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功能可恢复SFCB-ECC-混凝土桥墩抗震性能

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 13-23页

作者：白玉磊靳晓杰张玉峰韩世文城市与工程安全减灾教育部重点实验室(北京工业大学) 北京100124 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055

为实现高耐久功能可恢复结构,设计了钢-FRP复合筋(steel-FRP composite bar,SFCB)替代钢筋,塑性铰区使用高延性水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)替代混凝土的新型组合柱。在0.13轴压比下,对SFCB-ECC-混凝土组合... 详细信息

为实现高耐久功能可恢复结构,设计了钢-FRP复合筋(steel-FRP composite bar,SFCB)替代钢筋,塑性铰区使用高延性水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)替代混凝土的新型组合柱。在0.13轴压比下,对SFCB-ECC-混凝土组合柱进行低周往复荷载试验研究。评估了SFCB中FRP体积分数(0%,43.6%,100%)和塑性铰区基体类型(ECC,混凝土)对组合柱抗震性能和可恢复性的影响。之后通过OpenSees进行了轴压比、SFCB配筋率和ECC强度的参数分析。结果表明:SFCB可使试件获得稳定的二次刚度,在2%位移角前,试件无需修复即可快速恢复原有功能;组合柱残余变形随SFCB中FRP体积分数增加而减少,但其初始刚度和峰值承载力也相应降低;在塑性铰区使用ECC可进一步减少残余位移,同时显著提高峰值承载力和延性;参数分析显示增大轴压比将提高SFCB-ECC-混凝土组合柱承载力,但会降低延性;随SFCB配筋率和ECC强度提高,组合柱承载力也相应增大;在实际工程中可合理设计SFCB和ECC材料特性以满足特定结构刚度、强度和可修复性的要求。

关键词：桥梁工程组合柱抗震性能 OpenSees 钢-FRP复合筋高延性水泥基复合材料可恢复

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Mn基低温脱硝催化剂性能优化研究进展

工程科学学报 2025年第1期47卷 142-157页

作者：许芸邬博宇庄柯张乾徐静馨张深根朱法华张柏林国家能源集团科学技术研究院有限公司低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室南京210023 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

氮氧化物(NO_(x))是我国首要大气污染物,主要采用选择性催化还原(SCR)技术进行排放控制.研发高效、稳定的低温脱硝催化剂可避免高能耗的烟气再热,具有显著的节能降碳效益.锰氧化物(MnO_(x))因多变的化学态和丰富的晶格缺陷而表现出优良... 详细信息

氮氧化物(NO_(x))是我国首要大气污染物,主要采用选择性催化还原(SCR)技术进行排放控制.研发高效、稳定的低温脱硝催化剂可避免高能耗的烟气再热,具有显著的节能降碳效益.锰氧化物(MnO_(x))因多变的化学态和丰富的晶格缺陷而表现出优良的氧化还原性能,并具有极强的表面酸性,在催化还原NO_(x)反应中表现出良好的低温活性,但N_(2)选择性低、抗H_(2)O/SO_(2)性能差,难以实现长期的高效稳定脱硝.近年来,改性提升Mn基催化剂的研究十分广泛,加快了Mn基催化剂工业应用的步伐.本文从低温活性、N_(2)选择性和稳定性三个方面,总结了Mn基催化剂的脱硝反应机理、元素掺杂改性、催化剂结构设计等最新研究进展,指出了当前的研究重点和难点,可为下一步研究提供参考.

关键词：氮氧化物选择性催化还原锰基催化剂 N2选择性稳定性元素掺杂

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介质微球超分辨光学成像：原理、技术与应用

北京工业大学学报 2025年第1期 100-120页

作者：李红梅闫胤洲蒋毅坚北京工业大学机械与能源工程学院北京工业大学物理与光电工程学院

光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色，为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而，传统光学显微系统受到衍射极限的制约，最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来，突破衍射极限、实现更... 详细信息

光学显微技术在生物学、医学、材料学、精密测量学等领域扮演着至关重要的角色，为微纳尺度的探索提供了强大的工具。然而，传统光学显微系统受到衍射极限的制约，最大分辨率极限约为光波长的一半(λ/2)。近年来，突破衍射极限、实现更高成像分辨率成为显微成像领域的研究热点。介质微球透镜通过调控光场，能够将入射光束聚焦于微球底部的极窄区域形成光子纳米射流，打破了阿贝(Abbe)衍射极限，使出射光束半峰全宽小于λ/2。与其他超分辨成像技术相比，微球超分辨成像具有简单直接、无须荧光染料标记、实时成像、可与现有显微系统相兼容等优势，为学术研究和实际应用开辟了新的机遇。该综述首先介绍了介质微球超分辨光学成像原理；随后，详细分析了影响微球超分辨光学成像能力的关键因素，包括微球光学性质、适用环境以及可控性等；最后，探讨了微球超分辨光学成像技术在生物医学、半导体器件、纳米材料科学领域中的应用。此外，还展望了微球超分辨光学成像技术未来发展面临的主要挑战。

