• 《工程索引》(EI)刊源期刊
  • 综合性科学技术类中文核心期刊
  • 中国科技论文统计源期刊
  • 中国科学引文数据库来源期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2019年  41卷  第3期

显示方式:
卤化物钙钛矿量子点0D-2D混合维度异质结构光探测器的研究进展及挑战
康卓, 吴华林, 司浩楠, 张跃
2019, 41(3): 279-291. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.001
摘要:
综述了多晶卤化物钙钛矿薄膜的局限性,卤化物钙钛矿量子点的基本光学性质和制备方法,以及在光电探测器方面的器件结构研究进展,并重点介绍了应用在0D-2D混合维度异质结基光电晶体管器件的突破,包括界面载流子行为和高性能光探测器的构建.最后,总结了卤化物钙钛矿量子点作为未来商业化应用的光电子器件和电子器件的候选材料所面临的主要问题和挑战,譬如化学不稳定性、铅毒性问题、量子点与其他材料间界面高效电荷传输等问题,并提出了解决思路和方法.这为设计和推进高性能、高稳定性卤化物钙钛矿量子点基光电功能化器件的商业化应用指明了方向.
MOF晶体薄膜材料的制备及应用
王丹, 王正帮, 王敬锋, 鲁雄刚, 周忠福
2019, 41(3): 292-306. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.002
摘要:
作为纳米技术领域的一种新材料,金属-有机骨架(metal-organic framework,MOF)薄膜材料(也称为SURMOFs)获得了越来越多研究者的关注.多种合成方法的不断提出,为大量合成膜厚度、均匀性、形态、甚至维度均可控的MOF薄膜材料提供了可能性,并为薄膜材料在更多领域中的应用提供了机会.本文首先介绍了MOF薄膜材料基于液相或真空的各种合成方法及其适用范围,其中,获得高质量薄膜的最有效方法之一是在基底材料上沉积自组装单层(SAMs),进而诱导MOF薄膜的成核及生长.其次,总结了近年来MOF薄膜材料在分离、催化、传感等领域的研究进展,以及为满足环境可持续发展和对清洁能源的需求,新发展起来的在光催化、储能、光伏以及制备各种电子器件领域的应用.在此基础上,讨论了限制MOF薄膜实际应用的因素(例如薄膜生长机制需要更深入的研究、薄膜质量及薄膜热电性能等有待进一步提高等),对相关领域未来的研究方向进行了展望,以期为MOF薄膜材料进一步的研究发展提供理论参考.
难处理金矿非氰浸金研究进展
贾玉娟, 王晓辉, 程伟, 马淑花
2019, 41(3): 307-315. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.003
摘要:
随着黄金需求量的不断增加及易处理金矿资源的日益减少,难处理金矿逐渐成为黄金产业的主要资源来源.为使难处理金矿能够合理、高效地开发利用,对难处理金矿进行了简要概述和分类,并阐述其难处理的原因.采用传统的氰化法浸出难处理金矿,其浸出效果差,且氰化物有剧毒,严重污染环境及危害人体健康.为实现难处理金矿的高效、环保浸出,非氰化法浸出难处理金矿受到广泛关注.重点介绍了硫代硫酸盐法、硫氰酸盐法、硫脲法、多硫化物及石硫合剂法、液氯化法五种非氰浸金方法的浸金原理及在难处理金矿方面的最新研究进展.基于非氰浸金方法存在的浸出体系复杂、浸出剂性质不稳定及消耗量大等问题,展望了非氰浸金技术的发展方向.
铁矿石烧结过程中不同类型准颗粒的燃烧特性
马鹏楠, 程明, 周明熙, 李亚威, 周昊
2019, 41(3): 316-324. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.004
摘要:
采用竖直管式炉研究了焦炭粒径、黏附层、黏附比、焦粉比例对不同类型准颗粒质量转化率和燃料氮转化率的影响.结果表明,对于S和S'型准颗粒,质量转化率均随焦炭粒径的增大而降低;对于S'型准颗粒,燃料氮转化率随着焦炭粒径的增大而减小,而对于存在黏附层的S型准颗粒,内核焦炭粒径越大,燃料氮转化率越大;通过对比S和S'型准颗粒的燃烧情况,发现黏附层的存在有利于提高准颗粒的质量转化率和燃料氮转化率;对于C型准颗粒,黏附比越大,质量转化率和燃料氮转化率均越小;P型准颗粒的质量转化率随着焦粉比例的增加而减小,燃料氮转化率在焦粉比例为50%时达到最低值.
