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基于虚拟纤维的各向异性超弹性材料本构模型设计

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第4期36卷 533-542页

作者：卢子璇何浩吴笛刘学慧中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学计算机科学与技术学院北京100190 中国科学院软件研究所人机交互技术与智能信息处理实验室北京100190 中国科学院力学研究所微重力重点实验室北京100190

为了拓展图形学弹性体模拟中的各向异性超弹性虚拟材料种类,建立了基于虚拟纤维的本构模型.首先从能量可加性出发,将超弹性体应变能量密度函数分解为轴向、剪切、体积分量的纤维加和形式,然后建立单根纤维的轴向应变、剪切应变、体积应... 详细信息

为了拓展图形学弹性体模拟中的各向异性超弹性虚拟材料种类,建立了基于虚拟纤维的本构模型.首先从能量可加性出发,将超弹性体应变能量密度函数分解为轴向、剪切、体积分量的纤维加和形式,然后建立单根纤维的轴向应变、剪切应变、体积应变的应变度量,最后推导出各分量的应力表示.仿真实验使用基于四面体的非线性有限元法(finite element method,FEM),半隐式时间积分进行解算,并采用CPU串行算法,测试了不同场景下非线性能量函数以及纤维权重组合对虚拟纤维材料刚度、泊松效应、轴向特性的影响.结果表明,虚拟纤维本构模型具有大变形稳定性,材料参数设置可良好地展现上述物理特性,相比现有的横观各向同性模型具有更丰富的可调节能力.

关键词：各向异性材料有限元物理动画虚拟纤维

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黄土高原古气候变化定量重建的新进展

地质学报 2024年第3期98卷 1006-1023页

作者：孙有斌卢红选章泽科中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室陕西西安710061

中国黄土-红黏土沉积是可与深海沉积媲美的陆相沉积载体,记录了晚新生代东亚大陆气候环境变化历史。基于中国黄土的多种理化指标,重建了黄土高原地区构造-千年尺度东亚季风变化历史,为探讨区域与全球气候的联系提供了关键证据。近年来,... 详细信息

中国黄土-红黏土沉积是可与深海沉积媲美的陆相沉积载体,记录了晚新生代东亚大陆气候环境变化历史。基于中国黄土的多种理化指标,重建了黄土高原地区构造-千年尺度东亚季风变化历史,为探讨区域与全球气候的联系提供了关键证据。近年来,黄土高原古气候变化研究逐步从定性描述拓展到定量重建,本文旨在回顾基于中国黄土定量重建古温度和古降雨变化取得的重要进展。首先,梳理了古气候要素定量重建的指标和方法,古温度重建指标包括植硅体、碳酸盐耦合同位素、微生物脂类代用指标等;古降水变化敏感指标包括磁化率、白云石/方解石含量、生物微钙体Sr/Ca比值、有机碳同位素以及^(10)Be等。然后,汇总了典型黄土剖面定量重建的古气候变化序列,分别从构造、轨道及千年时间尺度上探讨了古温度和古降雨的变化特征。结果表明,基于生标重建的不同时间跨度的土壤古温度变化序列,在冰期—间冰期尺度上的波动特征基本一致,但在冰盛期—冰消期时段出现了增温超前现象,说明陆地植被对土壤温度变化有重要调制作用。然而,不同指标重建的降水变化幅度差异较大,主导周期也存在差异,说明定量重建降水变化仍有较大挑战。最后,简要总结了黄土高原古气候定量重建存在的问题,明确了区分温度和降水季节性变化的重要性,指出加强地质记录与模拟结果的对比同化,将有助深化对多尺度季风变化动力学的理解。

关键词：黄土高原黄土-古土壤序列古温度古降水东亚季风

ANIPE配体促进的铜催化联烯与亚胺和联硼试剂的不对称碳硼化反应

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有机化学 2024年第6期44卷 1884-1896页

作者：刘晓东施世良中国科学院上海有机化学研究所金属有机化学国家重点实验室上海200032

发展了温和条件下铜催化联烯与亚胺、联硼试剂的非对映选择性和对映选择性的碳硼化反应.该策略基于手性ANIPE-铜催化剂,提供了一个简便而有效的合成含两个相邻立体中心的手性高烯丙基胺的方法,具有优秀的对映和非对映选择性.此外,以醛... 详细信息

发展了温和条件下铜催化联烯与亚胺、联硼试剂的非对映选择性和对映选择性的碳硼化反应.该策略基于手性ANIPE-铜催化剂,提供了一个简便而有效的合成含两个相邻立体中心的手性高烯丙基胺的方法,具有优秀的对映和非对映选择性.此外,以醛亚胺酯和酮亚胺酯为亲电试剂时,可以制备手性α-氨基酯类化合物.

