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基于米思齐(Mixly)开放生态的信息科技教育——专访北京师范大学教育技术学院教授傅骞

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中小学信息技术教育 2022年第11期 20-22页

作者：仲玉维傅骞不详北京师范大学教育技术学院

2022年4月,《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》的颁布引发了中小学信息科技教育的重大变革,新课标要求课程应反映数字时代科技发展与学生生活,关注信息科技学科核心素养发展,并加强自主可控与信息安全意识培养。在此背景下,北京师... 详细信息

2022年4月,《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》的颁布引发了中小学信息科技教育的重大变革,新课标要求课程应反映数字时代科技发展与学生生活,关注信息科技学科核心素养发展,并加强自主可控与信息安全意识培养。在此背景下,北京师范大学教育技术学院傅骞教授团队研发的米思齐(Mixly)开放生态,以其成熟的理论体系、完备的技术平台和丰富的服务资源而成为中小学信息科技教育的首选生态。

关键词：学科核心素养北京师范大学开放生态新课标要求中小学义务教育自主可控数字时代

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低维材料物性的非均匀应变调控

物理学报 2022年第12期71卷 283-296页

作者：王娅巽郭迪李建高张东波北京师范大学核科学与技术学院北京100875

探索低维材料的新奇物性是当前凝聚态物理和材料科学基础研究的一个重要前沿.应变是调控低维材料物性的一个重要手段.相比于块体材料,低维材料通常具有良好的力学柔韧性,并表现出敏锐的结构-电子响应关系,因此可以通过结构变形对材料电... 详细信息

探索低维材料的新奇物性是当前凝聚态物理和材料科学基础研究的一个重要前沿.应变是调控低维材料物性的一个重要手段.相比于块体材料,低维材料通常具有良好的力学柔韧性,并表现出敏锐的结构-电子响应关系,因此可以通过结构变形对材料电子性质进行有效调控.本文主要目的是介绍二维材料中通过非均匀应变获得新奇物性的研究进展.主要讨论两个效应,即赝磁场效应和挠曲电效应.具体来说,通过解析理论、实验进展、计算模拟以及围绕这些效应的应用等方面介绍相关研究进展.从计算模拟的角度看,由于非均匀应变破坏了晶体的平移对称性,基于周期性边界条件的量子力学计算方法如第一性原理不再适用.本文将介绍一个专门用来模拟非均匀应变的原子级计算方法,即广义布洛赫方法,并简要介绍该方法的一些具体应用.

关键词：二维材料应变调控赝磁场挠曲电广义布洛赫方法

高功率脉冲磁控溅射技术制备纳米级ZrO_(2)薄膜的高耐腐蚀性

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中国表面工程 2022年第3期35卷 203-213页

作者：孙丽蒋琴张志强李倩廖斌欧阳晓平北京师范大学核科学与技术学院北京100875

高质量的金属氧化物薄膜在航天航空、海洋船舶等极端环境下的关键部件有着广泛的应用需求,但传统制备技术易导致薄膜疏松多孔,产生空隙裂纹等缺陷,高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)已被证明是一种有效制备无空洞和无弧滴致密薄膜的有效... 详细信息

高质量的金属氧化物薄膜在航天航空、海洋船舶等极端环境下的关键部件有着广泛的应用需求,但传统制备技术易导致薄膜疏松多孔,产生空隙裂纹等缺陷,高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)已被证明是一种有效制备无空洞和无弧滴致密薄膜的有效方法。通过 HiPIMS 技术在不锈钢表面制备超薄致密 ZrO_(2) 薄膜,重点研究不同 O_(2)流量下耐腐蚀性能的调控规律。通过扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱仪(XPS)、X 射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、纳米压痕仪(Nano Test P3)、电化学设备(CS300)等对 ZrO_(2)薄膜的表面形貌、物相结构、力学性能、耐腐蚀性能等方面进行研究。研究结果显示, 在 O_(2)流量为 40 mL/ min 时,ZrO_(2) 薄膜的纳米硬度 H 最高为 26.38 GPa,弹性模量 E 为 290.9 GPa;同时,在电化学腐蚀试验中,其自腐蚀电流密度 Icorr达到 45.802 pA / cm^(2) ,与 304L 不锈钢相比降低了 4 个数量级;电化学阻抗谱(EIS)显示,随 O_(2)流量的增加,容抗弧半径、低频区阻抗值和相角均随之不断增大,进一步表明 O_(2) 流量为 40 min / mL 制备薄膜的耐腐蚀性能最优。通过 HiPIMS 技术能够制备出高质量的 ZrO_(2) 薄膜,其高耐腐蚀性对基体起到了强效的防护作用,对防腐薄膜的研究和应用具有一定参考价值。

