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Ar离子辐照对Zr-0.75Sn-1Nb-0.35Fe-0.15Cr合金显微组织和耐腐蚀性能的影响

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稀有金属材料与工程 2024年第6期53卷 1642-1653页

作者：顾志远吴悦林晓冬姚美意胡丽娟梁雪李毅丰彭剑超谢耀平周邦新上海大学材料研究所上海200072 上海大学微结构重点实验室上海200444

通过熔炼、热轧、冷轧和退火等工艺制备了Zr-0.75Sn-1Nb-0.35Fe-0.15Cr(质量分数,%)合金板状样品,采用静电加速器在300℃下对样品进行注量为1.02×10^(15)和5.1×10^(15)ions/cm^(2)(对应辐照损伤剂量分别为1和5 dpa)的Ar^(+)辐照,然后... 详细信息

通过熔炼、热轧、冷轧和退火等工艺制备了Zr-0.75Sn-1Nb-0.35Fe-0.15Cr(质量分数,%)合金板状样品,采用静电加速器在300℃下对样品进行注量为1.02×10^(15)和5.1×10^(15)ions/cm^(2)(对应辐照损伤剂量分别为1和5 dpa)的Ar^(+)辐照,然后将未辐照和辐照样品置于360℃/18.6 MPa/0.01 mol·L^(-1)Li OH水溶液中腐蚀90 d,利用SEM和TEM表征分析了辐照前后合金基体显微组织和腐蚀后氧化膜截面显微组织。结果表明,辐照前Zr-0.75Sn-1Nb-0.35Fe-0.15Cr合金为完全再结晶组织,晶粒呈等轴晶,第二相主要为fcc和hcp结构的Zr(Fe,Cr,Nb)_(2),尺寸主要在50~100 nm范围内;辐照后,合金内形成了型位错环,第二相发生了完全非晶化,但未发现第二相中元素向基体扩散现象。腐蚀90 d后,辐照样品的氧化膜厚度小于未辐照样品,说明Ar^(+)辐照在一定程度上降低了合金腐蚀初期的腐蚀速率。分析认为,Ar^(+)辐照能延缓氧化膜显微组织的演化,降低氧化膜中的等轴晶占比和裂纹数量,同时辐照诱导的非晶化第二相的氧化更慢,使氧化膜更具保护性,从而降低合金的腐蚀速率。

关键词：锆合金辐照腐蚀氧化膜第二相

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锰氧化物在水系电池中的研究进展与挑战

硅酸盐学报 2024年第1期52卷 273-291页

作者：杜玲玉毕嵩山牛志强烟台大学环境与材料工程学院山东烟台264005 南开大学化学学院天津300071

水系二次电池因其安全性高、成本低以及对环境友好等特点,在大规模储能领域展现出广阔的应用前景。电极材料作为电池的关键组成部分,其性质直接影响电池电化学性能。锰氧化物具有晶体结构丰富、理论比容量高、氧化还原电位高、成本低等... 详细信息

水系二次电池因其安全性高、成本低以及对环境友好等特点,在大规模储能领域展现出广阔的应用前景。电极材料作为电池的关键组成部分,其性质直接影响电池电化学性能。锰氧化物具有晶体结构丰富、理论比容量高、氧化还原电位高、成本低等优势,被认为是最具发展潜力的正极材料之一。然而,锰氧化物存在导电性差、结构不稳定、锰溶解等问题,使电池面临倍率和循环性能差的严峻挑战,限制了其实际应用。此外,锰氧化物的反应机制较为复杂。针对上述问题,本文通过调研有关锰氧化物的文献,首先分析了其晶体结构类型和特点,进一步按照电解液酸度梳理归纳了锰氧化物在(弱)酸性和碱性条件下的反应机制,简要阐述了其在水系碱金属离子、多价金属离子以及非金属离子二次电池体系的研究进展,最后对未来高性能锰氧化物正极的发展方向进行了展望。

关键词：水系电池锰氧化物晶体结构反应机制

航天铝合金表面脉冲激光毛化工艺及其胶接性能

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中国表面工程 2024年第3期37卷 67-77页

作者：冯杰才李诚王星姜梦杜长林徐聪聪章易镰田应仲上海大学机电工程与自动化学院上海200444 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 上海航天动力技术研究所上海201100

