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放电等离子烧结Ni20Cr-xAl合金的高温氧化行为

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金属学报 2024年第4期60卷 485-494页

作者：刘丞济孙文瑶陈明辉王福会东北大学沈阳材料科学国家研究中心东北大学联合研究分部沈阳110819

高温氧化是限制镍基高温合金服役寿命的主要因素之一。本工作旨在通过调控Al含量来提升Ni20Cr合金的抗氧化性能。采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)的方法制备了Al含量(质量分数)分别为1.5%、3.0%、5.0%的Ni20Cr-xAl合金,对比研... 详细信息

高温氧化是限制镍基高温合金服役寿命的主要因素之一。本工作旨在通过调控Al含量来提升Ni20Cr合金的抗氧化性能。采用机械合金化(MA)和放电等离子烧结(SPS)的方法制备了Al含量(质量分数)分别为1.5%、3.0%、5.0%的Ni20Cr-xAl合金,对比研究了SPS制备合金与相同成分铸态合金在900℃空气中的高温氧化行为。结果表明,SPS制备合金成分、组织均匀且晶粒细小,大量晶界显著加速了元素的扩散,在Al含量为1.5%时,Al内氧化严重,Cr快速外氧化生成含有大量孔隙和裂纹的Cr_(2)O_(3)膜,而在Al含量为3.0%和5.0%时,形成了保护性的连续致密的α-Al_(2)O_(3)薄膜,合金内部弥散的Al_(2)O_(3)颗粒为外Al_(2)O_(3)膜提供了形核位点并起到了钉扎作用,因此2者表现出优异的抗氧化性能,氧化速率分别为1.06×10^(-7)和4.92×10^(-8)mg^(2)/(cm^(4)·s)。铸态合金都发生了内氧化,而且无法形成连续的外Al_(2)O_(3)膜,氧化膜的主要成分为疏松多孔的Cr_(2)O_(3),因而氧化速率快且发生了氧化膜开裂和剥落。

关键词：高温合金细晶结构高温氧化放电等离子烧结

中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合管界面及剪切强度的影响

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金属学报 2024年第1期60卷 117-128页

作者：程磊张旭航韩盈程志诚余伟北京科技大学工程技术研究院北京100083

开发高强钛-钢复合管对于装备轻量化的研究具有重要意义。本工作采用高温挤压工艺制备以高强CrMo钢和TC11钛合金为基材的钛-钢复合管,研究了中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合界面反应产物和结合强度的影响,并从界面扩散和组织演变的角... 详细信息

开发高强钛-钢复合管对于装备轻量化的研究具有重要意义。本工作采用高温挤压工艺制备以高强CrMo钢和TC11钛合金为基材的钛-钢复合管,研究了中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合界面反应产物和结合强度的影响,并从界面扩散和组织演变的角度分析其断裂机制。结果表明:Fe中间层挤压态样品能够保持较高的剪切强度(185 MPa),在热处理过程中,Fe中间层析出的M_(23)C_(6)及钛基材的再结晶过程,导致界面剪切强度显著下降(70 MPa);Nb中间层920和970℃挤压态样品分别沿钢-Nb界面和Nb-钛界面断裂,这分别与钢-Nb界面处膜状NbC层的破裂和Nb-钛界面处β-Ti层的不连续特征相关,热处理后扩散修复的NbC层可使920℃挤压样品剪切强度从挤压态的131 MPa提升至170 MPa,而970℃挤压样品界面处不连续的β-Ti层以及Ti_(0.86)Al_(0.11)Nb_(0.03)析出颗粒的回溶,使其界面强度反而下降。综合界面反应和组织转变特征,明确了含2种中间层高强钛-钢复合管的微观断裂机制。

