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热湿环境下CO_(2)-SO_(2)耦合侵蚀水泥基材料的中性化机理及预测模型

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 545-554页

作者：牛荻涛曹志远吕瑶西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 省部共建绿色建筑国家重点实验室/西安建筑科技大学西安710055

为探究工业环境中水泥基材料耐久性损伤机理,开展了热湿环境CO_(2)-SO_(2)耦合侵蚀下净浆、砂浆和混凝土的中性化试验,并采用核磁共振和电化学阻抗谱等测试方法分析了水泥基材料的孔结构及孔溶液变化,建立了水泥基材料的中性化深度预测... 详细信息

为探究工业环境中水泥基材料耐久性损伤机理,开展了热湿环境CO_(2)-SO_(2)耦合侵蚀下净浆、砂浆和混凝土的中性化试验,并采用核磁共振和电化学阻抗谱等测试方法分析了水泥基材料的孔结构及孔溶液变化,建立了水泥基材料的中性化深度预测模型。结果表明:腐蚀循环前期(0~2次),反应以碳化为主。中期(2~7次),由于CaCO_(3)填充试样的孔隙,使得碳化反应速率减缓。同时SO_(2)与混凝土水化产物发生反应,水化硅酸钙(C-S-H)凝胶脱钙,同时生含结晶水的膨胀产物CaSO_(3)和CaSO_(4),导致有害孔逐渐增加,试样表层产生膨胀裂缝。后期(7~14次),SO_(2)持续腐蚀C-S-H凝胶等水化产物,混凝土孔隙率增大,碳化反应速度加快。

关键词：工业环境水泥基材料中性化机理中性化深度预测模型

单晶4H-SiC的摩擦诱导化学机械复合加工(FCMM)实验研究

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机械工程学报 2024年第7期60卷 401-410页

作者：张博楠黄辉武民华侨大学脆性材料产品智能制造技术国家地方联合工程研究中心厦门361021 华侨大学制造工程研究院厦门361021

单晶碳化硅(SiC)凭借其优异的材料性能成为下一代电力电子器件和光电子器件的优选衬底材料,但碳化硅的高硬脆性,强化学惰性对其高效精密加工带来了巨大挑战。提出一种基于摩擦诱导化学作用与低硬度磨粒机械作用复合的SiC晶片加工新思路... 详细信息

单晶碳化硅(SiC)凭借其优异的材料性能成为下一代电力电子器件和光电子器件的优选衬底材料,但碳化硅的高硬脆性,强化学惰性对其高效精密加工带来了巨大挑战。提出一种基于摩擦诱导化学作用与低硬度磨粒机械作用复合的SiC晶片加工新思路。跟踪了4H-SiC在不同铁基烧结盘以及不同加工工艺参数下材料去除率随时间的变化;检测了加工后晶片的表面质量及亚表面损伤。实验结果表明摩擦诱导化学机械复合加工方法通过摩擦诱导实现金属与碳化硅的固相化学反应,并利用低硬度磨粒机械去除固相化学反应产物。加工后的亚表面中并未在纳米尺度下观察到晶体变形和晶格缺陷。加工初始阶段的材料去除率最高可达1025nm/min,稳定阶段的材料去除率最高可达385nm/min。工艺参数对加工过程中的固相化学反应速率有着重要的影响,低硬度磨粒实现对化学反应粘附物的机械去除,可以有效提高材料去除率。实验结果证实了本文提出的新型加工思路的可行性,其总体加工效率明显高于现有加工方法,为实现单晶SiC晶片的高效精密加工提供了新的研究思路。

关键词：摩擦诱导固相化学反应化学机械复合加工碳化硅亚表面损伤

基于SSA-CG-Attention模型的多因素采煤工作面涌水量预测

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煤田地质与勘探 2024年第4期52卷 111-119页

作者：丁莹莹尹尚先连会青刘伟李启兴祁荣荣卜昌森夏向学李书乾华北科技学院河北省矿井灾害防治重点实验室北京101601 吉林大学建设工程学院吉林长春130026 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

矿井工作面涌水量预测对确保矿山安全、优化资源配置、提高工作效率等都具有重要作用。为提高预测结果的准确性和稳定性,基于钻孔水位和微震能量数据与涌水量的强关联性,选择其作为多因素特征变量,提出SSA-CG-Attention多因素矿井工作... 详细信息

