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氮流量对六方氮化硼(hBN)薄膜结构和力学性能的影响

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表面技术 2024年第5期53卷 52-59页

作者：张丽红张斌高凯雄于元烈唐宏亮张俊彦中国科学院兰州化学物理研究所材料磨损与防护重点实验室兰州730000 中国科学院大学化学工程学院北京100049 上海航天控制技术研究所上海201109

目的研究磁控溅射过程氮气(N_(2))流量对六方氮化硼(hBN)薄膜结构和力学性能的影响,为设计新型结构hBN薄膜提供新思路。方法利用中频电源磁控溅射硼靶,调节不同N_(2)流量(6、12、18、24、30、36 mL/min),沉积4 h后得到hBN薄膜,使用表征... 详细信息

目的研究磁控溅射过程氮气(N_(2))流量对六方氮化硼(hBN)薄膜结构和力学性能的影响,为设计新型结构hBN薄膜提供新思路。方法利用中频电源磁控溅射硼靶,调节不同N_(2)流量(6、12、18、24、30、36 mL/min),沉积4 h后得到hBN薄膜,使用表征工具分析N_(2)流量对hBN薄膜的组成、微观结构、表面形貌以及力学性能的影响。最后使用透射电子显微镜和选区电子衍射对所制备薄膜的纳米晶粒尺寸和晶体点阵结构进行分析。结果XRD结果显示,薄膜物相主要为hBN。XPS结果说明,所制备薄膜为富硼hBN薄膜。薄膜的硬度和弹性模量随N_(2)引入量的增加呈现先下降、后上升的趋势,最大硬度可达7.21 GPa,对应弹性模量为116.78 GPa。薄膜最低的硬度值为1.2 GPa,弹性模量为32.68 GPa。薄膜弹性破坏应变(H/E*)和塑性变形抗力(H3/E*2)随N_(2)引入量的增加也呈现先上升、后下降的趋势,硬度最高薄膜对应的H/E*值为6.414×10^(-2),H3/E*2值为29.27×10^(-3)GPa,最低硬度值对应的H/E*值为3.819×10^(-2),H3/E*2值为1.77×10^(-3)GPa。透射结果显示,当N_(2)引入量从6 mL/min逐渐增加到36 mL/min时,薄膜微观结构由结晶较差的卷曲结构过渡到局部纳米晶结构,最后形成结晶性较好的卷曲结构,并再次证明所制备薄膜为hBN。结论在中频磁控溅射沉积hBN薄膜时,通过调整N_(2)流量可以有效调节薄膜的特殊组成,使结构发生转变,进而影响薄膜的力学性能。

关键词： hBN薄膜 B靶 N_(2)流量力学性能卷曲结构

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矿物生物炭对马铃薯品质与土壤肥力的影响

农业环境科学学报 2024年

作者：宗莉林红霞苗宁涛牟斌中国科学院兰州化学物理研究所甘肃省黏土矿物重点实验室甘肃绿锦环保功能材料技术有限公司

本试验旨在从矿物视角探究油页岩半焦资源化利用可行途径，通过热解炭化处理油页岩半焦，将其转化为矿物生物炭，用于马铃薯种植。分析了矿物生物炭的理化性质，以天薯10号马铃薯为试验对象评估了其应用可行性，研究了矿物生物炭不同用... 详细信息

本试验旨在从矿物视角探究油页岩半焦资源化利用可行途径，通过热解炭化处理油页岩半焦，将其转化为矿物生物炭，用于马铃薯种植。分析了矿物生物炭的理化性质，以天薯10号马铃薯为试验对象评估了其应用可行性，研究了矿物生物炭不同用量对土壤理化性质、酶活性和马铃薯产量的影响。成分分析发现矿物生物炭不仅含C、N、P、K等作物生长必需元素，还含有Ca、Mg、Si和Fe等微量元素，重金属元素在农业生产安全范围内；FIRT结果表明热解炭化后油页岩半焦表面官能团芳香化程度增大；田间试验结果表明，随着矿物生物炭施用量的增加，土壤pH和含盐量都呈上升趋势，但土壤有机质、有效P、CEC、蔗糖酶、碱式磷酸酶和脲酶活性先增加后降低；块茎的淀粉和干物质含量呈先升高后降低（P > 0.05），Vc和还原糖含量逐渐增加且达到显著水平（P < 0.05）。马铃薯产量和商品薯产量也随施用量的增加先增加后降低，当施用750 kg·hm-2时二者产量达到最高（P < 0.05），分别比对照提高了2.09倍和1.99倍。综上，矿物生物炭对改善土壤质量和马铃薯产量、品质具有积极作用，其中750 kg·hm-2施用量最为适宜。

