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激光选区熔化316L不锈钢在酸性氯离子溶液中的钝化行为

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材料研究学报 2024年第3期38卷 221-231页

作者：李飞阳刘志红乔岩欣杨兰兰卢道华汤雁冰江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212003 江苏科技大学海洋装备研究院镇江212003

对激光选区熔化316L不锈钢(SLM 316L)进行开路电位、电化学阻抗、动电位极化、恒电位极化、暂态电流-时间测量以及Mott-Schottky、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等表征,与商用轧制316L不锈钢(R 316L... 详细信息

对激光选区熔化316L不锈钢(SLM 316L)进行开路电位、电化学阻抗、动电位极化、恒电位极化、暂态电流-时间测量以及Mott-Schottky、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等表征,与商用轧制316L不锈钢(R 316L)对比研究其在0.05 mol/L H_(2)SO_(4)+0.2 mol/L NaCl溶液环境中的钝化行为。结果表明:这两种钢钝化膜的形核机制均为连续形核,但是SLM 316L不锈钢的晶粒更小、晶界密度更高、钝化膜生长得更快。SLM 316L不锈钢发生过钝化溶解但是不发生点蚀,而R316L不锈钢发生点蚀。SLM316L不锈钢的耐蚀性能更优,因为其为均一的奥氏体相且有大量的小角度晶界;同时,表面生成的钝化膜中的O^(2-)/OH^(-)比值更低、载流子浓度更低、Cr_(2)O_(3)的含量更高和NiO含量更低,对钝化膜的保护效果更好,使其具有优异的耐点蚀性能。

关键词：材料失效与保护钝化行为电化学测试 316L不锈钢

基于人体臂部的连续动态服装压力预测模型及准确性表征方法

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纺织学报 2024年第7期45卷 150-158页

作者：谢红张林蔚沈云萍上海工程技术大学纺织服装学院上海201600

通过建立人体臂部与弹性压力臂套的三维有限元模型,对弹性压力臂套的穿套过程及人体肘关节着装后屈曲的2种工况进行数值模拟,计算得到人体臂部软组织外表面及弹性压力臂套随时间变化的等效应力;基于此数据建立线性回归模型,选取均方根... 详细信息

通过建立人体臂部与弹性压力臂套的三维有限元模型,对弹性压力臂套的穿套过程及人体肘关节着装后屈曲的2种工况进行数值模拟,计算得到人体臂部软组织外表面及弹性压力臂套随时间变化的等效应力;基于此数据建立线性回归模型,选取均方根误差作为线性回归模型表征指标,以用于表征织物基传感器测试的准确性。最后对模型进行应用,在有限元模型中选取臂部肘关节外侧屈曲点处,提取此处随时间变化的应力曲线,基于曲线上的特征点建立线性回归模型;选取2种柔性传感器,将其缝制在与模型屈曲点处同样的位置,测试匀速屈肘时的电信号数据,并通过力电耦合模型将电信号转换为应力值。选取均方根误差(RMSE)作为表征线性回归模型的指标,对2种传感器测试数据进行分析,结果显示其中一款传感器的测试值的回归效果与真实值的差距较小,可以认为此传感器运用于肘部弯曲测试准确度更高,效果更好。

关键词：织物基传感器连续动态压力数值模拟服装压力人体臂部压力臂套

长白山阔叶红松林林层群落结构与生产力的关系

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林业科学 2024年第3期60卷 57-64页

作者：肖欢叶尔江·拜克吐尔汗张春雨赵秀海北京林业大学国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心北京100089 新疆干旱区林业生态与产业技术重点实验室乌鲁木齐830052

【目的】探究长白山阔叶红松林不同林层群落结构与林分生产力的关系,分析林分生产力的影响因素,为温带森林的恢复与可持续经营提供科学依据。【方法】基于长白山自然保护区阔叶红松林40 hm^(2)固定监测样地2年(2014和2019年)植被调查数... 详细信息

