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膏体充填:金属矿绿色开采的变革性技术

中国有色金属学报 2024年第5期34卷 1652-1666页

作者：吴爱祥张晋军王贻明赵兴宽阮竹恩王建栋北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室北京100083 北京科技大学顺德创新学院佛山528399 中国有色矿业集团有限公司北京100029 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083

膏体充填具有安全、环保、经济、高效的显著优势,是近年来金属矿绿色开采的重要变革性技术。本文对近40年来中国膏体充填的发展历程、主要科技成就、基础理论与关键技术装备进行了分析与总结,并重点阐述了膏体充填对采矿工艺变革的推动... 详细信息

膏体充填具有安全、环保、经济、高效的显著优势,是近年来金属矿绿色开采的重要变革性技术。本文对近40年来中国膏体充填的发展历程、主要科技成就、基础理论与关键技术装备进行了分析与总结,并重点阐述了膏体充填对采矿工艺变革的推动作用。最后,提出了无人化膏体充填、基于膏体充填的全废综合利用这两大重要发展趋势。

关键词：膏体充填金属矿绿色开采工艺变革新模式

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Ti–Mn系储氢合金的研究进展

硅酸盐学报 2024年第6期52卷 1873-1883页

作者：张贺林繁鑫刘勇缪国栋王振刘春荣李平曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京100083

Ti-Mn系储氢合金在常温下能快速可逆吸放超过1.8%(质量分数)的氢气,且具有良好的循环稳定性和较低的成本,成为最具前景的储氢合金之一,但其较高的平台压不利于大规模应用。本文综述了近年来Ti-Mn系储氢合金的研究进展,总结了取代元素的... 详细信息

Ti-Mn系储氢合金在常温下能快速可逆吸放超过1.8%(质量分数)的氢气,且具有良好的循环稳定性和较低的成本,成为最具前景的储氢合金之一,但其较高的平台压不利于大规模应用。本文综述了近年来Ti-Mn系储氢合金的研究进展,总结了取代元素的半径对Ti-Mn系储氢合金晶体结构的影响,讨论了氧含量、元素取代和制备工艺对材料储氢性能的影响,阐述了微观缺陷-循环稳定性的关联机制,并对Ti-Mn系储氢合金在储氢罐领域的突破性应用进行了综述。最后提出未来的研究重点将集中于工艺改进和机理分析。

关键词： Ti–Mn系储氢合金吸放氢反应机理储氢性能储氢罐

基于工业小试规模的多元氨基两相CO吸收剂连续循环性能研究

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中国电机工程学报 2024年

作者：黄杰崔永康高巨宝王淑娟许世森清华大学山西清洁能源研究院清华大学能源与动力工程系北京科技大学能源与环境工程学院北京怀柔实验室

两相吸收剂可有效减少碳捕集能耗，目前针对相变吸收剂的实验室规模循环研究较多，但在工业小试或中试装置中的稳定性验证试验研究相对匮乏。本文以二乙烯三胺（DETA）为主吸收剂开发三种吸收剂，代号分别为DAGH、DGH和DAH，其中新型多... 详细信息

两相吸收剂可有效减少碳捕集能耗，目前针对相变吸收剂的实验室规模循环研究较多，但在工业小试或中试装置中的稳定性验证试验研究相对匮乏。本文以二乙烯三胺（DETA）为主吸收剂开发三种吸收剂，代号分别为DAGH、DGH和DAH，其中新型多元氨基两相吸收剂DAGH各组分比例为有机胺：促进剂：分相剂：H2O=20:10:30:40，DGH各组分比例为有机胺：分相剂：H2O=25:25:50，DAH各组分比例为有机胺：促进剂：H2O=（2/7）:（1/7）:（4/7）。利用模拟烟气量1 Nm3/h循环吸收解吸装置对吸收剂进行性能测试，与30 wt.%单乙醇胺（MEA）进行比较。通过调控系统液气比、压力、温度等参数对吸收剂的运行参数进行优化。长周期稳态运行试验结果表明DAGH吸收剂在CO2捕集率≥90%，CO2纯度≥99%条件下，循环担载量为1.64 mol CO2/kg溶液，明显优于30% MEA吸收剂(0.824 mol CO2/kg溶液)，其再生热耗为4.80 GJ/t，相比MEA吸收剂（6.71 GJ/t）降低28%以上。此外，由于设备未装配补液系统，DAGH经过160 h长周期稳态运行后，重（浓）相中吸收剂、促进剂和H2O组分变化量分别为2.50%、6.36%和2.33%，轻（稀）相中分相剂和H2O组分变化量分别为6.84%和18.8%，相对于其他几种吸收剂表现出较好的稳定性。

