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石墨烯层数对分散性和摩擦学性能的影响

材料保护 2024年第4期57卷 29-38页

作者：张春风张晓军张伟赵壮樊小强山西潞安太行润滑科技股份有限公司山西长治046011 西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室四川成都610031

为了提高传动油基础油的摩擦学性能并探究石墨烯层数对其的影响,选用了不同层数的石墨烯纳米片和纳米石墨(NG)作为传动油基础油的润滑添加剂,使用UMT-3往复摩擦试验机测试了不同层数石墨烯以及纳米石墨传动油基础油的润滑特性。结果显示... 详细信息

为了提高传动油基础油的摩擦学性能并探究石墨烯层数对其的影响,选用了不同层数的石墨烯纳米片和纳米石墨(NG)作为传动油基础油的润滑添加剂,使用UMT-3往复摩擦试验机测试了不同层数石墨烯以及纳米石墨传动油基础油的润滑特性。结果显示:不同层数的石墨烯在传动油基础油中的分散稳定性不同。其中,单层石墨烯由于其表面积大,层间作用力较弱,油分子可以充分填充石墨烯层间发生位阻效应,因而拥有最优异的分散稳定性。此外,不同层数的石墨烯以及NG作为传动油润滑添加剂都可以提高传动油基础油的润滑特性。其中,单层石墨烯(SGN)传动油展现出最佳的摩擦学性能,其磨损量与基础油相比减少了98%。另外,对石墨烯以及NG传动油润滑的磨损表面的Raman测试中检测出明显的石墨烯峰,说明石墨烯以及NG在摩擦区域的吸附形成了致密的摩擦膜从而降低了摩擦系数和磨损率。对SGN传动油的摩擦产物进行收集并观察,有力地揭示了其润滑机理。SGN优异的摩擦学性能主要归因于其优异的分散稳定性以及剪切作用下发生的结构有序化转变。

关键词：石墨烯层数摩擦学性能分散性有序化转变

Ag掺杂ITO/ZrO_(2)(Ag)/TiN忆阻器退火结晶过程及其对性能的影响

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功能材料与器件学报 2024年第1期 34-41页

作者：刘昊徐辛胡俊达黄佳俊杨峰张勇西南交通大学电气工程学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室西南交通大学物理科学与技术学院西南交通大学材料科学与工程学院

本文采用磁控溅射的方法,在In_(2)O_(3)掺杂的SnO_(2)(ITO)衬底上制备了Ag掺杂ZrO_(2)作为功能层的忆阻器器件ITO/ZrO_(2)(Ag)/TiN。该忆阻器在退火前后的性能有较大差异,在500℃退火60分钟的条件下具有112的最大开关比,并且长期存放后... 详细信息

本文采用磁控溅射的方法,在In_(2)O_(3)掺杂的SnO_(2)(ITO)衬底上制备了Ag掺杂ZrO_(2)作为功能层的忆阻器器件ITO/ZrO_(2)(Ag)/TiN。该忆阻器在退火前后的性能有较大差异,在500℃退火60分钟的条件下具有112的最大开关比,并且长期存放后仍具有5000+s以上的稳定性。通过对电流-电压(I-V)曲线进行分析拟合,提出了一个基于空间电荷限制电流(Space charge limited current,SCLC)机制和肖特基发射(Schottky emission)机制的物理模型来解释器件的复位/设置(Reset/Set,RS)记忆行为。通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了退火对器件微观结构和形貌的影响,发现退火后薄膜Ag结晶度增加和峰强比改变。结果表明,通过磁控溅射制备的薄膜通常存在大量缺陷,退火处理可以减少溅射薄膜的缺陷,提升器件的稳定性和开关比。

关键词：忆阻器银掺杂退火电流-电压曲线缺陷

30CrMnSiA结构钢表面多功能改性层的性能分析

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材料热处理学报 2024年第7期45卷 163-172页

作者：刘泉利王朝琳刘瑞良陈秋宇米南谢晓东刘梓航哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨150066 西南交通大学利兹学院四川成都611756 哈尔滨科汇涂层技术有限公司黑龙江哈尔滨150001

首先采用不同技术在30CrMnSiA钢表面制备了6种黑色多功能改性层,分别是采用电镀技术制备了纯Cr镀层、纯Ni镀层、纯Zn镀层和Zn-Ni复合镀层,采用低温渗氮+氧化(LTN+O)复合技术制备了LTN+O复合层,以及采用物理气相沉积(PVD)技术制备了PVD涂... 详细信息

