形状记忆智能复合材料的发展与应用

智能材料是一种能够感知外部环境变化并自主进行判断、处理以及适度响应的新型智能多功能材料,同时也是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,它的兴起引发了材料科学的一次新的革命。本文从形状记忆智能复合材料的历史起源入手,聚焦形状记忆合金和形状记忆聚合物最新研究成果,分别从形状记忆机理和工程实际应用等多个角度进行阐述,并对现阶段的技术发展难题,如形状记忆合金:生物相容性差、形变恢复小、驱动速度缓慢、疲劳寿命短;形状记忆聚合物:增材制造技术过程复杂、强度和刚度小等进行讨论,最后对未来发展前景进行展望。     

模型飞行试验数据采集存储系统研制

为了解决模型飞行试验中狭小空间内多种气动测试技术同时应用的难题,并满足模型飞行试验对数据获取可靠性、有效性的严苛要求,采用模块化设计方法研制了一套模型飞行试验数采集存储系统。针对多种气动测试技术分别设计了相应的信号调理、采集板卡,摒弃了外置信号调理模块,减少系统体积的同时提高了系统可靠性;采用模块化设计,堆叠式连接的方法,可以实现多种测试模块的灵活使用,系统的可扩展性、可维护性大大提高;针对存储模块采用逻辑互锁的软件设计及多种外部硬件防护措施,实现数据可靠记录及完整回收。系统研制完成后经历了严格的环境试验考核,并于2018年在两次气动模型飞行试验中实现成功应用,既满足测试精度要求又可灵活扩展实现,参数获取完整有效。     

超宽带双极化交叉偶极子天线设计

提出一种结构简单的新型超宽带双极化天线。采用交叉偶极子天线实现双线极化;每只偶极子天线由两个八边形环振子构成,同时在八边形环内部加载寄生枝节,引入新谐振点增加天线带宽;天线结构紧凑,尺寸仅为0.3λL?0.3λL(λL为低频截止频率对应的空间自由波长)。对天线进行加工测试,测试结果表明,该天线在1.24~4.42 GHz能够实现电压驻波比(VSWR)<2,相对带宽达到125%,方向图带宽为95%(1.24~3.60 GHz)。天线定向辐射性能良好,在方向图带宽内增益大于7 dB。     

城市湖泊生态修复的水质响应研究

生态修复对遏制城市湖泊生态系统的退化意义重大,寻找一种有效且简单的生态修复效果预测方法有利于进一步推动湖泊修复研究的发展。利用综合污染指数法、基于专家调查法的湖泊污染物浓度确定方法及水质提升贡献度分析了生态修复的水质响应,并采用基于污染负荷平衡的水质模型预测了生态修复措施作用下的潜龙渠水质。结果表明:4种污染物浓度均有下降,潜龙渠水质提升显著,但各污染物对不同修复措施的响应程度不同,COD的浓度控制需要污染源控制与修复净化的共同支撑,TN对各项措施的敏感性接近,TP、NH_3—N分别对污染源控制、生态补水敏感性最高。情景预测表明,依据水质响应关系制定的生态修复方案,能够稳定保持潜龙渠的生态修复效果。     

基于超声雾化联用快速气相色谱-声表面波传感器的氯胺酮检测系统

氯胺酮在临床上是一种高效麻醉剂,但近年来被滥用于各种娱乐场所,因此,建立一种快速、准确的氯胺酮检测方法的重要性日益凸显.对于现有的各种检测方法,都需要相应的样品前处理过程,增加了检测时间和检测复杂度,最后的检测结果一定程度上和样品前处理有着密切关系.根据现有技术的不足,使用超声雾化装置利用电子的高频振荡对样品进行雾化处理,将液体样品转化为水雾状,经过快速气相色谱分离,利用声表面波传感器的响应来检测物质.经过标准样品的检测,线性关系良好,相关系数R2在0.9481以上,检出限为0.1 μg/mL,从样品处理到得到检测结果可在60 s内完成.本系统样品前处理简单,可在1 min内快速准确检测氯胺酮.通过标准溶液的实验,验证了本系统的可行性、可靠性和检测下限.     