【目的】探究长白山阔叶红松林不同林层群落结构与林分生产力的关系,分析林分生产力的影响因素,为温带森林的恢复与可持续经营提供科学依据。【方法】基于长白山自然保护区阔叶红松林40 hm^(2)固定监测样地2年(2014和2019年)植被调查数据,以样地内胸径(DBH)≥5 cm的木本植物为对象,根据胸径将阔叶红松林群落划分为优势木层、亚优势木层、中等木层和被压木层,运用R4.0.3软件计算各林层物种多样性、结构多样性和林分密度,与生产力进行相关性分析并构建结构方程模型,探讨不同林层物种多样性、结构多样性和林分密度对生产力的影响。【结果】1)林分密度与生产力显著正相关(P<0.05),且相关关系随林层上升而下降。2)Pearson相关性分析结果显示,生产力与代表物种组成α多样性的香农威纳指数显著正相关(P<0.05),且随林层上升相关关系减弱;反之,代表物种组成β多样性的香农熵指数与生产力存在显著负相关(P<0.05),但该相关关系在中等木层和亚优势木层不显著。此外,物种均匀度指数与生产力显著负相关(P<0.05),相关系数随林层上升先增大后减小;胸高断面积基尼系数和胸径均匀度指数与生产力显著负相关(P<0.05),且该相关关系随林层上移而减弱,在优势木层与生产力无显著相关性。胸径香农威纳指数与生产力呈显著正相关(P<0.05),且随林层上移相关关系降低,相关系数由0.44降至0.31。3)不同林层林分密度对生产力均有显著影响(P<0.001),且随林层上升其作用强度逐渐降低,路径系数由0.59降至0.27;物种多样性在被压木层和中等木层对生产力有显著正向作用(P<0.05),在优势木层和亚优势木层对生产力无显著影响;结构多样性在被压木层和中等木层通过作用于物种多样性和林分密度间接影响林分生产力,在优势木层和亚优势木层则直接作用于林分生产力。【结论】各林层林分密度对生产力均有显著影响(P<0.05),且随林层上升对生产力的作用强度逐渐降低,群落物种多样性和结构多样性对生产力的作用方向和强弱在不同林层表现各异。深入探讨不同林层物种多样性和结构多样性以及其如何影响森林生产力,在现代森林经营管理中尤为重要。

关键词：阔叶红松林不同林层生产力群落结构物种多样性

东北天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的采伐干扰响应

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林业科学 2024年第7期60卷 17-27页

作者：杨润露王娟张春雨北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京100083

[目的]探究采伐干扰对东北典型天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的影响,为东北地区森林可持续经营提供理论依据。[方法]在吉林省林业实验区国有林保护中心选取4块1 hm^(2)针阔混交林样地,2011年开展初次调查,同年冬季进行采伐作业,2... 详细信息

[目的]探究采伐干扰对东北典型天然次生针阔混交林乔木层碳储量变化的影响,为东北地区森林可持续经营提供理论依据。[方法]在吉林省林业实验区国有林保护中心选取4块1 hm^(2)针阔混交林样地,2011年开展初次调查,同年冬季进行采伐作业,2013、2015、2018和2021年复测保留木。采用双变量线性回归法,探讨采伐强度、物种多样性、功能多样性、系统发育多样性和群落加权平均性状值对碳储量和碳增量的影响;使用多元线性回归模型,比较各变量的贡献程度;利用结构方程模型,检验各变量对碳储量和碳增量的直接和间接效应。[结果](1)碳储量和碳增量多元线性回归模型中,采伐强度对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量的25%和5%;植物物种多样性对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量(物种、功能、系统发育多样性)的67%和58%;群落加权平均性状值对碳储量和碳增量的贡献分别占总解释量的8%和37%。(2)碳储量结构方程模型中,采伐强度对系统发育多样性、功能多样性、最大树高加权性状值和碳储量具有显著负向效应,路径系数分别为−0.221、−0.454、−0.337和−0.229;采伐强度对木质密度加权性状值具有显著正向效应,路径系数为0.368;采伐强度对物种多样性的直接效应不显著;物种多样性和功能多样性对碳储量具有显著正向效应,路径系数分别为0.306和0.235;系统发育多样性和群落加权平均值对碳储量的直接效应不显著。(3)碳增量结构方程模型中,最大树高加权性状值对碳增量具有显著正向效应,功能多样性与木质密度加权性状值不相关,其他变量间的关系与碳储量模型相同。[结论]物种多样性、功能多样性、群落加权平均性状值对碳储量和碳增量具有直接影响,森林经营时可通过增加植物种类以促成功能多样的林分来提高森林碳汇能力。采伐强度直接或间接通过功能多样性和群落加权平均性状值减少碳储量和碳增量,在森林经营中应合理采伐,以提高森林碳汇能力。

关键词：采伐干扰植物物种多样性群落加权平均性状值碳储量碳增量

基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类的VSP波场分离方法

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地球物理学报 2024年第1期67卷 289-307页

作者：赵亮高静怀李振张伟田亚军西安交通大学信息与通信工程学院西安710049 海洋油气勘探国家工程研究中心西安710049

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)蕴含大量的地层地质信息,是连接地震反射数据与测井资料之间的桥梁.VSP数据分辨率高,资料丰富,包括上行波、下行波、转换波等多种类型的波场,常被用于地层反射界面标定、介质衰减参数反演... 详细信息

