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基于阳极键合玻璃与铜的钎焊连接机理研究及其力学性能分析

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机械工程学报 2024年第2期60卷 140-149页

作者：贾旭胡利方李子昊郑植刘伟张鹏太原理工大学材料科学与工程学院太原030024 太原理工大学机械与运载工程学院太原030024

以铝箔作为中间层,采用Sn-9Zn-3Bi钎料通过阳极键合及钎焊工艺成功地实现了玻璃与铜片的连接。利用扫描电镜观察了玻璃-铝-钎料-铜接头的微观组织,分别讨论了钎焊温度和钎焊时间对连接过程的影响以及钎料和铝、铜的界面反应演化机制。... 详细信息

以铝箔作为中间层,采用Sn-9Zn-3Bi钎料通过阳极键合及钎焊工艺成功地实现了玻璃与铜片的连接。利用扫描电镜观察了玻璃-铝-钎料-铜接头的微观组织,分别讨论了钎焊温度和钎焊时间对连接过程的影响以及钎料和铝、铜的界面反应演化机制。研究发现玻璃-铝-钎料-铜的连接界面良好,玻璃表面阳极键合的铝箔随钎焊时间的增加逐渐被消耗,当钎焊温度为240℃,钎焊时间为15 min时铝箔消耗完毕。钎料与铜在240℃钎焊温度下随钎焊时间的延长依次出现Cu_(5)Zn_(8)和CuZn_(5)金属间化合物层,且随钎焊时间的延长Cu_(5)Zn_(8)金属间化合物层厚度逐渐增加,CuZn_(5)金属间化合物层由锯齿状逐渐变平缓。研究发现随钎焊温度升高,铝箔同样被逐渐消耗,界面处生成的金属间化合物层厚度也逐渐增加,且CuZn_(5)金属间化合物层锯齿状更加明显。通过剪切试验发现玻璃-铜接头的剪切强度随钎焊时间的延长呈先增加后降低的趋势,在钎焊时间为10min时剪切强度具有最大值20.29 MPa,断裂发生在玻璃基体内部,说明玻璃与铜实现了可靠连接。

关键词：阳极键合钎焊玻璃铝铜

基于里德伯原子Stark效应射频电场测量灵敏度研究

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物理学报 2024年第9期73卷 88-94页

作者：韩小萱孙光祖郝丽萍白素英焦月春太原师范学院物理系晋中030619 太原学院材料与化学工程系太原030032 山西师范大学物理与信息工程学院太原030031 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室太原030006

里德伯原子极化率大,在外加电场作用下原子能级发生Stark分裂和频移,可实现里德伯原子高灵敏电场传感器的研究.采用Shirley的简化不含时Floquet哈密顿量模型,计算了Cs里德伯原子的AC Stark能谱,修正后与实验上测得的弱场中Cs里德伯原子... 详细信息

里德伯原子极化率大,在外加电场作用下原子能级发生Stark分裂和频移,可实现里德伯原子高灵敏电场传感器的研究.采用Shirley的简化不含时Floquet哈密顿量模型,计算了Cs里德伯原子的AC Stark能谱,修正后与实验上测得的弱场中Cs里德伯原子的DC Stark离子能谱拟合,在获得60D_(5/2)和70D_(5/2)里德伯原子态极化率αDC的同时实现低频弱场灵敏度的计算.并计算了Cs里德伯原子60D_(5/2)态频率在0—500 GHz范围内振荡电场中的AC Stark能级频移量,对里德伯原子传感器在其宽光谱范围内的灵敏度进行定量分析,实现任意场频率最佳灵敏度的计算,为里德伯原子传感器的研究提供理论基础.

