关于解决g-C3N4在光催化制氢领域的两个局限的研究进展

随着工业的发展，化石燃料消耗巨大，环境问题也日益突出，寻找一种绿色新型能源已成为一个被广泛讨论的问题。氢气是一种清洁、可再生燃料，利用光催化剂分解水制氢气是一种制取氢气的有效途径。石墨碳氮化物（g-C3N4）作为光催化剂不仅成本低、反应稳定，而且其尺寸、厚度、结构、形貌等可控，在众多光催化剂中脱颖而出。但g-C3N4目前在光催化领域主要存在两个局限：g-C3N4不能有效地吸收光来产生足够多的光生电子-空穴对；g-C3N4不能有效的运输及分离光生电子-空穴对，以至于电子与空穴的复合率较高。文章综述了g-C3N4在光催化制氢领域的进展成果，分析了g-C3N4存在的问题并总结了其改进方法，最后对g-C3N4进行了展望，以期为设计高效、稳定的光催化制氢材料提供参考。     

Cellulose as a binding material in graphitic anodes for Li ion batteries: a performance and degradation study

Four types of cellulose, in particular carboxy methyl cellulose (CMC), are tested as potential binding materials in graphitic anodes for lithium ion batteries. It is shown that a minimum content of a cellulose which gives acceptable anode properties (reversible capacity>300 mA h g⁻¹ during the first 10 cycles, irreversible loss<20%) is about 2 wt.%, which is less than in the case of conventional polymeric binders (5-10 wt.%). Kinetics of insertion-deinsertion and passivation processes seem not to be affected by the presence of cellulose. Explanation for the electrode failure at cellulose contents lower than 1 wt.% is given based on X-ray diffraction and microscopy investigations. Finally, the structure (distribution) of cellulose in the composite anode material is discussed and (indirectly) checked with a series of experiments. Most results are compared with the corresponding results obtained either with gelatin or conventional polymeric binders or both.     

我国平板玻璃需求预测优选方法的探讨

阐述了需求预测的重要性,介绍了在平板玻璃需求预测中应用较多的移动平均、指数平滑、趋势外推等时间序列外推法,以及多元线性回归等方法,通过寻找适用的最优预测模型,对不同预测模型进行试算,对预测结果进行分析,得出在平板玻璃短期需求预测时,使用二元线性回归模型的结果更接近最优解这一结论.     

改进Otsu算法的镀锌板表面缺陷检测方法

针对镀锌板在生产工艺和传输过程中对镀锌板表面造成缺陷的问题;文章应用了基于Otsu算法的镀锌板表面缺陷检测系统,由数字光源控制器、高速CCD相机、同步触发器和编码器等硬件设备共同连接组成,采集到镀锌板表面的图像,然后将图像传输给基于Otsu算法的图像处理系统;改进优化了Ostu算法,在一维直方图求解最佳截距阈值,利用该阈值和二维信息完成图像的分割,提高了图像的抗噪能力;使用分块检验所发初步判定镀锌板表面缺陷,再逐个排查确认缺陷区域,对缺陷特征进行分类并保存在缺陷数据库中,同时发出预警;实验结果显示文章研究的检测系统对镀锌板表面缺陷检出率最高可高达98％,检测出缺陷镀锌板的数量最多,系统的检测精度高.     

基于 h 型自适应有限元法在薄板冲压 成型中的应用

在对薄板冲压成型这一过程进行有限元仿真分析时,难以精确分析场变量发生剧烈变化的应力 集中及应变梯度大的区域,如何平衡精度和效率间的关系是冲压成型仿真的关键。因此,基于非线性有限元大 变形的相关理论,针对动态仿真的网格自适应关键技术,建立了自适应分析模式下的薄板冲压成型算法。为了 提高计算精度,提出基于单元应变能增量的能量误差准则以及基于板料成型几何特征的几何误差准则,并结合 2 类误差准则,建立了基于自适应分析算法的误差判断准则;为了提高计算效率,引入阻尼因子提出了阻尼子 循环算法,将自适应加密后的板料单元按时间步长划分为若干个区域,并按照不同时间步长分别求解。结果表 明,该算法有效提高了薄板冲压成型有限元仿真的精度与效率。     

PIV技术在冰盖下复式断面渠道流速测量中的运用

在测定冰盖下复式断面流场、流速的模型试验中,水体中的运动粒子是重点研究对象。粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)技术已在水力学研究领域得到普遍应用,但该技术在冰盖下复式断面渠道模型试验的应用为国内首次。基于试验特点,设计砖砌混凝土的循环水箱,采用变频器配合水泵、流量计实现对流量的定量控制,对不同流量下不同断面的流场、流速进行测定,采用PIV技术对水体中运动的粒子的位移场进行具体分析。试验结果表明,PIV分析结果能够直观反映流场中的状态,且可以避免测量盲区,其所测的流速与多普勒超声测速仪测得值吻合较好,并给出了横向流速分布图,弥补了传统方法无法获得冰盖下的流场分布的难题。     

