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耐高温聚合物基储能电介质材料的研究进展

高电压技术 2024年第6期50卷 2309-2318页

作者：张志成张美荣西安交通大学化学学院西安710049 西安交通大学第二附属医院西安710049

聚合物基电介质材料因其击穿强度高、加工性能优异和成本低廉等优点而被广泛应用于金属化薄膜电容器。目前使用最普遍的储能电介质材料为双向拉伸聚丙烯,但是其存在放电能量密度低、耐温性能差等缺陷,已经无法满足现代电力电子系统微型... 详细信息

聚合物基电介质材料因其击穿强度高、加工性能优异和成本低廉等优点而被广泛应用于金属化薄膜电容器。目前使用最普遍的储能电介质材料为双向拉伸聚丙烯,但是其存在放电能量密度低、耐温性能差等缺陷,已经无法满足现代电力电子系统微型化和集成化的发展要求。因此提高聚合物基电介质材料的储能密度和耐高温性能是储能电介质材料领域的主要挑战。该文综述了近年来新型耐高温聚合物基电介质材料在介电储能领域中的应用进展。首先,介绍了电介质材料的充放电原理,以及决定电介质材料储能密度的关键物理参数;其次,从高玻璃化转变温度、交联作用、电荷陷阱引入及带隙调控3个方面分类介绍了聚合物基耐高温储能电介质的最新研究进展;最后,对耐高温聚合物基储能电介质的发展进行了总结与展望。

关键词：聚合物基电介质储能密度放电效率介电损耗耐高温

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文本分类算法及其应用场景研究综述

计算机学报 2024年第6期47卷 1244-1287页

作者：刘晓明李丞正旭吴少聪张宇辰白红艳程泽华陈卓李永峰兰钰沈超西安交通大学电子与信息学部

随着大数据时代的到来,互联网中的文本信息迎来了井喷式的增长.文本分类作为自然语言处理中最重要的技术之一,其广泛应用于多个领域,如情感分析、新闻分类、自然语言推理、主题标记、抽取式问答、虚假内容检测等.从传统机器学习分类方... 详细信息

随着大数据时代的到来,互联网中的文本信息迎来了井喷式的增长.文本分类作为自然语言处理中最重要的技术之一,其广泛应用于多个领域,如情感分析、新闻分类、自然语言推理、主题标记、抽取式问答、虚假内容检测等.从传统机器学习分类方法理论的深入到深度学习分类方法探索的兴起,相关研究模型与思路也在不断演变,各类新的方法、数据集和评价指标层出不穷,丰富了文本分类领域的研究,取得了卓越的理论成就和应用效果.尽管如此,新技术不断发展和业务应用场景不断丰富,同时,也为文本分类研究带来了许多新的问题与挑战,如数据约束场景中不均衡数据的文本表征学习、小样本场景下的文本分类等.针对当前研究难题与挑战,本文对文本分类方法进行了系统性调研,并对当前方法在实际应用场景中面临的技术挑战和未来的研究方向进行了综合探讨.具体而言,本文主要综述了七部分内容,分别是:(1)对文本分类技术的相关基础知识进行了全面介绍,包括文本分类的常见符号定义、计算范式和文本预处理技术;(2)对基于传统机器学习的文本分类方法进行了详细总结;同时,为了方便读者针对不同的应用场景选择合适的分类模型,本文对不同分类器擅长处理的文本分类难题及方法优劣进行了总结;(3)对基于新兴深度学习的文本分类方法进行了周详梳理,根据领域内代表性技术的核心思想进行分类,在此基础上对不同类别下的主要方法进行描述,同时对其技术的优劣进行了总结;(4)为了方便读者对文本分类模型的有效性进行验证,针对文本分类技术应用最为广泛的七大场景,本文对相关数据集进行了系统性的总结;(5)本文对不同任务目标下的常用的模型评价方法进行详尽介绍,以便对模型性能进行合理的定量评估;(6)基于上述内容,本文对典型应用场景中不同种类文本分类算法进行了性能总结对比;(7)本文分别从数据约束与模型计算两个层面对当前文本分类技术所面临的挑战和未来的重要研究方向进行了总结.本文通过梳理文本分类研究发展脉络,对涉及的代表性技术进行了详细总结和对比分析,有效填补了文本分类领域前沿技术的应用综述空白.