垂直地震剖面(Vertical Seismic Profiling,VSP)蕴含大量的地层地质信息,是连接地震反射数据与测井资料之间的桥梁.VSP数据分辨率高,资料丰富,包括上行波、下行波、转换波等多种类型的波场,常被用于地层反射界面标定、介质衰减参数反演等.其中,如何有效地分离波场是将VSP资料应用于油气勘探的关键之一.广义Curvelet变换是一种具有多尺度、多角度的相空间变换,能够进行相空间域波场特性的提取.本文聚焦于VSP波场的上下行波分离问题,提出一种基于广义Curvelet变换和相空间特征聚类方法.首先,采用广义Curvelet变换对VSP波场进行特征提取,构造融入相空间角度信息的特征数据集;然后,利用K-means聚类算法在相空间对波场特征进行分类;最后,对分类结果进行反变换,完成VSP上下行波波场的自适应分离.为了验证方法的有效性,本文将所提出的方法用于合成数据和实际VSP数据的波场分离,并与常用的基于F-K变换的波场分离方法进行对比.处理结果表明,本文方法角度分辨率高、抗噪能力强,波场分离结果的保真保幅性好,这为后续的成像与地层的特征分析提供了重要基础资料.

关键词：垂直地震剖面(VSP) 波场分离 Curvelet变换广义Curvelet变换 K-means聚类

淡水鱼类环境DNA宏条形码引物的筛选及其在千岛湖的应用

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湖泊科学 2024年第1期36卷 187-199页

作者：周严童璐胡文静李志力郝雷刘其根胡忠军上海海洋大学农业农村部鱼类营养与环境生态研究中心上海201306 上海海洋大学农业农村部淡水水产种质资源重点实验室上海201306

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有... 详细信息

基于环境DNA(eDNA)技术的鱼类多样性监测方法因具有灵敏度高、对目标生物无伤害以及成本低等特点,近年来在国内外得到了广泛应用。eDNA方法的有效性往往取决于宏条形码引物的选择,尽管目前已经有一些鱼类环境DNA宏条形码引物,但较少有研究综合评估这些引物的检出效果。本研究评估了来自COI、Cytb、12S rRNA和16S rRNA基因的29对鱼类e DNA宏条形码引物(包括本研究设计的2对和从国内外文献中引用的27对引物),首先基于计算机模拟PCR(in silico PCR)进行了初步分析,随后通过高通量测序对其中效果较好的17对引物开展了更进一步的验证,结果显示:计算机模拟PCR结果良好的引物在进行高通量测序时并非全部表现良好,表明引物的筛选不能仅仅依靠计算机模拟PCR;具有更长扩增片段长度的宏条形码引物并没有获得理想中更好的扩增效果,表现效果好的引物大多是扩增片段长度处于200~300 bp之间的引物;相对于COI和Cytb而言,12S rRNA引物与16S rRNA引物均具有良好的扩增效果,适宜作为鱼类环境DNA宏条形码而用于鱼类多样性研究;同时,鉴于当前的鱼类DNA条形码数据库尚不完备以及不同引物的特性不同,使用多对引物将大大增加物种的检出概率和e DNA研究的可信性。本研究展示了eDNA在评估生物多样性方面的潜力,有助于将来的鱼类eDNA研究,从而为鱼类多样性的保护提供参考。

关键词： eDNA DNA宏条形码生物多样性计算机模拟PCR 引物千岛湖

实验室光源的微束X射线荧光成像系统研制及应用研究

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1061-1066页

作者：张文星陶芬刘一邓彪上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 中国科学院上海应用物理研究所上海光源中心上海201800 中国科学院上海高等研究院上海光源中心上海201204

微束X射线荧光成像(μ-XRFI)是无损获取样品内部元素微区分布信息的重要方法,主要应用于微米量级区域内的元素分辨成像。同步辐射是μ-XRFI的理想光源,由于其装置庞大、造价高昂,用户机时紧张,并不适宜于常规应用。基于实验室X射线光管... 详细信息

微束X射线荧光成像(μ-XRFI)是无损获取样品内部元素微区分布信息的重要方法,主要应用于微米量级区域内的元素分辨成像。同步辐射是μ-XRFI的理想光源,由于其装置庞大、造价高昂,用户机时紧张,并不适宜于常规应用。基于实验室X射线光管、多毛细管聚焦镜、高精度样品台及硅漂移探测器,研制了一套具有元素分辨的μ-XRFI系统,性能测试结果表明该系统可以测量分析元素含量为0.001%量级的溶液样品和优于20μm的空间分辨能力。基于该μ-XRFI系统开展了应用研究,获得了小鼠脑、芯片及古代陶瓷样品中的多种主要元素及微量元素的空间分布,结果表明该系统可满足μ-XRFI的需求,可为生物医学、电子元件检测、瓷器色彩成分鉴定等领域研究提供帮助。