传统的铝合金表面处理技术存在污染环境、损伤铝合金基体和加工质量不一致等问题。激光束能量精确可控,可在保证满足工业生产要求的前提下减少对环境的污染,且易于实现自动化。航空发动机制造过程中需要采用金属-粘接剂-金属连接,为提... 详细信息

传统的铝合金表面处理技术存在污染环境、损伤铝合金基体和加工质量不一致等问题。激光束能量精确可控,可在保证满足工业生产要求的前提下减少对环境的污染,且易于实现自动化。航空发动机制造过程中需要采用金属-粘接剂-金属连接,为提高其胶接强度需要对金属进行表面毛化处理。通过在LY12CZ铝合金表面进行纳秒激光毛化,探讨纳秒激光脉冲能量、脉冲频率、脉冲宽度等工艺参数对微孔直径、深度、分布形式等形貌的影响规律,并分析铝合金表面激光烧蚀微孔成形机理及其胶接性能的强化机制。研究表明,当脉冲能量增大时,微坑深度和孔径逐渐增加。当脉冲宽度在20~120 ns时增大或脉冲频率在10~90k Hz时增大,会导致孔径和孔深增大。当脉冲宽度大于120ns时增大,孔深会减少,孔径会缓慢上升后缓慢减小。当脉冲频率大于70 kHz时增大,孔深和孔径会增大。熔融物在Marangoni对流作用下形成火山口状表面微结构。微孔直径较大、深度较深,微孔间距较密集且微孔外部形状呈现火山状的微结构利于胶接剂的渗入,形成“钉扎”作用,可提高铝合金胶接剪切强度至16.77 MPa,满足工业生产要求的10 MPa,推荐的工艺参数是激光脉冲能量为1.8 mJ、脉冲频率为70 kHz、脉宽为240 ns、烧蚀次数为5次、微孔间距为100μm。研究结果可为LY12CZ铝合金表面高质量的纳秒激光毛化提供参考。

关键词：激光材料加工铝合金工艺参数胶接形貌

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谐振型自偏置磁电换能器的建模与性能研究

物理学报 2024年第14期73卷 228-238页

作者：谢冰鸿徐国凯雷保新肖绍球喻忠军朱大立中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国科学院信息工程研究所北京100085 中山大学系统科学与工程学院广州510275 中国科学院大学网络空间安全学院北京100049

基于磁化等效和非线性磁致伸缩本构关系,建立了L-T模式下的自偏置磁电换能器的多物理场耦合仿真模型,研究了弯曲、伸缩谐振模式下的磁电耦合性能.在所建模型基础上,制备了相应的实验样品进行测试.实测结果与仿真数据相吻合,从而验证了... 详细信息

基于磁化等效和非线性磁致伸缩本构关系,建立了L-T模式下的自偏置磁电换能器的多物理场耦合仿真模型,研究了弯曲、伸缩谐振模式下的磁电耦合性能.在所建模型基础上,制备了相应的实验样品进行测试.实测结果与仿真数据相吻合,从而验证了模型的准确性和有效性.实测结果表明,Metglas/Galfenol/PZT-5A结构在伸缩谐振模式下展现出更为显著的自偏置磁电效应,其磁电系数为10.7 V·cm^(–1)·Oe^(–1)@99.4 kHz,磁电功率系数为5.01μW·Oe^(–2)@97.9 kHz.无需阻抗匹配,其有载磁电功率系数最高可达4.62μW·Oe^(–2)@99.3 kHz.施加外部偏置磁场至25 Oe,磁电系数可提升至47.06 V·cm^(–1)·Oe^(–1)@99.4 kHz,磁电功率系数提升至82.13μW·Oe^(–2)@99 kHz.进一步的仿真研究表明,高磁导率层厚度的增加能显著提升自偏置磁电换能器的性能:当Metglas层厚度增加至90μm时,磁电系数和功率系数分别提升至原先的2.47倍和6.96倍.自偏置磁电换能器具备减少对外部偏置磁场依赖的能力,为磁电复合材料在低频无线功率传输系统中的应用与发展提供了新途径.