关键词：化学吸收法碳捕集多元氨基两相吸收剂连续循环吸收解吸再生热耗工业小试研究

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面向智能制造的微服务聚类与选择方法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 109-116页

作者：王立平史慧杰王冬清华大学机械工程系北京100084 电子科技大学机械与电气工程学院成都611731

智能制造要求工业软件能够实现敏捷开发,对工业软件应用微服务架构是当下重要的研究方向。为了提高开发效率,需要将微服务形式的功能组件发布在互联网中并构建微服务库进行管理,供用户根据需求挑选。面对用户日益复杂的业务需求,需要微... 详细信息

智能制造要求工业软件能够实现敏捷开发,对工业软件应用微服务架构是当下重要的研究方向。为了提高开发效率,需要将微服务形式的功能组件发布在互联网中并构建微服务库进行管理,供用户根据需求挑选。面对用户日益复杂的业务需求,需要微服务库能够将其所包含的大量微服务进行组合来拓展所能实现的功能。针对服务组合过程中的检索和选择2个环节,分别设计了基于微服务的功能需求与非功能需求的服务聚类和服务选择算法,在微服务库中选出最优的微服务组合提供给客户。实验结果表明,所提出的聚类与组合方法取得了良好的效果,提高了用户的满意度并实现了微服务的高效利用。

关键词：智能制造微服务服务聚类服务选择

可充放锌空电池用过渡金属氧化物双功能催化剂研究进展

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工程科学学报 2024年第1期46卷 56-72页

作者：刘渐芳赵勇智王永刘鸾刘思佳秦运璞吴昊阳张德印贾宝瑞曲选辉秦明礼北京科技大学新材料技术研究院北京100083

近年来,可充放锌-空气二次电池因其高理论比能密度、高安全性、环境友好、低成本等优点,引起了广泛的关注,被认为是未来电网和电动汽车供电的可行选择之一.锌空电池中,氧还原反应和析氧反应催化剂的活性和稳定性对电池的能量密度、功率... 详细信息

近年来,可充放锌-空气二次电池因其高理论比能密度、高安全性、环境友好、低成本等优点,引起了广泛的关注,被认为是未来电网和电动汽车供电的可行选择之一.锌空电池中,氧还原反应和析氧反应催化剂的活性和稳定性对电池的能量密度、功率密度和寿命有重要影响,因此,开发高效、稳定的氧还原/析氧反应双功能催化剂已经成为一个重要研究方向.本文介绍了不同种类过渡金属氧化物催化剂的活性来源及其在锌空电池能量密度、充/放电电压、循环寿命等方面的表现,总结了当下研究现状中提高催化性能的策略和方法.

关键词：锌空电池电催化剂过渡金属氧化物尖晶石钙钛矿

DFA-ODENets:面向周期多阶段复杂系统的预测仿真框架

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工程科学学报 2024年第1期46卷 137-147页

作者：李潇睿宁春宇袁兆麟班晓娟北京科技大学北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 北京科技大学材料领域知识工程北京市重点实验室北京100083 辽宁材料实验室材料智能技术研究所沈阳110004

部分复杂系统受内外部因素影响在运行时会呈现出周期性的阶段变化,且在不同阶段具有完全不同的动态特性.因此在使用数据驱动方法解决此类系统的预测和仿真问题时,使用单一结构模型难以准确地学习系统在不同阶段的动态特性.本研究提出了... 详细信息

部分复杂系统受内外部因素影响在运行时会呈现出周期性的阶段变化,且在不同阶段具有完全不同的动态特性.因此在使用数据驱动方法解决此类系统的预测和仿真问题时,使用单一结构模型难以准确地学习系统在不同阶段的动态特性.本研究提出了基于确定性有限状态机-常微分方程网络的预测仿真框架(DFA-ODENets),以建模周期多阶段系统.该模型由多个ODENet组成,每个ODENet能够从不规则采样的序列数据中学习系统在各个阶段内的动态特性.同时模型集成了基于确定性有限状态自动机思想的阶段转换预测器以实现模型预测时在不同阶段之间自动转换.最后,将DFA-ODENet框架应用于某计算中心制冷系统的预测仿真场景中.模型能够在给定系统运行过程中的服务器负载和环境温度下模拟系统运行过程,并对系统的制冷功率、进气口温度等主要输出变量进行预测.其中,对于制冷系统能耗预测的平均相对误差在5%以内.同时,利用制冷系统仿真模型优化了系统停止制冷时的温度设定值,通过仿真实验表明该优化最高可以节省18%的制冷能耗.

