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带反偏置的双路高压脉冲电源的研究

强激光与粒子束 2024年第3期36卷 134-141页

作者：李孜张迪姜松王永刚饶俊峰上海理工大学机械工程学院上海200093 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163

通过调节反向偏置电压可以改善电场渗透对质谱仪的影响,提高质谱仪的分辨率。为了满足质谱仪对脉冲电场的不同要求,提出了一种可以同时输出两路极性相反脉冲电场的脉冲电源,且高压正脉冲叠加幅值可调的直流负偏置电压。该电源只需一个... 详细信息

通过调节反向偏置电压可以改善电场渗透对质谱仪的影响,提高质谱仪的分辨率。为了满足质谱仪对脉冲电场的不同要求,提出了一种可以同时输出两路极性相反脉冲电场的脉冲电源,且高压正脉冲叠加幅值可调的直流负偏置电压。该电源只需一个充电源便可以产生正负两路脉冲电场。分析了串联开关同步驱动效果,随后通过增加补偿绕组和并联电阻优化了串联电容的分压不均的问题,并验证一个磁芯加多个副边绕组的方案可进一步降低充电电压不均。最终实现了4个电容器的充电电压与平均电压相差不超过0.1%。搭建了一台4级的电源样机,实验表明,其可以在容性负载上产生一路幅值为0~1.5 kV、脉宽为2~10μs可调的高压正脉冲且叠加幅值为0~-200 V的反向偏置电压,和一路幅值为0~-1.5 kV、脉宽为2~10μs可调的高压负脉冲,频率高达10 kHz,正负脉冲的前沿均小于30 ns,脉冲波形平稳。该脉冲电源结构紧凑,并且输出电压、脉宽、频率均连续可调。

关键词：高压脉冲电源脉冲发生器脉冲电场方波脉冲谐振充电

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一种紧凑型固态Marx发生器的研究

强激光与粒子束 2024年第2期36卷 35-41页

作者：姚皓伟李孜王永刚姜松饶俊峰上海理工大学机械工程学院上海200093 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163

提出利用P型开关作为充电管、N型开关作为放电管串联形成半桥结构,将其门极也短接,以同一个信号同时驱动充电管和放电管。再利用共原边的串心磁环驱动方案,只需一个半桥电路就可以从原边同时传递驱动功率和信号,同步驱动所有充电管和放... 详细信息

提出利用P型开关作为充电管、N型开关作为放电管串联形成半桥结构,将其门极也短接,以同一个信号同时驱动充电管和放电管。再利用共原边的串心磁环驱动方案,只需一个半桥电路就可以从原边同时传递驱动功率和信号,同步驱动所有充电管和放电管,大幅简化了脉冲电源结构和尺寸,降低了成本。以此搭建了24级固态Marx发生器,在10 kΩ阻性负载上,获得了10 kV、1 kHz、5μs的高压方波脉冲,验证了方案的可行性,该电源主电路的尺寸仅为20 cm(长)×13 cm(宽)×5.5 cm(高)。

关键词：脉冲电源 Marx发生器高压脉冲同步驱动方波脉冲

超声辅助激光喷丸对IN718镍基合金表面完整性的影响

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光学学报 2024年第11期44卷 123-132页

作者：孟宪凯陈韦宇王春燕程子龙姚喆赫王锟宋福阳林珂江苏大学先进制造与现代装备技术工程研究院江苏镇江212013 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310014

以IN718镍基合金为对象,采用超声辅助激光喷丸(ULSP)工艺对其表面进行强化处理。然后,利用透射电子显微镜测量晶粒、位错等微观组织特征。使用扫描共聚焦显微镜测试材料表面形貌,分析ULSP对表面粗糙度的影响规律。依次使用显微硬度计和... 详细信息

