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石墨炭负载单原子铁催化剂非均相还原NO的微观作用机理:DFT研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第5期52卷 717-724页

作者：赵妍李响黄金凯李先春朱亚明王焕然辽宁科技大学辽宁土木工程学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学辽宁化学工程学院辽宁鞍山114051

基于密度泛函理论和经典过渡态理论,探究了石墨炭负载单原子Fe催化剂(Fe/G)异相还原NO的微观机理,并对催化剂失活原因进行分析。结果表明,基于E-R机理,NO还原反应依次经历了N_(2)O形成与释放、N_(2)形成与释放四个阶段。而基于L-H机理,N... 详细信息

基于密度泛函理论和经典过渡态理论,探究了石墨炭负载单原子Fe催化剂(Fe/G)异相还原NO的微观机理,并对催化剂失活原因进行分析。结果表明,基于E-R机理,NO还原反应依次经历了N_(2)O形成与释放、N_(2)形成与释放四个阶段。而基于L-H机理,NO还原反应主要经历了N_(2)形成与释放两个阶段。在E-R机理作用下,NO分子以N,O-down结构吸附在Fe原子上发生的NO还原反应的控速步骤能垒值仅为15.5 kJ/mol,小于其余路径控速步骤能垒值。由能垒角度分析,Fe原子上残留的活性氧被还原的能垒值高于NO还原生成N_(2)的能垒值。NO分解后残留在Fe原子表面的活性氧抑制了NO的吸附与还原,Fe原子活性位的缺失导致催化剂的失活,单原子Fe的存在促进了NO还原反应的进行。由动力学角度分析,随着反应温度的升高,NO还原速率较活性氧转移速率提升更为显著。

关键词：单原子铁催化剂氮氧化物密度泛函理论机理失活

不同预热温度WC增强镍基合金堆焊层的微结构演化与摩擦学性能

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表面技术 2024年第9期53卷 127-136页

作者：张春霖张丽李胜利李静张诗涵解志文辽宁科技大学材料与冶金学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051

目的研究不同预热温度(200、400℃)条件下硬质颗粒增强镍基合金堆焊层的微观组织结构演化机理,以及对其力学性能、磨损性能的影响规律。方法采用等离子弧焊接技术在42CrMo钢基体表面堆焊硬质WC颗粒增强镍基强化层,利用X射线衍射(XRD)、... 详细信息

目的研究不同预热温度(200、400℃)条件下硬质颗粒增强镍基合金堆焊层的微观组织结构演化机理,以及对其力学性能、磨损性能的影响规律。方法采用等离子弧焊接技术在42CrMo钢基体表面堆焊硬质WC颗粒增强镍基强化层,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、硬度计和摩擦磨损试验机,分析不同预热温度堆焊层的物相组成、微观组织形貌、力学性能和磨损性能,建立堆焊层制备工艺–微观组织结构–力学性能–磨损性能之间的强映射关系。结果堆焊层主要由γ-Ni/Fe、WC、W_(2)C、M_(7)C_(3)、M_(23)C_(6)、Ni_(2)W_(4)C、Cr_(3)C_(2)等物相组成,在预热温度200℃下堆焊层二次碳化物析出较少,发生了严重的WC颗粒沉降现象;在预热温度400℃下,堆焊层析出了大量的二次碳化物,WC颗粒沉降减弱,组织均匀性提高。在400℃下预热,相较于200℃下预热,堆焊层的磨损质量减少了51.85%,磨损率减少了51.89%。结论高预热温度和长保温时间可促进WC颗粒界面反应,驱动大面积二次碳化物的析出,有效缓解WC颗粒沉降,改善凝固组织中WC颗粒的分布均匀性,从而显著提高堆焊层的硬度和耐磨性。

关键词：预热温度等离子堆焊镍基WC涂层微观组织磨损机理

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基于NSGA-Ⅱ算法选择光谱反射率重建样本的研究

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光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1227-1232页

作者：林鹭王智峰李超辽宁科技大学计算机与软件工程学院辽宁鞍山114051

为解决光谱反射率重建过程中训练样本数目庞大导致工作量大,重建精度不高等问题,提出一种基于NSGA-Ⅱ算法的光谱反射率重建样本选择方法。近日Liang等提出了一种从大量样本数据中选取具有代表性样本的新方法,定义光谱重建误差为均方根... 详细信息