关键词：钛-钢复合管高温挤压中间层剪切强度析出

典型输送通道城市冬季PM_(2.5)污染与传输变化特征

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环境科学 2024年第1期45卷 23-35页

作者：代武俊周颖王晓琦齐鹏北京工业大学环境与生命学部区域大气复合污染防治北京市重点实验室北京100124

以京津冀典型输送通道上的河北西南4个城市邯郸、邢台、衡水和沧州为例,分析了2019~2021年冬季3 a气象条件与PM_(2.5)浓度变化特征,运用潜在源贡献分析(PSCF)和浓度权重分析(CWT)识别了研究期内4个城市PM_(2.5)输送特征,基于气象-空气... 详细信息

以京津冀典型输送通道上的河北西南4个城市邯郸、邢台、衡水和沧州为例,分析了2019~2021年冬季3 a气象条件与PM_(2.5)浓度变化特征,运用潜在源贡献分析(PSCF)和浓度权重分析(CWT)识别了研究期内4个城市PM_(2.5)输送特征,基于气象-空气质量模型(WRF-CMAQ)传输矩阵法和传输通量法量化评估了邯郸、邢台、衡水和沧州与周边地区之间的PM_(2.5)传输贡献,揭示了PM_(2.5)传输净通量的垂直分布变化特征,并进一步识别4个城市两条PM_(2.5)污染主要传输路径.结果表明,在研究期间,4个城市PM_(2.5)浓度呈下降趋势,下降比例分别为45.85%、49.45%、42.40%和31.65%;邯郸和邢台潜在源贡献较大的区域主要分布在山西中南部(临汾、长治和晋中)和河南北部(新乡、开封和郑州)以及少部分内蒙古部分地区(PSCF>0.9),衡水和沧州潜在贡献较大的区域主要集中在河北南部(邯郸、石家庄)、山西中部(太原、阳泉)和部分山东地区(PSCF>0.7),CWT结果显示与PSCF类似;研究时段内4个城市冬季PM_(2.5)均呈现本地贡献率(51.11%~62.99%)略高于区域贡献率(37.01%~48.89%)的特征,受水平湍流和垂直扩散等影响,4个城市2020年区域传输影响较其他年份稍高(0.50%~9.52%),而2021年由于PM_(2.5)浓度较低、气象因素影响等原因,区域传输影响较其他年份稍低(-2.15%~-9.52%);邯郸、邢台、衡水和沧州这4个城市3 a冬季与周边区域总流入(流出)通量强度大小均为:2020年>2021年>2019年,对于总净通量而言,4个城市3 a冬季分别为邯郸:0.094、-0.070和0.087 kt·d^(-1);邢台:0.212、0.395和0.544 kt·d^(-1);衡水:-0.040、-0.228和0.185 kt·d^(-1);沧州:0.062、0.126和0.128 kt·d^(-1).在研究期间邯郸、邢台和沧州多作为污染传输受体,而衡水多为传输源体.在0~1260 m之间,PM_(2.5)净传输通量强度基本随着高度的升高而增大,不同时期不同城市最大净通量不同,邯郸最大净通量位于252~1261 m,邢台最大净通量位于817 m,衡水最大净通量位于252~817 m,沧州最大净通量位于252~359 m;分析4个城市传输特征发现存在两条主要PM_(2.5)传输方向,即西北-东南方向(山西→邯郸→河南、山东;石家庄→邢台→邯郸、山东;保定→沧州→山东)以及西南-东北方向(山西→邢台→衡水→沧州→渤海湾).

关键词： PM_(2.5) 潜在源贡献分析法(PSCF) 浓度权重分析法(CWT) 气象-空气质量模型(WRF-CMAQ) 传输贡献传输通量

EDDS对土壤铜镉有效性及蓖麻吸收转运的影响

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环境科学 2024年第3期45卷 1803-1811页

作者：刘文英吴刚胡红青华中农业大学资源与环境学院武汉430070 重庆市农业科学院重庆401329

为探究螯合剂对植物吸收重金属的影响,以蓖麻(Ricinus communis L.)为供试植物,通过土培和盆栽试验,研究不同含量乙二胺二琥珀酸(EDDS)对土壤中铜镉形态和植物吸收、转运的影响.结果表明,EDDS显著增加了土壤有效态铜和镉含量,培养15 d时... 详细信息

