摘要：MoTe_(2)是一种非空间反演对称性半导体,由线性偏振光照射,在无偏压条件下可以直接产生光电流,但是非常微弱.掺杂可以改变电子能带结构和降低空间反演对称性,从而有效的增强光电流.本文基于非平衡格林函数-密度泛函理论,采用第一性原理,计算了本征、Nb掺杂、Ti掺杂和W掺杂2H-MoTe_(2)的能带结构、透射谱和光电流.能带结构表明:Nb掺杂使半导体2H-MoTe_(2)能带穿越费米能级,转变为金属特性;Ti和W掺杂减小了2H-MoTe_(2)的带隙,能带没有穿越费米能级,依然为半导体.掺杂都降低2H-MoTe_(2)的反演对称对称性,从本征的D3h转变为Cs.从而在线偏振光的照射下可以有效的提高2H-MoTe_(2)的光电流.同时,发现掺杂可以提高单层2H-MoTe_(2)在低光子能量下的消光比,如Nb和Ti掺杂单层2H-MoTe_(2)分别在光子能量1.1 eV和1.2 eV处取得39.48和28.48的高消光比.这些结果表明掺杂可以有效增强单层2H-MoTe_(2)的光电流和消光比,可以应用于指导2H-MoTe_(2)在光电器件的设计,特别是在红外光探测领域增添了许多可能.

摘要：针对采用爆破破岩方式对金属矿山遗留矿柱进行回采存在安全性差与矿石损失率高的局限性,将具有无振动特征的高效静态破碎剂(High Range Static Cracking Agent,HSCA)引入遗留矿柱回采中。通过设计HSCA膨胀压应力测试试验与静力破岩试验,分析了HSCA径向膨胀压应力大小及其分布规律与水灰比的关系。分别从膨胀压应力分布特征、主裂纹定向控制方法与破岩时效性3个方面,论证了通过HSCA静力破岩实现金属矿山遗留矿柱安全低损回采的可行性。研究结果表明:当水灰比大于理论最优水灰比时,膨胀压应力随着水灰比的增大而减小。对于上向倾斜装药孔膨胀压应力沿孔底至孔口方向呈增大趋势,对于下向倾斜装药孔膨胀压应力则呈减小趋势。采用HSCA静力破岩对遗留矿柱进行回采,遗留矿柱主裂纹走向可通过对装药孔进行预切槽、增设诱导片或新增诱导孔等方式进行定向控制,进而有效降低非破岩区矿岩的再损伤。因此,对于不宜采用爆破破岩方式对遗留矿柱进行回采的区域,HSCA静力破岩不仅有利于保障遗留矿柱回采安全,而且可提高遗留矿柱回收率。研究成果可为进一步探索金属矿山遗留矿柱回采破岩新理论与新技术提供参考。

摘要：地下工程岩体开挖卸载后,围岩体承受的地应力随空间位置呈梯度形式变化。梯度地应力导致岩石的波阻抗呈梯度形式变化,进而影响应力波传播衰减特性。为研究梯度地应力对岩石应力波传播特性的影响,利用自主研发的具有梯度静应力岩石应力波传播试验系统,对红砂岩长试件进行了9种应力梯度工况下的应力波传播试验。通过分析岩石应力波传播速度、波阻抗随应力梯度的变化规律,构建应力波幅值与传播距离、传播时间和应力梯度之间的经验模型,探索梯度应力影响红砂岩应力波传播衰减的机制。结果表明,相同应力梯度工况下,随传播距离增加,应力波形状变化较小,但幅值逐渐减小。随应力梯度增大,岩石各测点区段内应力波传播速度、波阻抗均增大,但增大速率逐渐减缓,相邻测点区段波阻抗差值比先快速增大,后缓慢减小。随传播距离和传播时间增加,应力波幅值均呈指数形式减小;随应力梯度增大,时空衰减系数均呈先快速增大,后缓慢减小趋势变化。随应力梯度增大,相同测点应力波幅值先快速减小,后缓慢变化,在低应力梯度阶段,距离自由端越远的测点幅值衰减速率越快。