关键词：实验室X射线光管多毛细管聚焦镜荧光成像元素分辨

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国产SPECT/CT系统的定量性能研究

清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1509-1515页

作者：江年铭刘帆程李高丽蕾刘辉刘亚强清华大学工程物理系北京100084 北京永新医疗设备有限公司北京102206

通过与国际先进的单光子发射计算机断层扫描/电子计算机断层扫描(single-photon emission computed tomography/computed tomography, SPECT/CT)成像系统GE Discovery NM/CT 670对比,评估了国产SPECT/CT成像系统Insight NM/CT Pro定量精度,以实现定量成像。该国产成像系统由北京永新医疗设备有限公司研制。该文通过精确定量标定Insight NM/CT Pro,结合中国医药行业推荐标准YY/T 1546—2017《用于SPECT成像CT衰减校正的试验方法》和美国电气制造商协会(National Electrical Manufactures Association, NEMA)标准NEMA NU 1—2018《Gamma相机的性能测量》的相关要求,采用低能高分(low energy high resolution, LEHR)准直器评估放射性核素锝-99 m(99mTc)成像的主要性能指标,并与GE Discovery NM/CT 670进行对比。首先,使用衰减精度模型测试空气、水和骨3种不同插件的衰减误差;其次,使用NEMA NU 1—2018体模测试2个成像系统的定量精度。结果表明:Insight NM/CT Pro获得的重建图像中空气、水和骨的衰减误差依次为7.84%、 8.38%和4.66%;直径为13、 17、 22和28 mm的“热区”小球的定量恢复系数分别为38.22%、 50.98%、 66.55%和71.32%,背景浓度偏差为7.95%。国产Insight NM/CT Pro成像系统获得的重建图像质量和定量精度与GE Discovery NM/CT 670成像系统效果相当,证实了该系统定量可靠。

关键词： SPECT/CT 衰减校正模体评估定量精度

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基于时频域综合分析的无创血糖检测技术研究

光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 318-324页

作者：陈剑虹任军怡杨佳郭亚亚乔卫东西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048

无创血糖检测技术是一种间接测量血液中葡萄糖含量的方法,其不损伤人体组织具有安全、快捷、无创的特点,打破了传统血糖检测的局限性,具有重要的研究价值。光电容积脉搏波信号因携带多种生理病理信息,被广泛应用于各种临床研究,也是目... 详细信息

无创血糖检测技术是一种间接测量血液中葡萄糖含量的方法,其不损伤人体组织具有安全、快捷、无创的特点,打破了传统血糖检测的局限性,具有重要的研究价值。光电容积脉搏波信号因携带多种生理病理信息,被广泛应用于各种临床研究,也是目前实现无创血糖检测技术的重点关注对象。目前基于光电容积脉搏波信号的无创血糖检测研究,仅考虑了时间域或频率域单独作用时对系统建模的贡献。信号的时域分析虽能描述PPG信号幅值随时间的变化,却无法直观反映PPG信号频率的能量分布,因此单一域的信号分析不能全面表达PPG信号,从而导致信息丢失。采用频域分析方法提取信号频谱时,需要利用信号的全部时域信息,是一种全局的变换,可能会造成特定时间或特定频率段内的信号特性丢失。提出了一种基于光电容积脉搏波(PPG)时频域综合分析的无创血糖检测新方法,采用时域-频域并行法综合考量光电容积脉搏波信号与血糖间的联系。以时域分析为基准,利用聚类分析法在PPG信号时域中提取代表波形,分析波形特征点与血糖相关性,确定波形时域特征参数。在此基础上,利用快速傅里叶变换将脉搏波时域信号转换至频率域,采取主成分分析手段研究频谱信息,确立频域特征量。通过口服葡萄糖耐糖实验(OGTT)对获取的波形信号提取时频域特征参数,以实时检测的有创血糖浓度值作为参考,构建基于BP神经网络的无创血糖检测模型,同时为提升模型精度实现模型最优化,应用遗传算法对模型进行二次修正,最终实现模型测试集平均绝对误差(MAE)为1.13 mmol·L^(-1),均方根误差(RMSE)为1.42 mmol·L^(-1)。Parkers共识网络栅格(Parkers CEG)评估结果显示:在A区与B区的预测结果分别占80.3%、19.7%,实验结果表明该方法具有良好的预测精度,为实现日常血糖无创监测可行性提供了理论基础及可靠性依据。有助于完善糖尿病的检测与监测体系,更好地全面判断病情,及时预防、指导、治疗糖尿病。

关键词：无创血糖检测光电容积脉搏波时频域综合分析机器学习