摘要：镁锂合金具有较高的比强度和比刚度、优秀的电磁屏蔽效应和阻尼性能等优点,是目前最轻的金属结构材料,在自动化、航空、交通运输、医疗等领域有广泛的应用前景。但是,和其他金属结构材料相比,镁锂合金的强度仍然偏低,需要对镁锂合金进行合金化或者变形处理来提高力学性能。总结了各类变形处理镁锂合金的研究现状,讨论了常规变形加工和剧烈塑性变形加工对镁锂合金显微组织和力学性能的影响,并总结了变形加工过程中形变量和温度对显微组织和力学性能的影响,以及镁锂合金的几种晶粒细化机制,阐述了镁锂合金在工业应用中遇到的问题。晶粒细化和加工硬化目前仍然是提高镁锂合金性能的主要手段。强调了几种变形和结构设计(异质材料),这将有助于镁锂合金的创新工作,从而得到高强度镁锂合金。

摘要：在智能凝胶防伪系统中使用的光、热、电、pH等刺激响应性水凝胶,是一种有前途的信息加密和解密材料.然而单一刺激会限制高水平的防伪.因此,需要协同使用多种刺激来提升信息安全等级.本研究设计了一种高透明度的海藻酸钠-聚丙烯酰胺(SA-PAM)水凝胶作为基体,利用无机变色材料钼酸铵(Mo7)赋予其凝胶光致变色特性.此外,温敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)可使凝胶在最低临界相变温度(LCST)下发生体积相变,进而改变凝胶的宏观状态,可以通过调整凝胶体系中亲水单体和疏水单体的比例来控制LCST.利用紫外线(UV)作为“墨水”输入信息,以温度作为“开关”来加密/解密信息.总之,该水凝胶具有出色的光致变色能力,可在10 s内着色,紫外光吸收率最高可达96.23%.利用水凝胶对光-热刺激展现出的非凡响应能力,可以实现其迅速显示和隐藏信息的功能,从而确保信息安全,这为光致变色水凝胶在信息加密领域的应用提供了一种新方法.

摘要：在低碳发展的背景下,开发利用清洁无污染的太阳能对满足未来日益增长的能源需求至关重要.半导体光催化技术可将太阳能转化为化学能,为可再生能源的发展提供了重要支持.因此,深入理解光催化剂与光催化活性之间的内在关联,对于优化和提升光催化效率至关重要.尽管科研人员在设计开发用于光催化反应的新材料方面付出了巨大努力,但对半导体的内在性质、表面活性位点和催化反应机理之间的深层次联系,仍缺乏充分的理解和认识.基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算是揭示材料内禀电子结构性质和反应过程能量变化的重要工具,正逐渐获得研究者的广泛关注.并且,随着计算方法的不断优化,该领域也取得了显著的进步.本文通过系统梳理国内外代表性研究工作,深入探讨了DFT计算在光催化领域中的广泛应用.首先,总结了DFT计算在光催化领域中的六大优势:(1)预测光催化材料的电子结构,如能带结构、能带间隙和能级;(2)预测表面反应的吸附位点、吸附能等变化;(3)在原子水平上揭示电荷转移过程,包括电子和空穴的运动;(4)阐明光催化剂与底物之间的相互作用;(5)预测光催化材料中空位、间隙和掺杂等缺陷的形成及其影响;(6)阐明光催化反应的机理细节,包括中间物种、过渡态和反应途径等.接着,简要概述了常用于第一性原理计算的软件和计算方法,并特别关注了如何利用不同策略来纠正传统DFT方法对半导体电子结构特性的不适当估计.随后,分析了基于DFT计算的半导体电子和能量特性的典型研究案例,如能带结构、态密度、电荷分布、功函数、形成能和吸附自由能等.此外,还详细阐述了半导体催化剂在多种太阳能驱动反应中的基本应用,包括析氢反应、析氧反应、氧还原反应、CO2还原反应和氮还原反应等.最后,指出了DFT计算在光催化研究中的机遇与挑战,并展望了未来可能的发展方向.综上,本文系统综述了 DFT计算在光催化领域中的广泛应用,旨在深入理解光催化反应中"组成-结构-功能"之间的关系,并为未来开发设计用于太阳能到化学能催化转化的高效稳定催化剂提供参考.

摘要：在车载炮驾驶室拓扑优化设计和刚强度分析计算中,需要明确大量的、不同射击条件下的冲击载荷.如何快速获取驾驶室表面的冲击载荷是车载炮设计中尚未解决的难题之一.本文将深度学习方法引入到驾驶室表面冲击载荷的求解中,基于卷积-多维特征LSTM神经网络,提出了一种驾驶室表面冲击载荷快速预测方法,实现了不同发射条件下驾驶室表面冲击载荷计算,求解速度接近实时级别.算例结果表明,深度学习模型的求解精度与传统CFD仿真精度相当,但求解耗时在毫秒级,大大提高了计算效率,具备离线训练、在线计算的潜力.且当驾驶室形貌特征轻微变化时,本文模型依然适用.本文成果可快速为驾驶室刚强度校核和拓扑优化提供载荷条件,有助于缩短车载炮研发周期,为车载炮系统的数字孪生模型构建奠定了基础.