为探究螯合剂对植物吸收重金属的影响,以蓖麻(Ricinus communis L.)为供试植物,通过土培和盆栽试验,研究不同含量乙二胺二琥珀酸(EDDS)对土壤中铜镉形态和植物吸收、转运的影响.结果表明,EDDS显著增加了土壤有效态铜和镉含量,培养15 d时,增幅分别为43.01%~103.55%和51.78%~69.43%,同时促进了可还原态铜向弱酸提取态转化,增加了土壤铜的移动性.EDDS促进了蓖麻对铜的吸收、转运与富集.EDDS 2.5和EDDS 5.0处理时,地上部铜含量是对照的4.88倍和16.65倍(P<0.05),根部是对照的2.89倍和3.60倍(P<0.05),铜转运系数显著提高了72.73%和381.82%.EDDS 5.0处理时,蓖麻地上部和根部的铜提取量分别是对照处理的14.08倍和2.16倍,总铜提取量是对照处理的4.70倍(P<0.05).此外,EDDS显著增加了蓖麻镉含量,EDDS 2.5处理时,地上部和根部分别增加了15.15%和57.42%,蓖麻总镉提取量显著提高了13.44%.综上可知,EDDS能增加土壤铜镉的有效性,促进蓖麻对铜镉的吸收,提高蓖麻的修复效率,其中5.0 mmol·kg^(-1)EDDS更有利于蓖麻对铜的提取,而2.5 mmol·kg^(-1)EDDS处理对镉的提取有较高的增加效果.

关键词：铜(Cu) 镉(Cd) 乙二胺二琥珀酸(EDDS) 蓖麻植物修复重金属形态

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未知环境下基于激光雷达的启发式导航算法

控制与决策 2024年第9期39卷 2903-2912页

作者：常路单梁张伟龙王维西戴跃伟南京理工大学自动化学院南京应用数学中心

针对未知环境下机器人难以准确理解障碍分布并有效搜索目标的问题,提出一种基于激光雷达的启发式导航算法.在雷达数据中引入上升/下降沿进行障碍边沿界定及检测,提出边沿匹配算法识别狭窄间隙和连续障碍,经间隙去除与安全性拓展,得到表... 详细信息

针对未知环境下机器人难以准确理解障碍分布并有效搜索目标的问题,提出一种基于激光雷达的启发式导航算法.在雷达数据中引入上升/下降沿进行障碍边沿界定及检测,提出边沿匹配算法识别狭窄间隙和连续障碍,经间隙去除与安全性拓展,得到表征周围环境中的连续障碍集合;面对遮挡目标的障碍,提出启发式临时目标选取方法并设计其切换条件,使机器人以较短路径提前避让各类障碍并渐近抵达全局目标.基于Matlab进行一系列仿真和对比,结果表明,所提出的算法可显著提高机器人在复杂未知环境下的通行效率、轨迹平滑度和全局搜索能力.最后基于ROS的实验验证所提出算法在实际环境中的有效性.

关键词：移动机器人未知环境导航激光雷达启发式搜索环境理解障碍分割与提取

夜间不同环境稳定性条件下杨树水分生理过程的生物物理控制

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林业科学 2024年第8期60卷 95-108页

作者：王一君陈立欣陈左司南张志强许行姚飞陈胜楠北京林业大学水土保持学院北京100083 北京林业大学生态与自然保护学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站临汾042299 国家林业和草原局水土保持与荒漠化防治重点实验室北京100083 北京市共青林场北京101300

【目的】以杨树人工林生态系统为研究对象,研究环境因子与内源性昼夜节律对树木叶片水分生理和树干液流的生物物理调控机制,旨在揭示树木水分生理过程(叶片气孔导度、叶片蒸腾、叶片水势和树干液流)在夜间对不同环境稳定性条件的响应模... 详细信息

