单相硼化物的制备及摩擦磨损性能研究

为了深入研究渗硼层中硼化物的性能，采用真空感应熔炼法制备单相硼化物材料。观察分析制备的硼化物微观组织，测试其力学性能。采用MMU-5G型销-盘式摩擦磨损试验机，在干摩擦条件下，研究了不同载荷下单相硼化物的摩擦学性能，观察其磨损表面形貌特征，探讨其磨损方式。结果表明：制备的硼化物为单一相，试样纯度高，试样的平均显微硬度为HV2065，平均断裂韧性值为1.68 MPa·m1/2；硼化物的断口处没有宏观的塑性变形，断口齐平光亮，表现为脆性断裂特征；干摩擦条件下随着载荷从10 N增加到30 N，硼化物的摩擦因数先降低后增加，20 N载荷时达到最小值，而其磨损量随着载荷的增加不断上升；随着载荷从10 N增加到30 N，磨损表面的粗糙度先逐渐上升后急剧上升； 10~20 N载荷下，硼化物的磨损以磨粒磨损为主，而25~30 N载荷下，硼化物的主要磨损方式从磨粒磨损转变为脆性破损。     

覆岩结构类型与开采覆岩损害特征分析

煤层开采打破了上覆岩层原有的平衡,必然引起岩层的移动、破断,导致应力场和裂隙场的改变,工作面出现矿压显现。上覆岩层的岩性和组合结构对工作面开采覆岩损害特征分布影响显著,一般岩性越坚硬,上覆岩层应力集中程度越高,采动裂隙越发育,矿压显现也越明显;坚硬岩层尤其是关键层对覆岩的破断运动起控制作用,覆岩破断发展到一定层位后软弱岩层往往是抑制覆岩破断进一步向上发展的关键。当工作面上覆岩层同时存在远近场关键层时,近场关键层的周期性破断引起裂隙带范围内岩层的运动和工作面周期来压;而远场关键层的周期性破断导致地表裂缝或台阶下沉,工作面压力急剧上升,有时甚至导致煤矿动压灾害,尤其是远近场关键层同步破断时动力现象更明显。通过地面钻孔使远场关键层提前破断是防止此类动力灾害的关键。     

High-efficiency Silicon Solar Cells: A Review

Over the past few decades, crystalline silicon solar cells have been extensively studied due to their high efficiency, high reliability, and low cost. In addition, these types of cells lead the industry and account for more than half of the market. For the foreseeable future, Si will still be a critical material for photovoltaic devices in the solar cell industry. In this paper, we discuss key issues, cell concepts, and the status of recent high-efficiency crystalline silicon solar cells.     

Hydrogel photocatalysts for efficient energy conversion and environmental treatment

Photocatalysts have attracted great research interest owing to their excellent properties and potential for simultaneously addressing challenges related to energy needs and environmental pollution. Photocatalytic particles need to be in contact with their respective media to exhibit efficient photocatalytic performances. However, it is difficult to separate nanometer-sized photocatalytic materials from reaction media later, which may lead to secondary pollution and a poor recycling performance. Hydrogel photocatalysts with a three-dimensional (3D) network structures are promising support materials for photocatalysts based on features such as high specific surface areas and adsorption capacities and good environmental compatibility. In this review, hydrogel photocatalysts are classified into two different categories depending on their elemental composition and recent progresses in the methods for preparing hydrogel photocatalysts are summarized. Moreover, current applications of hydrogel photocatalysts in energy conversion and environmental remediation are reviewed. Furthermore, a comprehensive outlook and highlight future challenges in the development of hydrogel photocatalysts are presented.     

基于降噪时序深度学习网络的风电功率短期预测方法

利用风电场历史功率数据预测未来一段时间内的风功率,对保障电网安全稳定运行具有重要的意义。本文提出一种基于奇异谱分析SSA(singular spectrum analysis)和长短时记忆LSTM(long-short term memory net⁃work)网络的时序特征预测框架用于短期风功率的预测。首先通过SSA对历史风功率原始数据进行降噪处理,然后经过数据转换之后,以LSTM网络为基础进行预测模型的训练,最后通过某风电场提供的两个风机的历史功率数据进行验证。实验结果表明,奇异谱分析对风电场的历史数据具有良好的降噪性,SSA+LSTM模型在测试数据上取得了较好的预测性能,能够有效进行短期风功率的预测。     