两相区位错增殖对低碳贝氏体/铁素体复相钢组织和性能的影响
田亚强, 田耕, 王安东, 郑小平, 魏英立, 宋进英, 陈连生
2019, 41(3): 325-331. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.005
摘要:
利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子探针(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)、室温拉伸等手段,通过两相区保温-淬火(IQ)、两相区形变后保温-淬火(DIQ)、两相区保温-淬火-配分-贝氏体区等温(IQ&PB)及两相区形变后保温-淬火-配分-贝氏体区等温(DIQ&PB)热处理工艺,研究高温形变对室温组织、性能、残余奥氏体稳定性的综合影响作用.结果表明,经15%的压缩形变后铁素体中位错密度由0.290×1014增加至1.286×1014 m-2,马氏体(原奥氏体)中C、Cu元素富集浓度提高,高温形变产生位错增殖对元素配分有明显促进作用.DIQ&PB工艺下,形变后贝氏体板条尺寸变短且宽度增加0.1 μm左右,贝氏体转变量较未变形时增加14%,多边形铁素体尺寸明显减小.力学性能方面,两相区形变热处理后抗拉强度增加132.85 MPa,断后伸长率增加7%,强塑积可达25435 MPa·%.形变后残余奥氏体体积分数由7.8%提高到8.99%,残余奥氏体中碳质量分数由1.05%提高到1.31%.
Si含量对高硅电工钢热变形与动态再结晶行为的影响
肖飞, 张志豪, 付华栋
2019, 41(3): 332-342. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.006
摘要:
采用Gleeble-3800D热模拟试验机在应变量0.6、变形温度750~1050℃、应变速率0.01~1 s-1工艺条件范围内,研究了Fe-(5.5%、6.0%、6.5%) Si高硅电工钢的热变形与动态再结晶行为.采用线性回归方法,建立了三种成分实验钢的流变应力本构方程.计算得到Fe-5.5% Si、Fe-6.0% Si和Fe-6.5% Si高硅电工钢的热变形激活能分别为310.425、363.831和422.162 kJ·mol-1,说明Fe-(5.5%、6.0%、6.5%) Si高硅电工钢的热变形激活能随Si质量分数的增加而增大,这使得Fe-(5.5%、6.0%、6.5%) Si高硅电工钢相同条件下的变形抗力随Si含量的升高而增大.采用金相截线法对不同成分和变形条件下实验钢的动态再结晶百分数进行了统计,结果表明:同一热变形条件下,Fe-(5.5%、6.0%、6.5%) Si高硅电工钢的动态再结晶百分数随Si质量分数的升高而减小.本文实验条件下,当变形温度为750~850℃时,Fe-(5.5%、6.0%、6.5%) Si高硅电工钢软化机制主要为动态回复;而变形温度为950~1050℃时,Fe-(5.5%、6.0%、6.5%) Si高硅电工钢软化机制主要为动态再结晶.
单晶硅脆塑转变临界厚度的原位实验
刘冰, 徐宗伟, 李蕊, 何忠杜
2019, 41(3): 343-349. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.007
摘要:
为提高单晶硅纳米切削表面质量的同时,不影响加工效率,以扫描电子显微镜高分辨在线观测技术为手段,在真空环境下开展了单晶硅原位纳米切削实验研究.首先,利用聚焦离子束对单晶硅材料进行样品制备,并对金刚石刀具进行纳米级刃口的可控修锐.然后,利用扫描电子显微镜实时观察裂纹的萌生与扩展,分析了单晶硅纳米切削脆性去除行为.最后,分别采用刃口半径为40、50和60 nm的金刚石刀具研究了晶体取向和刃口半径对单晶硅脆塑转变临界厚度的影响.实验结果表明:在所研究的晶体取向范围内,在(111)晶面上沿[111]晶向进行切削时,单晶硅最容易以塑性模式被去除,脆塑转变临界厚度约为80 nm.此外,刀具刃口半径越小,单晶硅在纳米切削过程中越容易发生脆性断裂,当刀具刃口半径为40 nm时,脆塑转变临界厚度约为40 nm.然而刀具刃口半径减小的同时,已加工表面质量有所提高,即刀具越锋利越容易获得表面质量高的塑性表面.