【目的】以杨树人工林生态系统为研究对象,研究环境因子与内源性昼夜节律对树木叶片水分生理和树干液流的生物物理调控机制,旨在揭示树木水分生理过程(叶片气孔导度、叶片蒸腾、叶片水势和树干液流)在夜间对不同环境稳定性条件的响应模式和影响因素。【方法】对位于北京市顺义区潮白河沿岸的欧美杨人工林,在生长季期间选定7个晴朗的昼夜,连续监测3棵样树的叶片气体交换和叶片水势。同时,使用热扩散探针技术监测样树的树干液流密度变化,同步记录环境因子变化,并使用日落后历时量化昼夜节律的影响。【结果】1)夜间出现树木气孔开放的现象,叶片蒸腾和液流同步发生。夜间环境稳定(v=0且ΔVPD≤0.1 kPa)条件下,树木水分生理指标主要受大气和土壤温度影响(P0或ΔVPD≥0.1 kPa)条件下,叶片气孔导度和树干液流密度受大气温度(T_(a))和VPD的正向调控,与空气湿度(RH)显著负相关(P后历时为表征的昼夜节律对树木水分生理指标的作用方式随夜间环境稳定性变化而不同。在夜间环境稳定条件下,日落后历时显著影响叶片气孔导度、叶片水势和叶片蒸腾(P<0.01);而在夜间环境波动条件下,该因子对叶片水分生理指标的影响程度均有所降低且对气孔导度和叶片水势的影响不显著(P_(1)=0.066,P_(2)=0.08),说明夜间环境波动影响了昼夜节律对树木水分生理过程的作用方式和程度。【结论】在夜间不同环境稳定性条件下,树木水分生理的生物物理过程和调控机制有显著差异,当环境因子波动较小时,树木水分生理过程受昼夜节律调控形成了显著的夜间模式,此时应考虑其对植物水分的影响。本研究强调了昼夜节律在调控林木水利用中的关键作用,并建议制定基于时间和环境稳定性的灌溉策略,以优化水分管理和应对气候变化。

关键词：环境稳定性昼夜差异树干液流叶片水分生理昼夜节律

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巴罗型变质作用的地质特征及其构造启示:以苏格兰高地和喜马拉雅造山带为例

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岩石学报 2024年第5期40卷 1587-1602页

作者：纪敏高晓英涂聪陈宣锦窦玉欣肖萌中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥230026 中国科学院壳幔物质与环境重点实验室中国科学院比较行星学卓越创新中心合肥230026

巴罗型变质带是汇聚板块边缘富铝泥质岩在中等地温梯度下变质作用的产物,广泛分布于全球各造山带。虽然不同地区的巴罗型变质带具有相似的矿物组合和变质温压条件,但在特征矿物变质带的空间分布上却存在显著差别。苏格兰高地出露了典型... 详细信息

巴罗型变质带是汇聚板块边缘富铝泥质岩在中等地温梯度下变质作用的产物,广泛分布于全球各造山带。虽然不同地区的巴罗型变质带具有相似的矿物组合和变质温压条件,但在特征矿物变质带的空间分布上却存在显著差别。苏格兰高地出露了典型的巴罗型变质带,而喜马拉雅造山带则出露了反转的巴罗型变质带。这两类巴罗型变质带记录了不同的变质和构造演化过程,是对比研究碰撞造山带温压结构和动力体制的时空演化及其地球动力学机制的天然实验室。本文以苏格兰高地和喜马拉雅造山带为例,比较了典型的巴罗型变质带和反转的巴罗型变质带的岩石学与年代学特征,并探讨了它们的形成机制。这两个地区的研究各具特色:苏格兰高地的研究主要聚焦于加热机制,强调软流圈地幔及其派生岩浆等外部热源对巴罗型变质带形成的关键作用;而喜马拉雅造山带的研究则主要关注构造过程,强调逆冲断层的顺序式活动对反转的巴罗型变质带形成的控制作用。进一步,本文将研究视角从巴罗型变质带拓展至巴罗型变质作用,综合考察其加热机制和构造背景,并探讨这对碰撞造山和地壳再造过程研究的启示。

关键词：汇聚板块边缘巴罗型变质作用加热机制构造背景苏格兰高地喜马拉雅造山带

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深水峡谷上游复合浊积砂岩储层类型及其展布规律——以琼东南盆地中央峡谷陵水气田为例