为解决光谱反射率重建过程中训练样本数目庞大导致工作量大,重建精度不高等问题,提出一种基于NSGA-Ⅱ算法的光谱反射率重建样本选择方法。近日Liang等提出了一种从大量样本数据中选取具有代表性样本的新方法,定义光谱重建误差为均方根误差与拟合优度系数的乘积,以这一标准选择光谱重建误差最小的样本作为代表性样本进行光谱反射率重建。受Liang等人工作的启发结合NSGA-Ⅱ算法选择代表性样本,先对全体训练样本使用多项式回归算法和伪逆法进行光谱反射率重建,再使用NSGA-Ⅱ算法,设定两个目标函数,一个是所需代表性样本个数的光谱均方根误差的和,另一个是拟合优度系数倒数的和,令两个目标函数值最小。将经过NSGA-Ⅱ算法挑选出的Pareto等级为1的全部样本按照样本出现次数由高至低排序,以此顺序从高到低依次选为代表性样本,直至达到所需代表性样本个数。若从Pareto等级为1的样本集合中挑选的代表性样本数不足所需要的个数则选择下一等级出现次数最多且没有被选择过的样本直至代表性样本数达到需求。将1269块无光泽Munsell标准色卡按照样本下标划分为偶数色卡、奇数色卡,第一组实验用Munsell奇数色卡为全体训练样本,从Munsell偶数色卡中随机选择20个色块为测试样本。第二组实验选用Munsell偶数色卡为全体训练样本,从Munsell奇数色卡中随机选取20个色块为测试样本。第三组实验训练样本与第一组相同,RC24色卡为测试样本。将该方法与Mohammadi、Cao、Liang等提出的三种样本选择方法进行对比。通过实验得到使用NSGA-Ⅱ算法结合多项式回归与伪逆法选择的代表性样本重建的光谱反射率在均方根误差和色差两个指标上均优于现有的样本选择方法,并且该方法不限于特定系统,具有通用性。

关键词：光谱反射率重建 NSGA-Ⅱ 多目标优化样本选择

试析卓越工程师培养的实现途径——以辽宁科技大学冶金工程专业为例

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黑龙江高教研究 2013年第5期31卷 67-69页

作者：卢艳青李继怀辽宁科技大学辽宁鞍山114051

从现代工程教育理念出发,以辽宁科技大学冶金工程专业卓越工程师培养试点为背景,探讨了卓越工程师培养试点班的学生选拔、宏观培养目标、专业与人文素养等问题;构建了包括公共基础课、专业基础课、专业必修课及专业选修课的课程体系;明... 详细信息

从现代工程教育理念出发,以辽宁科技大学冶金工程专业卓越工程师培养试点为背景,探讨了卓越工程师培养试点班的学生选拔、宏观培养目标、专业与人文素养等问题;构建了包括公共基础课、专业基础课、专业必修课及专业选修课的课程体系;明确了校内集中实践教学、企业实践教学、岗位实践教学和现代冶金工程设计的实践教学体系;提出了搭建校友联谊平台、与用人单位共同制订培养计划、提供项目承担能力保证、协助成果集成提升和方便专利使用等长期跟踪追加培养机制。

关键词：卓越工程师冶金工程课程体系实践教学

基于异步旋转磁极的TC4薄板双面磁粒研磨工艺研究

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表面技术 2024年第10期53卷 196-206页

作者：刘杰焦安源张家龙苗永鑫韩冰辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051 辽宁科技大学应用技术学院辽宁鞍山114051

目的为提升传统磁粒研磨TC4薄板的加工效率,改善表面形貌,设计了相对磁极产生相对转速差的双面磁粒研磨装置。方法基于两侧相对磁极的异步旋转,使两侧磁极产生相对转速差,进行磁性磨粒的受力和运动分析,对材料去除量进行计算分析。利用M... 详细信息

