Fabrication of Cu/graphite film/Cu sandwich composites with ultrahigh thermal conductivity for thermal management applications

Effective thermal management of electronic integrated devices with high powder density has become a serious issue, which requires materials with high thermal conductivity (TC). In order to solve the problem of weak bonding between graphite and Cu, a novel Cu/graphite film/Cu sandwich composite (Cu/GF/Cu composite) with ultrahigh TC was fabricated by electro-deposition. The micro-riveting structure was introduced to enhance the bonding strength between graphite film and deposited Cu layers by preparing a rectangular array of micro-holes on the graphite film before electro-deposition. TC and mechanical properties of the composites with different graphite volume fractions and current densities were investigated. The results showed that the TC enhancement generated by the micro-riveting structure for Cu/GF/Cu composites at low graphite content was more effective than that at high graphite content, and the strong texture orientation of deposited Cu resulted in high TC. Under the optimizing preparing condition, the highest in-plane TC reached 824.3 W·m⁻¹·K⁻¹, while the ultimate tensile strength of this composite was about four times higher than that of the graphite film.     

汽蚀对离心泵性能影响的实验研究

离心泵长时间运转后,会出现危害严重的汽蚀现象,造成泵性能下降,严重时影响泵的效率、寿命,甚至造成离心泵内部部件损坏。文章通过改变进口压力的方法对单泵、双泵并联、双泵串联等工况下汽蚀对离心泵性能影响进行实验研究。结果表明:当进口压力小于输送液体的饱和蒸汽压时,液体开始发生气化并伴随气泡产生,表明泵内发生汽蚀;汽蚀初期离心泵的效率开始下降,但表现不明显;随着汽蚀不断增大至严重汽蚀区时,Q 1~η曲线出现陡坡,效率出现明显下降并伴随嗡响。实验证明采用提高泵的进口压力等措施可适当减小汽蚀对泵性能的不利影响。     

2Cr13Mn9Ni4不锈钢卡箍腐蚀开裂分析

2Cr13Mn9Ni4不锈钢卡箍在服役条件下大量出现开裂、断裂问题，为飞行安全埋下较大的隐患。对大量卡箍裂纹进行统计分析，发现其断裂位置、形貌有相似性，进行2Cr13Mn9Ni4不锈钢卡箍腐蚀开裂分析，对卡箍的安全应用有重要意义。对故障件外观进行观察，对断口进行宏微观特征观察、能谱分析，对焊缝附近进行金相组织检查、硬度分布测试，在故障件上取样进行晶间腐蚀试验、热模拟试验，最后对卡箍应力进行模拟仿真。结果表明:卡箍残余应力、环境腐蚀、焊接影响的晶间敏化共同作用导致卡箍开裂。     

异质性环境规制对绿色全要素生产率的影响机制——基于能源消费结构的调节作用

为探讨能源消费结构调节下异质性环境规制对绿色全要素生产率的影响机制，论文利用SBM方向距离函数测得全国各省市“经济-资源-环境-社会”四位一体的绿色全要素生产率，并将环境规制工具分为命令控制型、经济激励型、治理投入型和公众参与型4类，构建了空间杜宾模型以及门槛效应模型，进而得出在能源消费结构调节下，异质性环境规制对绿色全要素生产率的直接作用、间接作用以及空间溢出效应。研究结果表明：1）经济激励型和公众参与型环境规制通过调节能源消费结构对当地和邻地的绿色全要素生产率产生影响；2）在门槛检验方面，能源消费结构对命令控制型、经济激励型和公众参与型环境规制影响绿色全要素生产率存在门槛效应，同时在能源消费结构调节下，命令控制型和经济激励型环境规制对其本身对绿色全要素生产率的间接作用存在门槛效应。建议政府在制定环境规制时要考虑到其与能源消费结构的交互作用，并且在不同能源消费水平地区采用适宜的规制方法和强度，以更好地发挥环境规制作用。     

表面润湿性对梯形除雾器分离性能的影响

为解决实际工业中除雾器在高气速时分离效率明显降低的问题，利用除雾器分离实验装置，以水为实验介质，采用电火花线切割技术在叶片表面构建仿生微结构实现表面疏水化，考察了表面润湿性对除雾器分离效率和压降的影响。结果表明，仿生微结构的疏水功能和减阻效应良好，表面液膜的排液速率明显加快。当气速超过5 m/s时，其液膜厚度相对较薄，可有效抑制液滴的二次夹带，提升分离效率。同时，疏水型梯形除雾器内的流场分布较平缓，流动阻力小，总压降约为带钩型梯形除雾器的一半。因此，疏水型梯形除雾器兼具高效率和低阻力特性，综合分离性能最佳。     

双光束激光焊匙孔动态特征分析

文中研究了高功率单光束激光焊与双光束激光焊过程中匙孔动态特征的差别. 结果表明，单光束激光焊及双光束激光焊接过程中匙孔均处于从产生到湮灭的剧烈波动的过程，不同于单光束激光焊匙孔的形成、长大、维持、缩小、湮灭过程，双光束激光焊的匙孔还存在分离长大及合并缩小的过程；在相同的焊接参数及焊缝具有相同熔深的条件下，双光束激光焊匙孔的波动频率约为单光束激光焊的2/3，单光束激光焊匙孔的开口面积均值约为双光束激光焊匙孔开口面积的1/2，开口面积的波动变异系数约为单光束激光的2倍，即双光束激光焊过程中匙孔较单光束激光焊的具有较高稳定性.     

