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极性可控的激光加工氧化石墨烯基忆阻器(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第3期61卷 233-239页

作者：刘素玲万正芬王雨田顾敏张启明上海理工大学光子芯片研究院上海200093 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

近年来,受生物神经系统结构和功能的启发,神经形态计算引起广泛兴趣。忆阻器可以通过其电荷或磁通量调节电导,与人脑突触作用机制相似,是神经形态计算最有前途的候选器件之一。提出一种基于飞秒激光加工氧化石墨烯基忆阻器的方法,通过... 详细信息

近年来,受生物神经系统结构和功能的启发,神经形态计算引起广泛兴趣。忆阻器可以通过其电荷或磁通量调节电导,与人脑突触作用机制相似,是神经形态计算最有前途的候选器件之一。提出一种基于飞秒激光加工氧化石墨烯基忆阻器的方法,通过调整器件两端扫描电压,实现了极性可控的电阻开关:低电压下,器件表现出单极性电阻开关特性,在150个循环扫描中呈现高度稳定性,且功耗仅有0.75 nW;高电压下,器件呈现双极性开关特性。伴随测试次数的增加,器件整体电导逐步增加,同时分别讨论了两种电压下器件的开关机制。

关键词：极性可控激光加工氧化石墨烯忆阻器

化学链燃烧中载氧体结构设计对抗磨性的影响研究

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动力工程学报 2024年第4期44卷 509-519页

作者：赵一凡刘敦禹金晶上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

在化学链反应过程中,载氧体作为氧和热量的载体起着至关重要的作用,载氧体设计一直是化学链技术研究的重点和难点。化学链燃烧通常发生在流化床反应器中,由于化学反应带来的化学应力对载氧体磨损贡献率最大,导致载氧体寿命大大缩短,有... 详细信息

在化学链反应过程中,载氧体作为氧和热量的载体起着至关重要的作用,载氧体设计一直是化学链技术研究的重点和难点。化学链燃烧通常发生在流化床反应器中,由于化学反应带来的化学应力对载氧体磨损贡献率最大,导致载氧体寿命大大缩短,有效成分流失。从载氧体结构设计角度出发,定性评价了不同复合载氧体的抗磨损机理:核壳结构抑制了活性组分的相分离现象,避免了由于活性组分表面磨损带来的载氧体失活;添加Al_(2)O_(3)纤维和“铆钉”抑制了裂纹扩展,减缓了材料的磨损;添加燃料灰改善了复合载氧体的骨架强度,提高了载氧体抗磨性和抗结渣团聚性;利用复合载氧体的协同增效提高了反应活性,减缓了烧结团聚现象。从磨损动力学和使用寿命角度出发,定量比较了不同载氧体的磨损情况:通过对数拟合Gwyn磨损动力学方程,求出不同载氧体拟合参数K和n,可以反映磨损机制和磨损变化规律。

关键词：化学链燃烧结构设计载氧体磨损

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核反应堆超临界二氧化碳再压缩循环优化研究

动力工程学报 2024年第6期44卷 984-990页

作者：侯胜亚薛松松杨其国上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

针对应用于第四代气冷堆的超临界二氧化碳再压缩循环系统进行了优化研究。通过建立完善的热力学及㶲经济性模型,并根据核电模块化的需求引入空间紧凑性指标,从热力学性能、空间紧凑性、㶲经济性能等多个维度对超临界二氧化碳再压缩循环系... 详细信息

针对应用于第四代气冷堆的超临界二氧化碳再压缩循环系统进行了优化研究。通过建立完善的热力学及㶲经济性模型,并根据核电模块化的需求引入空间紧凑性指标,从热力学性能、空间紧凑性、㶲经济性能等多个维度对超临界二氧化碳再压缩循环系统开展研究,分析了关键参数对超临界二氧化碳再压缩循环系统性能的影响,并进一步开展了多目标优化以提高系统的适用性。结果表明:通过多目标优化研究,循环的综合性能得到提升,多目标优化得到的最优点的㶲效率、单位功率成本率和单位功率换热面积分别为71.5%、3.11美分/(kW·h)和0.191 m^(2)/kW。