目的为提升传统磁粒研磨TC4薄板的加工效率,改善表面形貌,设计了相对磁极产生相对转速差的双面磁粒研磨装置。方法基于两侧相对磁极的异步旋转,使两侧磁极产生相对转速差,进行磁性磨粒的受力和运动分析,对材料去除量进行计算分析。利用Maxwell软件,对不同的相对转速差进行磁场的模拟仿真,进而使用设计的双面磁粒研磨加工装置,对TC4薄板的双面进行研磨。最后,使用粗糙度仪和超景深3D电子显微镜,对研磨前后的工件表面进行观察分析。结果对于磁极的同步旋转,即当两侧磁极转速为500 r/min时,正面表面粗糙度Ra的平均值从0.47μm下降至0.2μm,下降幅度为57%,反面表面粗糙度Ra的平均值从0.46μm下降至0.21μm,下降幅度为54%。对于磁极异步旋转,即磁极Ⅰ转速为500r/min、磁极Ⅱ转速为600 r/min时,正面表面粗糙度Ra的平均值从0.47μm下降至0.1μm,下降幅度为78%,反面表面粗糙度Ra的平均值从0.48μm下降至0.1μm,下降幅度为79%,正面最大高度差的平均值从62.5μm下降至10.4μm,下降幅度为83%,反面最大高度差的平均值从63.2μm下降至10.3μm,下降幅度为84%,材料去除效率最高,表面质量得到有效改善。结论采用异步旋转双面磁粒研磨的方式,可以有效促进磁性磨粒的翻滚运动,加速切削刃的更新。该装置加工时能够产生相对较高的磁感应强度,磁场梯度变化适中,有利于提升表面质量,修复工件表面的缺陷,大幅度提升了研磨的效率。

关键词：钛合金双面磁粒研磨异步旋转材料去除体积相对转速差

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感性耦合Ar/O_(2)等离子体放电特性的数值模拟

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物理学报 2024年第13期73卷 210-219页

作者：张雨涵赵欣茜梁英爽郭媛媛辽宁科技大学理学院鞍山114051 辽宁科技大学材料与冶金学院鞍山114051

本文采用流体力学模型对不同腔室材质下的感性耦合Ar/O_(2)等离子体放电特性进行研究.结果表明,由于中性粒子在不同材质表面的黏附系数不同,因而腔室材质对各活性粒子的密度和空间分布产生了显著的影响.依次采用不锈钢、阳极Al_(2)O_(3)... 详细信息

本文采用流体力学模型对不同腔室材质下的感性耦合Ar/O_(2)等离子体放电特性进行研究.结果表明,由于中性粒子在不同材质表面的黏附系数不同,因而腔室材质对各活性粒子的密度和空间分布产生了显著的影响.依次采用不锈钢、阳极Al_(2)O_(3)和Cu腔室进行放电,发现电子、O^(+)、Ar^(+)、O、O(1D)和Ar_(m)的密度逐渐增大,O_(2)^(+),O^(-),O_(2)和O_(2)(a^(1)Δg)的密度变化趋势相反,各粒子的空间分布特点也有明显差异.在不同腔室中,电子在腔室中心区域的分布是均匀的;O和O_(2)(a^(1)Δg)的密度最大值位于腔室中心,并沿径向逐渐降低;而Ar^(+)和Ar_(m)的密度峰值出现在线圈下方;O^(+),O_(2)^(+)和O(^(1)D)的密度最大值却随着腔室的变化从线圈下方逐渐向腔室中心方向移动;C-离子则被局域在线圈和极板之间一个非常小的区域.最后,讨论了表面反应O→1/2O_(2)的黏附系数对O和O_(2)的影响,发现随着黏附系数的增大,O密度逐渐降低,O_(2)密度变化趋势相反,而且当黏附系数增大到0.5以上时,二者的密度几乎不再受黏附系数的影响.

关键词：感性耦合等离子体 Ar/O_(2)等离子体腔室材料流体力学模拟

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未知初始跟踪条件的非线性系统预设性能有限时间有界H_(∞)控制

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控制与决策 2024年第7期39卷 2215-2223页

作者：李小华包海强刘辉辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114051

研究一类具有外部扰动的非线性系统在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界H_(∞)控制问题.针对预设性能控制设计,提出一个新的误差转换思想,并据此设计新的预设性能函数,解决预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题.... 详细信息

研究一类具有外部扰动的非线性系统在初始跟踪条件未知情况下的预设性能有限时间有界H_(∞)控制问题.针对预设性能控制设计,提出一个新的误差转换思想,并据此设计新的预设性能函数,解决预设性能控制依赖于系统被约束量初始条件的问题.基于所提出预设性能函数、有限时间控制理论以及有界H_(∞)的设计方法,获得系统无需初始跟踪条件的预设性能有限时间有界H_(∞)控制器,同时解决非线性系统在有界稳定情况下难以设计H_(∞)控制器的问题,保证跟踪误差以预先设定的动态性能在有限时间内收敛至平衡点附近的小邻域内,并对外部干扰有较强的鲁棒性能.