关键词：文本分类机器学习深度学习评价指标数据约束

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电致伸缩效应下水中电子输运特性

物理学报 2024年第11期73卷 201-209页

作者：李元李春鹏李林波袁磊王亚桢石亚轩张冠军西安交通大学电气工程学院西安710049

水中快脉冲(脉宽数ns甚至ps级)放电过程中,快脉冲在电极附近引起电致伸缩效应导致电极附近形成空化区.电子在空化区内积累能量并高速进入水体,电子在水中的输运特性是水中脉冲放电起始与发展的关键因素.本文构建了考虑弹性与非弹性碰撞... 详细信息

水中快脉冲(脉宽数ns甚至ps级)放电过程中,快脉冲在电极附近引起电致伸缩效应导致电极附近形成空化区.电子在空化区内积累能量并高速进入水体,电子在水中的输运特性是水中脉冲放电起始与发展的关键因素.本文构建了考虑弹性与非弹性碰撞截面的水中电子输运物理模型,采用蒙特卡罗方法研究不同能量电子的透射与散射径迹结构特征,研究了弹性碰撞、电离与激发碰撞频次随电子初始能量的变化以及水中电子能量损失特征.结果表明,较低能量的电子(约20 eV)受水分子散射影响能量损失较大,透射能力较弱,随着电子初始能量的增高,电子受水分子散射作用的影响逐渐减小,具有更强的液体穿透能力;弹性碰撞次数远大于激发与电离碰撞,导致电子散射距离与透射深度相当,电离碰撞和激发碰撞次数随电子能量升高显著增加;电子入射能量越高,其能损越大,随运动距离增加,能损急剧下降,与电子的平均电离能量损失W变化趋势一致.本研究可为探究快脉冲放电机理提供重要数据基础.

关键词：电致伸缩水中电子输运透射与散射碰撞模式

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部分功率直流变换器研究综述

电工技术学报 2024年第10期39卷 3021-3037页

作者：陶星澳王丰卓放西安交通大学未来技术学院西安710049 西安交通大学电气工程学院西安710049

随着直流负载功率等级的提高,直流变换器面临着效率、功率密度、成本、散热等一系列问题。部分功率处理技术能够解决上述问题,让DC-DC只流过系统总功率的一小部分,而剩余的主要功率则通过前馈路径直接在源荷间传输。该文全面阐述部分功... 详细信息

随着直流负载功率等级的提高,直流变换器面临着效率、功率密度、成本、散热等一系列问题。部分功率处理技术能够解决上述问题,让DC-DC只流过系统总功率的一小部分,而剩余的主要功率则通过前馈路径直接在源荷间传输。该文全面阐述部分功率处理技术的原理及分类,重点分析串联部分功率变换器的多种结构特性及优缺点,多维度总结归纳部分功率技术的能效分析方法,详细调研现有研究的实验样机情况,指出了部分功率直流变换器的未来研究方向和应用场景。

关键词：部分功率处理 DC-DC 非有功功率多象限工作

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基于深度森林与异质集成的标记分布学习方法

软件学报 2024年第7期35卷 3410-3427页

作者：王艺霏祝继华刘新媛周熠炀西安交通大学软件学院陕西西安710049

作为一种解决标签模糊性问题的新学习范式,标记分布学习(LDL)近年来受到了广泛的关注.为了进一步提升标记分布学习的预测性能,提出一种联合深度森林与异质集成的标记分布学习方法(LDLDF).所提方法采用深度森林的级联结构模拟具有多层处... 详细信息

