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光谱技术用于泥炭甲烷发酵残渣腐植酸的影响研究

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1025-1030页

作者：路亚楠马力通李丽萍李冉冉邓雅卉内蒙古科技大学化学与化工学院内蒙古包头014010 生物煤化工综合利用内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010 内蒙古科技大学低阶煤炭碳中和实验室内蒙古包头014010

生物甲烷化可能是泥炭低碳转化最有利的方法,为探索泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸,实现泥炭甲烷发酵耦合腐植酸提取新工艺,需要解析碱液对甲烷发酵残渣腐植酸得率、纯度、结构的影响。以草本泥炭为原料,先进行氢氧化钠预处理再甲烷... 详细信息

生物甲烷化可能是泥炭低碳转化最有利的方法,为探索泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸,实现泥炭甲烷发酵耦合腐植酸提取新工艺,需要解析碱液对甲烷发酵残渣腐植酸得率、纯度、结构的影响。以草本泥炭为原料,先进行氢氧化钠预处理再甲烷发酵,残渣采用碱溶酸析法提取腐植酸,分别采用氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂和焦磷酸钠萃取,对得到的腐植酸样品进行产率、纯度分析和紫外-可见光谱、红外光谱、荧光光谱表征。结果表明,不同萃取剂萃取、氢氧化钠预处理甲烷发酵均对泥炭腐植酸产率、纯度、结构有明显影响。氢氧化锂萃取氢氧化钠预处理甲烷发酵与对照组残渣腐植酸产率、纯度均最高,产率分别达43.59%、41.07%、纯度分别是70.4%、70.6%。焦磷酸钠萃取泥炭腐植酸中羟基、甲基、亚甲基、醚键含量较多,芳构化程度较低;氢氧化钠萃取泥炭腐植酸酮、醛、羧酸和苯环等结构含量丰富,芳构化程度较高。氢氧化钠预处理甲烷发酵残渣腐植酸羟基、甲基、亚甲基、醚键含量均降低,羰基、苯环含量较高,芳构化程度增大。甲烷发酵残渣提取泥炭腐植酸的变化特征研究表明,氢氧化钠预处理甲烷发酵对碱溶酸析法提取泥炭腐植酸的结构有明显影响,泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸工艺可行。

关键词：泥炭残渣再利用腐植酸甲烷发酵碱液

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基于线激光视觉的轮缘厚度与摆动检测研究

激光与光电子学进展 2024年

作者：陈龙陈波王月明梅佳锐杨虎生内蒙古科技大学自动化与电气工程学院

烧结机台车车轮轮缘磨耗和摆动可能导致台车脱轨，进而造成安全生产事故。目前的检测方式主要依赖于人工，存在工作环境差、检测效率低、容易漏检误检等问题。针对以上问题，搭建了烧结机台车车轮轮缘厚度与摆动角度检测平台，使用双线... 详细信息

烧结机台车车轮轮缘磨耗和摆动可能导致台车脱轨，进而造成安全生产事故。目前的检测方式主要依赖于人工，存在工作环境差、检测效率低、容易漏检误检等问题。针对以上问题，搭建了烧结机台车车轮轮缘厚度与摆动角度检测平台，使用双线激光器在台车车轮表面形成两条轮缘轮廓激光投影线，对采集到的激光条纹线进行中值滤波、形态学处理、骨架提取、连通域分析等图像处理，提取激光条纹中心线和轮缘两端测量关键点，再根据钢轨、车轮轮缘和激光条纹线三者的几何关系，实现台车车轮轮缘厚度与摆动角度的检测。实验结果表明，该检测方法可实现轮缘厚度与摆动角度的实时检测，轮缘厚度测量相对误差为0.31%，绝对误差在1 mm左右；摆动角度测量相对误差为0.56%，绝对误差在1°左右，满足烧结工艺的生产要求，为烧结机台车的安全稳定运行提供了技术保障。

关键词：烧结机台车双线激光机器视觉轮缘厚度摆动角度

陶瓷透水路面砖渗透系数与孔隙特征的定量关系模型

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建筑材料学报 2024年第2期27卷 174-180页

作者：王仪良谭建平李薇任文渊袁克阔西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西京学院土木工程学院陕西西安710123

利用X射线计算机断层成像及图像三维重构技术获取了陶瓷透水路面砖的孔隙特征参数与渗透系数.基于沿程水头损失及局部水头损失影响因素,选取合适孔隙特征参数,并利用量纲分析法建立了渗透系数与孔隙特征参数的定量关系模型.结果表明:通... 详细信息

利用X射线计算机断层成像及图像三维重构技术获取了陶瓷透水路面砖的孔隙特征参数与渗透系数.基于沿程水头损失及局部水头损失影响因素,选取合适孔隙特征参数,并利用量纲分析法建立了渗透系数与孔隙特征参数的定量关系模型.结果表明:通过统计学检验方法对建立的定量关系模型进行检验,发现所建立模型是合理可靠的;渗透系数受有效孔隙迂曲度、有效孔隙半径均值的影响最大,受有效孔隙比表面积、有效孔隙等效喉道半径及有效孔隙等效喉道长度的影响较小.