关键词：氮杂环卡宾配体铜催化手性胺碳硼化

碳基无金属纳米材料用于电催化合成小分子化学品

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新型炭材料（中英文） 2024年第1期39卷 42-63页

作者：石磊李彦哲尹华杰赵慎龙国家纳米科学中心中国科学院纳米系统与多级次制造重点实验室北京100190 中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所中国科学院材料物理重点实验室安徽合肥230031

电催化是各种以化学品形式储存可再生电力能源技术的核心。目前,贵金属基催化剂广泛应用于提高电催化转化效率。然而,成本高、稳定性差等缺点严重阻碍了其在电合成和可持续能源器件中的大规模应用。碳基无金属催化剂(CMFCs)在提高催化... 详细信息

电催化是各种以化学品形式储存可再生电力能源技术的核心。目前,贵金属基催化剂广泛应用于提高电催化转化效率。然而,成本高、稳定性差等缺点严重阻碍了其在电合成和可持续能源器件中的大规模应用。碳基无金属催化剂(CMFCs)在提高催化性能方面展现出巨大潜力,且受到越来越多的关注。本文概述了用于电催化合成的CMFCs的最新研究进展,并讨论了其催化机理和设计策略。此外,简要总结了电催化合成过氧化氢、氨、氯以及各种碳基和氮基化合物的研究现状,并重点阐述了CMFCs目前面临的挑战和未来前景。

关键词：电合成电催化碳基纳米材料无金属电催化剂小分子化学品

基于脑电的快速序列视觉呈现脑-机接口系统研究进展综述

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电子与信息学报 2024年第2期46卷 443-455页

作者：魏玮邱爽李叙锦毛嘉宇王妍紫何晖光中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室脑图谱与类脑智能实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

脑-机接口(BCI)系统建立大脑与外部设备之间的直接交流通路,结合快速序列视觉呈现(RSVP)范式能够实现利用人类视觉系统进行高流通量图像目标检索。近些年来,RSVP-BCI系统在范式编码、脑电(EEG)解码和系统应用方面的研究取得了长足的进... 详细信息

脑-机接口(BCI)系统建立大脑与外部设备之间的直接交流通路,结合快速序列视觉呈现(RSVP)范式能够实现利用人类视觉系统进行高流通量图像目标检索。近些年来,RSVP-BCI系统在范式编码、脑电(EEG)解码和系统应用方面的研究取得了长足的进步。对范式编码的研究揭示不同范式参数对系统性能的影响,促进提升系统性能;脑电解码的研究在提升算法分类性能的同时推动少训练、零训练样本、多模态等场景下的应用;对RSVP-BCI系统应用的研究实现推动系统走向实际应用并拓宽了应用领域。同时,系统仍面临着迈向实际时可应用领域范围窄、脑电跨域解码难题以及计算机视觉飞速进步带来的挑战。该文对RSVP-BCI近年来的相关研究进展进行了回顾与总结,并对未来的发展方向进行了展望。

关键词：脑-机接口快速序列视觉呈现脑电

不同成土模式下黑土有机质热稳定性剖面分异特征

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土壤学报 2024年第3期61卷 662-673页

作者：龚可杨杨飞隆浩谷俊张甘霖土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 湖泊与环境国家重点实验室(中国科学院南京地理与湖泊研究所) 南京210008 中国科学院流域地理学重点实验室(中国科学院南京地理与湖泊研究所) 南京210008

土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量及其稳定性是评价土壤质量的重要指标,热重分析法在反映SOM含量与热稳定性方面显示出了较好的潜力而受到重视。探究不同成土模式下黑土SOM热稳定性在剖面尺度的分异规律及影响因素,可以为黑土... 详细信息