作为一种解决标签模糊性问题的新学习范式,标记分布学习(LDL)近年来受到了广泛的关注.为了进一步提升标记分布学习的预测性能,提出一种联合深度森林与异质集成的标记分布学习方法(LDLDF).所提方法采用深度森林的级联结构模拟具有多层处理结构的深度学习模型,在级联层中组合多个异质分类器增加集成的多样性.相较于其他现有LDL方法,LDLDF能够逐层处理信息,学习更好的特征表示,挖掘数据中丰富的语义信息,具有强大的表示学习能力和泛化能力.此外,考虑到深层模型可能出现的模型退化问题,LDLDF采用一种层特征重用机制(layer feature reuse)降低模型的训练误差,有效利用深层模型每一层的预测能力.大量的实验结果表明,所提方法优于近期的同类方法.

关键词：标记分布学习深度森林深度集成模型异质集成学习特征重用

膨润土基水凝胶黏合剂的可控构筑及其对砂岩质文物的长效保护应用研究

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高分子学报 2024年第4期55卷 462-472页

作者：史承钰周莹赵纯浴杨梢和玲潘爱钊西安交通大学化学学院西安710000

将改性膨润土引入到丙烯酰胺基水凝胶体系中,通过控制组分比例、温度和反应时间等因素,成功构筑了粘接修复型膨润土基水凝胶(AR-gel)材料,并实现了对破损和断裂的砂岩文物的高效修复.AR-gel中膨润土的存在提高了其与砂岩文物之间的兼容... 详细信息

将改性膨润土引入到丙烯酰胺基水凝胶体系中,通过控制组分比例、温度和反应时间等因素,成功构筑了粘接修复型膨润土基水凝胶(AR-gel)材料,并实现了对破损和断裂的砂岩文物的高效修复.AR-gel中膨润土的存在提高了其与砂岩文物之间的兼容性,展现出了极好的粘接性,且粘接修复完整的文物接缝处无明显粘接痕迹,无泛白变色现象,不影响被粘接文物的整体美观;同时,粘接过程中的溢胶,可用水轻易去除.修复过后的砂岩形貌与性能与砂岩对照样品基本一致,表明了AR-gel高粘接性能的同时,不会对砂岩基体造成二次破坏.通过严苛的冻融老化循环和盐结晶湿热循环老化试验验证了该AR-gel材料对砂岩的耐久性粘接保护,并分析了保护机理:砂岩与AR-gel间通过强氢键、Si-O-Si键、Si-O-M键、质子化和离子键、机械咬合等作用牢固结合在一起.此外,AR-gel对玻璃、金属、砂岩、陶瓷和陶器等各种材质的文物均具有极好的粘接性能.本研究工作为开发耐久性文物粘接修复保护材料提供了新方法和新思路.

关键词：膨润土水凝胶文物粘接修复长效保护粘接普适性

Zr-2.5Sn合金高温腐蚀过程的相场模拟

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物理学报 2024年第14期73卷 258-267页

作者：刘续希高士森喇永孝玉栋梁柳文波西安交通大学核科学与技术学院西安710049 西安交通大学陕西省先进核能技术重点实验室西安710049

本工作利用腐蚀电化学计算腐蚀界面能,构建了锆合金腐蚀过程的相场模型.首先,利用所建立的模型模拟了Zr-2.5Sn合金均匀腐蚀过程,模拟结果显示该合金的腐蚀动力学曲线符合立方规律,与实验结果一致.分析发现,在氧化层生成的初期,氧化层生... 详细信息

本工作利用腐蚀电化学计算腐蚀界面能,构建了锆合金腐蚀过程的相场模型.首先,利用所建立的模型模拟了Zr-2.5Sn合金均匀腐蚀过程,模拟结果显示该合金的腐蚀动力学曲线符合立方规律,与实验结果一致.分析发现,在氧化层生成的初期,氧化层生长速率很高,但是受温度的影响不明显;随着氧化层厚度的增长,温度对氧化层生长曲线的影响变大,温度越高腐蚀速率越快.多晶Zr-2.5Sn合金腐蚀行为的模拟结果表明,在锆合金基体晶界处由于具有更大的氧扩散速率,氧化速率加快,并在金属-氧化层界面朝向金属基体一侧形成了沿晶界的具有更高浓度的O^(2–)带,且对氧化腐蚀速率的影响主要表现在氧化初期,相场模拟获得的腐蚀动力学曲线与实验结果符合非常好.

