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中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合管界面及剪切强度的影响

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金属学报 2024年第1期60卷 117-128页

作者：程磊张旭航韩盈程志诚余伟北京科技大学工程技术研究院北京100083

开发高强钛-钢复合管对于装备轻量化的研究具有重要意义。本工作采用高温挤压工艺制备以高强CrMo钢和TC11钛合金为基材的钛-钢复合管,研究了中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合界面反应产物和结合强度的影响,并从界面扩散和组织演变的角... 详细信息

开发高强钛-钢复合管对于装备轻量化的研究具有重要意义。本工作采用高温挤压工艺制备以高强CrMo钢和TC11钛合金为基材的钛-钢复合管,研究了中间层材料Fe和Nb对高强钛-钢复合界面反应产物和结合强度的影响,并从界面扩散和组织演变的角度分析其断裂机制。结果表明:Fe中间层挤压态样品能够保持较高的剪切强度(185 MPa),在热处理过程中,Fe中间层析出的M_(23)C_(6)及钛基材的再结晶过程,导致界面剪切强度显著下降(70 MPa);Nb中间层920和970℃挤压态样品分别沿钢-Nb界面和Nb-钛界面断裂,这分别与钢-Nb界面处膜状NbC层的破裂和Nb-钛界面处β-Ti层的不连续特征相关,热处理后扩散修复的NbC层可使920℃挤压样品剪切强度从挤压态的131 MPa提升至170 MPa,而970℃挤压样品界面处不连续的β-Ti层以及Ti_(0.86)Al_(0.11)Nb_(0.03)析出颗粒的回溶,使其界面强度反而下降。综合界面反应和组织转变特征,明确了含2种中间层高强钛-钢复合管的微观断裂机制。

关键词：钛-钢复合管高温挤压中间层剪切强度析出

LD脉冲泵浦Er^(3+)/Yb^(3+):Lu_(2)Si_(2)O_(7)晶体百kHz激光器

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红外与激光工程 2024年第8期53卷 49-55页

作者：彭嘉宁韩雪聂霄璐高翔朱占达雷訇李强北京工业大学物理与光电工程学院激光工程研究院北京100124 北京市激光应用技术工程技术研究中心北京100124

目前1.5μm激光二极管(Laser Diode,LD)泵浦的铒镱共掺玻璃/晶体被动调Q微型激光器广泛应用于激光测距、激光雷达等领域。随着激光器输出重频的增加,玻璃面临突出的热效应问题,晶体的热导率是玻璃的10倍以上,有望能够实现比玻璃基质更... 详细信息

目前1.5μm激光二极管(Laser Diode,LD)泵浦的铒镱共掺玻璃/晶体被动调Q微型激光器广泛应用于激光测距、激光雷达等领域。随着激光器输出重频的增加,玻璃面临突出的热效应问题,晶体的热导率是玻璃的10倍以上,有望能够实现比玻璃基质更高重频的激光输出。报道了一种通过LD脉冲端面泵浦Er^(3+)/Yb^(3+):Lu_(2)Si_(2)O_(7)晶体的百kHz人眼安全激光器。通过实验优化增益介质掺杂浓度和长度、泵浦光斑尺寸和调Q晶体初始透过率等实验参数,同时适当缩短脉宽,优化泵浦占空比,提高了输出重频的稳定性。最终获得了重频为100 kHz、单脉冲能量0.7μJ、脉冲宽度240 ns、光束质量M^(2)=1.61的1537 nm脉冲激光输出。实现了输出脉冲频率与泵浦的一致,保证了输出重频的稳定性,有效解决了输出重频具有随机性、不稳定、不可控等问题。

关键词：固体激光器百kHz 脉冲泵浦被动调Q Er^(3+)/Yb^(3+):Lu_(2)Si_(2)O_(7)晶体

用于VCSEL阵列光分布调控的自由曲面透镜阵列设计

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光学学报 2024年第9期44卷 211-218页

作者：薛宇扬苏宙平江南大学理学院江苏无锡214122 江苏省轻工光电工程技术研究中心江苏无锡214122

针对垂直腔面发射激光器(VCSEL)设计了自由曲面整形透镜,使VCSEL输出光束在目标面呈均匀的辐照度分布。自由曲面透镜前表面为非球面,后表面为自由曲面。在设计自由曲面的设计过程中,在自由曲面透镜中间区域设置虚拟平面,根据虚拟平面和... 详细信息

针对垂直腔面发射激光器(VCSEL)设计了自由曲面整形透镜,使VCSEL输出光束在目标面呈均匀的辐照度分布。自由曲面透镜前表面为非球面,后表面为自由曲面。在设计自由曲面的设计过程中,在自由曲面透镜中间区域设置虚拟平面,根据虚拟平面和目标面能量之间的关系,确定自由曲面入射光束和出射光束的方向矢量,获得自由曲面采样点上各点的法向矢量。自由曲面的矢高和法向矢量之间构成了一个泊松方程。引进离散余弦变换的方法求解泊松方程,获得了自由曲面的矢高。模拟结果表明使用自由曲面整形透镜可将目标面辐照度均匀度提升到93.9%。为了适应在高功率场景中的应用,基于单个VCSEL模组的辐照度分布,应用蚁狮算法优化VCSEL模组之间的距离,对VCSEL模组阵列进行了二次光分布调控,使得阵列在目标面上的辐照度均匀度可以达到85.2%,光效率达到91.8%。