关键词：介质微球透镜超分辨成像光学纳米成像远场纳米显微镜光子纳米射流非荧光纳米显微镜

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X2A66铝锂合金等温压缩时的流变变形行为

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稀有金属材料与工程 2017年第1期46卷 90-96页

作者：翟彩华冯朝辉柴丽华陆政聂祚仁陈子勇北京工业大学北京100124 北京航空材料研究院北京100095

采用Gleeble-3500热模拟试验机对X2A66合金进行等温热压缩实验,变形温度为623.15~743.15 K、应变速率为0.001~10 s^(-1),并利用双曲正弦函数和动态材料模型,建立合金峰值应力的本构方程和加工图。结果表明:X2A66合金的流变应力随温度的... 详细信息

采用Gleeble-3500热模拟试验机对X2A66合金进行等温热压缩实验,变形温度为623.15~743.15 K、应变速率为0.001~10 s^(-1),并利用双曲正弦函数和动态材料模型,建立合金峰值应力的本构方程和加工图。结果表明:X2A66合金的流变应力随温度的升高而减小,随应变速率的增加而增大;X2A66合金的温度敏感性不受应变速率的影响,高应变速率(应变速率高于0.1 s^(-1))时的速率敏感性高于低应变速率时的速率敏感性。X2A66合金等温压缩时峰值流变应力和应变速率之间满足双曲正弦函数关系,其本构方程为:e(5)=5.09×10~9[sinh(0.019σ)]^(4.54414)exp(–145.377/RT)。在实验工艺参数范围内,X2A66合金的失稳区集中在高应变速率区,当应变速率为0.01~0.3 s^(-1),温度为700~743 K时是耗散效率的峰值区域,也是X2A66合金最佳的热加工工艺区。

关键词： X2A66合金等温压缩本构方程热加工图

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无机填料对硅橡胶基耐热复合涂层的影响

北京工业大学学报 2025年第1期 13-21页

作者：杨晓军文卿符寒光贺定勇北京工业大学材料科学与工程学院焊接与表面工程技术研究所

以硅橡胶为基体，添加无机填料制备的耐热涂层在耐热防腐方面有重要应用前景。采用自制改性硅橡胶作基体，添加不同配比的高岭土、二氧化硅和氧化铝，制备了复合涂层。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)观察了硅... 详细信息

以硅橡胶为基体，添加无机填料制备的耐热涂层在耐热防腐方面有重要应用前景。采用自制改性硅橡胶作基体，添加不同配比的高岭土、二氧化硅和氧化铝，制备了复合涂层。采用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)观察了硅橡胶基体中无机填料的分散状况，采用热重分析仪(thermogravimetric analyzer, TGA)对复合涂层的热解温度和失重率进行了分析。结果表明：在复合体系中，无机填料与基体的相容性较好，分散均匀；与基体材料相比，无机填料的添加可有效提高复合材料的耐热性。填料质量分数为20%的复合涂层，其在800℃时质量残留率比自制改性硅橡胶的基体提高了10%以上。

关键词：硅橡胶高岭土耐热性微观形貌涂层复合材料

面向固废资源化的能源-环境-经济综合绩效评价研究进展

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材料导报 2021年第17期35卷 17103-17110,17124页

作者：杨名顾一帆吴玉锋潘德安龚裕北京工业大学循环经济研究院北京100124 北京工业大学材料与制造学部北京100124

随着经济快速发展,城市化进程不断加快,固废数量持续增长,固废资源化问题受到广泛关注。由于固废资源化技术工艺众多,且具有资源能源节约、环境保护和经济效益等多重属性,其评价方法已成为当下研究的热点。能源-环境-经济(3E)评价此前... 详细信息

随着经济快速发展,城市化进程不断加快,固废数量持续增长,固废资源化问题受到广泛关注。由于固废资源化技术工艺众多,且具有资源能源节约、环境保护和经济效益等多重属性,其评价方法已成为当下研究的热点。能源-环境-经济(3E)评价此前已被广泛应用于能源、环境、经济的可持续发展研究,可对3E综合绩效进行统筹量化评估,与固废资源化具有相似的属性定位,已逐渐应用到固废资源化的绩效评估中。近年来,已有部分学者采用3E评价方法对固废资源化技术的综合绩效进行分析,然而,固废资源化技术与生产制造等正向供应链技术不同,固废资源化过程受到上游不同原材料的影响较大,且固废原材料组分复杂,导致污染物排放种类众多,回收利用过程的物质产出同时涉及资源、能源、污染物等诸多方面。传统的3E评价存在视角未涉及全生命周期过程、指标难以适配固废资源化技术等问题,已难以适用于固废资源化技术工艺综合绩效的评价与优化。在现有面向固废资源化的3E评价指标研究中,有学者将发电量、产热量、产气量等指标纳入再生能源指标中,但针对再生资源产出等指标尚未涉及;此外,针对单一过程的单一环境指标难以满足固废资源化评价多过程、多指标的要求,将生命周期评价方法作为环境指标选取的依据是今后重要的研究方向;在经济指标的研究中,固废资源化技术带来的环保税抵扣、减免和政策补贴等经济因素有待进一步研究。在评价方法的研究中,目前多采用与主客观赋权方法相结合的多属性决策方法以降低权重带来的主观影响,通过改进优化算法的多目标优化方法与多属性决策相结合,为技术工艺的择选与优化提供理论支撑。本文阐明了固废资源化与3E评价之间的关系,基于大样本筛选出的119篇SCI论文,分析3E评价研究视角、指标体系及评价方法的设计思路,探索固废资源化过程与3E评价相结合的可行性,提出固废资源化多维绩效评价的发展展望,以期为固废资源化评价工作提供新思路。