基于α-FeOOH催化H2O2蒸气的低温烟气脱硝实验

针铁矿是分布广泛、储量丰富的铁氧化物，其主要成分为α-羟基氧化铁（α-FeOOH）。为了探究针铁矿在催化H₂O₂烟气脱硝反应中的性能，本文通过沉淀-水解法制备了α-FeOOH，并在自行搭建的实验台上开展了α-FeOOH催化H₂O₂的低温烟气脱硝实验研究，深入分析了H₂O₂流量、H₂O₂浓度、汽化温度、反应温度和共存气体浓度等工况参数对脱硝性能的影响。采用离子色谱（IC）分析了单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后的含氧酸成分，结合各项表征分析技术考察了催化剂反应前后的理化特性和稳定性。实验结果显示，随着汽化温度和反应温度的升高，NO的脱除效率先增加后降低；增加H₂O₂浓度对脱硝效率有明显的促进作用。当汽化温度为140℃、反应温度为160℃时，以2.5mL/h注入10mol/L的H₂O₂脱硝效率达到80%。当SO₂浓度为1000μL/L时，脱硝效率提高至86.4%。离子色谱分析结果显示，单独脱硝反应和同时脱硫脱硝反应后含氧酸产物为HNO₃和H₂SO₄。反应前后催化剂的表征结果显示，α-FeOOH在脱硝反应后依然具有良好的稳定性，显示出针铁矿在低温烟气脱硝工艺中的潜在应用前景。     

基于深度学习的传感器优化布置方法

针对传感器优化布置(optimal sensor placement,简称OSP)问题,提出了一种新的使用深度神经网络的解决方案,并以简化的桥梁形状的桁架结构中的振动测试传感器优化为例进行了验证。首先,选择一种传统的传感器优化布置方法,对自动化生成的大量不同的桁架结构分别进行传感器优化布置计算,将所得优化布置结果在进行数据预处理后构建出深度学习方法所需要的训练集与验证集;其次,使用Python语言和深度学习框架TensorFlow设计实现与本研究问题适配的深度神经网络模型并训练;然后,随机生成了新的桁架结构参数;最后,将深度神经网络输出的传感器布置结果和传统方法的计算结果进行了比较,验证了本研究方法的有效性以及在速度上、可移植性与可扩展性方面的性能优势。     

改性石墨烯包覆光纤的马赫-曾德尔大肠杆菌传感器

针对日益严峻的食品安全问题,特别是食源性致病菌的快速检测,本文提出一种基于表面改性石墨烯粗锥型马赫-曾德尔干涉结构的光纤大肠杆菌传感器。首先,截取一根4 cm的实心光子晶体光纤,两端分别与两根单模光纤进行粗锥熔接,形成基于马赫-曾德尔干涉原理的传感结构;接着,制备一种表面改性石墨烯敏感材料,将它涂覆在实心光子晶体光纤的表面,使传感器对大肠杆菌溶液有较高的灵敏度;最后,将上述传感器置于水槽中,以此检测大肠杆菌溶液浓度。实验结果表明,在大肠杆菌溶液浓度为50~600 cfu/mL内,随着菌液的浓度增大,传感器的干涉光谱发生了明显的蓝移,灵敏度为3.43 pm/(cfu·mL^-1),菌液浓度与波长偏移的线性度为0.95649,检测限为67.18 cfu/mL,响应时间为15 s。该传感器成本低、体积小、响应时间快,适用于低浓度大肠杆菌浓度的快速检测。     

Microstructural characteristics of as-forged and β-air-cooled Zr–2.5Nb alloy

Multiple characterization and analysis techniques including electron backscatter diffraction (EBSD), electron channeling contrast (ECC) imaging, transmission electron microscopy (TEM) and microhardness test were jointly employed to investigate microstructural characteristics such as local composition, morphology, grain boundary characteristics and interphase orientation relationship of a forged Zr–2.5Nb alloy before and after β-air-cooling. Results show that the as-forged specimen is composed of equiaxed and lamellar α grains and continuous net-like β-Zr films. After the β-air-cooling, the microstructure of the specimen is featured by basket-weave Widmanstätten structure, in which the inter-α-plate second phases are nanoscale β-Zr. Analyses for crystallographic orientations reveal that the Burgers relationship has been strictly followed during the β→α cooling. Compared to the as-forged specimen, the hardness of the β-air-cooled specimen is higher, which could be attributed to the decreased structural sizes of both α and β phases, and the increased fraction of high angle boundaries as well.