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石油与天然气地质 2024年第2期45卷 516-529页

作者：付超谢玉洪赵雨初王晖苑志旺徐伟陈国宁中海油研究总院有限责任公司北京100028 中海油有限责任公司北京100010 东南大学仪器科学与工程学院江苏南京211189

琼东南盆地陵水气田位于中央峡谷上游,以浊积砂岩储层为主,受沉积和成岩作用共同影响,储层类型较为多样,表征难度较大。为了预测深水甜点区分布,依据峡谷形态和埋深规律,将峡谷上游区域沿浊流流向依次划分为调整段、顺直段和弯曲段;通... 详细信息

琼东南盆地陵水气田位于中央峡谷上游,以浊积砂岩储层为主,受沉积和成岩作用共同影响,储层类型较为多样,表征难度较大。为了预测深水甜点区分布,依据峡谷形态和埋深规律,将峡谷上游区域沿浊流流向依次划分为调整段、顺直段和弯曲段;通过综合井筒中粒度、孔喉结构和填隙物类型对储层进行分类;基于岩石组构和物性参数间定量关系,分析对应沉积储层的沉积成因。研究认为,峡谷调整段以粗粒重力流沉积为主,随着颗粒间杂基含量降低,储层物性向下游逐渐变好;顺直段以细-粉砂浊流沉积为主,储层质量较为稳定,仅在局部因Ca^(2+)离子富集致使胶结作用增强;弯曲段以粉砂质浊流堆积为主,较细的沉积粒度致使储层质量向下游方向随着埋深的增加而逐渐变差。调整段沉积过程控制储层质量,顺直段-弯曲段成岩作用控制储层质量。

关键词：中央峡谷汇聚区构型级次物性展布浊积砂体琼东南盆地

基于减速度包络线修正的新型防滑效率计算方法

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交通运输工程学报 2024年第2期24卷 193-206页

作者：翟耕慰田春马天和陈超王国壮同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804 常州大学机械与轨道交通学院江苏常州213164

为解决现有防滑效率计算方法准确性低、评价效果差等问题,在深入分析列车制动防滑过程中轮轨黏着系数变化规律及特点的基础上,修正了列车制动防滑过程减速度峰值包络线,使其接近理想减速度曲线,进而提出一种新型防滑效率计算方法;结合... 详细信息

为解决现有防滑效率计算方法准确性低、评价效果差等问题,在深入分析列车制动防滑过程中轮轨黏着系数变化规律及特点的基础上,修正了列车制动防滑过程减速度峰值包络线,使其接近理想减速度曲线,进而提出一种新型防滑效率计算方法;结合列车制动防滑系统实际工作原理,搭建了列车制动防滑效率仿真验证平台,在仿真层面验证了减速度包络线修正的正确性和新型防滑效率计算方法的准确性;在不同仿真工况下对比分析了6种防滑效率计算方法的合理性和防滑性能评价效果,并基于实车防滑试验验证了新方法的实用性。研究结果表明:搭建的列车制动防滑效率仿真验证平台所得列车制动时间、制动距离等计算结果与相同工况下实车防滑试验结果的相对误差不超过5%,可用来验证和分析防滑效率计算方法与防滑性能评价效果;修正后的减速度峰值包络线与理想减速度曲线的相对误差不超过4.5%;当防滑控制策略不变时,新型防滑效率计算方法对列车在不同制动级位和黏着水平下的仿真结果相差不超过1.1%,试验结果相差不超过3.5%,且防滑效率均小于100%,稳定性良好;采用不同防滑控制策略时,新型防滑效率计算方法的仿真结果存在明显差异,且不同控制策略对应的防滑效率与其防滑性能正相关,能体现出不同防滑系统间的性能差异;新型防滑效率计算方法能通过实车防滑试验计算防滑效率,为实车提供了一种新的防滑性能评价手段。

关键词：铁道车辆制动系统防滑效率减速度包络线联合仿真实车防滑试验