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面向智能制造的实木家具产品数字化设计技术

林业工程学报 2024年第4期9卷 168-175页

作者：李静戴达鹏郭洪武刘毅北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083 国家林业草原木质材料循环利用工程技术研究中心北京100083 江西环境工程职业学院赣州341002

在智能制造技术的推动下,传统家具制造业迈上了数字化转型的道路。相较于已发展完善工业4.0设计生产一体化的板式家具,实木家具因其缺乏标准化、信息化程度低等因素,数字化转型亟待寻求发展路径。设计是设计生产一体化定制流程的第一环... 详细信息

在智能制造技术的推动下,传统家具制造业迈上了数字化转型的道路。相较于已发展完善工业4.0设计生产一体化的板式家具,实木家具因其缺乏标准化、信息化程度低等因素,数字化转型亟待寻求发展路径。设计是设计生产一体化定制流程的第一环节,是流程的数据源头,因而设计阶段的技术突破是传统实木家具企业实现数字化转型的首要步骤,数字化设计技术是实木家具企业数字化转型的关键技术。在总结我国实木家具设计生产一体化现状的基础上,分析实木家具发展数字化转型亟待解决的难点问题,即改善实木家具设计模式、规范产品体系、提高零部件标准化、建立完善产品数据库和生产工艺数据库。以实木家具产品设计为切入点,分析数字化软件在一体化发展中的应用,基于传统家具企业数字化转型升级路径,构建了实木家具数字化设计实施技术路径,具体包括:数字化模型构建(产品成组和零部件标准化、信息数据模型构建)、产品数据库构建、系统数据对接、基于数字化设计平台的大规模定制等,旨在为我国实木家具的数字化转型升级提供一定的参考。

关键词：实木家具数字化设计设计生产一体化个性化定制

多功能镍/锌/氮掺杂多孔碳@还原氧化石墨烯纳米复合材料制备及其防腐吸波性能

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 2040-2056页

作者：李莹刘佳鑫王思佳董春雷陈志纯张鹏雷东移王文佳耿国颖王柯心青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 海洋环境混凝土技术教育部工程研究中心山东青岛266520 建筑材料工业技术监督研究中心北京100024 东南大学材料科学与工程学院南京211189

优异的吸波材料不仅要满足高效的电磁波衰减特性,还要适应现代日益复杂的服役环境。本工作采用简单的沉淀和热解工艺将镍纳米颗粒(Ni NPs)均匀分散于还原氧化石墨烯(r GO)片层上,制备得到磁电协同的镍/锌/氮掺杂多孔碳@还原氧化石墨烯(N... 详细信息

优异的吸波材料不仅要满足高效的电磁波衰减特性,还要适应现代日益复杂的服役环境。本工作采用简单的沉淀和热解工艺将镍纳米颗粒(Ni NPs)均匀分散于还原氧化石墨烯(r GO)片层上,制备得到磁电协同的镍/锌/氮掺杂多孔碳@还原氧化石墨烯(Ni/Zn/NC@r GO)纳米复合材料。利用磁性纳米粒子与介电型r GO二维片层结构的协同优势,构建了完整的导电网络,优化了纳米复合材料的阻抗匹配与电磁衰减特性。同时,复合材料间多重界面提供的界面极化增强了入射波的多重反射和散射,有效提升了吸波性能。结果表明,Ni/Zn/NC@rGO–1:1纳米复合材料在匹配厚度1.67 mm时的最低反射损耗值(RL_(min))为–63.70 dB,而当匹配厚度为1.63 mm时,最大有效吸收带宽(RL材料的片层结构有效延长了腐蚀介质的扩散路径,掺杂Ni/Zn/NC@r GO纳米复合材料涂层的腐蚀电流密度I_(corr)达到1.437×10^(–11)A/cm^(2),防腐性能明显优于其他涂层样品,这项工作为制备高效防腐电磁吸波多功能材料提供了新思路。