关键词：高功率脉冲磁控溅射技术 ZrO_(2)薄膜耐腐蚀

磁过滤沉积TiAlSiN纳米薄膜的摩擦磨损与腐蚀磨损行为

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表面技术 2022年第8期51卷 214-224页

作者：蒋琴孙丽张旭北京师范大学核科学与技术学院北京100875

目的研究磁过滤沉积方法制备的TiAlSiN纳米薄膜的结构及力学性能对摩擦学性能及腐蚀磨损行为的影响。方法采用磁过滤阴极真空弧沉积技术,在6×10^(-2)~15×10^(-2)Pa的N_(2)气压条件下,将316L不锈钢作为基底,制备出TiAlSiN薄膜。利用SEM... 详细信息

目的研究磁过滤沉积方法制备的TiAlSiN纳米薄膜的结构及力学性能对摩擦学性能及腐蚀磨损行为的影响。方法采用磁过滤阴极真空弧沉积技术,在6×10^(-2)~15×10^(-2)Pa的N_(2)气压条件下,将316L不锈钢作为基底,制备出TiAlSiN薄膜。利用SEM、XRD、XPS对薄膜的结构成分形貌进行表征分析,使用摩擦磨损仪分析测试薄膜的摩擦磨损行为,并且使用电化学工作站分析测试薄膜在3.5%(质量分数)人工海水环境下的摩擦磨损及开路电位变化曲线,通过台阶仪测得磨损后磨痕轮廓曲线,并计算磨损率。结果TiAlSiN薄膜具有典型的非晶包覆纳米晶的复合结构,薄膜表面细致光滑,截面无明显柱状晶结构。随着气压的增大,薄膜晶粒尺寸从26 nm降至12 nm。在0.08 Pa气压下制备的TiAlSiN薄膜的力学性能最佳,纳米硬度为22 GPa,基膜结合力达到28 N,干摩擦系数为0.412,磨损率为0.5×10^(-6)mm^(3)/(N·m)。在3.5%人工海水介质中,TiAlSiN薄膜的摩擦系数为0.36,磨损率为2.5×10^(-6)mm^(3)/(N·m),腐蚀和磨损的交互作用使磨损率增大。结论磁过滤阴极真空弧沉积技术制备的TiAlSiN纳米薄膜表现出良好的力学性能,兼具耐摩擦和耐磨蚀性能,具有宽广的应用前景。

关键词： TiAlSiN薄膜磁过滤阴极真空弧沉积技术耐磨性磨损腐蚀

北京师范大学教育技术学院院长武法提:在线教育要适配于面向未来的教育体系

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在线学习 2021年第10期 22-25,80页

作者：盛雪云武法提不详北京师范大学教育技术学院

作为未来教育的一种重要服务业态,在线教育的高质量发展不仅要着力解决当前面临的关键问题,还要适配于面向未来的教育体系。

关键词：在线教育教育大数据高质量发展教育公平

Quadratic Shepard插值法在TPC探测器电场计算中的应用

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原子能科学技术 2019年第12期53卷 2454-2459页

作者：张耀锋尹远张春雷蒋文丽苏俊北京师范大学核科学与技术学院

获得准确、连续性好的电场分布数据是开展时间投影电离室(TPC)探测器模拟计算的重要基础。本文基于常用的有限元程序ANSYS,实现了TPC探测器3D电场计算及电场数据在探测器模拟程序GARFIELD中的读入。采用Quadratic Shepard插值法,对电场... 详细信息

获得准确、连续性好的电场分布数据是开展时间投影电离室(TPC)探测器模拟计算的重要基础。本文基于常用的有限元程序ANSYS,实现了TPC探测器3D电场计算及电场数据在探测器模拟程序GARFIELD中的读入。采用Quadratic Shepard插值法,对电场数据进行了插值处理。计算结果表明,Quadratic Shepard插值法能在周围插值点分布极端不均匀情况下获得较为准确的结果。Quadratic Shepard插值法解决了GARFIELD程序对有限元计算中元素单元类型的依赖问题,适用于包含细丝等复杂结构的TPC探测器的3D电场计算及模拟优化。

