摘要：拟在TC4表面合成Ti-S系自润滑耐磨熔覆层,并探究WC添加对涂层组织与摩擦学性能的影响,设计了TC4+Ni-MoS_(2)+xWC(x=5%、10%和15%)钛基材料体系,通过同轴送粉激光熔覆技术完成了涂层制备。研究表明,增加WC含量不利于改善涂层成形质量,但WC添加量变化并未影响涂层析出相种类,三种涂层均包括TiC、Ti_(2)Ni、Ti_(2)S和β-Ti基体;随着WC含量增大,TiC分布数量增多,粒径增大,生长形态由类球状逐渐演变为花瓣状;润滑相MoS_(2)未能在涂层中得到保留,其完全溶解后在钛基熔池体系下合成了与润滑相TiS等形态相似的条状相Ti_(2)S。三种WC含量的涂层显微硬度和耐磨性能均高于TC4基材,磨损机理均为磨粒磨损,但减摩性能均不低于TC4基材,说明原位Ti_(2)S相不具备自润滑功能;WC含量增加虽然有利于增大涂层的显微硬度和耐磨性能,但引起了涂层磨损面质量下降,摩擦系数波幅增大。

摘要：固体氧化物燃料电池是将化学能转化成电能的全固态能量转换装置,被认为是极具前景的绿色发电系统。本研究提出了结合碳捕集的固体氧化物燃料电池-超临界二氧化碳布雷顿循环集成系统,通过阳极尾气富氧燃烧实现低能耗碳捕集,并利用s CO_(2)再压缩布雷顿循环回收燃烧室余热提高系统效率。模拟结果显示,该集成系统在设计工况下的净发电效率为59.74%,二氧化碳捕集量为134.50 kg/h。此外,关键工作参数对系统性能的影响分析结果表明,合理的阳极尾气再循环比、燃料利用率和燃料流量是确保系统安全高效运行的必要前提。

摘要：设计与合成具有特定结构的大环化合物既是超分子化学研究的一个重点,也是合成化学与材料化学领域的重要机遇和挑战.作为碳纳米管的最小片段,径向共轭碳纳米环及环带结构引起化学家广泛的研究兴趣,催生系列自下而上的精确合成策略,但这些纳米环及环带大多仅由苯和简单多环芳烃基元组成,其光电性质调控主要依赖环尺寸的变化,限制了后续的功能开发及应用.在此基础上,近年来,结构与性质更加多元的杂原子掺杂碳纳米环逐渐成为新的研究热点.围绕含杂原子共轭碳纳米环的设计、合成与性质研究展开,重点介绍了引入芳杂环单元如吡啶、噻吩、呋喃、咔唑、苯并噻二唑、屈并二噻吩、1,2-硼氮芳杂环、二酮吡咯并吡咯、卟啉、苝二酰亚胺、萘并二噻吩二酰亚胺等对纳米环性质的影响,特别是:(1)杂原子引入对纳米环光谱和氧化还原电势的影响;(2)纳米环拓扑结构的变化引起组装行为的改变,进而带来新性质.杂原子掺杂共轭纳米环的设计与合成既可为有机光电材料研究提供理想骨架,同时也为多功能超分子体系的可控构建提供新基元.

摘要：为了解决单胞薄壁结构能量吸收效率低的缺陷,进一步改善薄壁结构的防护吸能性能,提出一种基于圆形子胞元的层级柱状结构设计方法,建立方形与圆形层级薄壁柱的几何与数值模型,采用试验研究调查了层级柱状结构的轴向抗冲击性能,发现层级柱状结构吸能性能大大优于相同质量下的单胞薄壁结构;此外,进一步数值调查了层级柱状结构的几何参数(薄壁壁厚t、子胞元直径D)对其吸能特性的影响,发现壁厚t对层级柱的吸能特性有积极作用,且壁厚与子胞元直径的比值t/D对结构的变形模式具有决定性作用。因此,研究也形成了基于壁厚与子胞元直径比值t/D的层级柱状结构设计准则。此外,进一步基于超折叠单元理论对层级柱状结构的平均碰撞力展开了理论预测研究,推导了层级柱状结构在渐进折叠模式下平均碰撞力的理论预测模型,进一步揭示了层级柱状结构的变形与吸能机制与平均碰撞力的内在联系,并且,不同壁厚下方形层级与圆形层级柱状结构的理论预测与数值结果具有较好的一致性,从而验证了层级柱状结构的平均碰撞力理论模型的预测精度。研究结果对具有高吸能效率的轻质薄壁结构的设计具有好的指导意义。

