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基于耦合界面键合效应的石墨烯磨损研究

原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 66-75页

作者：郑云飞卢艳武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学精密制造研究院武汉430081

石墨烯作为二维固体润滑材料,其超滑特性不仅是物理作用结果,其化学键结构机制下的摩擦化学现象,是深入理解石墨烯摩擦性能的关键.本文采用分子动力学(MD)方法构建了多重层数石墨烯增强不同粗糙形貌的金属基底模型,实现了其与金刚石尖... 详细信息

石墨烯作为二维固体润滑材料,其超滑特性不仅是物理作用结果,其化学键结构机制下的摩擦化学现象,是深入理解石墨烯摩擦性能的关键.本文采用分子动力学(MD)方法构建了多重层数石墨烯增强不同粗糙形貌的金属基底模型,实现了其与金刚石尖端滑动过程的动态分析,揭示了考虑尖端与石墨烯之间存在界面键时石墨烯层的理化耦合作用下的磨损机理.研究结果表明:当考虑金刚石尖端与石墨烯之间化学键合时,石墨烯发生磨损破裂的临界载荷相对于不考虑界面化学键时的值减小,这是由于界面键的形成会剥离石墨烯导致石墨烯断裂所致;金属基底的粗糙度也是决定石墨烯发生磨损破裂时临界载荷的重要因素之一,当粗糙度增大,临界载荷减小,同时通过增加石墨烯层的层数(增韧)来提高石墨烯发生磨损破裂失效的临界载荷.

关键词：石墨烯层界面键分子动力学磨损破裂

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结合0.1K前景和16K背景芯片快速解析小麦新品系的基因组结构和重要性状遗传基础

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麦类作物学报 2025年第1期45卷 52-62页

作者：李笑笑相明杰刘胜杰王晓婷李杰郑炜君吴建辉曾庆东康振生张传量王长发韩德俊西北农林科技大学/作物抗逆与高效生产全国重点实验室陕西杨凌712100

为探索并建立基于小麦0.1K前景和16K背景芯片快速解析基因组结构和重要性状遗传基础的方法,对小麦新品系西农302及其亲本西农865和百农矮抗58分别进行苗期分小种和田间成株期抗病性鉴定,分析西农302及其亲本的抗条锈病特征,并利用小麦16... 详细信息

为探索并建立基于小麦0.1K前景和16K背景芯片快速解析基因组结构和重要性状遗传基础的方法,对小麦新品系西农302及其亲本西农865和百农矮抗58分别进行苗期分小种和田间成株期抗病性鉴定,分析西农302及其亲本的抗条锈病特征,并利用小麦16K背景芯片对西农302及其亲本进行基因分型,根据亲本间16K芯片基因型的差异SNP位点,分别统计西农302来自双亲的基因组区段,确定西农302的基因组结构;利用小麦0.1K前景芯片对西农302及其亲本进行基因分型,确定西农302所含有的抗条锈病性基因/QTL位点,明确西农302的抗条锈病遗传基础,同时分析西农302所含有的其他重要性状相关优异等位基因/QTL。结果表明,西农302在苗期对中国流行的条锈病生理小种CYR32和CYR34均表现出微弱的抗性(IT=6),但在田间条件下表现出高水平成株期抗条锈性(IT=1,DS<5);西农865和百农矮抗58对西农302的遗传贡献率分别为64.28%和30.22%;西农302聚合了双亲的多个优异基因/QTL位点,同时含有多抗基因Lr27/Yr30/Sr2/Pbc1及其上位性互作基因YrFDC12/PbcFDC12、抗条锈病位点***-7BL和***-2AL、抗赤霉病位点***-5AS和***-5AL、矮秆基因Rht-2、Rht-8和QPht/***-2D.1以及千粒重位点QGl-4A等重要性状相关基因/QTL。这说明0.1K前景选择和16K背景选择SNP芯片可以应用于小麦新品种(系)的基因组结构和重要性状遗传基础的解析;西农865和百农矮抗58对西农302的遗传贡献率存在显著差异,西农865的遗传贡献率约为百农矮抗58的2倍;西农302聚合了双亲的抗条锈病、抗赤霉病、矮秆和千粒重等多个重要性状相关优异基因/QTL。