关键词：电磁吸波石墨烯金属有机框架磁电协同防腐

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基于光谱合束的双波长输出Nd:YAG固体激光器

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 121-126页

作者：王路达吴伟冲朱占达白振旭惠勇凌雷訇李强北京工业大学材料与制造学院激光工程研究所北京100124 跨尺度激光制造技术教育部重点实验室北京100124 北京市激光技术工程研究中心北京100124 北京市高等院校先进激光制造工程研究中心北京100124 河北工业大学先进激光技术研究中心天津300401

报道了一种基于光谱合束的Nd:YAG固体激光器双波长光源。系统由两个固体Nd:YAG脉冲激光器通过光谱合束组合而成,两个固体Nd:YAG脉冲激光器可独立工作,有利于输出脉冲的波长调谐、功率调节和相对延迟调整。通过光栅的色散特性以及输出镜... 详细信息

报道了一种基于光谱合束的Nd:YAG固体激光器双波长光源。系统由两个固体Nd:YAG脉冲激光器通过光谱合束组合而成,两个固体Nd:YAG脉冲激光器可独立工作,有利于输出脉冲的波长调谐、功率调节和相对延迟调整。通过光栅的色散特性以及输出镜的共同外腔反馈将各个激光器锁定在不同波长,从而实现合束,获得的激光源中心波长锁定在1 061.5 nm和1 064.6 nm,两谱线中心间距为3.1 nm,组合光束的输出能量为173 mJ,组合光束的光束质量因子M2为2.8×2.2;两个Nd:YAG激光器独立工作的输出能量分别为94 mJ和92 mJ,在合束方向上的光束质量因子M2分别为2.7和2.1,在非合束方向上的光束质量因子M2分别为2.2和1.9;组合光束的输出能量为两个Nd:YAG激光器能量总和的93%,组合光束的光束质量因子与单个Nd:YAG激光束的光束质量因子M2基本相同。该双波长激光源满足波长间隔小、输出功率大小相近、同光轴等要求,在太赫兹波产生、测速激光雷达以及医疗仪器等应用领域具有重要作用。

关键词：双波长 Nd:YAG激光器光谱合束输出能量光束质量

偏振方向对x-切铌酸锂损伤阈值影响规律（特邀）

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激光与光电子学进展 2024年第11期 154-159页

作者：温亚楠林真源季凌飞北京工业大学物理与光电工程学院北京工业大学跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室北京市激光应用技术工程技术研究中心

通过飞秒激光单脉冲实验，探究了偏振方向（0°、45°、90°、135°）对x-切铌酸锂（LN）晶体损伤阈值的影响，发现材料损伤阈值呈现明显的偏振依赖性，90°偏振方向的损伤阈值低于其他偏振方向。通过第一性原理计算，确认了飞秒激光引... 详细信息

通过飞秒激光单脉冲实验，探究了偏振方向（0°、45°、90°、135°）对x-切铌酸锂（LN）晶体损伤阈值的影响，发现材料损伤阈值呈现明显的偏振依赖性，90°偏振方向的损伤阈值低于其他偏振方向。通过第一性原理计算，确认了飞秒激光引起的隧穿电离主要导致Nb—O键断裂。而当入射偏振角度为90°时，易导致更多的Nb—O键断裂，在该偏振方向上的损伤阈值降低。该研究有助于更深入地理解超快激光在LN晶体表面的烧蚀过程，对LN晶体表面功能性器件激光制备有重要的参考价值。

关键词：飞秒激光铌酸锂偏振损伤阈值第一性原理

偏振方向对x-切铌酸锂损伤阈值影响规律研究

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激光与光电子学进展 2024年

作者：温亚楠林真源季凌飞北京市激光应用技术工程技术研究中心北京工业大学跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室北京工业大学物理与光电工程学院

本文通过飞秒激光单脉冲实验，探究了不同偏振方向（0°、45°、90°、135°）对x-切铌酸锂（LN）晶体损伤阈值的影响，发现材料损伤阈值呈现明显的偏振依赖性，90°偏振方向的损伤阈值低于其他偏振方向。通过第一性原理计算，确认了飞... 详细信息