关键词：光学设计垂直腔面发射激光器自由曲面泊松方程离散余弦变换

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“人机共存”紫外灯研制及杀菌试验研究

中国照明电器 2024年第7期 6-8页

作者：杜丽华田秀兵赵雷红潘冬宁青岛市光电工程技术研究院山东青岛266109

遵循安全、消杀高效并且安装方便的原则,设计出一款发光波长为222 nm的紫外灯。其主要由光源、滤光片、反光罩、电路模块和外壳构成。并将该紫外灯置于充满白色葡萄球菌气溶胶的封闭气室中进行杀菌试验。结果表明:紫外灯在封闭气室中持... 详细信息

遵循安全、消杀高效并且安装方便的原则,设计出一款发光波长为222 nm的紫外灯。其主要由光源、滤光片、反光罩、电路模块和外壳构成。并将该紫外灯置于充满白色葡萄球菌气溶胶的封闭气室中进行杀菌试验。结果表明:紫外灯在封闭气室中持续照射2 h后,几乎没有存活的白色葡萄球菌。发光波长为222 nm的紫外灯对白色葡萄球菌具有良好杀灭效果,在室内杀菌消毒方面具有应用前景。

关键词：紫外灯 222 nm远紫外线白色葡萄球菌杀菌效果

K^(+)掺杂双钙钛矿Cs_(2)AgInCl_(6)的发光性质

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无机化学学报 2024年第2期40卷 405-411页

作者：徐锦锃高辉陈国庆王可可胡金辉江南大学理学院无锡214122 江苏省轻工光电工程技术研究中心无锡214122

采用固相球磨法制备了K^(+)掺杂双钙钛矿Cs_(2)AgInCl_(6)纳米材料,该方法无需配体辅助,绿色环保。通过X射线衍射和拉曼光谱对晶体结构进行研究,通过激发光谱、发射光谱和时间分辨光谱对其发光性能进行研究。结果表明,Cs_(2)AgInCl_(6)... 详细信息

采用固相球磨法制备了K^(+)掺杂双钙钛矿Cs_(2)AgInCl_(6)纳米材料,该方法无需配体辅助,绿色环保。通过X射线衍射和拉曼光谱对晶体结构进行研究,通过激发光谱、发射光谱和时间分辨光谱对其发光性能进行研究。结果表明,Cs_(2)AgInCl_(6)为立方晶体,属于Fm3m空间群,由于宇称禁戒跃迁,其荧光量子产率(PLQY)低,小于0.1%。低于60%的K^(+)掺杂主要取代Ag^(+)的位置,引起Cs_(2)AgInCl_(6)的晶格膨胀,消除了晶格结构的反演对称性,打破了宇称禁戒跃迁,掺杂后Cs_(2)AgInCl_(6)的光致发光强度显著增强。K^(+)的最佳掺杂比例为40%,Cs_(2)Ag_(0.6)K_(0.4)InCl_(6)材料发射中心波长为640 nm,半高宽为180 nm,平均荧光寿命达到29.2 ns,PLQY达到10.5%。当K^(+)掺杂比例超过60%,K^(+)开始取代Cs+的位置,产物发生相变,出现立方相的Cs_(2-x)K_(1+x+y)AgyInCl_(6)和单斜相的Cs_(2-x)K_(1+x)InCl_(6)产物,这些产物由于强电子-声子耦合,非辐射复合占据主导地位。

关键词：双钙钛矿 K^(+)掺杂宇称禁戒跃迁球磨法

基于电子结构理论的微合金Q355B热轧钢力学性能预测

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材料导报 2024年第7期38卷 204-208页

作者：杨佳琛江海涛田世伟陈飞达北京科技大学工程技术研究院北京100083

基于固体与分子经验电子理论(EET),结合微合金Q355B钢的化学成分,计算合金电子结构参数特征值。在传统合金电子结构模型基础上,引入铁素体体积分数、珠光体的晶粒尺寸和体积分数、珠光体片层间距等进行模型修正,提出新的预测模型。从细... 详细信息

基于固体与分子经验电子理论(EET),结合微合金Q355B钢的化学成分,计算合金电子结构参数特征值。在传统合金电子结构模型基础上,引入铁素体体积分数、珠光体的晶粒尺寸和体积分数、珠光体片层间距等进行模型修正,提出新的预测模型。从细晶强化、固溶强化、相界面强化、析出强化以及珠光体相变强化入手,建立了微合金Q355B热轧钢的力学性能预测模型,并分别计算了抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击功。将传统模型和本模型的计算值与试验值进行对比,结果表明,修正后的模型对抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击功的预测相对误差分别为0.07%、0.84%、6.27%和3.40%,绝对误差分别为0.4 MPa、3.9 MPa、1.7%和1.1 J。与传统模型相比,本模型对强度的预测结果十分精准,对延伸率和冲击功的预测精度有较大提升,表明本模型的预测结果更接近试验值。