摘要：作为一类具有非线性刚度的典型非线性被动控制装置,非线性能量阱(nonlinear energy sinks,NESs)以其质量轻、频率鲁棒性强等优势引起了工程领域的广泛关注。目前,针对耦合NES的结构系统动力学研究主要是确定性载荷情形,仅少数涉及随机激励情形的研究。该文章研究了随机激励下耦合NES的单自由度(single-degree-of-freedom,SDOF)结构随机振动的参数优化问题。首先应用加权残值法,将原系统等效为具有精确平稳解的随机动力学系统,理论解和蒙特卡洛解模拟(Monte Carlo solution,MCS)在误差允许范围内吻合,显示所提的数值方法有效;然后利用原系统的平稳响应概率密度函数(probability density function,PDF)的近似解析表达式来构造目标函数,提出了一种以主结构位移与速度响应量均方(mean-square,MS)最小为目标的NES参数优化设计策略,讨论了非线性能量阱的阻尼系数、非线性刚度系数、质量比等参数对减振性能的影响。结果表明,增加NES的质量比与阻尼系数,可以实现较强的减振性能,非线性刚度值对NES的减振性能的影响规律与质量比取值相关。相关工作可为NES的设计与应用提供参考。

摘要：采用激光二极管(LD)来泵浦Yb∶YAG板条晶体被动调Q双波长激光器,开展可控激光输出偏振态的实验研究。实验搭建紧凑的V型谐振腔,通过调节输出镜(OC)的倾角可以实现激光输出从0°水平线偏振到90°垂直线偏振的切换。通过实验设计可以得出最终的输出偏振态取决于腔内的附加相位差,当腔内附加相位差为π时,输出偏振由水平偏振向垂直偏振切换。实验结果表明:当OC倾角的变化量约为3.6 mrad时,线偏振态从水平偏振切换至垂直偏振,水平线偏振的消光比最优为28.98 dB,垂直线偏振的消光比最优为25.96 dB;在泵浦功率为18.42 W时,获得了1.66 W的平衡双波长激光输出,对应的脉冲宽度为42.6 ns。

摘要：活性氧簇(ROS),如过氧化氢,在生物体内的各种生理和病理过程中发挥着重要作用.生物体内活性氧簇水平的异常与多种疾病(炎症、肿瘤和器官损伤等)密切相关,使ROS监测成为研究和诊断这些疾病的重要工具.目前,实现活体内深组织中的活性氧簇成像仍然面临挑战.本文设计并合成了一种响应型的^(19)F磁共振成像(MRI)探针(Gd-DPBF),并将其用于实现对活体内通用活性氧簇的检测和成像.该探针由钆螯合物通过活性氧簇响应的芳香硼酸酯键与含氟砌块相连接构成.体外和体内成像实验结果证实,该探针可以实现在活体荷瘤小鼠中针对肿瘤中高表达的活性氧进行检测和成像,展示了其在生物体内对活性氧簇相关生理过程进行深组织、零生物背景成像方面的潜力.

摘要：可在任意多边形上定义的且具有解析表达式的广义重心坐标通常不具有非负性,目前对广义重心坐标各向异性的工作相对较少.针对上述问题,提出了一种可在任意多边形上定义的,且具有非负性和各向异性的广义重心坐标——各向异性坐标.首先,对原始多边形内任意一点,生成该点的可见多边形;其次,基于Power图的相关性质,计算该点关于可见多边形的各向异性坐标;最后,将可见多边形上的各向异性坐标分解到原始多边形上.在图像变形的应用中,各向异性坐标提供了3个几何意义清晰的参数,以供用户直观地调整不同的变形效果;在函数插值的实验中,采用各向异性坐标得到的均方根误差比采用均值坐标时平均降低了44%;在图像逼近的实验中,采用各向异性坐标可有效减少在图像变化剧烈的区域处产生的伪影.

摘要：本文设计了不同电场调节策略的Ga_(2)O_(3)SBD器件,通过研究器件结构、钝化层方案下器件电学特性,分析不同终端结构(场板结构FP、边缘终端结构ET、沟槽型Trench、高K钝化)下Ga_(2)O_(3)SBD的结构设计.此外本文结合理论分析和实验数据拟合,完善了Ga_(2)O_(3)材料和器件模型,通过对比实验数据验证了模型的正确性.研究发现:(1)高K钝化(κ>100)结合场板结构可有效舒缓表面电场并提升结终端效率,2μm Ga_(2)O_(3)SBD采用BaTiO_(3)钝化场板可实现终端效率91.4%,V_(br)=1.43 kV,巴利加优值BFOM=1.62 GW/cm^(2),七倍于Al2O_(3)FP SBD;(2)采用BaTiO_(3)钝化的FP&ET复合终端可实现终端效率93.6%,V_(br)=1.46 kV,BFOM=0.41 GW/cm^(2);(3)相较FP设计,SiO_(2),Al2O_(3),HfO_(2)钝化的FP&Trench SBD更适于改善SBD导通电阻Ron,sp,V_(br)及BFOMs.上述研究为优化Ga_(2)O_(3)功率器件性能提供了理论依据和参考.

摘要：随着红外技术和探测器性能的进步,中波和短波红外技术在恶劣天气中具有更优秀的成像性能,在民用、军事和航空航天等领域中得到了越来越广泛的应用。读出电路作为连接探测器阵列与后级图像处理电路的关键模块,其性能对中短波红外相机系统性能具有重要影响,决定了最终的成像质量。文章综述了中短波红外图像传感器读出电路的发展现状,分析了读出电路中噪声、动态范围、帧频等问题,重点探讨了针对以上问题的解决方案。最后对读出电路未来设计的改进方向进行了讨论。