本文通过飞秒激光单脉冲实验，探究了不同偏振方向（0°、45°、90°、135°）对x-切铌酸锂（LN）晶体损伤阈值的影响，发现材料损伤阈值呈现明显的偏振依赖性，90°偏振方向的损伤阈值低于其他偏振方向。通过第一性原理计算，确认了飞秒激光引起的隧穿电离主要导致Nb-O键的断裂。而当入射偏振角度为90°时，易导致更多的Nb-O键断裂，从而在该偏振方向上呈现出了损伤阈值的降低。该研究有助于更深入的理解超快激光在LN晶体表面的烧蚀过程，对LN晶体表面功能性器件激光制备具有重要的参考价值。

关键词：飞秒激光铌酸锂偏振损伤阈值第一性原理

热效应在电流驱动反铁磁/铁磁交换偏置场翻转中的显著作用

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物理学报 2024年第2期73卷 269-277页

作者：何宇陈伟斌洪宾黄文涛张昆陈磊冯学强李博刘菓孙笑寒赵萌张悦北京航空航天大学集成电路科学与工程学院费尔北京研究院空天信自旋电子技术工业和信息化部重点实验室北京100191 山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室济南250100 北京航空航天大学合肥创新研究院合肥230012

电流驱动的面内交换偏置场翻转具有无需外磁场辅助、抗磁场干扰以及强磁各向异性等优势,受到广泛关注.然而,在纳米级厚度薄膜系统中,反铁磁/铁磁异质结的阻塞温度较低,同时电流脉冲会产生大量的焦耳热,理论上电流热效应对于交换偏置场... 详细信息

电流驱动的面内交换偏置场翻转具有无需外磁场辅助、抗磁场干扰以及强磁各向异性等优势,受到广泛关注.然而,在纳米级厚度薄膜系统中,反铁磁/铁磁异质结的阻塞温度较低,同时电流脉冲会产生大量的焦耳热,理论上电流热效应对于交换偏置场翻转有着显著作用,但是其作用机制缺乏相关研究和验证.我们制备了一系列反铁磁IrMn厚度不同的Pt/IrMn/Py异质结,系统性地研究了热效应在电流翻转交换偏置场中的作用机制.结果表明,在毫秒级电流脉冲下,焦耳热能够使得器件升温至阻塞温度以上,解除反铁磁/铁磁界面的交换耦合,同时电流产生的奥斯特场和自旋轨道矩能够翻转铁磁磁矩,在降温过程中完成交换偏置场的翻转.并且,在翻转过程中,反铁磁/铁磁异质结的各向异性磁阻曲线呈现与温度相关的两步磁化翻转现象,分析表明该现象起源于交换偏置耦合与铁磁直接交换作用之间的竞争关系.本文的研究结果厘清了热效应在电流驱动交换偏置场翻转过程中的重要作用,有助于推动基于电控交换偏置场的自旋电子器件发展.

关键词：交换偏置场反铁磁/铁磁热效应自旋轨道矩

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局部替换ECC板柱节点抗冲切性能研究

工程力学 2024年

作者：邓小芳兰冬璆翁运昊陈国良钱凯桂林理工大学广西绿色建材与建筑工业化重点实验室北京工业大学城市减灾与防灾防护教育部重点实验室广西大学土木建筑工程学院

为探讨局部替换工程水泥基复合材料(ECC)板柱节点的冲切性能，本研究对2个具有不同ECC替换面积的RC板柱节点以及1个普通RC板柱节点进行拟静力加载。试验结果表明：采用ECC局部替换可以显著提高RC板柱节点的延性，使其破坏由脆性冲切破... 详细信息

