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基于石墨烯超材料的太赫兹五频段折射率传感器

基于石墨烯超材料的太赫兹五频段折射率传感器

摘要： 针对目前太赫兹折射率传感器波段单一且灵敏度低的问题，提出一种基于石墨烯超材料的五频段折射率传感器。通过CST电磁仿真软件对传感器结构进行模拟仿真，确定了可以同时提高吸收率和灵敏度的特征尺寸。与传统超材料折射率传感器相比，通过调整石墨烯层的化学势和弛豫时间即可实现石墨烯吸收体的可调谐性。仿真结果表明，该折射率传感器在频率为4.535、6.3681、8.253、10.395和11.321THz时达到折射率吸收峰值， 吸收率分别为92.2%、99.5%、99.9%、90%和99.1%，且5个波段中最高折射率灵敏度为436GHz/RIU。与其他折射率传感器相比，该折射率传感器波段多且灵敏度高，具有良好的传感性能，可应用于光学检测、医学成像、生物传感等领域。
交叉 2024年11月06日
高强度金属棒料精密剪切分离技术研究进展

高强度金属棒料精密剪切分离技术研究进展

摘要: 金属棒料切断分离的下料工序是大多数机械零件成形制造的第1 道工序。传统冲床剪切和带锯锯切的工艺方法由于存在不同程度的切断力大、断面质量差、生产效率低和材料浪费等问题，难以适用于中大直径的高强度金属棒料的高效精密切断。依据剪切下料的锻压设备类型及加载速度，将处于研究及推广状态的高强度金属棒料的精密剪切分离技术分为低速和高速两类，从工艺原理、设备类型、断面质量以及剪切效率等方面对不同精密剪切分离技术进行了探讨。相比于传统下料技术，高速精密剪切分离技术切断效率及断面精度更高，并提出了该技术进一步的研究方向。
机械 2024年11月06日
机器学习加速太阳能光催化剂的发现

机器学习加速太阳能光催化剂的发现

基于结构-性能-活性关系的材料筛选是光催化研究中的一个热点问题。本文介绍了利用机器学习技术来辅助寻找太阳能光催化剂的前景。机器学习技术极大地促进了科学和工程领域的研究，包括多相催化、但在光催化研究中的应用还处于初级阶段，缺乏一致的训练数据是一个主要的瓶颈，作者预见将光催化领域的知识集成到传统的机器学习协议中是一个可行的解决方案，本文提出一个整合机器学习与领域知识的整体架构，以设定加速光催化剂发现的方向。本文首先讨论了光催化领域中的知识，这些知识可以用来与机器学习方法相结合。接着介绍了在多相催化领域中流行的机器学习实践，这些实践旨在以纯数据驱动的方式来帮助发现光催化剂。最后提出了用光催化领域知识来补充数据驱动机器学习的各种策略。这些策略包括：（1）在机器学习模型的训练过程中综合理论知识和先验经验知识，（2）将这些知识嵌入到特征空间中;以及（iii）利用现有的材料数据库来约束机器学习预测。（利用人类和机器智能）可能减轻与数据驱动的机器学习相关联的可解释性和可靠性的缺乏，这一概念还可以通过促进从传统的光催化信息学范式向传统的光催化信息学范式的转变，为光催化信息学提供实质性的好处。
应用进展 2024年11月06日
静电纺丝技术应用于局部治疗领域的研究进展

静电纺丝技术应用于局部治疗领域的研究进展

摘要: 静电纺丝纳米纤维由于比表面积大、孔隙率高、易添加多种成分等特性，是目前恶性肿瘤局部治疗领域的研究热点之一。因为电纺丝技术的多功能性，通过调整电纺纤维的结构和载药方式，可以满足不同的辅助治疗需求。本文从不同的电纺丝功能设计阐述了电纺丝纳米纤维膜在局部治疗领域的研究进展，并展望其发展前景。
医疗 2024年11月06日
高熵合金纳米电催化剂的合成

高熵合金纳米电催化剂的合成

摘要： 相较于单金属和双金属催化剂，高熵合金（HEAs）催化剂因具有多种活性位点而表现出优异的协同效应和催化活性，当其粒径细化至纳米尺度时， 纳米尺寸效应与多元活性位点赋予了高熵合金纳米颗粒（np-HEAs）催化剂较低的过电位，近年来在电化学领域逐渐成为研究热点。目前，np-HEAs催化剂的合成方法有脱合金法、热冲击法、低温液相共还原法、机械合金法、激光烧蚀法及溅射沉积法等。综述了近年来np-HEAs催化剂合成的研究现状，总结了提高其催化活性的策略及措施，并展望了np-HEAs催化剂的未来发展方向。
新材料 2024年11月06日
新一代高技术宽带钢轧机电工钢高精度板形控制研究进展

