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低温快速制备基于溶液工艺的高性能氧化铟薄膜及晶体管

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物理学报 2024年第9期73卷 236-243页

作者：张雪 Kim Bokyung Lee Hyeonju Park Jaehoon 山东科技大学海洋科学与工程学院青岛266590 翰林大学春川24252

利用脉冲紫外线辅助热退火在200℃的低温条件下,5 min内制备了基于溶液工艺的氧化铟薄膜及薄膜晶体管.对比传统热退火,研究了脉冲紫外线辅助热退火对氧化铟薄膜的表面形态、化学结构和电学特性的影响.实验结果表明,脉冲紫外线辅助热退... 详细信息

利用脉冲紫外线辅助热退火在200℃的低温条件下,5 min内制备了基于溶液工艺的氧化铟薄膜及薄膜晶体管.对比传统热退火,研究了脉冲紫外线辅助热退火对氧化铟薄膜的表面形态、化学结构和电学特性的影响.实验结果表明,脉冲紫外线辅助热退火方式能够在短时间内实现改善氧化铟薄膜的质量及薄膜晶体管的性能.原子力显微镜和场发射扫描电子显微镜结果显示该薄膜表面较传统热退火制备薄膜表面更为致密平坦.X射线光电能谱测试表明,脉冲紫外线辅助热退火处理后会产生氧空位,从而提高载流子浓度,改善了氧化铟薄膜的导电性.此外,对比研究了紫外线辅助热退火对氧化铟薄膜晶体管电气性能的影响.结果表明器件的电学特性得到了明显改善,亚阈值摆幅降低至0.12 mV/dec,阈值电压为7.4 V,电流开关比高达1.29×107,场效应迁移率提升至1.27 cm^(2)/(V·s).因此,脉冲紫外线辅助热退火是一种简单、快速的退火方式,即使在低温条件下也能快速提高氧化铟薄膜和薄膜晶体管的性能.

关键词：脉冲紫外线辅助热退火氧化铟溶液法薄膜晶体管

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静水中航行姿态对带月池船舶阻力敏感性的研究

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中国造船 2024年第2期65卷 74-85页

作者：谷家扬韦琪刘为民陶延武胡方鑫江苏科技大学船舶与海洋工程学院镇江212003 江苏科技大学海洋装备研究院镇江212003

月池的存在会影响船舶纵摇和垂荡,进而影响其航行姿态。论文基于黏流理论、有限体积法和重叠网格技术,构建了带月池船舶在固定状态及放开垂荡、纵摇自由度时的阻力预报数值方法,分析这两种状态下总阻力的差异。在拖曳水池中进行了带月... 详细信息

月池的存在会影响船舶纵摇和垂荡,进而影响其航行姿态。论文基于黏流理论、有限体积法和重叠网格技术,构建了带月池船舶在固定状态及放开垂荡、纵摇自由度时的阻力预报数值方法,分析这两种状态下总阻力的差异。在拖曳水池中进行了带月池船舶在自由浮动状态下的静水阻力试验,对数值计算方法的准确性进行验证。研究表明,预报带月池船舶的阻力不能忽略船体航行姿态的影响。未考虑航行姿态时,数值预报与模型试验数据的差距最大为12.6%;考虑航行姿态时,两者的差距最大为5.3%。在中、高航速下预报带月池船舶阻力时应考虑航行姿态对船舶阻力的影响。

关键词：静水阻力月池航行姿态模型试验数值模拟

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水下壳体结构低频辐射声功率预报方法研究

中国造船 2024年第1期65卷 30-39页

作者：胡昊灏任雅馨胡东森李东升江苏科技大学海洋学院江苏科技大学船舶与海洋工程学院中国船舶科学研究中心

针对水下壳体结构低频辐射声功率预报问题，提出了在水下柱形结构中采用波数域单柱面声场分离技术与超声声强法相结合的方法。首先在非消声水池中获得柱形结构近场单全息面上的复声压和径向振速，通过单柱面声场分离技术获得向外传播的... 详细信息