为探讨局部替换工程水泥基复合材料(ECC)板柱节点的冲切性能，本研究对2个具有不同ECC替换面积的RC板柱节点以及1个普通RC板柱节点进行拟静力加载。试验结果表明：采用ECC局部替换可以显著提高RC板柱节点的延性，使其破坏由脆性冲切破坏转变为弯冲破坏。此外，通过数值分析进一步讨论了ECC替换面积、板厚和ECC抗压强度对板柱节点抗冲切性能的影响。数值分析结果表明，当取ECC替换长度为距离柱表面1倍板厚时，可以使RC板柱节点的抗冲切承载力及变形能力分别提高42%和227%。然而，当替换长度进一步增加时，试件的抗冲切承载力及变形能力提高幅度不大。因此，建议采用的ECC替换长度为距离柱表面1倍板厚。增加板厚可以显著提高板柱节点的抗冲切承载力及初始刚度，而ECC抗压强度的提高对其影响不大。

关键词：板柱节点 ECC 局部替换试验研究数值分析抗冲切性能

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pH响应材料及其在智能肥料中的应用

化工进展 2024年第8期43卷 4477-4489页

作者：王洋张苗苗吕阳侯翠红危常州马文奇张福锁申建波养分资源高效利用全国重点实验室绿色智能肥料创新农业农村部重点实验室植物-土壤相互作用教育部重点实验室中国农业大学资源与环境学院国家农业绿色发展研究院北京100193 国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心教育部先进功能材料制造工程研究中心郑州大学化工学院河南郑州450001 石河子大学农学院新疆石河子832003 河北农业大学资源与环境科学学院河北保定071001

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该... 详细信息

肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该问题提供了有效途径,在时空上更精准匹配作物对养分的需求。本文系统综述了pH响应材料的类型、来源及响应机理,探讨pH响应材料的化学结构对pH响应行为的影响,提出pH响应材料促进根肥互馈的观点,剖析pH响应材料在智能肥料中的应用前景,进一步明确pH响应材料在绿色智能肥料创制领域的应用潜力、未来的研究方向及面临的挑战。文章以根肥互馈理念为核心,综合考虑pH响应材料与作物根际酸化效应,设计并利用pH响应材料把根分泌物与智能肥料有机连接,提出开发pH响应肥料的创新思路,指出根肥互馈是协同肥料养分释放和作物养分吸收的关键,提出基于根肥互馈原理匹配作物养分需求规律且具有环境友好性的绿色智能肥料将成为新型肥料的发展趋势。

关键词： pH响应材料聚合物化学过程凝胶 pH响应肥料根肥互馈

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人工智能在太赫兹超材料设计与优化领域的研究进展

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激光与光电子学进展 2024年

作者：葛宏义补雨薇蒋玉英季晓迪贾柯柯吴旭阳张元张玉洁孙庆成王顺河南工业大学信息科学与工程学院河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室河南工业大学人工智能与大数据学院河南省粮食光电检测与控制重点实验室

近年来，基于人工智能技术的超材料器件设计方法成为当前研究的焦点。人工智能技术的加入显著降低了超材料器件传统设计方法对设计人员电磁学理论及仿真经验的依赖，并有效缩减研究者的设计周期。然而，尽管该领域取得了一定进展，太赫... 详细信息

近年来，基于人工智能技术的超材料器件设计方法成为当前研究的焦点。人工智能技术的加入显著降低了超材料器件传统设计方法对设计人员电磁学理论及仿真经验的依赖，并有效缩减研究者的设计周期。然而，尽管该领域取得了一定进展，太赫兹波段的器件设计仍然是一个相对欠发展的领域。本文首先从器件功能的角度出发，对太赫兹超材料器件传统设计方法进行了细致梳理，同时关注可调谐多功能超材料器件的研究现状。此外，文章详细阐述了人工智能技术（机器学习、进化算法、深度学习等）如何为超材料器件基于结构参数的正向优化与基于电磁响应的逆向设计过程提供支持。最后对该领域的未来发展和挑战进行了探讨，旨在为从事相关研究的科研人员提供有益参考。

关键词：太赫兹超材料器件优化人工智能