关键词：有限元分析电场计算细丝电极插值方法

基于田口迭代法的高速永磁同步电机电磁优化设计

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北京师范大学学报（自然科学版） 2022年第5期58卷 713-719页

作者：邱马顺华青松北京师范大学核科学与技术学院北京100875

为优化高速永磁同步电机在额定工况下运行的性能,本文以电机的额定转矩、转矩脉动、定子铁芯损耗和磁密幅值作为待优化性能,采用改进的田口迭代优化算法研究定子外径、气隙长度、磁钢外径、轴向长度和定子槽深对上述性能的影响.通过建... 详细信息

为优化高速永磁同步电机在额定工况下运行的性能,本文以电机的额定转矩、转矩脉动、定子铁芯损耗和磁密幅值作为待优化性能,采用改进的田口迭代优化算法研究定子外径、气隙长度、磁钢外径、轴向长度和定子槽深对上述性能的影响.通过建立正交试验矩阵,利用ANSYS电磁仿真软件仿真计算出各参数组合下的电机性能,在确保反电势线电压和额定转矩性能在限制范围内,优先选择定子铁芯损耗最低和磁密幅值最小的参数组合.仿真计算显示,用改进的田口法迭代优化后的性能较原始相比,均有较大的提升.其中,额定转矩性能降低了5.2%,转矩脉动减小49.3%,定子铁芯损耗降低了35.5%,磁密幅值降低了13.1%,电机整体性能得到优化.同时与传统全参数正交优化方法相比,该设计减少了仿真的次数,提高了优化设计效率,具有一定的实用性.

关键词：永磁同步电机优化田口法迭代

基于磁过滤阴极真空弧沉积技术制备AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜及其性能研究

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北京师范大学学报（自然科学版） 2022年第5期58卷 674-680页

作者：陈淑年廖斌欧阳晓平北京师范大学核科学与技术学院北京100875

基于磁过滤阴极真空弧沉积技术研究了负偏压对AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的形貌、元素以及微观结构的影响,进而讨论了AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的成膜及结晶机制.通过SEM、EDS、XRD和TEM对薄膜的形貌与结构等性能进行测试分析,实验... 详细信息

基于磁过滤阴极真空弧沉积技术研究了负偏压对AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的形貌、元素以及微观结构的影响,进而讨论了AlCrTiZrMo非晶高熵合金薄膜的成膜及结晶机制.通过SEM、EDS、XRD和TEM对薄膜的形貌与结构等性能进行测试分析,实验结果表明:不同沉积离子能量条件下,薄膜具有优异的表面品质;随着沉积离子能量的不断增加,薄膜厚度随之减小;同时,沉积离子能量对高熵晶相的调控有明显效果,沉积离子能量的增加使AlCrTiZrMo高熵合金薄膜微结构从非晶相(am)转变为相稳定的am+FCC纳米复合结构.

关键词：磁过滤阴极真空弧非晶高熵合金薄膜沉积离子能量

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“液相等离子体电解新技术”专题序言

表面技术 2023年第6期52卷 I0005-I0006页

作者：薛文斌北京师范大学核科学与技术学院

液相等离子体电解技术基于液相放电产生高温等离子体,对轻金属和钢铁等金属材料进行表面改性,形成氧化膜、沉积层或渗层,显著提高材料的耐磨、耐蚀等性能。目前,基于阳极放电的铝、镁、钛等阀金属等离子体电解氧化(即微弧氧化技术)逐渐... 详细信息

液相等离子体电解技术基于液相放电产生高温等离子体,对轻金属和钢铁等金属材料进行表面改性,形成氧化膜、沉积层或渗层,显著提高材料的耐磨、耐蚀等性能。目前,基于阳极放电的铝、镁、钛等阀金属等离子体电解氧化(即微弧氧化技术)逐渐成熟,氧化工艺、性能和机理研究论文大量发表。除阀金属微弧氧化外,等离子体电解技术还包括等离子体电解渗(碳氮硼)、等离子体电解抛光和清洗、等离子体电解氟化、阴极微弧电沉积、阴极等离子体电解氧化等工艺,也包括铁基、铜基材料等非阀金属微弧氧化。

关键词：等离子体电解氧化微弧氧化电解抛光金属材料阴极微弧电沉积高温等离子体渗层氧化工艺