土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量及其稳定性是评价土壤质量的重要指标,热重分析法在反映SOM含量与热稳定性方面显示出了较好的潜力而受到重视。探究不同成土模式下黑土SOM热稳定性在剖面尺度的分异规律及影响因素,可以为黑土资源保护与碳固定提供理论参考。本研究在东北典型黑土区采集了相对稳定地形条件下(平坦)自然发育的3个典型黑土剖面和非稳定地形条件下(有地表侵蚀和沉积)受侵蚀堆积过程影响的2个黑土剖面,采用热重分析法,基于不同温度区间的质量损失,分别以Exo1(200~350℃区间的质量损失)和Exo2(350~550℃区间质量损失)代表热易分解SOM和热稳定SOM,以微分热重曲线及热重参数指标(Exo1/Exo2和TG-T50)表征不同土壤剖面的SOM热稳定性分异特征,并结合傅里叶红外光谱讨论了SOM化学稳定性剖面分异特征。结果表明:稳定地形下自然发育的黑土,热易分解SOM(Exo1)含量相较于热稳定SOM(Exo2)含量随深度下降更快,Exo1/Exo2随深度减小,TG-T50随深度增加,脂肪族碳/芳香族碳减少,SOM稳定性随深度增加。非稳定地形条件下,黑土SOM热稳定性并未随深度表现出规律性下降趋势,存在深层SOM含量和Exo1/Exo2高于表层的现象,这主要是由于复杂的地表历史过程导致母质和SOM来源不同。本研究证实了热重分析法在反映SOM稳定性方面的适用性。黑土中SOM稳定性的剖面变化在很大程度上受成土模式的制约,而成土模式与地貌稳定性密切相关。侵蚀过程携带的大量热易分解SOM在坡面下部及流域沉积地形部位堆积,由于埋藏作用,这些热易分解SOM可以长期存在于深层土壤中。然而,非稳定地形区域一旦再遭侵蚀,这些埋藏的不稳定SOM很可能再次启动分解过程,同样可以导致大量埋藏的“老碳”被释放,成为黑土区碳排放的“热点”。

关键词：黑土热重分析热易分解有机质热稳定有机质

岩浆通道成矿核心内涵“两深一浅一通道”及其找矿意义

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地质学报 2024年第7期98卷 1941-1952页

作者：宋谢炎中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵州贵阳550081

岩浆通道成矿模型的建立深刻改变了岩浆铜镍硫化物矿床成因研究的范式,成为该领域的研究前沿,而且已经成功地应用于找矿勘查中。该模型揭示了硫化物熔离与聚集成矿在空间上的不一致性以及成矿与相关玄武岩铂族元素强烈亏损的成因联系,... 详细信息

岩浆通道成矿模型的建立深刻改变了岩浆铜镍硫化物矿床成因研究的范式,成为该领域的研究前沿,而且已经成功地应用于找矿勘查中。该模型揭示了硫化物熔离与聚集成矿在空间上的不一致性以及成矿与相关玄武岩铂族元素强烈亏损的成因联系,很好地解释了为什么很多含矿岩体围岩贫硫化物的现象。笔者将该模型的核心内涵概括为“两深一浅一通道”,“两深”指成矿物质来源于地幔、硫化物熔离发生在深部,“一浅”指硫化物的聚集成矿主要发生在较浅的岩浆房,“一通道”指较稳定的岩浆通道更有利于成大矿。结合对典型矿床和成矿带的分析,笔者提出侵位较浅的、规模相对较大的岩体,其成矿潜力好于深部的岩浆通道相。因此,认为地表矿化并不是唯一可靠的、甚至不能作为最重要的找矿标志,要提高找矿效率(特别是隐伏矿床),首先要全面分析成矿带岩浆通道系统在不同区域的埋藏、剥蚀和暴露状况,目标岩体地质产状及其与围岩时代差异等宏观地质要素,查明深部通道相与浅部岩体空间分布和形成深度的差异,在此基础上,判断浅部岩体的位置、合理部署重点勘查区域、选择有效的勘查技术、定位目标岩体,进行钻探验证。

关键词：岩浆铜镍硫化物矿床岩浆通道成矿模型含矿岩体产状侵位深度围岩时代

激光冲击强化对镍基单晶高温合金SRR99组织及性能的影响

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表面技术 2024年第7期53卷 146-155页

作者：何佳琪乔红超张楠楠赵吉宾陆莹杨玉奇沈阳工业大学材料科学与工程学院沈阳110870 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室沈阳110016

目的解决镍基单晶高温合金航空发动机涡轮叶片在服役时发生表面损伤的问题,探究激光冲击强化对镍基单晶高温合金SRR99的强化变形机制。方法采用高功率(8J)短脉冲激光分别对试样进行1、2、3次表面强化,使用白光干涉仪、显微硬度仪、X射... 详细信息