关键词：小麦新品系 SNP 芯片遗传构成

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基于无人机果树冠层卷吸效应的窄弧扇形防漂移喷嘴设计

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农机化研究 2025年第1期47卷 79-86页

作者：李毅轩赵耀辉汪星星武汉科技大学机械自动化学院武汉430081 冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

针对植保无人机对果树冠层喷洒易产生的药液漂移问题,结合植保无人机对果树喷洒时产生的卷吸效应和扇形喷嘴雾化原理,设计了一种窄弧扇形喷嘴结构,并通过对不同冠层压力损失系数下的喷洒过程进行仿真分析,得到最佳防漂移的窄弧扇形喷嘴... 详细信息

针对植保无人机对果树冠层喷洒易产生的药液漂移问题,结合植保无人机对果树喷洒时产生的卷吸效应和扇形喷嘴雾化原理,设计了一种窄弧扇形喷嘴结构,并通过对不同冠层压力损失系数下的喷洒过程进行仿真分析,得到最佳防漂移的窄弧扇形喷嘴结构参数。研究结果表明:喷嘴内径增大,液膜与液带结构趋于稳定,液滴分布均匀,沉积率呈先降后升趋势;冠层压力损失系数降低,粒径频谱宽度减小,但沉积率总体提高;对较厚冠层果树植保时,选择内径1.3 mm、狭缝宽度0.15 mm的喷嘴,防漂移性能较好;对较薄冠层果树植保时,选择内径1.03 mm、狭缝宽度0.2 mm的喷嘴,防漂移性能较好;采用窄弧扇形喷嘴的液滴频谱宽度>0.7,沉积率>94.1%。

关键词：植保无人机窄弧扇形喷嘴卷吸效应防漂移性能

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南阿尔金木纳布拉克地区巴什库尔干岩群变质岩的锆石U-Pb定年和Lu-Hf同位素特征及其地质意义

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岩石学报 2025年第1期41卷 198-214页

作者：解添合曹玉亭刘良马拓王超康磊盖永升宋里豪山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室山东科技大学地球科学与工程学院青岛266590 大陆动力学国家重点实验室西北大学地质学系西安710069

南阿尔金木纳布拉克地区原划为长城纪巴什库尔干岩群中陆续识别出多类型高压变质岩,以及新元古代和古生代的原岩年龄信息。本文在前人研究的基础上,对木纳布拉克地区巴什库尔干岩群的中-低压浅变质岩进行详细的野外调查,并对三个不同岩... 详细信息