关键词：核能利用超临界二氧化碳㶲经济性再压缩循环多目标优化

基于GaN/Ti_(3)C_(2)T_(x)的TMA传感器气敏性能及其应用研究

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电子学报 2024年第4期52卷 1389-1398页

作者：韩丹洪宇涛刘志华段奇李栋辉王雨史杰旭桑胜波太原理工大学电子信息与光学工程学院山西太原030024

本文联合溶剂热法和氮化法合成氮化镓(GaN)/Ti_(3)C_(2)T_(x)新型复合材料,并研究了基于GaN/Ti_(3)C_(2)T_(x)新型复合材料的气体传感器对三甲胺(Trimethylamine,TMA)气体的传感特性.通过一系列表征手段分析了复合材料的形貌以及元素组... 详细信息

本文联合溶剂热法和氮化法合成氮化镓(GaN)/Ti_(3)C_(2)T_(x)新型复合材料,并研究了基于GaN/Ti_(3)C_(2)T_(x)新型复合材料的气体传感器对三甲胺(Trimethylamine,TMA)气体的传感特性.通过一系列表征手段分析了复合材料的形貌以及元素组成特性,证实了GaN与Ti_(3)C_(2)T_(x)材料的成功复合.传感器对TMA气体的气敏特性结果表明,GaN/Ti_(3)C_(2)T_(x)传感器在室温下能够高效检测1~200 ppm的TMA气体,且与纯GaN传感器相比,对TMA的检测下限由10 ppm降低至1 ppm.此外,复合传感器气敏结果进一步证实了其良好的抗干扰特性以及长期稳定性.利用表面耗尽层模型解释了GaN/Ti_(3)C_(2)T_(x)复合传感器气敏机理,及其与纯GaN传感器相比气敏性能提升的原因.最后,本文开发了一种无接触式TMA气体检测装置,检测结果表明该装置有望实现对肝、肾病患者呼出气的高效实时检测,在肝、肾疾病的早期筛查方面具有较大的应用潜力.

关键词： GaN/Ti_(3)C_(2)T_(x) 室温三甲胺气体传感器无接触检测

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基于自组装密排金纳米球微球壳的米散射特性

光学学报 2024年第14期44卷 326-335页

作者：宋明霞虞应刘绍鼎太原理工大学电子信息与光学工程学院山西商太原030024

通过乳化自组装方法制备了由密排金纳米球所构成的微球壳结构,实验测量及数值计算的单颗粒散射光谱表明,微球壳结构的光学响应与等效高折射率电介质球壳类似,能够产生电偶极及磁偶极共振模式。当两者的相互作用满足Kerker条件时,可形成... 详细信息

通过乳化自组装方法制备了由密排金纳米球所构成的微球壳结构,实验测量及数值计算的单颗粒散射光谱表明,微球壳结构的光学响应与等效高折射率电介质球壳类似,能够产生电偶极及磁偶极共振模式。当两者的相互作用满足Kerker条件时,可形成定向的前向散射,从而有效抑制背向散射。同时,由于金纳米颗粒之间的等离激元耦合作用,微球壳的壳层内部相对电介质结构能够产生更大的局域场增强。此外,通过测试和计算结果的对比可见,随着微球壳尺寸的增大,其壳层厚度有逐渐增大的趋势,同时如环形电偶极、电四极、磁四极等高阶米散射贡献也可有效被激发。上述结果表明这种金纳米球所构成的微球壳是一种具有丰富米散射特性的结构,在增强光学非线性和光学成像等领域具有潜在的应用前景。

关键词：米散射金纳米球乳化自组装等效介质理论表面等离激元

CaO/CaCO_(3)储能系统材料设计研究进展

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动力工程学报 2024年第5期44卷 770-781页

作者：潘怡刘敦禹金晶上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

为了解决CaO/CaCO_(3)化学储能系统中材料循环稳定性差、导热系数低、吸光性差的问题,从钙基原料的选择、复合材料中元素的掺杂、运行条件的调整等方面探讨了改善钙基材料性能的方法。结果表明:Al、Mn、Ti等元素的添加可以在材料内形成... 详细信息