关键词：磁电换能器自偏置磁电效应高磁导率层磁电功率系数

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基于深度学习的下行大规模MIMO OFDM系统的1比特预编码算法

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电子与信息学报 2024年第3期46卷 886-894页

作者：周宸颢温利嫄钱骅康凯中国科学院上海高等研究院上海201210 中国科学院大学北京100049 上海科技大学信息科学与技术学院上海201210

大规模多输入多输出(MIMO)系统中通过在基站端配备数百根天线,在提高频谱利用效率的同时,也带来了系统成本的增加。本课题组之前提出了一种适用于下行大规模MIMO正交频分复用(OFDM)系统的收敛保证的多载波1比特预编码算法(CG-MC1bit),... 详细信息

大规模多输入多输出(MIMO)系统中通过在基站端配备数百根天线,在提高频谱利用效率的同时,也带来了系统成本的增加。本课题组之前提出了一种适用于下行大规模MIMO正交频分复用(OFDM)系统的收敛保证的多载波1比特预编码算法(CG-MC1bit),能够获得较优的系统性能,但相应的计算复杂度较高,阻碍了其在实时系统中的应用。为进一步解决大规模MIMO系统中的成本和功耗问题,该文提出了一个模型驱动的神经网络,在CG-MC1bit算法的基础上迭代展开(Unfolding)得到了一种更加高效的CG-MC1bit-Net算法。具体而言,将迭代算法展开为一个神经网络,并引入可训练的参数来替代前向传播中的高复杂性操作。实验结果表明,该方法能够自动更新参数,与传统的预编码算法相比,收敛速度更快,计算复杂度更低。

关键词：大规模多输入多输出预编码正交频分复用(OFDM) 迭代展开神经网络

含下伏气的第一类天然气水合物藏开发实验与模拟研究进展

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化工进展 2024年第4期43卷 2091-2103页

作者：孙贤柳军王晓辉孙长宇陈光进中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102249 济宁经济技术开发区管理委员会山东济宁272000

第一类天然气水合物藏由上部含水合物沉积层和下伏气-液两相流层组成,是目前天然气水合物开采的首选目标。本文对第一类天然气水合物藏特征及试采情况进行了介绍,并回顾了相关实验和数值模拟研究进展。实验研究方面总结了第一类水合物... 详细信息

第一类天然气水合物藏由上部含水合物沉积层和下伏气-液两相流层组成,是目前天然气水合物开采的首选目标。本文对第一类天然气水合物藏特征及试采情况进行了介绍,并回顾了相关实验和数值模拟研究进展。实验研究方面总结了第一类水合物储层的重塑方案和该类水合物藏的产气特性。指出第一类水合物藏在储层塑造方面存在一定的局限性,多数实验研究中合成的水合物储层其下伏气是没有多孔介质的纯气体,不能模拟实际带有下伏气层的水合物储层的传质过程。而且,不同产气阶段的产气速率差异明显,初始阶段产气速率明显更快。此外,适用于经典的第三类水合物藏分解特性的建模思路,即将甲烷水合物的分解描述为移动边界问题,假设水合物分解发生在尖锐界面上,不适用于第一类水合物藏分解的数值模拟研究,因为该类水合物储层在分解阶段同时出现多个分解前沿。文中同时提出了有关第一类水合物藏开发未来的研究方向,即扩大研究尺度和模拟自然海洋环境水合物储层受力情况,以更贴近自然水合物成藏环境,提高研究结论的可参考性。

关键词：第一类水合物藏重塑传热传质数值模拟

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基于代理模型和NSGA-Ⅱ的超高强钢电阻点焊工艺参数多目标优化

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焊接学报 2024年第4期45卷 20-25,I0004页

作者：卓文波谭国笔陈秋任侯泽宏王显会韩维建黄理南京理工大学机械工程学院南京210009 长三角先进材料研究院苏州215000 南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心南京210009