以IN718镍基合金为对象,采用超声辅助激光喷丸(ULSP)工艺对其表面进行强化处理。然后,利用透射电子显微镜测量晶粒、位错等微观组织特征。使用扫描共聚焦显微镜测试材料表面形貌,分析ULSP对表面粗糙度的影响规律。依次使用显微硬度计和X射线衍射应力测定仪对试样表面的显微硬度与残余应力进行测量,揭示ULSP的表面强化机理。结果表明,由于激光冲击波与超声冲击波组合作用下会出现晶粒细化、位错增殖与γ''相硬化效应,可在较低表面粗糙度(Ra=2.19μm)情况下,利用ULSP将IN718镍基合金表面硬度和残余压应力分别提高至377.5 HV与344.6 MPa,相对传统激光喷丸分别增加了10.4%与31.4%,为延长IN718镍基合金使用寿命提供一种有效手段。

关键词：激光光学超声辅助激光喷丸 IN718镍基合金晶粒细化位错密度残余应力

MIL-101-OH纳米流体混基质膜的制备及其CO_(2)分离性能

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膜科学与技术 2024年第4期44卷 36-47页

作者：王乐乐赵丹陈淑慧刘慧强孙健徐徜徉任吉中洁净能源国家实验室中国科学院大连化学物理研究所大连116023 中国科学院大学北京100049 膜技术国家工程研究中心大连116023

随着温室效应导致的全球变暖和海平面上升等环境问题日益严峻,碳捕集利用与封存(CCUS)就显得尤为重要.金属有机框架(MOF)混合基质膜(MMMs)因具有分离效果好、渗透性高的特点而广受关注,但仍存在和聚合物基质相容性差等问题,降低了其潜... 详细信息

随着温室效应导致的全球变暖和海平面上升等环境问题日益严峻,碳捕集利用与封存(CCUS)就显得尤为重要.金属有机框架(MOF)混合基质膜(MMMs)因具有分离效果好、渗透性高的特点而广受关注,但仍存在和聚合物基质相容性差等问题,降低了其潜在的应用价值.本研究采用共价键连接的方式,以MIL-101-OH为主体,以偶联剂KH560为连接层,以聚醚胺M2070为冠状层制备出MIL-101-OH无溶剂纳米流体(MIL-101-OH-M2070),并与Pebax1657制备混合基质膜,研究其CO_(2)分离性能.结果表明,MIL-101-OH和聚醚胺M2070间共价键的连接方式既解决了MOF界面相容性差的问题,同时也提高了聚醚胺机械性能、热稳定性.此外,MIL-101-OH-M2070凭借MIL-101-OH的优良孔隙率和M2070的CO_(2)亲和性,大幅提高了混合基质膜中CO_(2)的扩散系数和溶解系数.相较于Pebax1657纯膜,MIL-101-OH-M2070 MMMs的CO_(2)渗透系数可以达到Pebax1657纯膜的215%,且选择性基本不变.

关键词：纳米流体 MIL-101-OH 混合基质膜 CO_(2)分离

不同黏度合成油下CrN/TiN多层薄膜的摩擦学特性研究

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表面技术 2024年第11期53卷 171-180页

作者：张全德陈庆春苏桐赵勤郭峰王晓波青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000 四川大学原子核科学技术研究所成都610064

目的探究在不同黏度合成酯润滑油的作用下,CrN/TiN多层薄膜的摩擦学性能及协同润滑机制。方法选用聚α烯烃(PAO)与三羟甲基丙烷辛癸酸酯(TME)复配,得到不同黏度梯度的合成油。利用全自动黏度测定仪、倾点测试仪、开口闪点测定器和傅里... 详细信息