矿井工作面涌水量预测对确保矿山安全、优化资源配置、提高工作效率等都具有重要作用。为提高预测结果的准确性和稳定性,基于钻孔水位和微震能量数据与涌水量的强关联性,选择其作为多因素特征变量,提出SSA-CG-Attention多因素矿井工作面涌水量预测模型。该模型在门控循环单元(GatedRecurrentUnit,GRU)提取时序特征的基础上,与卷积神经网络(ConvolutionalNeuralNet-work,CNN)融合形成新的网络结构提取数据的有效非线性局部特征,并且加入注意力机制(Atten-tion),在预测过程中将注意力集中在输入元素上,提高模型的准确性。最后通过麻雀搜索算法(Spar-row Search Algorithm,SSA)优化模型参数,避免局部最优解的问题。将提出的模型分别与传统的BP神经网络、LSTM、GRU单因素涌水量预测模型以及MLP、SLP、SVR、LSTM、GRU、SSA-LSTM、SSA-GRU多因素涌水量预测模型的预测结果进行对比分析,结果表明:SSA算法以最少迭代次数快速寻优,避免了局部最优解的缺陷;SSA-CG-Attention多因素涌水量预测模型整体预测指标绝对误差(E_(MA))、均方根误差(E_(RMS))以及平均绝对百分比误差(E_(MAP))分别为5.24 m^(3)/h、7.25 m^(3)/h、6%,指标方差和为8.90。相较于其他预测模型预测精度更高,相较于单因素涌水量预测模型,多因素涌水量预测模型预测结果更加稳定。研究结果为矿井工作面涌水量预测提供了新的思路与方法,对矿井工作面涌水量预测及防控有着借鉴与指导作用,具有一定的理论价值和现实意义。

关键词：涌水量预测卷积神经网络门控循环单元注意力机制多因素预测微震能量

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放牧和氮添加对典型草原长芒草种群生长的影响

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植物生态学报 2024年

作者：黄玲王榛马泽杨发林李岚 Serekpayev Nurlan Nogayev Adilbek 侯扶江哈萨克斯坦赛福林农业科技大学农学院草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室农业农村部草牧业创新重点实验室兰州大学草地农业科技学院宁夏回族自治区草原工作站

种群是草原生态系统结构、功能形成和发展的基础。然而,长期放牧伴随着全球气候变化深刻影响着种群的生长和繁殖。长芒草(Stipa bungeana)是黄土高原典型草原的优势种,具有较高的生态和经济价值。该研究依托黄土高原典型草原长期滩羊轮... 详细信息

种群是草原生态系统结构、功能形成和发展的基础。然而,长期放牧伴随着全球气候变化深刻影响着种群的生长和繁殖。长芒草(Stipa bungeana)是黄土高原典型草原的优势种,具有较高的生态和经济价值。该研究依托黄土高原典型草原长期滩羊轮牧试验平台,采用完全随机的裂区实验设计,以放牧率(0、2.7、5.3、8.7 sheep·hm–2)作为主因子,氮添加水平(0、5、10、20 g·m–2)作为副因子,探究放牧、氮添加及其交互作用对长芒草的形态性状、地上生物量及其占群落生物量比例的作用。结果表明:随放牧率的增加,长芒草的株高、冠幅直径、分蘖密度、实生苗密度、地上生物量和生物量占比呈“单峰”曲线变化趋势,种群密度降低。而氮添加增加长芒草的株高、冠幅直径、生殖枝密度、分蘖密度、地上生物量和生物量占比;实生苗密度随氮添加的增加呈先增后减的趋势。相比氮添加,放牧对长芒草地上生物量和生物量占比的总效应小,放牧对地上生物量有直接的负效应,并通过调控分蘖密度、种群密度及地上生物量影响其生物量占比;氮添加不仅对地上生物量有直接的积极效应,还通过株高、生殖枝密度对地上生物量有间接的正效应,同时通过调控种群密度、冠幅直径、分蘖密度和生殖枝密度影响生物量占比。总体上,氮添加增加长芒草的冠幅直径和生殖枝密度(相比株高和分蘖密度),放牧增加实生苗密度(相比种群密度),而放牧和氮添加的交互作用显著影响生殖枝密度。放牧率为4.10sheep·hm–2和5.29sheep·hm–2时长芒草具有最大地上生物量及其群落占比。上述结果表明放牧和氮添加通过影响长芒草种群的形态特征来调控其地上生物量和群落地位,为草地种群的科学管理和可持续发展提供了科学依据。