首先采用不同技术在30CrMnSiA钢表面制备了6种黑色多功能改性层,分别是采用电镀技术制备了纯Cr镀层、纯Ni镀层、纯Zn镀层和Zn-Ni复合镀层,采用低温渗氮+氧化(LTN+O)复合技术制备了LTN+O复合层,以及采用物理气相沉积(PVD)技术制备了PVD涂层,随后利用X射线衍射仪、扫描电镜等对黑色多功能改性层的组织结构进行表征,以及通过显微硬度仪、球-盘摩擦磨损试验机和电化学工作站对其力学性能和耐蚀性能进行测试。结果表明:采用电镀、低温渗氮+氧化复合以及PVD沉积等技术均可在30CrMnSiA钢表面成功制备黑色多功能改性层;在硬度方面,PVD涂层硬度最高,达到1610 HV0.05;在摩擦磨损性能方面,相比30CrMnSiA钢基体,黑色多功能改性层的摩擦系数均略有升高,除纯Ni镀层外,其他改性层的耐磨性能均优于30CrMnSiA钢基体;在结合力方面,PVD涂层和纯Ni镀层的结合力最好,压痕边缘位置无裂纹;在耐蚀性方面,相比30CrMnSiA钢基体,Zn-Ni复合镀层和LTN+O复合层耐蚀性有所提高,其他改性层的耐蚀性有所降低。

关键词： 30CrMnSiA钢多功能改性层组织结构摩擦磨损性能耐蚀性能

CFB灰-钢渣粉-矿渣-脱硫石膏全固废公路下伏采空区注浆材料特性研究

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中国公路学报 2024年第6期37卷 193-206页

作者：肖杰刘财壮刘志勇何建刚常锦张红日长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114 山西省交通科技研发有限公司黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室太原山西030006 交通运输部公路科学研究所道路结构与材料交通运输行业重点实验室北京100088 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 湖南人健宝固高新科技发展有限公司湖南长沙410201 长沙学院土木工程学院湖南长沙410022 广西交科集团有限公司广西南宁530007

为解决传统水泥基注浆材料成本高、能耗和污染大等问题,基于固废材料协同效应,以CFB粉煤灰(CFBFA)、钢渣微粉(SS)、高炉矿渣(BFS)和脱硫石膏(FGD)为原材料制备新型绿色环保的公路路基及桥隧下伏采空区全固废注浆材料。通过系列室内试验... 详细信息

为解决传统水泥基注浆材料成本高、能耗和污染大等问题,基于固废材料协同效应,以CFB粉煤灰(CFBFA)、钢渣微粉(SS)、高炉矿渣(BFS)和脱硫石膏(FGD)为原材料制备新型绿色环保的公路路基及桥隧下伏采空区全固废注浆材料。通过系列室内试验,研究了不同CFBFA掺量(80%、60%、50%、40%、20%)、水固比(1∶1.3、1∶1.4、1∶1.5、1∶1.6)及SS与BFS质量比(8∶2、6∶4)等因素对浆料的密度、流动度、析水率、结石率以及结石体单轴抗压强度(UCS)的影响,并结合XRD、TG、SEM等微观试验,分析了水化作用机理。研究结果表明:水固比相同时,随CFBFA掺量的增加,浆料流动度、结石率增大,而密度、析水率和UCS减小;原材料配比相同时,随水固比增大,浆料析水率增加,流动度、密度、结石率及UCS减小;水固比与CFBFA掺量相同时,随SS与BFS比值增大,浆料密度与析水率增大,流动度、结石率与UCS减小;CFBFA掺量、水固比对浆料工作性能的影响均显著,且CFBFA、BFS掺量对UCS影响大;结石体28 d UCS试件中仅有A1组的小于0.6 MPa,且最大值达16.71 MPa。综合考虑浆料工作、力学性能,同时结合经济性,提出了公路路基、桥隧下伏采空区注浆材料的施工建议配合比。浆料水化产物主要为C—S—(A)—H、AFt及Ca(OH)2,减小水固比、增加SS与BFS掺量、提高试件养护龄期均可使水化产物(C—S—(A)—H、AFt)数量增多,试件更密实,UCS更高,且BFS掺量增加有助于Ca(OH)2二次水化和AFt等水化产物的生成。实际应用中,通过调整CFBFA、SS、BFS与FGD全固废注浆材料配合比,其工作性能及UCS均能满足相关规范的要求,用于采空区注浆是切实可行的。

关键词：路基工程 CFB灰-钢渣粉-矿渣水化反应机理注浆材料

基于Ag/CeO_(2)/ITO忆阻器的片上学习神经网络

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功能材料与器件学报 2024年第2期 104-112页

作者：胡俊达刘昊徐辛黄佳俊杨峰张勇西南交通大学电气工程学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室成都610031 西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031