摘要：充填体的力学特性是充填配比设计和维护地下采场稳定性的关键指标,而加载速率变化与充填体所处环境(湿度、温度)不同均会对充填力学行为产生影响。本工作对不同含水率(干燥、饱水、自然)充填体开展了变加载速率(0.1 mm/min、0.25 mm/min、0.5 mm/min、1 mm/min、2 mm/min)的单轴抗压强度测试,获得了含水率和加载速率作用下的充填体力学参数和破坏模式,并依据能量守恒定理,研究了不同条件影响下充填体的能量演化规律,建立了基于能量的损伤变量。结果表明:(1)随着加载速率增加,充填体的抗压强度先增加再减小,存在临界加载速率;干燥和饱水对充填体的抗压强度和弹性模量分别具有强化和弱化效应,干燥导致充填体由延性向脆性转变,应力-应变曲线达到峰值应力后快速下降,而饱水虽有利于充填体的延性,但水的弱化作用使其在较小应变下即发生破坏。(2)加载速率由0.1 mm/min增加至2 mm/min,干燥充填体破坏模式由拉剪混合破坏逐渐向以拉伸为主的破坏模式转变,饱水充填体以拉伸破坏为主,而自然充填体整体上表现为拉剪混合破坏。(3)提高加载速率加快了充填体的能量交换,干燥、饱水和自然对充填体能量演化的影响主要体现在应力-应变曲线塑性屈服阶段与破坏阶段,耗散能-应变曲线的斜率由大到小顺序为干燥、饱水、自然。(4)基于能量演化的损伤特征曲线呈现出初始损伤、损伤稳定发展、加速损伤和破坏四个阶段,提高加载速率减小了加速损伤阶段的起始应变,干燥和饱水加剧了充填体损伤发展。该研究可为深入理解开采扰动引起的荷载变化和不同湿度条件下充填体的力学行为和稳定性提供理论依据。

摘要：矿山实际用于充填的全尾砂料浆往往低于设计浓度,且其中残留的絮凝剂对其内部结构影响甚大,全尾砂料浆的管道输送特征与之前大相径庭。为此,本文对添加和未添加阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的全尾砂料浆开展了粒径测试、核磁共振(NMR)测试和扫描电镜(SEM)测试,综合采用计算机图像处理技术与分形理论,量化了全尾砂料浆在不同时间的结构演化特征。结果表明:1)APAM的添加增强了颗粒间的凝聚作用,更多游离的细颗粒在絮凝剂高分子长链的作用下参与形成絮团,料浆中颗粒的粒径增大;2)APAM促进了活跃的自由水逐渐转变为稳定形态的吸附水和絮团水,絮团水比自由水更加稳定而不易析出,有利于流体流动向层流发展,料浆稳定性增强;3)APAM高分子通过吸附架桥作用使颗粒排列更加紧密,随着静置时间的延长,料浆内部絮网结构不断发育,尤其未添加与添加APAM料浆的结构系数在0~20 min期间分别从0.947、0.960上升至0.984、0.998;4)APAM增大了料浆的屈服应力和塑性黏度,进而增大了沿程阻力,对于消耗部分多余的重力势能、减轻管道磨损破坏程度具有积极作用。因此,建议根据全尾砂料浆在管道内的输送时间,以添加絮凝剂后料浆屈服应力的稳定值计算沿程阻力损失。

摘要：随着全球能源短缺和环境污染问题的不断加剧,具有热值高和环境友好等优点的氢能源已成为最具发展潜力的能源之一。作为一种绿色、可持续的制氢方法,电催化析氢反应(HER)受到了广泛关注。当前,无论是HER的基础研究,还是应用研究,催化剂始终是核心问题。单原子催化剂(Single Atom Catalysts,SACs)由于其最大的原子利用效率以及独特的结构和性能,在HER过程中表现出优异的催化活性及稳定性。本文首先对近年来用于HER的SACs的合成方法进行了综述,包括热解、沉积、液相合成和刻蚀等制备方法;其次,对各种用于探索SACs与HER的结构—催化关系的物理化学性能表征及密度泛函计算方法进行了总结。最后,对用于HER的SACs存在的不足进行了分析总结,以期为设计和制备廉价有效地用于HER的SACs提供有价值的理论借鉴,提高其实际应用价值。