加载方向对Al-Zn-Mg合金型材应力腐蚀开裂行为的影响
吴建山, 邓运来, 张臻, 张议丹, 孙琳
2019, 41(3): 350-358. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.008
摘要:
采用恒载荷拉伸应力腐蚀试验和电化学试验研究取向对Al-Zn-Mg合金型材的应力腐蚀(SCC)开裂的影响,腐蚀介质采用质量分数3.5%的NaCl溶液,容器温度维持在50±2℃,并通过光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)等研究不同取向试样应力腐蚀前、后的微观形貌.结果表明横向试样在315 h时断裂,而纵向试样在整个加载过程中未发生断裂,纵向试样有更好的抗应力腐蚀开裂性能;纵截面(L-S面)的腐蚀电流密度为0.980 mA·cm-2,约为横截面(T-S面)的5倍,腐蚀倾向于沿挤压方向发展;相比T-S面,L-S面晶粒间取向差较大,大角度晶界多,容易被腐蚀产生裂纹;在应力腐蚀加载过程中,试样先发生阳极溶解,形成腐蚀坑,聚集的腐蚀产物所产生的楔入力和恒定载荷的共同作用促使裂纹在腐蚀介质中加速扩展,两种取向试样均发生了明显的晶间腐蚀,存在应力腐蚀开裂的倾向.
钴基高温合金GH5605铸态组织及高温扩散退火过程中元素再分配
刘超, 江河, 董建新, 章清泉
2019, 41(3): 359-367. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.009
摘要:
利用光学显微镜(OM)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱分析(EDS)并结合热力学及动力学计算结果对采用真空感应熔炼和电渣重熔二联工艺生产的GH5605合金电渣锭的枝晶形貌、元素偏析和析出相进行分析.探索了合金的高温扩散退火制度并结合差示扫描量热仪(DSC)和热压缩模拟实验分析高温扩散退火前后的合金特征.结果表明:GH5605合金中的枝晶和元素偏析情况较轻,主要偏析元素是Cr和W并在枝晶间处偏聚,电渣锭中的主要析出相包括奥氏体、晶界M23C6以及晶内和晶界处的奥氏体与M23C6板条状共晶相.经1210℃/8 h扩散退火处理后枝晶和元素偏析基本消除,共晶相基本回溶.
基于同步热跟踪法的微量气液反应热测量
张宣凯, 张辉, 李东, 刘应书, 张会元, 王润, 郭亚楼
2019, 41(3): 368-376. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.010
摘要:
利用同步热跟踪原理,提供一种测定微量气液反应热的研究方法.通过程序控制容器外壳温度与内部溶液同步升温,减小温度梯度,形成"热屏障",阻止溶液以热传导、对流、辐射的形式与外界环境进行热交换,获得动态绝热环境,提高微量气液反应热直接测量的精度,减少样品用量,无需热补偿.采用MEA (乙醇胺)与MDEA (N-甲基二乙醇胺)两类弱碱吸收液,容积为15 mL,分别在10%、20%、30%、40%和50%质量分数下,测定吸收CO2的反应热.实验表明:同步热跟踪法测量更为准确;随溶液浓度的增加,MEA反应热先降低后升高,MDEA反应热逐渐降低;在质量分数为20%~40%时,MEA、MDEA质量分数对反应热的影响不显著;反应放热形成的升温曲线出现"下凹"现象.
基于管道流体信号的自振射流特性检测方法
蔡腾飞, 潘岩, 马飞, 崔立华, 邱林宾
2019, 41(3): 377-383. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.011
摘要:
提出基于管道流体信号的自振射流特性检测方法,将压力传感器从高压罐内移至高压罐外,布置在高压罐外的前端管路上,从而避开高围压环境影响;通过双压力传感器拾取管道流体压力脉动信号,并运用信号处理技术有效抑制干扰噪声,提高有用信号强度,准确获取射流的压力脉动信息.试验表明,管道流体压力信号的频谱特征与喷嘴腔内检测法具有一致性,且与理论计算较为吻合,充分表征了射流的压力振荡特性;其声功率谱与高压罐内水听器检测结果相一致,较好地表述了射流的空化作用特性.由此认为基于管道流体信号的检测法用于自振射流特性的检测是完全可行的,具有先进性,为高围压下自振射流的研究提供了新手段.