关键词：放牧氮添加种群形态性状地上生物量群落地位

长期放牧和氮添加对黄土高原典型草原长芒草种群生长的影响

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植物生态学报 2024年第3期48卷 317-330页

作者：黄玲王榛马泽杨发林李岚 SEREKPAYEV Nurlan NOGAYEV Adilbek 侯扶江草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室农业农村部草牧业创新重点实验室国家林业草原西北退化草原生态修复与利用工程技术研究中心兰州大学草地农业科技学院兰州730020 宁夏回族自治区草原工作站银川750002 Department of Agriculture and Plant Growing Saken Seifullin Kazakh Agrotechnical UniversityAstana 010011Kazakhstan

种群是草原生态系统结构、功能形成和发展的基础。然而,长期放牧伴随着全球气候变化深刻影响着种群的生长和繁殖。长芒草(Stipa bungeana)是黄土高原典型草原的优势种,具有较高的生态和经济价值。该研究依托黄土高原典型草原长期滩羊轮牧实验平台,采用完全随机的裂区实验设计,以放牧率(0、2.7、5.3、8.7 sheep·hm^(-2))作为主因子,氮添加水平(0、5、10、20 g·m^(-2))作为副因子,探究放牧、氮添加及其交互作用对长芒草的形态性状、地上生物量及其占群落生物量比例的作用。结果表明:随放牧率的增加,长芒草的株高、冠幅直径、分蘖密度、实生苗密度、地上生物量和生物量占比呈“单峰”曲线变化趋势,种群密度降低。而氮添加增加长芒草的株高、冠幅直径、生殖枝密度、分蘖密度、地上生物量和生物量占比;实生苗密度随氮添加的增加呈先增后减的趋势。相比氮添加,放牧对长芒草地上生物量和生物量占比的总效应小,放牧对地上生物量有直接的负效应,并通过调控分蘖密度、种群密度及地上生物量影响其生物量占比;氮添加不仅对地上生物量有直接的积极效应,还通过株高、生殖枝密度对地上生物量有间接的正效应,同时通过调控种群密度、冠幅直径、分蘖密度和生殖枝密度影响生物量占比。总体上,氮添加增加长芒草的冠幅直径和生殖枝密度(相比株高和分蘖密度),放牧增加实生苗密度(相比种群密度),而放牧和氮添加的交互作用显著影响生殖枝密度。放牧率为4.10和5.29 sheep·hm^(-2)时长芒草具有最大地上生物量及其群落占比。上述结果表明放牧和氮添加通过影响长芒草种群的形态特征来调控其地上生物量和群落地位。

关键词：放牧氮添加种群形态性状地上生物量群落地位

FRP筋在不同腐蚀环境下的层间剪切性能劣化试验

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复合材料学报 2024年第4期41卷 2031-2042页

作者：王自柯段建新赵军杨永明郑州大学力学与安全工程学院郑州450001 郑州大学土木工程学院郑州450001

本文研究了玄武岩纤维、玻璃纤维及碳纤维增强聚合物(BFRP、GFRP和CFRP)筋在水、强碱溶液(pH=12.8)、弱碱溶液(pH=11)、模拟海水及酸溶液(pH=1.5)这5种腐蚀溶液环境下的性能劣化情况。通过层间剪切强度测试、水吸收试验、DMA、FTIR和SE... 详细信息

本文研究了玄武岩纤维、玻璃纤维及碳纤维增强聚合物(BFRP、GFRP和CFRP)筋在水、强碱溶液(pH=12.8)、弱碱溶液(pH=11)、模拟海水及酸溶液(pH=1.5)这5种腐蚀溶液环境下的性能劣化情况。通过层间剪切强度测试、水吸收试验、DMA、FTIR和SEM探究了不同老化温度(20、40和55℃)与腐蚀时间(1、2、3、6和9月)下FRP筋的纤维-树脂界面粘结性能、微观结构及化学成分等的劣化规律。试验结果表明:FRP筋的层间剪切强度受腐蚀环境的影响显著,在强碱溶液中的劣化速率远高于其他溶液,其原因是高浓度的OH−离子加速了FRP筋的水解和刻蚀反应,导致大量纤维与树脂发生脱粘,最终导致层间剪切强度降低;与BFRP筋和GFRP筋相比,CFRP筋的耐久性相对优异,在相同老化条件下具有更高的层间剪切强度保留率。

关键词： FRP筋腐蚀环境层间剪切强度水吸收红外光谱分析热机械分析

基因编辑技术及其在畜禽遗传育种中的应用研究进展

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中国畜牧杂志 2024年第7期60卷 6-12页

作者：曹慧韩博孙东晓中国农业大学动物科学技术学院北京100193

基因编辑是指对生物体基因组特定的DNA进行改造,使生物的性状发生定向的、可遗传的改变。基因编辑技术主要包括锌指核酸酶(Zinc Finger Nucleases,ZFNs)技术、转录激活因子样效应物核酸酶(Transcription Activator-Like Effector Nuclea... 详细信息