关键词：微合金钢电子结构理论力学性能

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基于功能安全的整车控制器转矩监控策略研究

汽车工程 2024年第3期46卷 438-447页

作者：朱仲文陆阳王维志李丞江维海合肥工业大学汽车工程技术研究院合肥230009

转矩控制作为整车控制器(VCU)的核心功能,保证其安全性至关重要。为此,本文针对VCU非预期的转矩输出异常的问题,参考ISO 26262标准开展功能安全分析,并提出一种基于EGAS架构的转矩控制3层监控策略。首先,以VCU相关项定义为基础,通过危... 详细信息

转矩控制作为整车控制器(VCU)的核心功能,保证其安全性至关重要。为此,本文针对VCU非预期的转矩输出异常的问题,参考ISO 26262标准开展功能安全分析,并提出一种基于EGAS架构的转矩控制3层监控策略。首先,以VCU相关项定义为基础,通过危害分析与风险评估确定汽车安全完整性等级以及安全目标。其次,采用故障树分析方法导出功能安全要求以及技术安全要求。再次,针对安全目标,设计了基于AURIX TC275三核主控芯片与TLF35584电源监控芯片的功能安全机制。此外,通过3层监控策略分配CPU资源,实现转矩控制基本功能与监控功能的分离。最后,进行处理器在环测试,包括UDE调试、UDS诊断以及TLF35584安全状态控制测试。结果表明:该3层监控策略能够实现VCU转矩控制的基本功能并在出现故障时及时进入安全状态,从而达到安全目标。

关键词：功能安全整车控制器转矩控制 3层监控

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天然气管道掺氢输送相容性研究现状

材料导报 2024年第12期38卷 128-134页

作者：赵茜邢云颖王修云杨芝乐张雷北京科技大学新材料技术研究院北京100083 安科工程技术研究院(北京)有限公司北京102200

氢能作为一种零碳排的清洁能源,是推动中国能源转型的重要力量。其中,管道输送既可以充分解决弃电消纳难题,促进低碳经济发展,还是氢能源长距离运输的最为经济的输送方式。目前国内的掺氢管道工程经验相对较少,且多为低压低钢级管道,在... 详细信息

氢能作为一种零碳排的清洁能源,是推动中国能源转型的重要力量。其中,管道输送既可以充分解决弃电消纳难题,促进低碳经济发展,还是氢能源长距离运输的最为经济的输送方式。目前国内的掺氢管道工程经验相对较少,且多为低压低钢级管道,在掺氢输送管道管材的设计和评价方面还没有形成统一的认识。本文系统总结了国内外关于天然气管道掺氢输送的研究进展,阐述了掺氢输送的可行性和面临的主要挑战,重点梳理了标准中提到的管材拉伸性能、断裂韧性、疲劳性能等几项关键性能指标,并根据掺氢管道的性能测试结果,讨论分析了掺氢对天然气管道相容性的影响,为天然气管道掺氢的发展研究提供参考。

关键词：气相氢环境天然气管道管材氢压氢脆敏感性相容性研究

基于近邻目标区域表征与CVAE的智能汽车测试场景生成方法

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中国公路学报 2024年第3期37卷 170-180页

作者：谈东奎朱波胡旭东合肥工业大学汽车工程技术研究院安徽合肥230009

基于场景的虚拟测试是研发高安全、高可靠智能汽车的必要手段,场景自动生成技术对于智能汽车测试场景库的构建具有重要意义。为此,针对多车动态测试场景,提出一种基于近邻目标区域表征(NORR)和条件变分自编码器(CVAE)的场景生成方法,实... 详细信息

基于场景的虚拟测试是研发高安全、高可靠智能汽车的必要手段,场景自动生成技术对于智能汽车测试场景库的构建具有重要意义。为此,针对多车动态测试场景,提出一种基于近邻目标区域表征(NORR)和条件变分自编码器(CVAE)的场景生成方法,实现复杂测试场景的快速生成以及对生成场景类型的控制。首先,针对高速公路场景特征,提出应用NORR方法对场景情境进行描述,将测试场景中关键车辆目标信息转化为尺度统一的灰度图像。接着,利用HighD自然车辆轨迹数据集提取大量场景片段,经过数据规范化处理后构建出真实场景库。在此基础上,以场景中车辆目标数量为条件参数,训练基于条件变分自编码器的生成模型,能够生成包含8条车辆轨迹的动态测试场景。通过计算生成样本集的匹配误差、覆盖度和不合理性3个指标,检验生成模型在样本真实性、多样性和合理性方面的表现。验证结果显示:①相比随机轨迹采样方法和基于GAN的生成模型,VAE模型生成的样本质量最好,其生成样本集的平均匹配误差小于5.22,覆盖度能达到57.2%,不合理样本比例仅为1.7%;②所提出的NORR方法有助于提高生成模型的场景生成效果;③CVAE模型能够在条件输入和生成结果之间建立关联性,通过调整条件参数可以改变生成场景中车辆目标数量。

关键词：汽车工程测试场景生成条件变分自编码器智能车辆生成模型