伊逊河流域土地不同利用方式的水文效应模拟

利用SWAT模型对伊逊河流域水文效应进行分布式模拟,分别模拟了1985年和2010年两期土地利用条件下、3种不同土地利用模式下流域的产流产沙过程。选取径流年内分配不均匀系数、涵养指数和泥沙年内分配不均匀系数,对不同土地利用模式下的水文效应进行对比分析。研究表明,生态保护型模式有利于减少泥沙流失、增加水土涵养能力;城市扩张型模式虽有助于减少产沙量,却使径流大大增加,不利于城市防洪安全;耕地保护型模式有利于水源涵养,却使输沙量增加。在城市发展过程中,应充分考虑水文效应与经济效益。     

Formation mechanism of breccia pipe type in Yixingzhai gold deposit

Based on the basic geological features of Yixingzhai gold deposit, the geological features, classification and relation to mineralization of breccia pipes were discussed by surveying the xenoliths and breccia＇s mineral composition, structure and construction, typical mineralization alteration phenomenon on field and microscopic anatomy in breccia pipes. And the ore-controlling mechanism and the formation mechanism of the blasting breccia pipes were investigated. The main conclusion shows that Hewan and Nanmenshan breccia pipes nearby the NW-striking deep fault are shaped earlier, belonging to the acidic siliceous ingredient production of ultra-hypabyssal magmatic in the late magma stage; Tietangdong and Nanmenshan breccia pipes that are shaped latter are the ultra-hypabyssal auriferous fluid production composed mainly of the skarn in the hydrothermal stage after the magma period. Both root in the unified deep magmatic chamber, belonging to differentiation derivatives at different stages in the deep magmatic chamber.     

考虑分时电价的地源热泵系统随机运行优化策略

地源热泵电采暖相较于其他采暖系统具有更高的社会效益及经济效益。为提高地源热泵系统的用电能效,提出了一种基于分时电价的地源热泵随机运行优化策略。提出了一种用户热负荷计算方法。在此基础上,以兼顾用电费用最省和热舒适度最优为优化目标,基于机会约束规划理论,建立了计及不确定性的地源热泵系统随机运行优化模型。采用改进PSO算法进行求解,得到地源热泵系统的优化控制策略及热泵机组的负载率分配策略。以某校园教学楼采暖系统进行算例仿真,结果表明所提出的模型及控制策略能够在满足舒适度要求的基础上,提高校园地源热泵系统用电能效,降低用电费用。     

InP衬底上InAlAs异变缓冲层和高铟组分InGaAs的生长温度优化

利用气态源分子束外延技术在InP衬底上生长了包含InAlAs异变缓冲层的In0.83Ga0.17As外延层.使用不同生长温度方案生长的高铟InGaAs和InAlAs异变缓冲层的特性分别通过高分辨X射线衍射倒易空间图、原子力显微镜、光致发光和霍尔等测量手段进行了表征.结果表明, InAlAs异变缓冲层的生长温度越低, X射线衍射倒易空间图 (004) 反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽就越宽, 外延层和衬底之间的倾角就越大, 同时样品表面粗糙度越高.这意味着材料的缺陷增加, 弛豫不充分.对于生长在具有相同生长温度的InAlAs异变缓冲层上的In0.83Ga0.17As外延层, 采用较高的生长温度时, X射线衍射倒易空间图 (004) 反射面沿Qx方向的衍射峰半峰宽较小, 77K下有更强的光致发光, 但是表面粗糙度会有所增加.这说明生长温度提高后, 材料中的缺陷得到抑制.     

基于中心复合设计法的油页岩废渣改良OGFC抗春融水损性能

为了寻求一种可以大量消耗使用油页岩废渣的途径,将筛分后的油页岩废渣等比例替换开级配抗滑磨耗层(OGFC)中粒径在4.75mm以下的石料,并加以硅烷偶联剂辅助改性,制备出一种新型的OGFC沥青混合料(NM-OGFC)。通过春融稳定度试验,发现NM-OGFC具有良好的抗春融水损性能,相较基质OGFC沥青混料提高了41.6%。通过扫描电镜试验,发现NM-OGFC沥青混合料的的改良机理是由于油页岩复杂的微观构造、独特的层柱状连通构造和细胞状结构触角,可以实现与沥青更好的咬合,改变了沥青混合料的力学结构。基于中心复合设计(CCD)方法,寻找出了NM-OGFC沥青混合料抗春融水损性能最优的制备工艺。