针对水下壳体结构低频辐射声功率预报问题，提出了在水下柱形结构中采用波数域单柱面声场分离技术与超声声强法相结合的方法。首先在非消声水池中获得柱形结构近场单全息面上的复声压和径向振速，通过单柱面声场分离技术获得向外传播的声波；然后采用超声声强法对向外传播声波中的倏逝波进行过滤，获得能够被传递到远场的传播波成分，进而对壳体远场辐射声功率进行预报，并与自由场辐射声功率进行对比，验证该方法对水下柱形结构辐射声功率预报的有效性；最后，分析影响预报结果精确度的因素，探究该预报方法的适用条件。结果表明，该方法对于声学水池中柱形结构低频声辐射预报有一定的工程应用价值，对减振降噪具有指导作用。

关键词：低频辐射声功率单柱面声场分离超声声强法传播波

应力波作用下隧洞顶板围岩块体失稳滑动解析理论研究

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力学学报 2024年第1期56卷 183-197页

作者：王晓山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

由于地质结构和开挖面的影响,隧洞围岩通常被切割成不同形状和尺寸的块体.其中,一些关键块体在开挖卸载后仍然保持稳定,但当受到应力波(如爆破振动和地震等)的干扰时可能会失去稳定性并滑动.基于应力波传播理论推导了隧洞围岩顶板矩形... 详细信息

由于地质结构和开挖面的影响,隧洞围岩通常被切割成不同形状和尺寸的块体.其中,一些关键块体在开挖卸载后仍然保持稳定,但当受到应力波(如爆破振动和地震等)的干扰时可能会失去稳定性并滑动.基于应力波传播理论推导了隧洞围岩顶板矩形关键块体动力失稳滑动解析模型,在计算块体滑动位移过程中,考虑了块体间节理的不同闭合-张开模式,并采用线弹性模型和库仑滑移模型来描述节理的法向和切向行为.通过UDEC数值模型验证了解析模型的有效性和可靠性.随后,基于解析模型探讨了可能影响块体失稳滑动的参数.研究结果表明:在应力波作用下,隧洞围岩块体间节理面会闭合-张开,在张开过程中节理面的摩擦力会逐渐降低,甚至为零,块体间节理面的超低摩擦和无摩擦阶段对块体滑动位移的影响最大;当应力波垂直作用于围岩块体结构面且强度足以诱使节理面张开时,影响块体滑动位移较大的参数是节理面初始法向应力、应力波振幅、频率和块体岩性,单周期正弦应力波下块体滑动位移的变化在0.659~1.502 mm之间;其次为节理初始法向刚度、块体尺寸,块体滑动位移的变化在0.15~0.168 mm之间.

关键词：应力波围岩块体失稳滑动节理解析模型

蚀变型金矿石水力压裂裂缝起裂扩展规律实验研究

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岩石力学与工程学报 2024年第S01期43卷 3321-3332页

作者：于骞刘江伟陈绍杰李亚康山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

蚀变型金矿石水压裂缝起裂扩展规律对水力压裂开采金矿具有重要意义,开展不同注水流量、不同最小水平主应力、不同注水孔与节理面夹角的蚀变型金矿石真三轴水力压裂实验。结果表明:(1)当蚀变型金矿石水平主应力差为1~3 MPa时,起裂应力为... 详细信息