为了解决CaO/CaCO_(3)化学储能系统中材料循环稳定性差、导热系数低、吸光性差的问题,从钙基原料的选择、复合材料中元素的掺杂、运行条件的调整等方面探讨了改善钙基材料性能的方法。结果表明:Al、Mn、Ti等元素的添加可以在材料内形成惰性氧化物,抑制烧结,提高材料的循环稳定性;掺杂具有较高导热系数的材料如Al_(2)O_(3)、MgO、SiO_(2)、ZnO,可以增强材料的导热性能;掺杂Mn、Cu、Fe、Co、Cr等元素能够提高材料的光谱吸收率。相关总结可以为热化学储能材料的设计提供参考。

关键词：热化学储能太阳能钙循环循环稳定性

超临界CO_(2)-有机朗肯联合循环的多目标优化

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动力工程学报 2024年第4期44卷 658-664页

作者：侯胜亚杨其国上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

采用复合型超临界二氧化碳-有机朗肯联合循环来回收燃气轮机的余热,建立了热力学以及[火用]经济性模型,探究了关键参数对联合循环系统性能的影响规律,从热力学性能、空间紧凑性、[火用]经济性能等方面对联合循环系统进行了研究,并对联... 详细信息

采用复合型超临界二氧化碳-有机朗肯联合循环来回收燃气轮机的余热,建立了热力学以及[火用]经济性模型,探究了关键参数对联合循环系统性能的影响规律,从热力学性能、空间紧凑性、[火用]经济性能等方面对联合循环系统进行了研究,并对联合循环进行了多目标优化。结果表明:在最优状态下复合型超临界二氧化碳再压缩-有机朗肯联合循环的效率为54.56%,比燃-蒸联合循环提高了4.2%,其单位输出功率所需换热面积为0.1178m^(2)/kW,比燃-蒸联合循环降低了21.41%。

关键词：余热利用超临界二氧化碳循环有机朗肯循环联合循环性能多目标优化

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双摆线针齿传动齿廓特性与啮合特性分析

机械强度 2024年第2期46卷 424-430页

作者：崔建昆丁佳乐石雨恒张德琪上海理工大学上海-汉堡国际工程学院上海200093 上海理工大学机械工程学院上海200093

将双摆线齿廓运用到NN型少齿差行星齿轮传动领域,通过分析内外摆线轮齿廓的凹凸性、曲率和曲率半径,获得了内、外摆线齿廓的特性;通过图解法推导双摆线针齿传动中内、外摆线轮的压力角计算公式,获得了啮合过程压力角变化规律,以及双摆... 详细信息

将双摆线齿廓运用到NN型少齿差行星齿轮传动领域,通过分析内外摆线轮齿廓的凹凸性、曲率和曲率半径,获得了内、外摆线齿廓的特性;通过图解法推导双摆线针齿传动中内、外摆线轮的压力角计算公式,获得了啮合过程压力角变化规律,以及双摆线针齿主要参数对于内、外摆线轮压力角的影响;通过对等距修形和移距修形进行研究,表明齿廓修形对齿形有明显影响。

关键词：双摆线针齿传动齿廓特性齿廓修形压力角

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永磁同步电机全局积分终端滑模矢量控制

电力系统及其自动化学报 2024年

作者：李扬杨芳艳李清都赵广凯上海理工大学机械工程学院上海理工大学机器智能研究院

为提高永磁同步电机的速度控制性能，提出一种基于高阶对数滑模扰动观测器的全局积分终端滑模矢量控制策略。首先，设计趋近速度可随状态变量自适应调节的趋近律，并把符号函数替换为可在零点实现平滑过渡的非线性函数；同时，将全局滑... 详细信息

为提高永磁同步电机的速度控制性能，提出一种基于高阶对数滑模扰动观测器的全局积分终端滑模矢量控制策略。首先，设计趋近速度可随状态变量自适应调节的趋近律，并把符号函数替换为可在零点实现平滑过渡的非线性函数；同时，将全局滑模因子项引入改进积分终端滑模面中，构造全局积分终端滑模速度控制器，使控制系统具有全局鲁棒性；再将可实现有限时间收敛的对数滑模面与高阶控制律相结合，设计高阶对数滑模扰动观测器，把观测出的系统扰动作为已知量对前端控制器进行补偿，提高控制精度。仿真结果表明：该策略能够显著减小转速波动并提高系统稳定性。

关键词：永磁同步电机趋近律非线性函数全局积分终端滑模高阶对数滑模扰动观测器