目的探究在不同黏度合成酯润滑油的作用下,CrN/TiN多层薄膜的摩擦学性能及协同润滑机制。方法选用聚α烯烃(PAO)与三羟甲基丙烷辛癸酸酯(TME)复配,得到不同黏度梯度的合成油。利用全自动黏度测定仪、倾点测试仪、开口闪点测定器和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分别对合成油的运动黏度(40、100℃)、倾点、闪点和表面官能团进行表征。利用反应磁控溅射技术在316不锈钢和单晶硅片基底表面制备CrN/TiN多层薄膜。采用X射线衍射仪和FIB-TEM表征手段对薄膜的微观结构进行分析,并用纳米压痕仪和划痕仪测试了薄膜的力学性能。利用球-盘式摩擦试验机表征薄膜在干摩擦和油润滑条件下的摩擦学性能,利用XPS对摩擦实验后的磨痕元素价态进行表征。结果CrN/TiN薄膜具有典型的面心立方结构(FCC)、异质多层结构,且其硬度可达32.2 GPa。在干摩擦条件下,与裸316基体相比,经表面镀制CrN/TiN薄膜后平均摩擦因数由0.95降至0.71,磨损深度由25.0μm降至16.8μm。在合成油作用下,316不锈钢-GCr15钢球(钢-钢摩擦副)、CrN/TiN多层薄膜-GCr15钢球(CrN/TiN多层薄膜-钢摩擦副)2种摩擦配副的摩擦因数和磨损率随着合成油黏度的增加均呈现降低趋势,且在同一黏度条件下薄膜试样的磨损率更低。结论CrN/TiN多层薄膜在PAO与TME复配获得的一系列不同黏度合成油的作用下,随着合成油黏度的增加,薄膜的磨损率和磨损深度逐渐下降,其减摩抗磨性能得到显著提升。通过磨痕表面的XPS分析可知,合成油中极性的酯基吸附在滑动界面,增强了油膜的承载性能,从而减缓了对偶间的摩擦阻力。

关键词： CrN/TiN多层薄膜聚α烯烃多元醇酯摩擦学性能固-液复合润滑

不同化控剂处理对杂交大豆制种催熟效果的影响

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大豆科学 2024年第4期43卷 463-470页

作者：王鹏年刘大壮闫昊张井勇赵丽梅张伟郑宇宏王亮吉林省农业科学院大豆研究所/大豆国家工程研究中心吉林长春130033

为解决杂交大豆种子商业化生产过程中,母本持绿,无法机械化收获、种子皱缩,品质较差的问题,从而推进杂交大豆产业化的进程,系统研究了不同类型化控剂及处理方法对杂交大豆制种过程中母本催熟效果的影响。结果表明:3种不同类型化控剂均... 详细信息

为解决杂交大豆种子商业化生产过程中,母本持绿,无法机械化收获、种子皱缩,品质较差的问题,从而推进杂交大豆产业化的进程,系统研究了不同类型化控剂及处理方法对杂交大豆制种过程中母本催熟效果的影响。结果表明:3种不同类型化控剂均可加速茎叶脱水,促进植株成熟,催熟速率排序为:乙烯利机械化收获要求。

关键词：化控剂杂交大豆百粒重发芽率催熟

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陶瓷框架增强聚四氟乙烯仿生复合材料及其摩擦学性能研究

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摩擦学学报 2024年

作者：伍雨驰雷磊刘旻帑赵仲航郑靖周仲荣西南交通大学机械工程学院摩擦学研究所

针对聚四氟乙烯自润滑复合材料耐磨性差这一工业润滑领域的瓶颈问题，本研究受人牙釉质釉柱/釉间质微观结构的抗磨作用机制启发，基于有限元分析和1种乙酸锆改进的定向冷冻技术，设计制备了定向多孔氧化锆陶瓷框架增强聚四氟乙烯仿生复... 详细信息

针对聚四氟乙烯自润滑复合材料耐磨性差这一工业润滑领域的瓶颈问题，本研究受人牙釉质釉柱/釉间质微观结构的抗磨作用机制启发，基于有限元分析和1种乙酸锆改进的定向冷冻技术，设计制备了定向多孔氧化锆陶瓷框架增强聚四氟乙烯仿生复合材料，并对其力学性能和摩擦学行为进行了试验研究。结果显示，仿生复合材料的自润滑性能良好，力学性能和耐磨性远优于聚四氟乙烯和商用聚四氟乙烯自润滑复合材料易格斯。与易格斯材料相比，仿生复合材料的硬度提高约1.8倍，弹性模量提高约15.2%，抗压强度提高约2.8倍，磨损体积降低约76.6%。仿生复合材料优异的摩擦学性能与定向多孔陶瓷框架增强结构密切相关，这种陶瓷框架增强结构具有Voigt模型(复合材料承载能力上限)承载特性，能够大幅提高复合材料的承载能力，避免材料表面发生严重变形和破坏，提高耐磨性。同时，仿生复合材料的氧化锆陶瓷框架占比仅为25.6%(体积分数)，高含量的聚四氟乙烯填料能够有效地在摩擦接触界面形成自润滑转移膜，实现良好润滑。