蚀变型金矿石水压裂缝起裂扩展规律对水力压裂开采金矿具有重要意义,开展不同注水流量、不同最小水平主应力、不同注水孔与节理面夹角的蚀变型金矿石真三轴水力压裂实验。结果表明:(1)当蚀变型金矿石水平主应力差为1~3 MPa时,起裂应力为22.2~40.0 MPa;注水流量从5 mL/min增大到15,30 mL/min,起裂应力从16.53 MPa分别增大17.4%,34.3%;最小水平主应力从4 MPa增大到5,6 MPa,起裂应力从22.20 MPa分别增大37.4%,80.2%;注水孔与节理面夹角从0°增大到45°,90°,起裂应力从22.20 MPa分别增大6.3%,24.9%;在相近的地应力条件下,蚀变型金矿石比煤岩、灰岩、砂岩、页岩等沉积岩起裂应力更大;(2)蚀变型金矿石水压裂缝按扩展路径可分为直线扩展和折线扩展2种模式;注水流量从5 mL/min增大到15,30 mL/min,裂缝扩展方向与最小水平主应力方向垂直程度增高,转向次数由2次均减少至0次;最小水平主应力从4 MPa增大到5,6 MPa,裂缝转向次数由0次增加至1和3次,转向角度增大;注水孔与节理面夹角从0°增大到45°,90°,裂缝扩展方向受节理面干扰程度增大并偏向节理面扩展;蚀变型金矿石水压裂缝多为主裂缝,次级裂缝发育少分布简单,沉积岩次级水压裂缝数量多且分布复杂;(3)蚀变型金矿石裂缝面按照形貌特征可分为平滑裂缝面和粗糙裂缝面;注水流量从5 mL/min增大到15,30 mL/min,裂缝面凸起变小,凸起面积占裂缝面面积由63%降低至45%,0;最小水平主应力从4 MPa增大到5,6 MPa,凸起面积占裂缝面面积由0增至40%,45%;注水孔与节理面夹角从0°增大到45°,90°,裂缝面均保留节理面形貌特征且平滑无凸起;蚀变型金矿石裂缝面粗糙,而沉积岩裂缝面较平滑。

关键词：采矿工程蚀变型金矿石水力压裂起裂应力扩展规律形貌特征

基于砂型3D打印的复杂节理岩体变形破坏特征试验研究

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岩石力学与工程学报 2024年第3期43卷 754-767页

作者：王文海蒋力帅何鑫王宗可赵烨山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

复杂节理岩体变形破坏特征对于指导工程岩体稳定性控制具有重要理论意义和工程价值。为了克服浇筑法难以制备复杂节理试件的局限以研究节理密度对岩体变形破坏特征的影响,采用砂型3D打印技术制备基于Monte-Carlo法的含复杂节理岩体试件... 详细信息

复杂节理岩体变形破坏特征对于指导工程岩体稳定性控制具有重要理论意义和工程价值。为了克服浇筑法难以制备复杂节理试件的局限以研究节理密度对岩体变形破坏特征的影响,采用砂型3D打印技术制备基于Monte-Carlo法的含复杂节理岩体试件,通过单轴压缩试验与数字图像相关技术(DIC)相结合,研究复杂节理密度对岩体力学特征、破裂演化过程及破坏模式的影响规律,探究复杂节理对岩体的劣化效应。结果表明:随着节理密度的增加,峰值强度和峰值应变呈指数型减小,弹性模量呈线性减小;峰前总能量、弹性应变能、耗散能和峰后盈余能量均呈指数减小,而峰后释放能则呈线性减小;节理的位置和倾角共同影响着试件裂纹产生及延伸,随着节理密度的不断增加,试件破坏所产生的裂纹更易沿着特定路径扩展,节理对裂纹扩展控制作用增强。研究成果能够为复杂节理岩体力学试验的进一步研究提供新的研究思路,为复杂节理岩体变形破坏机制与稳定性分析提供理论依据。

关键词：岩石力学砂型3D打印复杂节理岩体节理密度力学特性破坏特征

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石炭纪全球野火事件分布及主控因素

地质学报 2024年第6期98卷 1893-1903页

作者：吕大炜徐锦程张之辉高洁杜文旭张奥聪王东东山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590

自志留纪以来,野火开始在陆地范围内广泛出现并对陆地生态系统造成了重大影响。石炭纪是植物开始繁盛时期,但其野火发生的分布规律及其主控因素仍然不清楚。为此,基于木炭、惰质组(煤中木炭)和热解多环芳烃3种类型野火证据,本文系统收... 详细信息