关键词：矿物生物炭马铃薯品质土壤肥力土壤酶活性

VOCs催化燃烧整体式催化剂及涂层材料研究进展

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分子催化（中英文） 2024年第3期38卷 254-262,I0003页

作者：包鹏飞周小纳韩维亮张继义唐志诚兰州理工大学石油化工学院甘肃兰州730050 中国科学院兰州化学物理研究所精细石油化工中间体国家工程研究中心甘肃兰州730000 内蒙古希捷环保科技有限责任公司内蒙古自治区包头014030

催化燃烧法是当前处理VOCs最具有发展前景的技术之一,其技术的关键在于催化剂.整体式催化剂具有优异的传质、良好的热稳定性、高比表面积、床层压降低、催化效率高、机械性能好、易于装卸和维修等特点,是目前实现工业VOCs治理最理想的... 详细信息

催化燃烧法是当前处理VOCs最具有发展前景的技术之一,其技术的关键在于催化剂.整体式催化剂具有优异的传质、良好的热稳定性、高比表面积、床层压降低、催化效率高、机械性能好、易于装卸和维修等特点,是目前实现工业VOCs治理最理想的催化剂.我们概述了用于VOCs催化燃烧反应的整体式催化剂及其涂层材料的研究现状,并展望了未来的发展趋势.

关键词：催化燃烧 VOCs 整体式催化剂涂层材料

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我国空间推进技术领域发展思考与建议

中国工程科学 2024年第3期26卷 217-225页

作者：侯晓李永武志文林庆国汪小卫耿海黄天坤中国航天科技集团有限公司北京100048 北京控制工程研究所北京100094 北京理工大学宇航学院北京100081 上海空间推进研究所上海201112 中国运载火箭技术研究院北京100076 兰州空间技术物理研究所兰州730000

我国空间推进技术领域历经60余年发展形成了较完善的技术体系和较丰富的产品谱系,支持了载人航天、应用卫星、深空探测等重大工程应用;面向我国航天领域未来规划、重大工程和科学项目的应用需求,空间推进系统现有的技术水平存在不足,亟... 详细信息

我国空间推进技术领域历经60余年发展形成了较完善的技术体系和较丰富的产品谱系,支持了载人航天、应用卫星、深空探测等重大工程应用;面向我国航天领域未来规划、重大工程和科学项目的应用需求,空间推进系统现有的技术水平存在不足,亟需谋划创新发展和突破方向。本文从电推进、化学推进、核推进、新概念空间推进等角度出发,系统梳理了空间推进系统的发展现状;重点提炼了高性能、低成本的空间推进系统支撑低轨小卫星组网发展,大推力、可重复使用的低温化学推进技术推动新型空间运输系统发展,多类型、长寿命的空间推进技术保障深空关键应用等未来应用需求。研究认为,我国空间推进技术领域面临系统可靠性和寿命亟需进一步提高、部分领域的产品成熟度与国际先进水平差距明显、产品成本高、可选推进技术种类少且重点技术研究滞后等迫切挑战,需开展顶层规划、优化技术选择,重视基础研究、构建发展机制,在重点技术方向上分类推进科研攻关,尽快实现低轨小卫星、地月空间转移、深空探测(含载人航天)用推进系统的技术突破与在轨应用。

关键词：空间推进电推进核推进低轨小卫星空间运输深空探测重复使用

亲水分子修饰炭纳米片的制备及其水基润滑性能研究

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摩擦学学报 2024年

作者：陆琦王逸新王毅刘淑娟叶谦周峰西北工业大学凝固技术国家重点实验室先进润滑与密封材料研究中心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

传统油基润滑剂在重型机械的相互作用体系中发挥着重要的作用，助力工业时代的快速发展，但随着对材料的绿色环保性需求与日俱增以及润滑体系使用场景的不断丰富，安全、环保且价格低廉的水基润滑体系正势不可挡地占据着越来越重要的地... 详细信息