南阿尔金木纳布拉克地区原划为长城纪巴什库尔干岩群中陆续识别出多类型高压变质岩,以及新元古代和古生代的原岩年龄信息。本文在前人研究的基础上,对木纳布拉克地区巴什库尔干岩群的中-低压浅变质岩进行详细的野外调查,并对三个不同岩组的6个样品进行了岩相学、锆石U-Pb定年和Hf同位素组成研究,以期对区内长城纪地层的构造归属划分提供更多的年代学证据。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年测得红柳泉组钾长片麻岩和角闪片岩的原岩形成年龄分别为1459~1577Ma和<1493Ma、贝壳滩组钙质白云母片岩的原岩年龄为<956Ma,均为中-新元古代;此外钙质白云母片岩还获得499Ma的变质年龄,总体反映了以上3个样品具有阿尔金杂岩的锆石年龄信息。这3个样品的核部残留碎屑锆石的ε_(Hf)(t)值与阿尔金杂岩中各类变质岩的ε_(Hf)(t)值范围一致,且具有相似的二阶段模式年龄,代表了其原岩具有相似的物源。因此,综合年代学和Hf同位素组成分析可以推断,以上3个样品所属的地层不应再归为长城纪巴什库尔干岩群,而归到阿尔金杂岩更为合适。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得扎斯勘赛河组长英质片麻岩、红柳泉组长英质糜棱岩和贝壳滩组斜长角闪岩的原岩年龄介于454~460Ma以及多期变质年龄分别为429~432Ma、400~402Ma和~376Ma。这3个样品的原岩年龄和变质年龄与中阿尔金南缘志留纪中-高压变质岩带内变质岩石原岩和变质年龄具有一致性,且构造位置上均位于木纳布拉克地区西南缘,与阿尔金杂岩以断裂相隔,由此初步推断其与中阿尔金南缘志留纪中-高压变质岩带有关。综上,本文认为南阿尔金木纳布拉克地区原划为长城纪巴什库尔干岩群中南部的贝壳滩组和红柳泉组样品为南阿尔金高压-超高压变质带的西延部分,北部的扎斯勘赛河组和红柳泉组样品为中阿尔金南缘志留纪中压-高压变质作用的产物。

关键词：南阿尔金木纳布拉克阿尔金杂岩锆石U-Pb定年锆石Hf同位素

真空预压-PVD排水板加固吹填土地基试验及数值模拟研究

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湖南工业大学学报 2025年第1期39卷 9-18页

作者：齐琛娜陈秋南黄小城龙坤吴启梅许笑翟湖南科技大学土木工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学岩土工程稳定控制与健康监测湖南省重点实验室湖南湘潭411201

对虎门港地区某施工现场典型吹填土开展了室内土工试验、真空预压-PVD排水板加固吹填土的室内单井模型试验,通过试验测量模型筒内的孔隙水压力、土体沉降量、排水板不同位置的真空度大小和试验排水量,并在模型试验结束后取模型筒内不同... 详细信息

对虎门港地区某施工现场典型吹填土开展了室内土工试验、真空预压-PVD排水板加固吹填土的室内单井模型试验,通过试验测量模型筒内的孔隙水压力、土体沉降量、排水板不同位置的真空度大小和试验排水量,并在模型试验结束后取模型筒内不同位置的土样进行直剪试验和含水率测定,对真空预压-PVD排水板加固土体效果和排水板淤堵问题进行了分析,并用Abaqus软件建立了相应的二维有限元模型,分析改变膜下真空度和改变排水板插入深度等因素对地基固结效果的影响。研究发现,土体的抗剪强度随着深度的增加而逐渐降低,土样的顶部沉降量最大,逐渐减少至中部以下土样的沉降仅有轻微差异,受淤堵层的影响,排水表现出在排水开始时排水量迅速增加,达最大值后逐渐减小,最后趋于稳定的现象;而随着膜下真空度的增大和排水板打设深度的增加,地基固结效果越好。

关键词：吹填土地基真空预压塑料排水板沉降监测

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矿山采空区边坡动态稳定性评价方法

工程科学学报 2025年第2期47卷 215-223页

作者：杜岩张洪达谢谟文蒋宇静张明贾北凝北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室北京100083 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地青岛266590 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室淮南232001 北京综建科技有限公司北京100007

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研... 详细信息

矿山边坡因采空区沉降引发的斜面岩土体崩塌破坏,是一种破坏力极强的地质灾害.由于传统的稳定性评价方法未考虑采空区沉降造成的应力场变异,难以实现矿山边坡的动态稳定性评价,因而在矿山地质灾害预警预防方面存在诸多限制.基于此,本研究针对矿山采空区滑坡的成因机制,建立了一套适用于矿山边坡的动态稳定性评价方法.首先通过构建采空区沉降分析模型,计算采空区上方岩体的沉降范围及其产生的冲击作用力,分析沉降对坡体应力场的影响,并在此基础上对传统不平衡推力法进行修正.案例分析结果显示,传统方法未考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,导致稳定性系数计算偏大,为1.355.而改进方法通过考虑采空区沉降信息,计算得出锁固段稳定性系数为0.667,整体稳定性系数为0.979,与矿山采空区边坡实际破坏情况一致.当沉降位移比(SHDR)大于0.73时,采空区边坡稳定性会发生明显变异,因而会在相对安全的工况下发生失稳破坏.改进方法通过考虑采空区沉降作用和锁固段的破坏情况,可以更好地实现矿山边坡稳定性的评价,为矿区更好地应对类似地质灾害提供有效参考.