为寻求超高强钢电阻点焊时最佳的焊接工艺参数,开展正交试验法设计三因素五水平的平板搭接点焊试验,以焊接时间、焊接电流和电极压力为可调的工艺参数,将熔核直径、压痕深度、拉剪强度及飞溅情况作为焊接接头质量评价指标.基于高斯过程... 详细信息

为寻求超高强钢电阻点焊时最佳的焊接工艺参数,开展正交试验法设计三因素五水平的平板搭接点焊试验,以焊接时间、焊接电流和电极压力为可调的工艺参数,将熔核直径、压痕深度、拉剪强度及飞溅情况作为焊接接头质量评价指标.基于高斯过程回归和BP神经网络建立起焊接工艺参数与焊接接头质量评价指标之间关系的代理模型,训练的结果显示模型精度很高.最后利用带精英策略的非支配排序的遗传算法NSGA-Ⅱ实现多目标优化,得到各评价指标之间的最优pareto解集.经验证,各评价模型的相对误差值都很小.结果表明,该优化方法有较好的预测效果和稳定性.通过使用较少的试验数据,建立优化模型的方法对电阻点焊及其它焊接领域最佳焊接工艺参数的选取具有重要的指导价值.

关键词：多目标优化电阻点焊工艺参数代理模型非支配排序遗传算法

基于硫基相变材料的存内计算器件与集成芯片(特邀)

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光学学报 2024年第15期44卷 382-401页

作者：许恺贠亦婷张嘉欣李想王威权魏茂良雷坤皓李钧颖林宏焘浙江大学信息与电子工程学院脑机智能国家重点实验室微纳电子学与智能系统浙江省重点实验室浙江杭州310027 国科大杭州高等研究院浙江杭州310024

从材料、集成工艺、器件和网络4个方面回顾了硫基相变材料及其集成器件与集成存内计算光网络的研究进展,聚焦于材料损耗、器件性能、大规模集成工艺和网络可扩展性问题,探讨了存内计算器件与集成芯片存在的挑战和可行的解决方案。构建... 详细信息

从材料、集成工艺、器件和网络4个方面回顾了硫基相变材料及其集成器件与集成存内计算光网络的研究进展,聚焦于材料损耗、器件性能、大规模集成工艺和网络可扩展性问题,探讨了存内计算器件与集成芯片存在的挑战和可行的解决方案。构建高速、低功耗的硫基相变材料通用型存内计算芯片,是实现大数据量计算应用场景下高性能加速、计算能效大幅提升的一个极具前景的技术路径。

关键词：集成光学器件存内计算硅基光子学硫基光子学相变材料光学神经网络

利用IGGIII模型的多模多频GNSS-MR潮位反演

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遥感学报 2024年第2期28卷 426-436页

作者：陈殊何秀凤王笑蕾宋敏峰河海大学地球科学与工程学院南京211100

潮位是保证沿海安全、监测海洋气候、维持高程基准的重要参数。近年来基于地基Global Navigation Satellite Systems (GNSS)反射信号的遥感方法被证实可以用于潮位监测。相较于传统的潮位测量方法,GNSSmultipath reflectometry (GNSS-MR... 详细信息

潮位是保证沿海安全、监测海洋气候、维持高程基准的重要参数。近年来基于地基Global Navigation Satellite Systems (GNSS)反射信号的遥感方法被证实可以用于潮位监测。相较于传统的潮位测量方法,GNSSmultipath reflectometry (GNSS-MR)技术有成本低、连续跟踪、全天候等优势;但是目前技术的精度不高、时间分辨率较低。通过获取更多GNSS卫星系统的观测数据可以提高潮位监测结果的时间分辨率,本文利用GPS、GLONASS、Galileo和BeiDou的观测数据,采用基于IGGIII模型的稳健回归方法对四系统的潮位反演数据进行融合研究。测站选取BRST站和HKQT站,这两个测站均可接收四系统数据;实验结果表明,利用多模多频GNSSMR进行潮位反演,二个测站的反演精度分别优于13 cm和8 cm,相比于单系统单频精度有40%—70%的提升,而且能够大大提高时间分辨率。

关键词：遥感 GNSS-MR 潮位反演多模多频稳健回归 IGGIII