现有的忆阻神经网络存在学习速率慢、精度较低、电路复杂等问题,为了实现标准、高效的片上学习,设计了基于Ag/CeO_(2)/ITO忆阻器的片上学习神经网络。由一个晶体管和两个Ag/CeO_(2)/ITO忆阻器作为突触神经元,该突触结构具有更大的权值范... 详细信息

现有的忆阻神经网络存在学习速率慢、精度较低、电路复杂等问题,为了实现标准、高效的片上学习,设计了基于Ag/CeO_(2)/ITO忆阻器的片上学习神经网络。由一个晶体管和两个Ag/CeO_(2)/ITO忆阻器作为突触神经元,该突触结构具有更大的权值范围,Ag/CeO_(2)/ITO忆阻器的阈值特性简化了非破坏性读取的步骤和电路结构,神经网络通过四种电路单元实现无数模转换和无外部处理器的片上学习,每层神经网络可以在两个时钟周期内并行更新权值,该方法避免了由数据传输所造成的延迟、功耗和误差。最后,仿真验证设计的忆阻神经网络并应用于字符图像和鸢尾花识别,识别准确率均能达到95%以上,且忆阻器件的差异性对准确率的影响不大,证明其具有有效性和鲁棒性。

关键词：忆阻器片上学习神经网络阈值识别

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磁感应热疗系统研发进展

中国激光 2024年

作者：张建锋焦王博樊海明刘晓丽西北大学物理学院西北大学化学与材料科学学院合成与天然功能分子教育部重点实验室西北大学生命科学与医学部西部资源与生物技术教育部重点实验室西安交通大学第一附属医院精准外科与再生医学国家地方联合工程研究中心陕西省再生医学与外科工程研究中心陕西省磁性医学重点实验室西安交通大学第一附属医院Med-X研究院再生与重建医学研究所

磁感应热疗（简称：磁热疗）是一种新型的临床肿瘤物理疗法，利用磁性纳米材料在交变磁场下产热并引发一系列分子事件高效地杀伤肿瘤细胞。相较于传统的肿瘤治疗手段如化疗和放疗，磁热疗具有创伤小、远程可控、可多次治疗、激发抗肿瘤... 详细信息

磁感应热疗（简称：磁热疗）是一种新型的临床肿瘤物理疗法，利用磁性纳米材料在交变磁场下产热并引发一系列分子事件高效地杀伤肿瘤细胞。相较于传统的肿瘤治疗手段如化疗和放疗，磁热疗具有创伤小、远程可控、可多次治疗、激发抗肿瘤免疫等优势，并已经在临床肿瘤治疗中展现了巨大的应用潜力。为了进一步提升这项技术的效果和适用性，在过去的几十年里，交变磁场发生器不断地进行优化和升级。本文重点介绍了基于逆变技术和功率放大技术设计的交变磁场发生器，详细阐述了它们的工作原理、线圈类型以及针对提高磁场特征参数（如频率、场强和均匀性）的改进和优化措施。同时，文章还简要介绍了两种具有磁场聚焦和波形变换功能的磁热疗系统。文章还探讨了将激光共聚焦显微镜和光谱仪分别与磁热疗设备相结合构建的科研平台，这为在分子或细胞层面上深入研究磁热效应提供了新的工具。最后，文章回顾了已报道的临床磁热疗设备，并对未来临床应用中磁热疗设备的发展方向进行了展望。随着技术的不断进步和优化，磁热疗将在未来的癌症治疗中扮演越来越重要的角色，推动肿瘤物理治疗的疗效改善与预后提升。

关键词：交变磁场发生器励磁线圈磁场聚焦磁场波形临床抗肿瘤应用

MOCVD技术在MgO基底沉积YBCO薄膜缓冲层LaMnO_(3)研究

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低温与超导 2024年第2期52卷 22-31页

作者：陈建华王其琛夏钰东赵睿鹏欧凯王维陶伯万西南交通大学物理科学与技术学院成都610031 松山湖材料实验室东莞523808 电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都611731

在MgO基底使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法直接制备YBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ)会出现MgO和YBCO晶格失配较大的问题,从而影响薄膜的生长和超导器件的制备。缓冲层的引入是一种可靠的解决手段。本文基于MOCVD技术,在MgO基底上生长LaMnO_(3... 详细信息