关键词： AC Stark效应里德伯传感器 Floquet模型

分数阶衍射蜂窝晶格中带隙涡旋孤子的传输与控制

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物理学报 2024年第9期73卷 125-135页

作者：王娟芬韦鑫刘帅杨玲珍薛萍萍樊林林太原理工大学电子信息与光学工程学院太原030600

基于分数阶非线性薛定谔方程,研究分数阶衍射效应下蜂窝晶格中带隙涡旋光孤子的存在性与传输特性.首先采用平面波展开法得到蜂窝晶格能带结构,其次在带隙结构中分别采用改进的平方算子迭代法、分步傅里叶法和傅里叶配置法研究含有蜂窝... 详细信息

基于分数阶非线性薛定谔方程,研究分数阶衍射效应下蜂窝晶格中带隙涡旋光孤子的存在性与传输特性.首先采用平面波展开法得到蜂窝晶格能带结构,其次在带隙结构中分别采用改进的平方算子迭代法、分步傅里叶法和傅里叶配置法研究含有蜂窝晶格势的分数阶非线性薛定谔方程中带隙涡旋孤子的模式及其传输特性.研究结果发现带隙涡旋孤子的传输特性受Lévy指数和传播常数的影响.在稳定区间,带隙涡旋孤子可以稳定传输,而在非稳定区间,带隙涡旋孤子会随着传输距离的增加而逐渐汇聚,失去环状结构演变为基孤子.且Lévy指数越大,带隙涡旋孤子能够稳定传输的距离越长,功率越低.此外,相邻晶格同相位两个带隙涡旋孤子与旁瓣能量相叠加,反相位两带隙涡旋孤子与旁瓣能量相抵消,传输过程中逐渐失去环状结构,演化为类偶极子模式,且受方位角调制影响而周期性旋转.在非相邻晶格处两带隙涡旋孤子,由于旁瓣影响较小,带隙涡旋孤子在传输过程中能较好地保持环状结构.

关键词：分数阶薛定谔方程蜂窝晶格带隙涡旋孤子相互作用

纳兰性德与西洋文明——纳兰性德《通志堂集》中记载的早期自行车

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太原学院学报（社会科学版） 2024年第3期25卷 118-120页

作者：胥洪泉何瑞芳西南大学文学院重庆400715 太原学院学报编辑部山西太原030032

纳兰性德(1655—1685)是清朝著名的满族词人,与陈维崧、朱彝尊并称为“清初三大词人”。他的父亲纳兰明珠是康熙朝权重一时的宰相,深得康熙皇帝的宠信。纳兰性德17岁入太学读书,22岁考中进士后,康熙皇帝即授以三等侍卫的官职,后晋升为二... 详细信息

纳兰性德(1655—1685)是清朝著名的满族词人,与陈维崧、朱彝尊并称为“清初三大词人”。他的父亲纳兰明珠是康熙朝权重一时的宰相,深得康熙皇帝的宠信。纳兰性德17岁入太学读书,22岁考中进士后,康熙皇帝即授以三等侍卫的官职,后晋升为二等,再升为一等,成为康熙皇帝的御前侍卫。纳兰性德著有《通志堂集》二十卷,包括赋一卷,诗、词、文、渌水亭杂识各四卷,杂文一卷,附录二卷。纳兰性德只活了31岁,然而在他短暂的生命中,已经接触到了西洋文明,他的《渌水亭杂识》中已经记载有不少西洋器物,如自行车、自鸣钟、望远镜、“龙尾车”(一种农田灌溉提水的工具)、西人风车、西人医道等。

关键词：纳兰性德康熙皇帝陈维崧康熙朝御前侍卫西洋文明朱彝尊农田灌溉

水滑石衍生CuMgFe-LDO催化剂协同净化氮氧化物和甲醇

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化工学报 2024年第5期75卷 1890-1902页

作者：徐欣欣冀芸丽武鲜凤安霞吴旭太原理工大学化学学院山西太原030024

NH_(3)-SCR催化剂同时去除NO_(x)和挥发性有机物(VOCs)引起了人们的广泛关注,然而,VOCs的存在会对脱硝反应产生负面影响,尤其在低温条件下。本研究选定水滑石衍生复合氧化物(Cu)MgFe-LDO催化剂探索协同脱除NO_(x)和甲醇性能,着重考察Cu... 详细信息

