,以国内某钢铁企业监测的高炉冶炼数据为基础,建立了基于麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)优化的梯度提升决策树(e Xtreme Gradient Boosting,XGBoost)和BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)融合预测模型。该模型以SSA算法对单一模型的优化为核心,并通过误差倒数法加权预测值来降低模型的预测误差。结果表明,基于SSA优化的XGBoost-BP融合模型预测效果明显高于其他模型,该模型拟合优度达到0.842,具有较高的拟合能力,对比结果显示,融合模型较SSA-BP、SSA-XGBoost模型预测误差更小,收敛速度更快,并且在±0.025×10^(5)Pa的误差范围下,其预测准确率达到了96.13%。最后,基于所提的融合模型建立高炉压差预测系统,该系统不仅起到了指导高炉生产的作用,而且对炼铁工业的转型升级具有一定的现实意义。

关键词：高炉压差 SSA XGBoost BP神经网络预测模型

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火灾后铁尾矿砂混凝土梁抗弯性能试验研究

西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期56卷 220-228页

作者：杨志年毛震周云龙雷翔宇华北理工大学建筑工程学院河北唐山063210 河北省地震工程与防灾重点实验室河北唐山063210 河北省建筑结构绿色建造技术创新中心河北唐山063210

为研究铁尾矿砂全部替代天然砂对混凝土梁火灾后抗弯性能的影响,对3根受火45 min和3根非受火混凝土梁进行了静载试验.对比了受火过程中梁内混凝土和钢筋温度分布、梁跨中挠度以及火灾后静载试验荷载-挠度曲线、残余抗弯承载力、破坏形态... 详细信息

为研究铁尾矿砂全部替代天然砂对混凝土梁火灾后抗弯性能的影响,对3根受火45 min和3根非受火混凝土梁进行了静载试验.对比了受火过程中梁内混凝土和钢筋温度分布、梁跨中挠度以及火灾后静载试验荷载-挠度曲线、残余抗弯承载力、破坏形态,验证了平截面假定,分析了铁尾矿砂全部替代天然砂和不同铁尾矿砂混凝土强度对钢筋混凝土梁火灾后抗弯性能的影响.结果表明:铁尾矿砂混凝土梁与天然砂混凝土梁受火过程中混凝土和钢筋温度、跨中挠度无明显差异,受火45 min后满足平截面假定;铁尾矿砂混凝土梁的火灾后残余抗弯承载力与天然砂混凝土梁无明显差异,但破坏时跨中挠度显著增加;不同铁尾矿砂混凝土强度(C30、C40)对梁火灾后抗弯承载力影响不大.

关键词：铁尾矿砂混凝土简支梁火灾后抗弯性能平截面假定