在MgO基底使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)法直接制备YBa_(2)Cu_(3)O_(7-δ)会出现MgO和YBCO晶格失配较大的问题,从而影响薄膜的生长和超导器件的制备。缓冲层的引入是一种可靠的解决手段。本文基于MOCVD技术,在MgO基底上生长LaMnO_(3)缓冲层,用以解决YBCO薄膜混合生长模式的问题,并通过改变MOCVD系统的氧气流量和沉积温度等沉积参数,采用如XRD,SEM,AFM等多种分析测试方法研究LMO缓冲层的结构取向和表面形貌。结果表明:当沉积温度为800℃,氧气流量为1000 sccm时,所制备的LMO缓冲层的结构取向最佳,缓冲层上生长的YBCO薄膜Ф扫描曲线出现四个相距90°的独立尖峰,YBCO在LMO缓冲层上只有一种生长方向,LMO缓冲层能够解决YBCO在MgO衬底上混合生长模式的问题,从而提高YBCO薄膜质量和性能。

关键词： MOCVD YBCO LaMnO_(3) 缓冲层

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两种冷季型草坪草的EMS诱变及突变体筛选

草业科学 2024年第4期41卷 810-821页

作者：卢苗苗谢明芳白邦琴眭顺照马婧西南大学园艺园林学院重庆400715 重庆市花卉工程技术研究中心重庆400715 南方山地园艺学教育部重点实验室重庆400715

为确定甲基磺酸乙酯(EMS)诱变多年生黑麦草‘爱神特’(Lolium perenne‘Accent’)和高羊茅‘赤道’(Festuca arundinacea‘Equator’)种子的最佳条件,获得性状稳定的突变材料和后代。利用不同浓度EMS在不同时间下诱变两个草坪草种,根据... 详细信息

为确定甲基磺酸乙酯(EMS)诱变多年生黑麦草‘爱神特’(Lolium perenne‘Accent’)和高羊茅‘赤道’(Festuca arundinacea‘Equator’)种子的最佳条件,获得性状稳定的突变材料和后代。利用不同浓度EMS在不同时间下诱变两个草坪草种,根据半致死浓度确定诱变组合。通过形态学、SCoT分子标记和生理指标测定筛选M1和M2代突变苗。结果表明:使用0.8%EMS溶液处理两个草坪草种36 h后播种,发芽率接近50%,诱变效果最佳。以该参数大规模诱变后,M1代两个草坪草种诱变株移栽成活933株,再经短期干旱胁迫,共筛选出18株耐旱单株。对M2代诱变株形态学分析发现,有叶面狭窄型和根长增长型两种突变类型。利用SCoT分子标记技术验证M2代诱变株发现,筛选的5条SCoT标记引物对20份草坪草样品扩增后,多态性比率为84.09%。其中SCoT-35引物扩增产物条带最为清晰稳定,诱变株与野生型差异明显。M2代三叶期变异单株经干旱、高温胁迫处理后,丙二醛含量、脯氨酸含量及相对电导率呈升高趋势,叶绿素含量呈下降趋势。最终得到两株多年生黑麦草耐旱突变体A5和A8,1株高羊茅耐旱突变体B9;两株多年生黑麦草耐热突变体A8和B9,1株高羊茅耐旱耐热突变体B9。本研究结果为草坪草抗性品种选育提供了帮助。

关键词：草坪草化学诱变种子萌发形态学分析 SCoT分子标记技术突变体耐旱性耐热性

流变压铸Al-15Cu合金的组织与力学性能

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铸造技术 2024年第5期45卷 459-465页

作者：赵君文王海波杨涛韩靖郑云志何振波西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031 山东省高端铝共同体管理运营有限公司滨州256603 航桥新材料科技(滨州)有限公司滨州256606

Al-Cu合金因其高的强度、硬度及高温力学性能,在交通领域具有重要应用。为探明高Cu含量铝合金力学性能特点,本文采用流变压铸成形Al-15Cu合金,研究浇注温度等参数对该合金流变压铸件力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度的增加,初生α... 详细信息

Al-Cu合金因其高的强度、硬度及高温力学性能,在交通领域具有重要应用。为探明高Cu含量铝合金力学性能特点,本文采用流变压铸成形Al-15Cu合金,研究浇注温度等参数对该合金流变压铸件力学性能的影响。结果表明,随着浇注温度的增加,初生α-Al晶粒平均等效直径由55μm降低到30μm,而平均形状系数随浇注温度变化不明显;施加电磁搅拌对初生α-Al晶粒有一定的细化作用。Al-15Cu合金流变压铸件的强度和塑性随浇注温度先增加后降低。浇注温度为610℃和施加电磁搅拌条件下的拉伸试样密度、抗拉强度和伸长率最高,分别为2.961 g/cm~3、260 MPa和2%。在300℃拉伸条件下,流变铸件性能随浇注温度变化的规律与常温时一致,抗拉强度和伸长率分别可达118 MPa和8%。

关键词： Al-15Cu 流变压铸组织高温力学性能