摘要：石墨炔由于其高载流子迁移率和有序的孔隙结构被认为是一种很有应用前景的光催化材料.本研究通过交叉偶联合成了一种新型球状石墨炔,并与棒状Mn_(0.2)Cd_(0.8)S耦合构建了S型异质结用于光催化析氢.结果表明,Mn_(0.2)Cd_(0.8)S/石墨炔异质结光催化剂表现出优异的光催化活性,产氢性能分别较Mn_(0.2)Cd_(0.8)S和球形石墨炔单体催化剂提升了16.78和613.2倍.同时,该催化剂应用于平米级规模产氢取得较好效果.其优异的光催化活性可归因于石墨炔的独特性能及S-scheme异质结的有效构建.通过紫外光电子能谱、原位辐射X射线光电子能谱、电子顺磁共振能谱、密度泛函理论计算和其他表征技术探究了S-scheme异质结的形成和光催化活性的增强.该工作可为石墨炔的形貌可调性制备以及高效异质结光催化剂的设计和合成提供新参考.

摘要：由可见光驱动的将CO_(2)转化为高附加值燃料是一种清洁可再生的技术,有助于控制全球变暖和应对能源短缺.近年来,二维的金属偶氮盐框架(2D MAFs)因其特定的电子传输路径、高度暴露的表面活性位点及可调节的吸光能力,在CO_(2)光还原研究中备受关注.然而,对其在该领域的研究仍处于初级阶段.本文设计了一种新型二维MAFs(compound 1),通过四-(4-四唑基苯基)乙烯(H;4;TTPE)与钴的自组装实现了对CO_(2)的光还原.作为对比,通过类似的合成过程构建了具有三维结构的compound 2.非均相光催化实验结果显示,2D compound 1的光还原性能明显优于3D compound 2,在相同条件下,其CO产率高达11.56 mmol g^(-1)h^(-1),是compound 2(1.94 mmol g^(-1)h^(-1))的6倍.这一性能优势源于compound 1独特的二维结构,其不仅具有有利于CO_(2)还原的能级,还能在整个CO_(2)光还原过程中促进电子-空穴高效分离.本工作为设计适用于高效CO_(2)光还原的2D MAFs光催化剂指引了方向.

摘要：为满足直升机传动系统对复杂工况下齿轮轻量化设计的迫切需求,提出了一种高功率密度斜向支柱锥齿轮辐板结构的设计优化方法。基于考虑应力约束的变密度法,对锥齿轮辐板进行了拓扑优化与重构,得到一种新颖的突破传统构型的高功率密度斜向支柱锥齿轮辐板结构。在传统粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法的基础上,引入马尔可夫链和进化因子,自适应地选择跳变策略和延迟信息,进而发展了智能先进的时滞跳变粒子群优化(Switching delayed PSO,SDPSO)算法,并将其应用于斜向支柱锥齿轮辐板结构的尺寸优化。优化后,锥齿轮辐板质量共减小了19.24%,所有工况的最大von Mises应力共减小了7.27%,各工况应力分布更加均匀,证明了所设计的锥齿轮辐板的结构优势和所提出的设计优化方法的先进性。

摘要：化学取代是有效调节分子电导,产生多通道输运、量子干涉效应和其他机制的关键方法.但分子骨架和侧基之间存在复杂的相互作用,目前仍未被研究清楚.在本工作中,我们结合扫描隧道显微镜裂结实验技术和第一性原理计算方法,深入研究了具有不同σ和π侧基的分子电导.实验结果及理论分析表明,σ侧基的加入引起了分子前线轨道的对称性破缺并加剧了分子内散射,从而导致电导的降低.相反,π侧基引入了额外的电荷传输通道,实现了电荷传输的多通道效应,增加了分子的电导.这些发现为未来分子功能化和分子电子器件的设计提供了坚实的基础.

摘要：采用光滑粒子仿真、先进表征和理论分析相结合的方法,对铜/钢复合材料爆炸焊接过程中的界面瞬态行为进行深入研究,并详细阐述其显微组织演化机制。根据仿真数据重构波形完整的演化过程,并揭示各种界面特征的形成机制。多尺度EBSD分析表明,界面附近区域呈多样性的晶粒结构,其演化机制主要受塑性流动、动态再结晶和凝固形核三个过程的控制。最后,通过纳米压痕实验建立晶粒结构与力学性能之间的关系。

摘要：设S=(P,B)是一个非平凡的3-(v,7,λ)设计且满足λ ≥ 2.本文证明:如果G是S上的一个区传递自同构群,则G是仿射型或者几乎单型的点本原群.此外,我们还考虑G的基柱为交错群An的一种有限几乎单群的情形.