楔横轧成形25CrMo4厚壁空心轴件的不圆度分析
江洋, 王宝雨, 霍元明, 肖星
2019, 41(3): 384-392. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.012
摘要:
机械结构轻量化的主要途径是在结构上采用空心轴.近年来,采用楔横轧带芯棒轧制空心轴类件的工艺得到了较广泛的关注.厚壁空心轴类件在楔横轧轧制过程中易发生"失圆"现象.本文通过热压缩实验研究了25CrMo4合金钢在楔横轧变形条件下热变形行为,获得其真应力-应变曲线.在此基础上,基于Deform-3D有限元软件,建立25CrMo4厚壁空心轴楔横轧有限元仿真模型,分析厚壁空心轴楔横轧成形机理,研究得出断面收缩率、成形角、展宽角对轧件不圆度的影响规律:断面收缩率增大,不圆度减小;成形角增大不圆度减小,轧制温度越高减小趋势越明显;展宽角增大不圆度增大,提高轧制温度抑制增大趋势.选取部分工艺参数进行楔横轧验证实验,对比了有限元仿真结果和实验结果,表明有限元仿真模型预测精度较高.
基于自适应双冗余的TTE调度方法及性能分析
汪清, 滕立平, 崔鑫, 王阔, 王娴, 李文健
2019, 41(3): 393-400. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.013
摘要:
针对TTE (time-triggered Ethernet,TTE)网络对业务安全性与对业务实时性要求高的问题,提出了一种自适应双冗余的网络结构,设计冗余报文的时间标签,自适应恢复传输,并设计了TTE网络中的混合流量(TT (time-triggered)流,RC (rateconstrained)流,BE (best-effort)流)调度规划方法,根据报文的重要性,发送端自适应的对网络报文进行分类,其中,TT信息双网备份传输,RC、BE信息在双网分散传输.此外,基于确定性网络分析方法,推导了自适应双冗余调度方法下RC流的闭式延迟界,并仿真验证了在极限网络、确定网络以及排队论仿真模型下所提方法减小网络延迟的效果,满足TTE网络在保障业务安全性的情况下对业务实时性的要求.
基于机器学习的北京市PM2.5浓度预测模型及模拟分析
曲悦, 钱旭, 宋洪庆, 何杰, 李剑辉, 修昊
2019, 41(3): 401-407. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.014
摘要:
对北京市周边8个点多个压力高度的温度、湿度和风速数据,以及北京市PM2.5污染数据进行了分析和归一化处理,建立了反向传播神经网络(back propagation,BP)、卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)和长短期记忆模型(longshort-term memory,LSTM)对上述气象数据和污染数据进行训练,训练结果表明:反向传播神经网络模型和卷积神经网络模型对未来1 h的PM2.5污染等级的预测准确率较低,而长短期记忆模型的准确率较高.使用长短期记忆模型预测未来1 h的PM2.5污染值与实际值十分接近,表明北京市的PM2.5污染与其周边地区的气象条件关系密切.通过利用长短期记忆模型对不同压力高度的气象数据进行训练和对比,得出在利用气象数据预测污染时,仅使用近地面气象数据比使用多个高度上的气象数据更加准确.
侧向冲击荷载下钢筋混凝土墩柱的性能
赵武超, 钱江
2019, 41(3): 408-415. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2019.03.015
摘要:
采用数值仿真技术建立了足尺钢筋混凝土墩柱精细有限元模型,分析了侧向冲击荷载下墩柱的动态响应和抗冲击性能,提出了一种基于截面损伤因子的损伤评估方法,讨论了不同碰撞参数对钢筋混凝土墩柱破坏模式和损伤机理的影响.结果表明:冲击荷载下钢筋混凝土墩柱的耗能主要分为接触区域局部耗能和构件整体耗能;当冲击体的初始动能恒定时,冲击质量和冲击速度的不同组合会导致钢筋混凝土墩柱损伤破坏机理的显著差异;基于截面损伤因子的损伤评估方法可以比较准确地描述墩柱的破坏状态.轴压力对墩柱抗撞能力的有利贡献比较有限,且墩柱随着轴力的增大更易发生剪切破坏;冲头刚度对碰撞力和墩柱动态响应的影响十分显著.