基因编辑是指对生物体基因组特定的DNA进行改造,使生物的性状发生定向的、可遗传的改变。基因编辑技术主要包括锌指核酸酶(Zinc Finger Nucleases,ZFNs)技术、转录激活因子样效应物核酸酶(Transcription Activator-Like Effector Nucleases,TALENs)技术、成簇规则间隔短回文重复序列/Cas9(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats and CRISPR-associated Protein 9,CRISPRs/Cas9)技术。在畜禽中使用高效且精确的基因编辑技术可以提高畜禽产量、品质、抗病力等。本文从基因编辑技术的发展、原理及其在畜禽遗传育种中的应用进行综述,为基因编辑技术应用于畜禽遗传育种的研究提供参考。

关键词：基因编辑畜禽 ZFNs TALENs CRISPR/Cas9

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激光诱导等离子体加工蓝宝石微结构及其润湿性

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光学精密工程 2024年第3期32卷 366-380页

作者：王晓光温秋玲陈金鸿黄国钦崔长彩姜峰华侨大学制造工程研究院福建厦门361021

激光诱导等离子体刻蚀技术在蓝宝石表面微结构制作方面具有独特的优势。通过控制变量法研究了激光能量密度、靶材和蓝宝石之间的距离和扫描速度对激光诱导等离子体加工蓝宝石微槽的微观形貌和几何尺寸的影响规律。通过正交试验研究了激... 详细信息

激光诱导等离子体刻蚀技术在蓝宝石表面微结构制作方面具有独特的优势。通过控制变量法研究了激光能量密度、靶材和蓝宝石之间的距离和扫描速度对激光诱导等离子体加工蓝宝石微槽的微观形貌和几何尺寸的影响规律。通过正交试验研究了激光诱导等离子体工艺参数对蓝宝石表面微结构接触角的影响,发现扫描线间距对接触角的影响最大,靶材和蓝宝石之间的距离和激光能量密度次之,扫描速度的影响最小。当激光能量密度为6.3 J/cm^(2),扫描线间距为200μm,靶材和蓝宝石之间的距离为150μm,扫描速度为10 mm/s时,蓝宝石表面微结构的接触角为136°,表现出良好的疏水性;当激光能量密度为7.4 J/cm^(2),扫描线间距为50μm,靶材和蓝宝石之间的距离为100μm,扫描速度为5 mm/s时,蓝宝石表面微结构的接触角为29°,具有较好的亲水性,并且长时间放置后表面接触角基本保持不变。通过扫描电镜观察发现,蓝宝石表面的微结构上分布着许多纳米颗粒,这些微纳结构共同影响蓝宝石的润湿性。

关键词：激光诱导等离子体烧蚀蓝宝石微结构工艺参数表面润湿性

NiCo_(2)O_(4)//GO非对称超级电容器电动汽车动力系统应用仿真

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西南大学学报（自然科学版） 2024年第2期46卷 170-182页

作者：郭冠伦王钊昕田峰黄斌武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 中国人民解放军第七四三五工厂武汉430070

将制备的NiCo_(2)O_(4)电极进行电化学性能测试,结果表明,NiCo_(2)O_(4)电极活性材料通过准可逆的氧化还原反应进行储能,表现出良好的电化学性能.进而使用Simulink仿真模拟了非对称超级电容器单体的放电过程,并使用AVL CRUISE仿真计算... 详细信息

将制备的NiCo_(2)O_(4)电极进行电化学性能测试,结果表明,NiCo_(2)O_(4)电极活性材料通过准可逆的氧化还原反应进行储能,表现出良好的电化学性能.进而使用Simulink仿真模拟了非对称超级电容器单体的放电过程,并使用AVL CRUISE仿真计算了超级电容器-锂离子电池复合储能系统的电动汽车行驶过程.结果表明,汽车在WLTC循环工况下的最大电池功率为38.0 kW,行驶时间为4.9 h,续航里程为224.4 km,相比单独的锂离子电池储能系统最大电池功率减小了31.3%,续航里程提高了11.4%.超级电容器对复合储能系统的电动汽车起到了平衡电池功率和提高续航里程的作用.

关键词：非对称超级电容器钴酸镍电化学测试电动汽车储能剩余电池容量