关键词：海绵城市陶瓷透水路面砖渗透系数孔隙结构

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锤片式粉碎机转子模态分析与试验研究

饲料工业 2024年

作者：李春东张晓礼曹丽英周杨内蒙古科技大学工程训练中心内蒙古科技大学机械工程学院

锤片式粉碎机工作时振动强，其转子的动力学特性是影响整机振动状态的重要因素。本研究以课题组自行研制的锤片式粉碎机转子振动特性为研究对象，采用锤击试验和基于有限元的数值仿真相结合的方法，当试验结果与仿真结果之间的误差小于5... 详细信息

锤片式粉碎机工作时振动强，其转子的动力学特性是影响整机振动状态的重要因素。本研究以课题组自行研制的锤片式粉碎机转子振动特性为研究对象，采用锤击试验和基于有限元的数值仿真相结合的方法，当试验结果与仿真结果之间的误差小于5%时，获得了更加精确的有限元仿真模型，对粉碎机转子的各阶固有振动频率及其固有振型进行了研究，研究表明转子低阶模态的振动方式单一，而高阶模态的振动方式是扭转和弯曲的组合振动；粉碎机稳态振动并不是由于转子共振引起的，研究为锤片式粉碎机的减振设计提供理论依据。

关键词：锤片式粉碎机转子模态分析固有频率振型

Mn掺杂对(Y0.4Er0.6)3Al5O12热障涂层材料的微观结构和导热性能的影响

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材料研究学报 2024年第6期 463-470页

作者：王俊王炫力刘爽宋蕊宋希文内蒙古科技大学材料科学与工程学院

采用固相合成法制备(Y0.4Er0.6)3(Al1-yMny)5O12（y=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1）陶瓷材料，使用X射线衍射仪及Rietveld精修、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、透射电子显微镜和激光导热仪等手段对其表征，研究了Mn掺... 详细信息

采用固相合成法制备(Y0.4Er0.6)3(Al1-yMny)5O12（y=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1）陶瓷材料，使用X射线衍射仪及Rietveld精修、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、透射电子显微镜和激光导热仪等手段对其表征，研究了Mn掺杂对其微观结构和导热性能的影响。结果表明：(Y0.4Er0.6)3(Al1-yMny)5O12陶瓷材料均为单一的YAG相，随着Mn掺杂量的提高晶格常数和晶胞体积先减小后增大，Mn2+逐渐占据晶胞中的Al3+位置但是Y3Al5O12的晶体结构不变；Mn掺杂使(Y0.4Er0.6)3(Al1-yMny)5O12陶瓷材料的热导率显著降低，y=0.06的陶瓷材料热导率最低，在1100℃热导率约为1.38 W/（m·K），比纯YAG陶瓷的热导率(2.1 W/（m·K）)降低了约34.6%。

关键词：无机非金属材料热障涂层钇铝石榴石双位掺杂微观结构热导率

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采用差分进化算法的复杂轴零件工艺路线优化

现代制造工程 2024年第2期 68-75页

作者：韩军邵帅董冰洋沈伟东庞楠楠内蒙古科技大学机械工程学院包头014010

针对某复杂轴工艺路线编制不合理导致加工效率低的问题,从现有工艺路线优化方案出发,将加工特征以加工精度为加工元节点进行详细划分,构架合理加工元编码,以生产实际中装夹为依据,对工艺约束关系分组分析,获得更优的约束矩阵表达。利用... 详细信息

针对某复杂轴工艺路线编制不合理导致加工效率低的问题,从现有工艺路线优化方案出发,将加工特征以加工精度为加工元节点进行详细划分,构架合理加工元编码,以生产实际中装夹为依据,对工艺约束关系分组分析,获得更优的约束矩阵表达。利用差分进化算法,以机床、刀具及装夹更换最少为目标函数,合理设计差分变异、交叉及序列有效性校验与调整算法。通过对比表明,优化方案相较于优化前方案以及工艺约束不分组方案,刀具、装夹更换次数均有减少。

关键词：轴类零件加工特征约束矩阵差分进化算法工艺路线

Sc_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)复合掺杂ZrO_(2)热障涂层陶瓷材料的组织结构与力学性能

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材料工程 2024年第6期52卷 139-146页

作者：王志刚刘仍谦谢敏张永和王炫力宋希文常振东刘德林牟仁德内蒙古科技大学材料科学与工程学院内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室(内蒙古科技大学) 内蒙古包头014010 中国航发北京航空材料研究院北京100095

质量分数为7±1%氧化钇部分稳定氧化锆(7YSZ)是广泛应用的热障涂层陶瓷材料。然而,其在1200℃以上长期服役存在相稳定性差、烧结加剧和力学性能下降等弊端。因此,本工作提出新型Sc_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)协同掺杂ZrO_(2)热障涂层陶瓷材料... 详细信息