关键词：非线性系统未知初始条件预设性能控制有限时间控制有界H_(∞)控制自适应控制

非线性系统无需初始条件预设性能有界H_(∞)容错控制

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控制理论与应用 2024年第2期41卷 273-282页

作者：李小华程鸿展刘辉辽宁科技大学电子与信息工程学院辽宁鞍山114051

针对一类具有外部扰动和传感器故障的非线性系统,本文研究了其自适应预设性能有界H_(∞) 容错控制问题.本文提出一种新的预设性能控制设计方法,使得预设性能函数的选择与系统被约束变量的初始状态完全无关,用一种全新的方式解决了传统... 详细信息

针对一类具有外部扰动和传感器故障的非线性系统,本文研究了其自适应预设性能有界H_(∞) 容错控制问题.本文提出一种新的预设性能控制设计方法,使得预设性能函数的选择与系统被约束变量的初始状态完全无关,用一种全新的方式解决了传统预设性能方法的控制效果依赖被约束变量初始条件的问题.基于该设计方法和有界H_(∞) 控制方法,在未知系统初始条件的情况下获得了系统的自适应预设性能有界H_(∞) 控制器.本文所设计的控制器能够保证系统中的所有信号都是有界稳定的,系统的输出变量能够被预设性能函数约束,并且对于外部干扰具有很好的抑制作用.最后,仿真结果验证了该控制器的可行性及有效性.

关键词：非线性系统传感器故障预设性能控制无需初始条件有界H_(∞)控制容错控制

Mg1/Al1060真空扩散焊接头微观组织演变及性能分析

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焊接学报 2024年第3期45卷 99-106,I0008,I0009页

作者：庄志国丁云龙张恩诚周正辽宁科技大学鞍山114051

利用真空扩散焊接技术,实现了工业纯镁Mg1与工业纯铝Al1060的连接.采用扫描电镜、能谱仪、万能力学试验机、显微硬度测试仪、电化学工作站等对扩散反应层的微观组织、物相成分及其性能进行研究.结果表明,Mg/Al真空扩散焊会在接合处生成... 详细信息

利用真空扩散焊接技术,实现了工业纯镁Mg1与工业纯铝Al1060的连接.采用扫描电镜、能谱仪、万能力学试验机、显微硬度测试仪、电化学工作站等对扩散反应层的微观组织、物相成分及其性能进行研究.结果表明,Mg/Al真空扩散焊会在接合处生成由镁铝系金属间化合物组成的扩散反应层,随着保温时间延长,反应层的厚度逐渐增加,微观组织形态发生明显变化.扩散初期反应层呈现为单层结构,Mg_(2)Al_(3)相会在接合界面优先析出.保温时间达到60 min时,界面会生成Mg_(17)Al_(12)新相层.当保温时间延长至90 min时,反应层演变为三层结构,由Mg_(2)Al_(3)层、Mg_(17)Al_(12)层、(Mg_(17)Al_(12)共晶+Mg基固溶体)层组成;随着保温时间延长,接头的剪切强度呈先升高后降低的趋势,在保温60 min时可承受的剪切力达到_(12)45.7 N,断裂发生在靠近铝侧的Mg_(2)Al_(3)反应层处.各焊接层的显微硬度明显高于镁铝母材,Mg_(2)Al_(3)层具有最高的显微硬度,达到了320.6 HV.反应层腐蚀速率由大到小的顺序为Mg1、(Mg_(17)Al_(12)共晶+Mg基固溶体)层、Mg_(2)Al_(3)层、Mg_(17)Al_(12)层、Al1060.

关键词：扩散焊微观组织扩散反应层金属间化合物