关键词：聚四氟乙烯复合材料定向多孔陶瓷框架仿生设计耐磨性能自润滑

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面向饲料加工的排产优化方法研究

重庆师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期41卷 65-73页

作者：亓祥波王宏伟王浩毅马志强张浩沈阳大学机械工程学院沈阳110044 中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016

为了提高饲料企业在成本和质量上的优势,需要采用更加科学的方法制定排产计划。首先根据饲料加工排产的特点构建了基于批量组织生产的排产模型;其次,针对布谷鸟搜索(cuckoo search,CS)算法收敛速度慢与局部搜索能力弱的问题,提出不同的... 详细信息

为了提高饲料企业在成本和质量上的优势,需要采用更加科学的方法制定排产计划。首先根据饲料加工排产的特点构建了基于批量组织生产的排产模型;其次,针对布谷鸟搜索(cuckoo search,CS)算法收敛速度慢与局部搜索能力弱的问题,提出不同的改进策略形成改进CS算法求解了排产模型,改进算法运用NEH方法、Logistic混沌映射方法以及随机方法生成初始解,使用了动态改变步长的策略以平衡算法探索能力与开发能力,增加基于差分进化的交叉阶段以增强最优解的挖掘能力。采用改进CS算法,以最小化总流经时间为求解目标,在40个Taillard测试集实例和实际饲料排产数据上进行了实验,验证了改进CS算法的寻优能力。结果证明了改进CS算法在求解流水线式生产车间排产问题上的有效性。

关键词：置换流水车间调度布谷鸟搜索算法差分进化

四元Co-Ni-Cr-Al合金高温氧化模式及其转变机理

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金属学报 2024年第7期60卷 947-956页

作者：吕云蕾任延杰冯抗抗周梦妮王文陈荐牛焱长沙理工大学能源与动力工程学院长沙410076 浙江科技大学机械与能源工程学院杭州310023 中国科学院金属研究所沈阳110016

为深入探究Cr、Al元素对Co-Ni合金高温氧化行为的影响,本工作研究了四元Co-20Ni-8Cr-xAl (x=3、5,质量分数,%)合金在纯氧中800、900、1000和1100℃下的氧化行为。氧化后,2种合金表面均生成了复杂的氧化膜。2种合金在800、900和1000℃下... 详细信息

为深入探究Cr、Al元素对Co-Ni合金高温氧化行为的影响,本工作研究了四元Co-20Ni-8Cr-xAl (x=3、5,质量分数,%)合金在纯氧中800、900、1000和1100℃下的氧化行为。氧化后,2种合金表面均生成了复杂的氧化膜。2种合金在800、900和1000℃下均有不连续Al_(2)O_(3)膜生成,1100℃下仅在Co-20Ni-8Cr-5Al表面生成Al2O3。温度从800℃升到900℃,合金的氧化速率均提高,而温度从1000℃升高到1100℃后,2种合金的氧化速率均下降。合金中Al含量由3%增加到5%,Co-Ni-Cr-Al合金的氧化速率随之下降,但5%的Al含量仍不足以令合金表面生成保护性的Al2O3膜。与Al含量相同的Co-Ni-Al三元合金相比,Cr和Al的同时存在有利于降低四元Co-Ni-Cr-Al合金的氧化速率。

关键词： Co-Ni-Cr-Al合金高温氧化氧化动力学保护性氧化膜