质量分数为7±1%氧化钇部分稳定氧化锆(7YSZ)是广泛应用的热障涂层陶瓷材料。然而,其在1200℃以上长期服役存在相稳定性差、烧结加剧和力学性能下降等弊端。因此,本工作提出新型Sc_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)协同掺杂ZrO_(2)热障涂层陶瓷材料,采用固相合成法制备了摩尔分数为7.5%Sc_(2)O_(3)-x%Y_(2)O_(3)-(92.5-x)%ZrO_(2)(x=0,0.1,0.2,0.3)陶瓷。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)等手段,重点探究Y_(2)O_(3)掺杂含量对高温固相合成陶瓷材料的微观组织结构演变行为以及维氏硬度、断裂韧性、弹性模量和三点抗弯强度等力学性能的影响规律。结果表明:Sc_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合掺杂ZrO_(2)陶瓷材料经1450℃×3.5 h高温烧结的致密度大于97%,主要由四方相结构组成,该材料的维氏硬度、弹性模量、断裂韧性和三点抗弯强度与传统8YSZ相当,分别为13~14 GPa,211~214 GPa,6.5~7.0 MPa·m^(1/2),520~850 MPa之间;断裂机制主要为穿晶断裂和沿晶断裂的混合方式,其中以穿晶断裂为主导。Sc_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合掺杂ZrO_(2)陶瓷可作为一种潜在的高温热障涂层陶瓷材料。

关键词：热障涂层稀土掺杂氧化锆氧化钪微观组织力学性能

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喷雾热解法直接制备微泡中空结构铈锆固溶体的研究

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 559-567页

作者：王振峰赵爽伍永福黄娟刘中兴马守营内蒙古科技大学稀土工程技术学院内蒙古包头014010 轻稀土资源绿色提取与高效利用教育部重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学轻稀土清洁提取与应用内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010

利用喷雾热解工艺,以氧氯化锆、稀土萃取分离液氯化铈为原料,柠檬酸为助剂,制备了含碳铈锆复合氧化物前驱体,经二次焙烧后成功制备出低氯且具有中空结构、比表面积为22.8~36.3 m^(2)·g^(-1)的铈锆复合氧化物。对制备出的样品用X射线衍... 详细信息

利用喷雾热解工艺,以氧氯化锆、稀土萃取分离液氯化铈为原料,柠檬酸为助剂,制备了含碳铈锆复合氧化物前驱体,经二次焙烧后成功制备出低氯且具有中空结构、比表面积为22.8~36.3 m^(2)·g^(-1)的铈锆复合氧化物。对制备出的样品用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)和比表面积分析(BET)进行了表征。FESEM分析结果显示样品的厚度随着柠檬酸摩尔比的增加逐渐变薄。BET分析结果显示样品的比表面积在铈锆-柠檬酸的摩尔比中存在最大值,在摩尔比为1∶1.5时比表面积达到最大值,为36.3 m^(2)·g^(-1)左右,制备的微泡中空结构颗粒尺寸在1.1~11.3μm之间,可为稀土萃取分离液直接制备稀土材料的短流程绿色制备工艺提供参考。

关键词：铈锆固溶体喷雾热解微泡中空结构

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基于ConvLSTM的风机轴承寿命预测

组合机床与自动化加工技术 2024年第6期 161-165,170页

作者：肖宗朕杜浩飞王勇张超张丹丹李建军内蒙古科技大学信息工程学院包头014010 内蒙古科技大学机械工程学院包头014010

针对普通滚动轴承寿命预测模型在提取特征过程中存在特征提取不充分、预测误差大等问题,提出了基于双通道的卷积长短时记忆网络(ConvLSTM)风机轴承寿命预测模型。首先,将原始轴承振动信号进行小波阈值去噪,去除振动信号中的噪声干扰;其... 详细信息

针对普通滚动轴承寿命预测模型在提取特征过程中存在特征提取不充分、预测误差大等问题,提出了基于双通道的卷积长短时记忆网络(ConvLSTM)风机轴承寿命预测模型。首先,将原始轴承振动信号进行小波阈值去噪,去除振动信号中的噪声干扰;其次,为充分提取特征采用双通道提取振动信号特征,其中一路为轴承振动信号信息,另一路为频域幅值信号;然后,采用ConvLSTM模型进行特征提取,该模型可同时兼顾空间局部特征和时间序列上的依赖关系,具有良好的特征提取能力;最后,将两路特征融合深入到全连接层,输出模型预测结果;此外,为提高模型预测准确率,还对损失函数作了相应改进。实验结果表明,所提模型轴承剩余寿命预测误差百分比均在20%以下,其误差百分比小于其他基于深度学习的模型。

关键词：寿命预测深度学习卷积长短时记忆网络振动信号特征提取