关键词：复杂系统建模周期多阶段系统神经常微分网络多输入多输出时间序列预测制冷系统能耗优化

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多无人艇固定时间自适应分布式协同编队控制

工程科学学报 2024年第10期46卷 1880-1888页

作者：王义轩李擎姚其家马金戈黄晨北京科技大学自动化学院北京100083 北京科技大学工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083 北京科技大学数理学院北京100083

针对在实际海洋环境中由复杂恶劣海况导致的局部通讯条件下多无人艇协同编队控制问题,本文提出一种固定时间自适应分布式控制策略.首先,考虑只有部分跟随无人艇能够直接获取虚拟领航者的状态信息,为每艘跟随无人艇设计固定时间分布式观... 详细信息

针对在实际海洋环境中由复杂恶劣海况导致的局部通讯条件下多无人艇协同编队控制问题,本文提出一种固定时间自适应分布式控制策略.首先,考虑只有部分跟随无人艇能够直接获取虚拟领航者的状态信息,为每艘跟随无人艇设计固定时间分布式观测器,在固定时间内实现对虚拟领航者位置和速度的估计.然后,在估计信息的基础上,采用反步法为每艘跟随无人艇设计固定时间自适应局部控制器,在固定时间内实现对由虚拟领航者产生的期望轨迹的跟踪.特别地,在局部控制器设计过程中,采用参数自适应机制对模型不确定和外界扰动进行补偿,在保证控制精度的同时避免抖振现象.同时,本文给出了所提出的固定时间观测器与局部控制器的稳定性分析,经数学证明,所提出的观测器和控制器能够保证每艘跟随无人艇均能够在固定时间内完成对虚拟领航者的位置和速度的估计并使位置和速度跟踪误差在固定时间内收敛至零的邻域内.最后,设计对比仿真,将本文所提控制策略和目前常用的PD控制器的控制性能进行对比,仿真结果表明所提出的控制策略在控制精度和收敛速度上具有更优越的表现.

关键词：多无人艇协同编队控制分布式控制固定时间控制自适应控制

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矿冶特色环境专业有机化学课程改革与实践

大学化学 2024年

作者：常雁红汪群慧北京科技大学环境科学与工程系

针对北京科技大学矿冶特色背景下环境专业教学，结合有机化学课程特点，从改进教学方法，提高教学效果；调整评价标准，构建多元化考核体系；融入思政元素，实现全面育人等方面进行了系统的改革和实践，旨在激发学生解决矿冶环境污染问... 详细信息

针对北京科技大学矿冶特色背景下环境专业教学，结合有机化学课程特点，从改进教学方法，提高教学效果；调整评价标准，构建多元化考核体系；融入思政元素，实现全面育人等方面进行了系统的改革和实践，旨在激发学生解决矿冶环境污染问题的学习动力，同时提升他们对有机化学理论的理解和实践能力。

关键词：有机化学矿冶全面育人

磁处理对铁磁材料残余应力调控规律及机理研究

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机械工程学报 2024年

作者：宋和川周晓敏张清东熊青霞张勃洋北京科技大学顺德创新学院北京科技大学机械工程学院

磁处理应力调控技术因能耗低、效率高、无污染等优点而广受关注，但目前磁处理过程中材料磁特性与其内部应力的作用机理及交互规律尚未明晰，磁处理参数与应力松弛间的关联关系仍有待深入研究。因此，借助试验平台揭示磁处理参数对典型... 详细信息

磁处理应力调控技术因能耗低、效率高、无污染等优点而广受关注，但目前磁处理过程中材料磁特性与其内部应力的作用机理及交互规律尚未明晰，磁处理参数与应力松弛间的关联关系仍有待深入研究。因此，借助试验平台揭示磁处理参数对典型铁磁性材料硅钢残余应力动态演变的影响规律及其作用机制，探究外张力作用对应力调控效果的增益效应，剖析磁处理对铁磁性与非铁磁性材料应力调控效果及其机理的差异性。结果表明，硅钢残余应力调控效果随时间呈正弦波动，磁感应强度未达到饱和时，可有效驱动残余应力松弛，超过饱和状态时残余应力不降反升；外张力影响材料的磁化状态，较大的外张力会促使材料中新、旧畴壁完成动态重构，对磁处理应力调控效果产生增益效应；磁处理可调控非铁磁材料残余应力，但其主导机制与铁磁性材料不同；磁致振动与局部应力的叠加大于虑及磁致塑性效应的位错阻力时，残余应力松弛方可启动。研究结果为磁处理调控铁磁及非铁磁材料残余应力提供理论依据与技术支撑。

关键词：磁处理残余应力张力机理非铁磁性