关键词：相场模拟 Zr-2.5Sn 合金腐蚀动力学晶界腐蚀

考虑表面粗糙度影响的低温涡轮泵特性与动静间隙流动分析

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西安交通大学学报 2024年第6期58卷 77-89页

作者：卜学兵付平孙中国席光西安交通大学能源与动力工程学院西安710049 西安交通大学未来技术学院西安710049

为分析低温涡轮泵过流部件表面粗糙度对其性能特性的影响,阐明表面粗糙度对涡轮泵动静间隙流场的影响机制,选择增材制造闭式叶轮涡轮氧泵为研究对象,在考虑低温介质热力学效应影响的前提下,采用液氮作为增压输送介质,对涡轮泵低温性能... 详细信息

为分析低温涡轮泵过流部件表面粗糙度对其性能特性的影响,阐明表面粗糙度对涡轮泵动静间隙流场的影响机制,选择增材制造闭式叶轮涡轮氧泵为研究对象,在考虑低温介质热力学效应影响的前提下,采用液氮作为增压输送介质,对涡轮泵低温性能开展实验测试和数值计算。研究结果表明:在13 500~26 000 r/min转速范围内,相较于光滑壁面,考虑过流部件表面粗糙度后,采用液氮作为模拟介质得到的涡轮氧泵数值计算结果与实验测试数据吻合较好;随着离心叶轮及蜗壳等主流表面粗糙度从光滑壁面增加至36μm,涡轮氧泵扬程及效率分别下降了9.1%、10.6%;随着动静间隙过流部件表面粗糙度从0增加至20μm,涡轮泵叶轮轴向力合力系数显著降低了25.8%。研究结果对后续深入揭示表面粗糙度对低温涡轮泵动静间隙流场特性影响规律以及过流部件表面质量分区控制具有重要借鉴意义及参考价值。

关键词：涡轮泵表面粗糙度动静间隙热力学效应轴向力

近地轨道质子和α粒子入射InP产生的位移损伤模拟

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物理学报 2024年第5期73卷 85-91页

作者：白雨蓉李培何欢刘方李薇贺朝会西安交通大学核科学与技术学院西安710049

磷化铟(InP)材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、耐高温、抗辐照等优点,是制备航天器电子器件的优良材料.近地轨道内的质子和α粒子对近地卫星威胁巨大,其在InP电子器件中产生的位移损失效应是导致InP电子器件电学性能下降的主要因素.... 详细信息

磷化铟(InP)材料具有禁带宽度大、电子迁移率高、耐高温、抗辐照等优点,是制备航天器电子器件的优良材料.近地轨道内的质子和α粒子对近地卫星威胁巨大,其在InP电子器件中产生的位移损失效应是导致InP电子器件电学性能下降的主要因素.本文使用蒙特卡罗软件Geant4研究近地轨道的质子与α粒子分别经过150μm二氧化硅和2.54 mm铝层屏蔽后,在500/1000/5000μm InP材料中产生的非电离能量损失(non-ionizing energy loss,NIEL)、平均非电离损伤能随深度分布以及年总非电离损伤能.研究发现:低能质子射程短且较易发生非电离反应,入射粒子能谱中低能粒子占比越大,材料厚度越小,NIEL值越大;计算质子和α粒子年总非电离损伤能,质子的年总非电离损伤能占比达98%,表明质子是近地轨道内产生位移损伤的主要因素;α粒子年总非电离损伤能占比小,但其在InP中的NIEL约为质子的2-10倍,应关注α粒子在InP中产生的单粒子位移损伤效应.本文计算为InP材料在空间辐射环境的应用提供了参考依据.

关键词：磷化铟位移损伤 Geant4 非电离能量损失近地轨道