新一代高技术宽带钢轧机电工钢高精度板形控制研究进展

摘要: 自由规程轧制是实现柔性一体化生产组织和追求最大生产效率的必要途径, 板形控制一直是制约电工钢自由规程轧制的瓶颈难题。阐述了国际上对新一代高技术宽带钢轧机机型的不断探索与板形控制技术特征及其日趋复杂化的进展研究;基于热模拟与数学模型构建了电工钢完整轧制过程的高温本构关系, 建立了电工钢热塑性变形过程集成仿真模型, 原创构建了电工钢自由规程轧制完整过程中可同时控制不均匀变形和不均匀磨损的非对称自补偿轧制作用机制、提出了一种由数据与机理融合驱动的电工钢自由规程轧制形性协同的非对称自补偿轧制轧辊辊形、液压窜辊和液压弯辊的高精度融合控制方法。结合生产实际提出了新一代高技术热连轧自由规程轧制过程的全板形融合π机型与板形控制创新技术, 突破性实现了高效低成本对新一代高技术宽带钢轧机自由规程轧制的高精度板形控制, 为现场工业生产提供了理论基础和创新实现路径。最后展望了宽幅电工钢高精度板形控制的创新发展趋势。
钢铁 2024年11月06日
低周疲劳的结构应变法在铁路货车上的工程应用

低周疲劳的结构应变法在铁路货车上的工程应用

摘要： 为了开展铁路货车车体焊接结构的低周疲劳寿命预测，详细推导了理想弹塑性结构应变计算理论，基于计算理论进行了程序设计，并通过焊接接头试验进行了验证. 进一步开展了平面应变焊接接头模型的仿真计算结果和结构应变法计算结果的对比，探讨结构应变法的使用条件. 最后，将虚拟台架与结构应力变结合开展了快捷货车的低周疲劳寿命分析的工程应用. 结果表明：提出的低周疲劳的结构应变方法及其计算程序，当结构应力与屈服强度的差值在150 MPa 以内时，理想弹塑性结构应变计算结果与实际结果一致，能够解决铁路货车低周疲劳寿命预测问题；当结构应力与屈服强度差值超过150 MPa 后，随着结构应力的增加，误差也增加. 该文的研究为低周疲劳的结构应变法工程推广应用提供了良好的技术支撑.创新点： (1) 完成了基于平面应变状态的结构应变计算方法的程序设计.(2) 基于平面应变模型的结构应变法的适用性分析.(3) 系统开展虚拟台架与结构应变法相结合的货车车体工程应用.
机车 2024年11月06日
高熵稀土氧化物热障涂层材料研究进展

高熵稀土氧化物热障涂层材料研究进展

摘要：热障涂层（Thermal barrier coating,TBC）材料在航空发动机和燃气轮机的热防护中具有保护高温合金基底免受氧化及腐蚀，并降低高温合金的工作温度的重要作用。新型热障涂层材料中存在许多高熵稀土氧化物，能够实现比单一主成分稀土氧化物更优异的热学、力学、高温相稳定性以及抗烧结、耐腐蚀等性能。但是目前对高熵稀土氧化物的研究仍然停留在初步阶段，其中稀土元素对材料性能的作用尚未完全明确，且没有形成统一标准。简要概述了热障涂层的基本结构，并重点总结了高熵锆酸盐、铈酸盐、铪酸盐、钽酸盐和铌酸盐等５种高熵稀土酸盐的晶体结构、热物理性能与力学性能。对比分析了其与相应的单一组分稀土酸盐的差异，并探讨了影响其性能优劣的多种因素。相比于单一组分稀土氧化物，高熵稀土氧化物的热导率、热膨胀系数和相稳定性均有明显改善。最后，展望了未来高熵稀土热障涂层的发展方向。
新材料 2024年11月05日
新型电化学传感器在生物分子检测中的研究进展

新型电化学传感器在生物分子检测中的研究进展

摘要：随着“提高全民健康素养”的号召深入人心，自主健康监测的需求也逐渐扩大，代谢物分析在健康管理过程中占据不可替代的重要作用。与质谱法、色谱法和光谱法等传统分析技术相比，电化学传感器因其选择性强、灵敏度高和检测范围宽，在生物医学、环境科学、材料科学等领域均显示出巨大的应用潜力。目前，科研工作者已经开发出多种面向生物代谢物检测的电化学传感器，用于确定离体体液中疾病标志物的水平或进行在体实时动态监测。以生物分子检测为切入点，综述了便携式、植入式和可穿戴式新型电化学传感器在疾病相关代谢物分析中的应用进展，并对这些传感装置进行总结和比较，以期为生物传感器的创新及临床应用拓展提供参考。
交叉 2024年11月05日
铱及铱合金涂层的研究现状与展望

铱及铱合金涂层的研究现状与展望

摘要： 铱（Ir）是一种超高温抗氧化材料，其不但熔点高、硬度大，而且在高温下具有极强的稳定性和极低的氧渗透率。所以，Ir涂层被广泛地应用于碳基材料与难熔金属的高温防护方向，在航天领域的应用前景十分广阔。首先介绍了Ir涂层的多种制备技术，对其中的几种重点制备技术进行了详细介绍，论述了不同制备技术的优缺点，介绍了制备技术的组合以及改进方式。并且对不同制备技术和不同制备条件下所制得Ir涂层的晶体微观结构进行了介绍， 并论述了微观结构对涂层性能方面的影响，包括涂层的力学性能以及抗氧化性能等，最后总结了微观结构对涂层性能的影响规律。由于纯Ir涂层存在不足之处，介绍了应用表面合金化制备出的Ir合金涂层，并重点介绍了Ir-Al，Ir-Hf，Ir-Hf-Al和Ir-Hf-Zr等合金体系的性能和规律，探讨了未来多元Ir合金涂层的应用发展趋势。最后，对Ir及Ir合金涂层的研究进行了展望。
稀有 2024年11月05日
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