微裂隙中水泥浆液渗滤效应的可视化试验研究

在微裂隙岩体注浆过程中,水泥浆液的渗滤效应对注浆效果的影响显著。自主研制了一套微裂隙注浆可视化试验系统,该系统由注浆系统、微裂隙模型以及监测系统3个部分组成,监测系统又分为显微监测系统和压力流量监测系统。当水泥浆液进入微裂隙模型后,利用显微监测系统对裂隙入口处的渗滤效应进行实时观测。利用压力流量监测系统对注浆试验过程中的注浆压力以及累计流量进行自动记录。运用自主设计的微裂隙注浆可视化试验系统,对微裂隙中的水泥浆液渗滤过程进行试验研究。采用3种水泥浆材(超细水泥Ⅰ、超细水泥Ⅱ和普通水泥),研究在注浆压力2.0 MPa、水灰比1.0的条件下,不同水泥颗粒粒径大小在不同裂隙开度下的浆液渗滤效应。通过试验发现,当裂隙开度较小时,在裂隙入口处形成了完整的半圆拱形滤饼;随着裂隙开度的增加,在裂隙入口处形成断续分布状滤饼;当裂隙开度增加到无渗滤发生时,裂隙入口处仅残留少量水泥颗粒附着物。通过试验获得了3种水泥的最小可注入裂隙开度大小b min和最小无渗滤裂隙开度大小b crit:超细水泥Ⅰ的b min和b crit分别为80和280μm;超细水泥Ⅱ的b min和b crit分别为100和300μm;普通水泥的b min和b crit分别为140和310μm。研究结果发现水泥粒径的减小对最小可注入裂隙开度大小的影响较大,但对最小无渗滤裂隙开度大小的影响较小。结合渗滤趋势k值,发现随着水泥粒径的减小,相应的k min和k crit值会随之增加,水泥浆液更容易在裂隙入口处发生渗滤,这是因为超细水泥比表面积更大,水泥颗粒间易发生团聚。     

重力坝模型的尺寸效应

利用两个不同比尺预制缝重力坝模型的试验成果，以有限元富集技术进行非线性断裂分析，建立了极限承载力和长度比尺的确定性尺寸效应公式。混凝土重力坝的断裂尺寸效应满足指数衰减关系，用三次指数衰减公式可以准确地预测原型的极限承载力。断裂过程区的相对长度是引起模型试验尺寸效应的主要原因。数值计算结果表明，断裂过程区相对长度不仅是与材料有关的参数，能否充分发展还取决于结构尺寸和几何形状；断裂过程区相对长度的尺寸效应不同于统计尺寸效应和断裂参数尺寸效应，具有尺寸范围效应。断裂过程区相对长度在小试件、大试件和相对无穷大试件的发展程度不同。     

基于量子效应的微型推进器设计

微/纳机电系统(MEMS/NEMS)技术的发展,大大促进了航空航天领域飞行器的微型化。依据量子理论,有效提取真空中的零点能,并以此作为驱动能源,可以解决微型飞行器由于必须携带燃料而增加重量等问题。从理论上阐述了真空零点能及Casimir力的产生机理,研究了真空中两平行平板和矩形腔等结构设计依据,提出并建立了以Casimir力作为驱动力的微型推进器设计模型。     

湘中海相浅层湘冷1井酸压工艺研究及应用

湘冷1井具有气层埋藏浅（400m-500m）、纵向上裂隙发育的特点，属低孔、低渗的含泥质灰岩致密储层。大量室内实验和研究采用“前置液酸压＋闭合酸化”工艺技术，并优选了相应降阻酸和闭合酸配方。通过酸压实现了该井工业油气流的突破，取得了明显的增产效果，为新区海相浅层气的开发探索出了一套成熟的改造增产措施。     

川西新场气田JS2^1气藏测井多参数评价方法

针对川西新场气田JS2^1气藏开展了多参数的综合评价研究，多参数包括储层参数、裂缝参数、储层分类厚度参数。首先，开展了储层参数及裂缝参数的计算，以岩心分析结果为依据，建立了孔隙度、渗透率、含水饱和度计算模型。利用铸体薄片进行了微裂缝识别，对样品的裂缝参数和测井曲线进行相关分析，建立了测井计算裂缝参数的数学模型；其次，对储层进行聚类分析，通过聚类将储层分为三类；最后，将计算的裂缝参数、储层分类中的Ⅰ类储层厚度、孔渗饱等参数进行正态化处理，拟和测试的无阻流量与这些参数建立多元回归计算模型，即综合含气指标的数学计算模型。以综合含气指标为主要依据，进行储层综合分类和评价，指出了有利的含气区域和可供挖潜井的建议。该方法在指导气藏开发中获得了良好效果。