摘要：MoTe_(2)由于其类石墨烯的堆叠方式和丰富的相结构而引起科研人员的广泛研究,特别是合适的禁带宽度使其在光电器件领域有着光明的应用前景。基于非平衡格林函数-密度泛函理论,通过第一性原理计算方法,研究了不同原子空位缺陷对单层2H-MoTe_(2)光电效应的影响。结果表明:不同空位缺陷下2H-MoTe_(2)器件的光电流函数与唯象理论相符合。光子能量在1.0~2.8 eV时,2Te空位缺陷对单层2H-MoTe_(2)的光电流有显著提升,特别是在光子能量2.6 eV时获得所有器件的最大光电流。利用能带结构发现不同原子空位缺陷都导致单层2H-MoTe_(2)的价带向高能级处偏移,而导带向低能级处偏移,减小了带隙,在线性偏振光的照射下有利于电子从价带跃迁到导带形成光电流。同时发现1Te空位缺陷和Mo空位缺陷的单层2H-MoTe_(2)在远离费米能级处具有相似的能带结构,从而导致在光子能量大于1.6 eV时,1Te空位和Mo空位器件的光电流随光子能量的变化拥有相同的变化趋势。这些计算结果可以用于指导MoTe_(2)光电器件的设计。

摘要：在超声作用下,采用镧基纳米颗粒对蒙脱石进行改性,以除磷效率为评价指标,结合响应曲面实验设计从蒙脱石质量浓度、超声时间和超声功率三方面讨论了合成条件对改性蒙脱石除磷特性的影响。对优选的改性蒙脱石开展了包括吸附动力学、等温线、共存离子影响以及再生性等方面的系统性吸附探究。结果表明,蒙脱石质量浓度对磷去除率的影响最为显著,其次为超声功率和超声时间;当蒙脱石质量浓度为2.9 g/L、超声时间为14.239 min、超声功率为281.469 W时,制备的改性蒙脱石除磷效果最佳,磷去除率接近100%。优选的改性蒙脱石对磷酸根的吸附过程符合准二级动力学和Freundlich模型,属于多分子层的化学吸附。除高浓度SO_(4)^(2-)外,Cl^(-)、NO_(3)^(-)和HCO_(3)^(-)对改性蒙脱石除磷的影响较小,抗干扰性强。碳酸钠比氢氧化钠更适合吸附材料的再生,经0.1 mol/L的Na_(2)CO_(3)溶液再生4次后对磷的去除率仍高达98%。

摘要：对机械变磁通轴向磁场永磁电机（MVFAFPMEM）进行机械动力学与电磁场仿真分析,研究机械调磁装置的运动特性、角度调节能力及电机弱磁能力。基于机械系统动力学自动分析（ADAMS）虚拟样机技术,研究了不同转速下凸轮角加速度和弹簧形变情况,获得了转子错开角度随电机转速的变化规律;利用有限元方法计算了转子错开角度变化时的电机气隙磁场,研究了凸轮式机械调磁装置对电磁特性的影响。仿真结果表明,利用所设计的调磁装置,可使电机两转子间的错开角度在0°-21°范围内变化,弱磁能力较强。试验结果验证了理论与仿真分析的正确性,利用凸轮式机械调磁装置能够根据电机转速自动调节两转子间的相对位置,实现轴向磁场永磁电机气隙磁场强度的宽范围调节。

摘要：由于岩体开挖卸载和原岩应力重新分布的复杂性,围岩体通常处于复杂的应力卸载环境中。为研究应力卸载过程砂岩应力波的传播及衰减特性,设计了长径比L/D≈65的条形试件,利用动静组合加载装置进行了不同轴向卸载应力下的小扰动撞击试验,测得了不同测点处的砂岩应力波信号,研究了不同卸载应力对应力波波形、纵波波速值、波峰的时空衰减规律、波峰及波峰衰减速率等的影响,并建立了经验规律模型。研究表明:砂岩是否具有卸载应力对应力波波形具有显著影响;随应力卸载,纵波波速呈“近似线性+非线性”衰减,波峰及其衰减率均呈指数变化;随距离和时间增加,波峰均呈指数衰减,且不同应力卸载阶段波峰的时空衰减具有不同敏感性;研究结果对爆破开挖条件下深部工程岩体稳定性分析提供了重要的理论参考。