自志留纪以来,野火开始在陆地范围内广泛出现并对陆地生态系统造成了重大影响。石炭纪是植物开始繁盛时期,但其野火发生的分布规律及其主控因素仍然不清楚。为此,基于木炭、惰质组(煤中木炭)和热解多环芳烃3种类型野火证据,本文系统收集和整理了石炭纪全球159个野火事件记录。研究发现石炭纪野火事件主要集中在低纬度热带地区,杜内期高纬度地区无野火记录,其余时间段高纬度地区均出现零星的野火记录。石炭纪晚期野火事件发生频率明显高于石炭纪早期,并在晚石炭世巴什基尔期和莫斯科期野火事件发生频率达到最高值。早杜内期至早维宪期野火事件增多与大气氧气浓度升高和热带沼泽开始发育有关。随后大气氧气浓度降低导致晚维宪期—谢尔普霍夫期野火事件发生频率下降。而巴什基尔期至莫斯科纪期野火事件高频率发生与当时充足植物燃料有关。卡西莫夫期—格舍尔期低纬度森林面积以及植物属种数量的降低导致野火事件数量大幅度下降。该研究成果为进一步理解石炭纪陆地生态系统和古气候演化具有重要意义。

关键词：石炭纪植物野火事件古气候

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冰脊对极地冰下航道流场特性影响研究

船舶力学 2024年第7期28卷 1008-1017页

作者：孙盛石玉云李志富江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212001

冰脊是极地冰层下表面典型结构特征之一,掌握冰脊与冰下流场的相互作用规律,对于理解极地冰下航道适航特性及近冰面潜水器操纵运动具有重要的指导意义。为了探究冰脊对近冰面流场的影响及作用范围,本文基于极地实测数据建立五组典型分... 详细信息

冰脊是极地冰层下表面典型结构特征之一,掌握冰脊与冰下流场的相互作用规律,对于理解极地冰下航道适航特性及近冰面潜水器操纵运动具有重要的指导意义。为了探究冰脊对近冰面流场的影响及作用范围,本文基于极地实测数据建立五组典型分布间距冰脊流场,利用Fluent软件平台,通过稳态求解Reynolds应力方程模型(RSM)进行数值研究,重点分析冰脊间距对冰下流场特性的影响规律。同时,探究冰脊对冰下流场干扰的辐射深度。研究表明:连续冰脊对冰脊间尾涡具有拉伸效应;根据冰脊对冰下流场的干扰程度,辐射深度可分为强辐射区、稳定辐射区和无影响区三个区间。

关键词：冰脊冰下航道适航特性 RSM 尾涡

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基于相场法的极地船舶结冰再辉过程模拟

船舶力学 2024年第7期28卷 1081-1089页

作者：白旭杨苏杰张健杜越陈冠宇江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212003

极地船舶结冰是空气或海水中的过冷液滴落到船上后形成的。过冷液滴中的结晶核形成后,晶核进一步凝固放热使液滴温度重新回到凝固点并形成冰水混合物的过程被称为再辉,这是冻结阶段的开始。使用相场法,对不同过冷度下结冰再辉过程进行模... 详细信息

极地船舶结冰是空气或海水中的过冷液滴落到船上后形成的。过冷液滴中的结晶核形成后,晶核进一步凝固放热使液滴温度重新回到凝固点并形成冰水混合物的过程被称为再辉,这是冻结阶段的开始。使用相场法,对不同过冷度下结冰再辉过程进行模拟,研究再辉后的结冰形貌和冰相比例。结果表明,过冷度对再辉结果有一定影响,再辉过程中的枝晶生长速度先快后慢,再辉结束后的冰相比例随过冷度增大而增大,过冷度从30K增至45K时,冰相比例从11.92%增至29.17%。

关键词：相场法再辉极地船舶结冰过冷液滴