关键词：采空区边坡动态稳定性评价采空区沉降锁固段沉降位移比

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煤体注水渗流模型构建及微观主控影响规律

工程科学学报 2025年第2期47卷 271-281页

作者：王恩茂王刚解树亮魏宏钊冯净梁瀚丹山东科技大学安全与环境工程学院青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地青岛266590

煤层注水技术是目前矿井除尘的主要技术手段之一,起到润湿煤体、源头减尘的作用.但随着开采深度的增加,煤体孔隙率相对较低,极大影响煤层注水的润湿效果.因此,为了提高煤层注水的效果,结合煤体固有属性、孔隙尺度等影响因素,首先,引入... 详细信息

煤层注水技术是目前矿井除尘的主要技术手段之一,起到润湿煤体、源头减尘的作用.但随着开采深度的增加,煤体孔隙率相对较低,极大影响煤层注水的润湿效果.因此,为了提高煤层注水的效果,结合煤体固有属性、孔隙尺度等影响因素,首先,引入连通孔隙率,建立了包含孔喉、等效孔径、有效孔隙率、毛细管束、迂曲度、流动路径在内的渗流模型;其次,采用高精度射线显微镜(μ-CT)对内蒙古煤矿、同富新煤矿、梅花井煤矿、大黄山煤矿以及磁窖沟煤矿5个煤矿的不同变质程度煤进行扫描,三维重建可视化煤体微观有效孔隙结构,运用分形理论,提取煤体有效连通孔隙结构参数进行计算;再次,通过实验对5个煤矿不同变质程度的煤进行渗透率实测;最后,引入“敏感度”来表征每种影响因素对渗流量的影响程度,运用Morris筛选法,将数值分析法与渗流模型相耦合,定量筛选了煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数、孔喉半径等主控因素,并分析了各主控因素对注水能力的影响规律.本研究建立了一个综合煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数和孔喉半径的渗流模型.分析表明,影响注水能力的主控因素依次为煤体坚固性系数、迂曲度分形维数、有效孔隙率、体积分形维数和孔喉半径.注水能力与煤体坚固性系数呈正弦函数关系,随着有效孔隙率的增加,迂曲度分形维数和体积分形维数的减小,注水能力增强.研究结果可为进一步完善煤层注水渗流理论、增强煤层注水润湿效果,防治矿井粉尘灾害提供理论依据.

关键词：煤层注水有效连通孔隙渗流模型主控因素计算机断层扫描

基于肠道菌群探讨玉竹多糖改善小鼠高脂血症的作用

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中国实验方剂学杂志 2025年第2期 84-92页

作者：谢菁琛刘倩倩熊苏慧张智敏刘月新吴萍廖端芳湖南中医药大学药学院湘产大宗药材品质评价湖南省重点实验室

目的：探讨玉竹多糖通过调节肠道菌群改善小鼠高脂血症的作用。方法：90只雄性C57BL/6J小鼠随机分成正常组、模型组、辛伐他汀组、玉竹多糖低、中、高剂量组(100、200、400 mg·kg-1)，每组15只，除正常组外均采用高脂饮食造模，辛伐他... 详细信息