关键词：固废资源化 3E评价指标体系评价方法

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硅-石墨烯材料在锂离子电池中的研究进展

电源技术 2019年第7期43卷 1226-1229页

作者：金玉红赵晨辰姜前蕾北京工业大学北京古月新材料研究院

介绍了近年来硅-石墨烯复合材料作为锂离子电池负极方面的研究工作,重点介绍了硅-石墨烯复合材料的制备方法(机械共混法、静电吸引自组装法、喷雾干燥法、静电纺丝法、化学气相沉积法、水热法、真空过滤法和溶胶凝胶法等)对其形貌、结... 详细信息

介绍了近年来硅-石墨烯复合材料作为锂离子电池负极方面的研究工作,重点介绍了硅-石墨烯复合材料的制备方法(机械共混法、静电吸引自组装法、喷雾干燥法、静电纺丝法、化学气相沉积法、水热法、真空过滤法和溶胶凝胶法等)对其形貌、结构及其电化学储锂性能的影响,并对硅-石墨烯复合负极材料在锂离子电池中存在的问题以及发展趋势进行了探讨。

关键词：硅负极石墨烯负极材料锂离子电池

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基于第一性原理计算的纳米氧化钨研究进展

无机材料学报 2021年第11期36卷 1125-1136页

作者：赵林艳刘阳思席晓丽马立文聂祚仁北京工业大学材料与制造学部新型功能材料教育部重点实验室北京100124 北京工业大学工业大数据应用技术国家工程实验室北京100124 北京工业大学北京古月新材料研究院北京100124 北京工业大学首都资源循环材料技术省部共建协同创新中心北京100124

纳米氧化钨作为一种具有独特物理化学性质的半导体功能材料,已被广泛应用于环境、能源、生命科学、信息技术等领域。本文基于第一性原理计算在纳米氧化钨中的应用进展,概述了量子力学基础上的第一性原理及密度泛函理论的发展历程及基本... 详细信息

纳米氧化钨作为一种具有独特物理化学性质的半导体功能材料,已被广泛应用于环境、能源、生命科学、信息技术等领域。本文基于第一性原理计算在纳米氧化钨中的应用进展,概述了量子力学基础上的第一性原理及密度泛函理论的发展历程及基本理论,介绍了该领域常用的MS(Materials studio)、VASP(Vienna ab initio simulation package)等模拟计算软件,并分类阐述了第一性原理计算对氧化钨的微观电子结构、物质相互作用、分子热动力学等方面的研究成果。最后提出了第一性原理计算在纳米氧化钨这类半导体材料研究中存在的问题及未来发展趋势。

关键词：纳米氧化钨第一性原理模拟计算电子结构综述

A:Al_2O_3(A=Cr,Fe,Ni)晶体生长及其缺陷研究

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无机材料学报 2011年第12期26卷 1266-1272页

作者：范修军王越徐宏北京工业大学应用数理学院北京100124 北京工业大学激光工程研究院北京100124

报道了A：Al2O3（A=Cr,Fe,Ni）晶体光学浮区法生长工艺,研究了旋转速率、生长速率对晶体质量的影响,制备出了φ6-8 mm、长度为60-80 mm的A：Al2O3晶体.A：Al2O3晶体的生长方向为〈001〉方向,X射线双晶摇摆曲线表明A：Al2O3晶体具有良好... 详细信息

报道了A：Al2O3（A=Cr,Fe,Ni）晶体光学浮区法生长工艺,研究了旋转速率、生长速率对晶体质量的影响,制备出了φ6-8 mm、长度为60-80 mm的A：Al2O3晶体.A：Al2O3晶体的生长方向为〈001〉方向,X射线双晶摇摆曲线表明A：Al2O3晶体具有良好的晶体质量.通过X射线衍射、扫描电镜、偏光显微镜对晶体中的生长缺陷进行了研究,结果表明,A：Al2O3晶体的主要缺陷为小角度晶界、包裹体和溶质尾迹.研究了A：Al2O3晶体的光谱性能,并对A：Al2O3晶体的介电性能进行了测量,室温下1000 kHz时A：Al2O3晶体表现出较高的介电系数εr（12.1-15.7）和较小的介电损耗tanδ（0.0020-0.0002）.

关键词： A:Al2O3 晶体生长光学浮区法晶体缺陷