基于分形理论的冰下水流流速垂线分布研究

冰下水流流速分布是冰凌生消、泥沙输移、河床演变及冰期输水的重要参考依据,基于分形理论,在前人的研究基础上,研究了冰下水流流速垂线分布规律。结果表明,依托明渠水流的若干成果,从分形理论出发,基于Einstein假定,可推出已有冰下不同形式的流速垂线分布公式;理论分析认为,冰下分区水流流速分布近似镜像,均具有分形特征,可用双对数公式表达,实测结果证明,对于弯曲河道,水流核心区流速分布均匀,并不服从对数分布,公式在运用时需考虑适用性或引入因子项;稳封期,冰盖区水流流速分布的分维值大于河床区,流速分布更均匀,而在弯道卡冰区域,由于弯道冰下水流结构的复杂性,河床区水流流速分布的分维值无规律。对冰下水流流速的研究,拓展了分形理论在水流流速垂线分布研究方面的应用成果,概化的冰下水流结构,对工程运用有一定借鉴意义。     

基于EDEM的混凝土板桩静压贯入过程三维颗粒流数值模拟

针对混凝土板桩在干粗砂地基中的静压贯入问题,为了明确贯入过程中的挤土效应及贯入阻力的发展规律,利用离散元数值模拟软件EDEM(Engineering Discrete Element Method)对干粗砂中混凝土板桩静压贯入过程进行了三维数值模拟。为此,提出了适用于类似试验的参数标定方法,分析了贯入过程中颗粒的运动特征。针对板桩结构的特点,对长边和短边方向的挤土效应进行了对比,并以短边为例,分析了不同高度处的挤土效应。最后,根据颗粒与桩结构的接触力,提取了桩端阻力和桩侧摩阻力的值,分析了两者在贯入过程中的变化规律。结果显示:在贯入过程中,颗粒的运动呈现"涡流状",并随贯入过程演化;板桩沿短边方向的表面隆起量约为沿长边方向的隆起量的2倍;随着长宽比的增加,板桩结构在短边方向和长边方向的隆起值相应增加,且短边方向的隆起值与长边方向的隆起值的比值与相应板桩的长宽比近似相等;随着贯入的进行,桩侧摩阻力所占的比重逐渐增加,在完全贯入后,侧摩阻力值约占桩端阻力的1/25;不同长宽比的板桩结构,其桩端阻力和桩侧摩阻力的单位值近似相等,并与准二维计算结果相近。     

Review:State-of-the-Art of Stamping-Forging Process with Sheet Metal Blank

综述：板材零件冲锻成形研究进展

王新云,金俊松,邓磊

创新点说明：

1） 按照工艺组合方式,将板冲锻成形分为复合成形方法与板锻成形方法两大类,并将每大类进行细分;

2）基于对板冲锻工艺的发展现状综述,指出高强度模具材料、新型的润滑技术、功能更丰富的智能冲锻设备以及适用于高强钢板冲锻方法是板冲锻工艺未来的发展方向。

研究目的：

通过对冲锻工艺进行分类归纳和总结,为从事该领域的研究人员、工程师提供应用参考,指引未来发展方向。

研究方法：

首先按照工艺组合方式的不同,将冲锻工艺进行分类,然后对每一类工艺列举典型的成形方法并进行讨论,包括其工艺特点,优缺点、适用范围、存在的问题等。基于全部的工艺进行归纳总结,指出冲锻工艺领域未来发展方向。

结果：

1） 板冲锻适合制造具有结构单元的板型零件;

2） 相对于传统的锻造或冲压工艺,板冲锻成形中模具压力非常高;

3） 相对于传统的锻造或冲压工艺,摩擦对金属流动影响显著;

4） 相对于传统的锻造或冲压工艺,模具或者设备动作相对复杂;

5）目前,针对高强度材料冲锻成形工艺较少。

结论：

1）冲锻成形工艺是制造具有功能单元板型件的有效方法,按照工艺组合方式的不同可以分为复合成形和板锻成形两大类;

2）板冲锻中,模具承受压力非常大,需要开发更高强度的模具材料来满足工艺的需要;

3） 板冲锻中,摩擦对金属流动影响显著,需要新的润滑技术和材料流动控制技术;

4）板冲锻中,模具动作相对复杂,因此需要能实现更多动作的新型智能设备;

5）随着轻量化的需求,高强度材料应用越来越广,需要开发出适合于高强度材料成形的冲锻工艺。

关键词：

钣金;冲压;锻造;冲锻工艺