NH_(3)-SCR催化剂同时去除NO_(x)和挥发性有机物(VOCs)引起了人们的广泛关注,然而,VOCs的存在会对脱硝反应产生负面影响,尤其在低温条件下。本研究选定水滑石衍生复合氧化物(Cu)MgFe-LDO催化剂探索协同脱除NO_(x)和甲醇性能,着重考察Cu的引入以及CuO_(x)和FeO_(x)相互作用对协同反应的影响,并对所制备的催化剂进行表征测试。结果表明,含Cu催化剂的脱硝活性均高于MgFe-LDO催化剂,最佳催化剂Cu_(0.5)MgFe-LDO在230~300℃温窗内具有较好的脱硝活性和甲醇氧化性能。适量引入Cu加强了Cu、Fe物种间的相互作用,有利于氧化还原循环,从而产生更多的氧缺陷及活性氧,过量Cu掺杂会破坏催化剂结构,降低表面酸性,引入Cu可以减缓甲醇对SCR反应的抑制作用。这些结果可为实际应用SCR催化剂协同去除VOCs提供指导。

关键词：类水滑石 CuMgFe-LDO 甲醇氧化 NH3-SCR 协同脱除

面向起重机结构承载能力评估的数字孪生系统构建方法

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计算机集成制造系统 2024年第3期30卷 837-851页

作者：董青胡双贤徐格宁南方磊戚其松太原科技大学机械工程学院山西太原030024

针对当前起重机本质安全所面临的监测力度差、能力指标单一、数据利用率不高导致承载能力评估效率低、评估结果不够全面的问题,本着“虚实互控-互调-互补”的思想,提出面向起重机结构承载能力评估的数字孪生系统构建方法。从设备服役场... 详细信息

针对当前起重机本质安全所面临的监测力度差、能力指标单一、数据利用率不高导致承载能力评估效率低、评估结果不够全面的问题,本着“虚实互控-互调-互补”的思想,提出面向起重机结构承载能力评估的数字孪生系统构建方法。从设备服役场景出发,结合数字孪生五维模型,设计起重机结构承载能力数字孪生框架;以多指标下的结构承载能力动态综合评估方法为支撑,围绕虚实映射、数据交互与服务交互,分层分级阐述结构承载能力数字孪生系统构建方法;从模块内聚,功能集成的角度,搭建数字孪生系统平台。以YDC20/30轻小型移动式起重机为例,验证了所提方法及系统的有效性,为及时精准判断起重机服役过程中的安全性提供了一种新途径、新策略。

关键词：数字孪生移动式起重机承载能力综合评估虚实映射

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梯形消能墩组合式台阶消能工水力特性

农业工程学报 2024年第5期40卷 82-89页

作者：徐添润李永业田煜冯子玮宋晓腾太原理工大学水利科学与工程学院太原030024

为了提高溢洪道的消能效果,降低台阶面负压,该研究提出了消能墩与台阶组合的消能工布置形式,在台阶凸角处布置梯形消能墩。通过模型试验与数值模拟的方法,研究单排布置与单排交错布置下组合式台阶消能工的流态、流速、压强和消能率,并... 详细信息

为了提高溢洪道的消能效果,降低台阶面负压,该研究提出了消能墩与台阶组合的消能工布置形式,在台阶凸角处布置梯形消能墩。通过模型试验与数值模拟的方法,研究单排布置与单排交错布置下组合式台阶消能工的流态、流速、压强和消能率,并与传统台阶消能工的水力特性对比。结果表明,组合式台阶消能工与传统台阶消能工水流流态基本相同,在凸角布置消能墩产生雍水作用,水流更为平缓;在靠近台阶水面位置,组合式台阶消能工水流流速相较于传统台阶消能工降低54%,并且各体型台阶消能工断面流速遵循底层小、表层大的规律;组合式台阶消能工的台阶水平面与竖直面在靠近凸角附近存在负压,且相较于传统台阶消能工在竖直面上负压范围缩小60%~70%;相对临界水深由0.714增大到1.486时,组合式台阶消能工较传统消能工消能率下降幅度小,且在相对水深较大的情况下消能率仍可达到70%以上,具有更好的消能特性,可为台阶溢洪道的相关工程提供参考依据。