传统油基润滑剂在重型机械的相互作用体系中发挥着重要的作用，助力工业时代的快速发展，但随着对材料的绿色环保性需求与日俱增以及润滑体系使用场景的不断丰富，安全、环保且价格低廉的水基润滑体系正势不可挡地占据着越来越重要的地位，水基润滑添加剂是这个体系中至关重要的组成部分。本文中通过碳化配位聚合物制备富含氮原子掺杂的炭纳米片，以此为基底，以贻贝仿生的“黏性”物质聚多巴胺为媒介，借助迈克尔加成反应分别将带有正电、负电和两性离子基团的亲水小分子化学锚固于炭纳米片表面，得到了3种水基润滑添加剂，而后研究其摩擦性能并通过多项理化表征探究其水基润滑机制与影响因素。试验表明：得益于带电基团更强的水合能力，3种亲水小分子修饰均能有效提升水基润滑剂的减摩抗磨性能，其中，修饰负电性丙烯酸酯磺酸盐的炭纳米片(SPMA-PCNS)表现出最佳的润滑效果，其表现出的性能优越性可归因于2个方面：SPMA的迈克尔加成活性高，高的SPMA接枝量带来更丰富的水合作用，水合层会带来更好的边界润滑效果；其次，SPMA-PCNS表面呈负电性，利于其在铁基摩擦副表面的吸附与反应，形成坚固的摩擦保护膜。进一步对磨斑表面分析，发现SPMA-PCNS会在摩擦热和机械力的作用下与钢基质发生摩擦化学反应，生成以碳氮化物、铁硫化物和铁氧化物为主的摩擦反应膜，与水合作用带来的边界润滑层协同作用共同保护摩擦副表面，有效减少摩擦磨损。本研究为制备水基润滑添加剂提供了可行的修饰思路，且揭示了水基润滑影响因素，有助于设计高性能水基润滑添加剂和理解摩擦机理。

关键词：水基润滑炭纳米片纳米添加剂摩擦学机理亲水分子

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滚动轴承润滑研究中的几个问题

轴承 2024年第5期 1-20页

作者：郭峰栗心明娄文静马子魁付永强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 舍弗勒(上海)贸易有限公司研发中心上海201804

滚动轴承是高端装备中不可缺少的重要部件,轴承润滑问题的研究为滚动轴承设计、润滑剂选择、轴承可靠服役等提供理论基础。针对滚动轴承润滑相关的几个科学问题,重点概括了滚动轴承润滑数值计算方法及应用,总结了润滑油膜厚度和轴承内... 详细信息

滚动轴承是高端装备中不可缺少的重要部件,轴承润滑问题的研究为滚动轴承设计、润滑剂选择、轴承可靠服役等提供理论基础。针对滚动轴承润滑相关的几个科学问题,重点概括了滚动轴承润滑数值计算方法及应用,总结了润滑油膜厚度和轴承内部润滑介质流动分布可视化测量技术,阐述了与润滑脂组分相关的机械剪切与温度等参数对润滑特性的影响机制,介绍了滚动轴承固体润滑机制,并从工程设计角度分析了轴承的润滑设计。基于当前研究现状,认为轴承润滑研究应重点面向真实条件下轴承润滑理论计算、与应用工况匹配的先进润滑材料的开发以及轴承润滑评测方法研发3个方面进行发展。

关键词：滚动轴承润滑弹性流体动力润滑可视化润滑脂固体润滑

中药调控腰椎间盘突出症相关信号通路研究进展

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中医学报 2024年

作者：王蓉蓉陈佳邱洪灯汤浩甘肃中医药大学中国科学院兰州化学物理研究所上海交通大学医学院附属松江医院

腰椎间盘突出症(Lumbar disc herniation，LDH)是一种以腰腿痛为主要症状的脊柱退行性疾病，通常伴有下肢放射性麻木和疼痛，严重影响患者的生活质量。目前发病机制尚未完全阐明，寻找有效的疗法和安全的药物治疗LDH具有一定的现实意义... 详细信息