目的：探讨玉竹多糖通过调节肠道菌群改善小鼠高脂血症的作用。方法：90只雄性C57BL/6J小鼠随机分成正常组、模型组、辛伐他汀组、玉竹多糖低、中、高剂量组(100、200、400 mg·kg-1)，每组15只，除正常组外均采用高脂饮食造模，辛伐他汀组和玉竹多糖组分别采用辛伐他汀和玉竹多糖灌胃12周。采用自动生化仪测定血清总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）和高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C），苏木素-伊红（HE）染色观察肝脏和附睾脂肪的组织形态，油红O染色检测肝脏脂质蓄积情况，并通过16S rRNA对肠道菌群进行测序分析。结果：与正常组比较，模型组小鼠体质量显著上升（P<0.01），血清TC,TG和LDL-C含量明显上升（P<0.05,P<0.01），肝脏指数和附睾脂肪系数明显上调（P<0.05），肝脏脂肪蓄积、附睾脂肪细胞体积增大，小鼠肠道菌群α多样性和β多样性降低，模型组的别样棒菌属（Allobaculum）相对丰度显著增高（P<0.01）；与模型组比较，玉竹多糖能显著抑制小鼠体质量的增加（P<0.01），降低小鼠血清TC、TG和LDL-C含量（P<0.05,P<0.01）、肝脏指数和附睾脂肪系数（P<0.05），减轻肝脂肪蓄积，减小附睾脂肪细胞体积，提高小鼠肠道菌群α多样性和β多样性，降低包括别样棒菌属（Allobaculum）、丹毒丝菌属（Erysipelotrichaceae）、梭菌属（Clostridium）等厚壁菌门（Firmicutes）的丰度（P<0.01），增加艾克曼菌属（Akkermansia）和布劳特氏菌属（Blautia）等相对丰度（P<0.01）。结论：玉竹多糖可通过调节肠道菌群的多样性和物种组成改善高脂饲料诱导的小鼠高脂血症。

关键词：玉竹多糖高脂血症降血脂肠道菌群

高硅渣对不同废砖含量的镁钙耐火材料基质熔蚀行为

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硅酸盐学报 2025年第01期 114-124页

作者：李院高宋金文鄢文石会营李凤友裴强山西禄纬堡太钢耐火材料有限公司武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室

以镁钙耐火材料的基质部分为研究对象，采用35钙骨料、镁钙细粉和镁砂细粉为原料，向其中引入不同含量的回收废砖（0%～50%，质量分数），将其混合细磨后，制备了不同废砖加入量的镁钙耐火材料基质试样，并采用座滴法研究了高硅渣对不... 详细信息

以镁钙耐火材料的基质部分为研究对象，采用35钙骨料、镁钙细粉和镁砂细粉为原料，向其中引入不同含量的回收废砖（0%～50%，质量分数），将其混合细磨后，制备了不同废砖加入量的镁钙耐火材料基质试样，并采用座滴法研究了高硅渣对不同废砖含量的镁钙耐火材料基质的熔蚀行为。结果表明：废砖的加入略微增大了高温液相量，促进了烧结过程，改变了气孔结构，进一步影响了镁钙耐火材料基质的抗渣熔蚀能力；当添加10%废砖时，试样气孔孔径最大（31.2μm），孔面积占比15.9%，接触角最小，试样被熔蚀最深，熔蚀层厚度为488μm，抗渣熔蚀性最差；随着废砖含量增大，略多的高温液相促进了基质烧结，使气孔面积减小，孔径更加均匀细小，这改善了基质的抗渣渗透性能，使熔蚀深度逐渐减小；当废砖含量为50%时，气孔孔径较小（24.6μm），孔面积占比9.7%，大幅提升了基质抗渣熔蚀性能，使熔蚀层厚度仅为275μm。最后，结合润湿角、熔蚀深度、气孔结构、MgO–CaO–SiO2三元相图、熔蚀模型以及热力学模拟计算，提出了高硅渣对镁钙耐火材料基质部分的熔蚀行为与反应机理。

关键词：镁钙耐火材料基质再生利用抗渣性能显微结构