关键词：试验数值模拟水力特性台阶消能工梯形消能墩消能特性

Cr_(3)C_(2)/WC的添加对Stellite 12熔覆层耐磨耐蚀性的影响

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表面技术 2024年第1期53卷 135-142页

作者：赵菲张亮吴志生温保安太原科技大学材料科学与工程学院太原030024

目的提高Stellite 12熔覆层的耐磨耐蚀性能。方法将Stellite 12合金粉末与碳化物(Cr_(3)C_(2)、WC)混合,采用激光熔覆技术在H13钢板上制备复合熔覆层。通过超景深显微镜和XRD分析其显微组织和物相,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验和电... 详细信息

目的提高Stellite 12熔覆层的耐磨耐蚀性能。方法将Stellite 12合金粉末与碳化物(Cr_(3)C_(2)、WC)混合,采用激光熔覆技术在H13钢板上制备复合熔覆层。通过超景深显微镜和XRD分析其显微组织和物相,通过显微硬度测试、摩擦磨损试验和电化学腐蚀试验,分别评价熔覆层的硬度、耐磨性和耐蚀性,并通过超景深显微镜对磨痕形貌进行分析。结果添加碳化物后,熔覆层的微观组织以柱状晶和树枝晶为主,物相主要由γ-Co固溶体和碳化物(M23C6、M7C3)组成;Cr_(3)C_(2)的添加使得熔覆层的硬度降低,由610HV0.2降至530HV0.2,但耐磨性得到提高,磨损量由0.45 mm^(3)降至0.33 mm^(3),下降了28%,耐蚀性得到提高,腐蚀电位由-0.385 V增加到-0.264 V,腐蚀电流密度由9.269×10^(-10)A/cm^(2)降至1.496×10^(-10)A/cm^(2),极化电阻由3.982×10^(7)Ω·cm^(2)提升至2.424×10^(8)Ω·cm^(2),提高了1个数量级;WC的添加使其硬度由610HV0.2提高至750HV0.2,磨损深度变浅,磨损量由0.45 mm3降至0.19 mm^(3),下降了43%,但耐腐蚀性有所降低。3种熔覆层的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。结论WC的添加可以有效提高熔覆层的硬度和耐磨性,但耐腐蚀性有所降低;添加Cr_(3)C_(2)后,耐蚀性得到显著提高,耐磨性略微提升,但硬度降低。

关键词：激光熔覆复合熔覆层显微硬度摩擦磨损行为磨损机制电化学腐蚀行为

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基于强化学习的挖掘机时间最优轨迹规划

控制与决策 2024年第5期39卷 1433-1440页

作者：张韵悦孙志毅孙前来王银太原科技大学电子信息工程学院太原030024

针对挖掘机的自主作业场景,提出基于强化学习的时间最优轨迹规划方法.首先,搭建仿真环境用于产生数据,以动臂、斗杆和铲斗关节的角度、角速度为状态观测变量,以各关节的角加速度值为动作信息,通过状态观测信息实现仿真环境与自主学习算... 详细信息

针对挖掘机的自主作业场景,提出基于强化学习的时间最优轨迹规划方法.首先,搭建仿真环境用于产生数据,以动臂、斗杆和铲斗关节的角度、角速度为状态观测变量,以各关节的角加速度值为动作信息,通过状态观测信息实现仿真环境与自主学习算法的交互;然后,设计以动臂、斗杆和铲斗关节运动是否超出允许范围、完成任务总时间和目标相对距离为奖励函数对策略网络参数进行训练;最后,利用改进的近端策略优化算法(proximal policy optimization, PPO)实现挖掘机的时间最优轨迹规划.与此同时,与不同连续动作空间的强化学习算法进行对比,实验结果表明:所提出优化算法效率更高,收敛速度更快,作业轨迹更平滑,可有效避免各关节受到较大冲击,有助于挖掘机高效、平稳地作业.

关键词：挖掘机自主作业轨迹规划多智能体 PPO算法智能决策