目的解决镍基单晶高温合金航空发动机涡轮叶片在服役时发生表面损伤的问题,探究激光冲击强化对镍基单晶高温合金SRR99的强化变形机制。方法采用高功率(8J)短脉冲激光分别对试样进行1、2、3次表面强化,使用白光干涉仪、显微硬度仪、X射线分析仪对强化前后的镍基单晶高温合金试样表面形貌、粗糙度、显微硬度、残余应力进行测试,通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析激光冲击强化对镍基单晶高温合金微观组织和物相组成的影响。结果经过1、2、3次激光冲击后,单晶高温合金试样表面发生了塑性变形,表面凹坑随着冲击次数的增加逐渐加深,表面粗糙度分别为1.566、1.868、2.265μm,显微硬度分别增加了15.3%、25.8%、32.1%,表面残余压应力分别提高为–790、–870、–917MPa。经强化后,试样表层形成了畸变层,γ′相的面积和体积分数均增大,合金未发生相变,但两相发生了严重的晶格畸变,晶格常数和晶面间距的变化导致两相晶格发生失配,经强化后在试样表层γ′强化相、γ通道、γ/γ′界面观察到大量位错结构,此外还观察到贯穿γ′相、γ相的位错滑移带和致密的位错网络。结论激光冲击强化技术可使镍基单晶高温合金SRR99发生塑性变形,在其表层内部形成高密度位错网络结构,加工硬化效果显著,提高了基体表面的显微硬度和残余应力。

关键词：激光冲击强化单晶高温合金力学性能残余应力微观组织

希夏邦马峰地区矽卡岩型稀有金属矿化:岩石学特征、成矿时代及其地质意义

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岩石学报 2024年第5期40卷 1527-1547页

作者：侯康师王佳敏胡方泱杨雷岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 成都理工大学地球科学学院成都610059

近年来,喜马拉雅稀有金属找矿工作和成矿研究不断取得突破,喜马拉雅已成为我国新的战略性矿产资源基地。本次研究对希夏邦马峰地区的吉隆岩体北部扎龙沟、岗布以及聂拉木北部等多处的矽卡岩进行了岩相学、矿物学和年代学研究,指出该区... 详细信息

近年来,喜马拉雅稀有金属找矿工作和成矿研究不断取得突破,喜马拉雅已成为我国新的战略性矿产资源基地。本次研究对希夏邦马峰地区的吉隆岩体北部扎龙沟、岗布以及聂拉木北部等多处的矽卡岩进行了岩相学、矿物学和年代学研究,指出该区域广泛发育石榴子石、透辉石、符山石、绿帘石和角闪石等典型矽卡岩矿物。研究结果显示,扎龙沟矽卡岩具有明显的Li-Be-Sn矿化现象,成矿元素主要赋存在符山石(Li:469×10^(-6)~3162×10^(-6);Be:47.9×10^(-6)~2010×10^(-6);Sn:58.1×10^(-6)~1767×10^(-6))和云母(Li:2900×10^(-6)~3570×10^(-6))中,且云母中Rb(1572×10^(-6)~2364×10^(-6))、Cs(390×10^(-6)~749×10^(-6))、Ga(68.2×10^(-6)~111×10^(-6))元素含量较高;岗布矽卡岩以Li-Be矿化为主,赋存矿物为符山石(Li:833×10^(-6)~1624×10^(-6);Be:401×10^(-6)~1664×10^(-6);Sn:87.8×10^(-6)~181×10^(-6))和榍石(Sn:30340×10^(-6)~48600×10^(-6));聂拉木矽卡岩以Sn矿化为主,赋存矿物为石榴子石(92.3×10^(-6)~571×10^(-6))和绿帘石(86.0×10^(-6)~2003×10^(-6))。榍石U-Pb定年结果显示,扎龙沟矽卡岩形成于19~18Ma,岗布和聂拉木矽卡岩形成于24~23Ma,分别与已报道的钠长石花岗岩、电气石白云母淡色花岗岩时代一致,是岩浆出溶的热液流体交代围岩的产物,反映喜马拉雅稀有金属阶段性成矿特点。榍石Zr和黑云母Ti等温度计结果结合矿物成分表明,矽卡岩化过程中,热液流体温度从~680℃降低至~520℃,晚期均以氧化环境为主。进变质过程中脱CO 2导致原岩孔隙度增加,为后续成矿流体的加入和热量传输提供通道;退化蚀变过程中体积增大,岩石产生构造裂隙,控制成矿矽卡岩最终产出形态。综合研究表明,淡色花岗岩在藏南拆离系驱动下高度分异演化造成Li、Be、Sn等元素富集,晚期出溶的热液流体与碳酸盐岩围岩发生接触交代变质和矽卡岩化反应,是吉隆-聂拉木一带矽卡岩型Li-Be-Sn矿化的主要机制。我们指出,喜马拉雅造山带具有很好的矽卡岩型稀有金属成矿前景,未来应加强对接触变质带和围岩蚀变的研究,以寻找更多稀有金属矿床。

关键词：喜马拉雅矽卡岩稀有金属成矿接触交代变质热液流体