腰椎间盘突出症(Lumbar disc herniation，LDH)是一种以腰腿痛为主要症状的脊柱退行性疾病，通常伴有下肢放射性麻木和疼痛，严重影响患者的生活质量。目前发病机制尚未完全阐明，寻找有效的疗法和安全的药物治疗LDH具有一定的现实意义。研究表明，与西药、手术等西医治疗方式相比，中药治疗具有多靶点、多途径且不良反应少的优势。近年来，采用信号通路阐明LDH发病机制以及评价中药对其作用机制，已经成为医学界研究的热点。众多研究证实，中药通过调控Janus 激酶-信号转导及转录激活因子 (JAK-STAT)、核转录因子-κB(NF-κB)、Wnt/β-连环蛋白(Wnt/β-catenin)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)以及脂肪酸合成酶(Fas)/脂肪酸合成酶配体(FasL) 、(磷脂酰肌醇-3-激酶)PI3K/(丝氨酸/苏氨酸激酶)AKT等相关信号通路对LDH发挥治疗作用。基于此，本文查阅了大量国内外相关文献，阐述了以上相关信号通路在LDH发生和发展中的作用，并详细总结了近年来中药干预上述信号通路治疗LDH的最新研究成进展，旨在为深入研究LDH的发病机制提供新思路，并为中药在临床治疗LDH中的应用提供科学依据。

关键词：腰椎间盘突出症信号通路中药作用机制研究进展

基础油与添加剂对电动汽车传动液铜腐蚀性能的影响

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润滑与密封 2024年第1期49卷 123-129页

作者：杜洋陈云龙马瑞李维民王静王晓波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甘肃兰州730000 青岛理工大学山东青岛266500 淄博高端合成润滑材料创新中心山东淄博255000 东华大学机械工程学院上海201620

纯电动汽车油冷电机主要采用传动液进行冷却,传动液与含铜线圈或铜合金的电气元件不可避免会产生接触,因此基础油与添加剂等组分铜腐蚀性是传动液的关键性能之一。考察长时(168 h)与高温(150℃)条件下不同基础油与添加剂对电动汽车传动... 详细信息

纯电动汽车油冷电机主要采用传动液进行冷却,传动液与含铜线圈或铜合金的电气元件不可避免会产生接触,因此基础油与添加剂等组分铜腐蚀性是传动液的关键性能之一。考察长时(168 h)与高温(150℃)条件下不同基础油与添加剂对电动汽车传动液铜片腐蚀性的影响,采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对试验后油溶性铜以及铜片表面形貌及组成进行分析。结果表明:基础油对铜片产生的腐蚀性较小,添加剂对铜片的腐蚀性主要受添加剂类型与化学结构影响;含硼分散剂、含磷和硫抗磨添加剂中的活性化学元素如硼、磷和硫等在高温和长时条件下容易对铜片表面造成腐蚀。

关键词：电动汽车传动液基础油添加剂铜腐蚀

环境友好型氨基酸基离子液体作为水润滑添加剂的摩擦学机制研究

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摩擦学学报 2024年

作者：孙学敏刘骁郭平霞陈强白艳艳于强亮杨淑燕蔡美荣周峰青岛理工大学机械与汽车工程学院摩擦学与表面工程实验室烟台先进材料与绿色制造山东省实验室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

本文中以美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration， FDA)批准的食品添加剂月桂酰肌氨酸钠和氨基酸为原料，采用简单的质子交换反应合成了2种氨基酸基离子液体Lys-LS和Arg-LS，并将其用作水基润滑添加剂。利用SRV-V微动摩... 详细信息

本文中以美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration， FDA)批准的食品添加剂月桂酰肌氨酸钠和氨基酸为原料，采用简单的质子交换反应合成了2种氨基酸基离子液体Lys-LS和Arg-LS，并将其用作水基润滑添加剂。利用SRV-V微动摩擦磨损试验机和全自动真彩共聚焦显微镜考察了2种离子液体添加剂的摩擦学性能，并采用扫描电镜(SEM)、石英晶体微天平(QCM)和X射线光电子能谱仪(XPS)深入探究了其润滑机理。研究结果表明：2种氨基酸基离子液体添加剂具有良好的热稳定性且可以显著抑制铸铁在水中的腐蚀。与去离子水相比，当Lys-LS和Arg-LS的添加质量分数为0.5%时，水基润滑液的摩擦系数和磨损体积分别降低了约70%和85%，具有显著的减摩抗磨效果。机理分析结果表明，离子液体在界面处形成的摩擦化学反应膜与物理/化学吸附膜协同作用，有效地阻止了滑动摩擦副之间的直接接触，进而赋予水基润滑液优异的摩擦学性能。2种润滑添加剂制备简单，安全无毒且绿色环保，有望作为水基金属加工液和难燃液压液的关键润滑添加剂使用。

关键词：氨基酸基离子液体水基润滑添加剂摩擦学性能润滑机理环境友好型添加剂