负持续光电导效应及其神经形态计算应用

摘要:随着人工智能的快速发展,传统冯·诺依曼架构在算力提升上面临瓶颈,难以满足深度学习等算法对高效、高速计算的需求。神经形态计算应运而生,其受人脑启发,采用数据处理与存储一体架构,具备高度并行性和超低功耗优势。负持续光电导(Negative persistent photoconductance,NPPC)效应是指半导体材料或器件电导在光照下降低,且停止光照后仍可较长时间保持的现象。基于NPPC效应的神经形态器件能够在光信号变化时灵活调节电导,从而实现更精准的信息感知和处理,在复杂交互环境中展现出显著优势,并有助于降低系统能耗,简化硬件架构,这些特性使其在神经形态计算领域具有重要的应用价值和发展潜力。本文从光电导效应的基本原理出发,梳理了NPPC效应的物理机制,包括电荷转移、缺陷捕获、电荷隧穿和极化切换。进一步从模拟突触和模拟神经元的角度系统分析了NPPC效应在神经形态计算中的应用,并展望了NPPC神经形态器件未来面临的机遇和挑战。

航空发动机用表面强化技术的发展与建议

摘要:航空发动机关键零件一旦发生疲劳失效,将危及航空器的飞行安全。疲劳失效主要起源于零件表层与亚表层的冶金、工艺、环境因素形成的缺陷,继而在服役累计损伤下扩展,造成零件突然无宏观塑性变形破坏,因此可能造成严重风险。表面强化利用金属零件表面冷作硬化引入微观变形层,可在不影响金属本体性能的前提下,大幅提高金属构件的疲劳、应力腐蚀开裂抗力等耐久性指标,特别适用于在高性能工况下长寿命服役的航空发动机部件。基于先进发动机的研制需求,本文对比国内外典型表面强化技术的发展现状,提出结构适应性增强、介质优化、智能化、融入强度设计等发展建议,并给出保障表面强化快速发展和有效应用的支撑策略,为新型航空发动机研制和表面强化技术发展提供决策参考和技术支撑。

硅基太阳能电池正面银浆的发展

摘要:随着硅基太阳能电池技术的快速发展,正面银浆作为关键材料备受关注。其性能主要受导电相、粘结相、有机载体这三种材料的影响。深入研究它们的结构与性能的关系,对优化浆料性能、降低成本和提高生产率具有重要意义。本文综述了导电相、粘结相和有机载体的性能、结构及制备工艺的研究现状,为优化银浆配方提供指导,并为硅基太阳能电池产业的高性能、可持续发展提供参考。

石墨烯增强铜基复合材料研究现状

摘要:石墨烯增强铜基复合材料因兼具石墨烯的优异特性与铜的良好性能, 在电子、能源、机械等领域极具应用前景, 成为铜基复合材料研究的热点。全面综述其研究现状, 首先重点介绍粉末冶金法、原位生长法、电化学沉积法、分子水平混合法、累积叠轧法和激光选区熔化法多种制备工艺, 分析了各方法优缺点, 然后深入探讨了针对石墨烯与铜基体界面结合差、石墨烯分散不均匀和易团聚等问题提出的优化方案, 并阐述了石墨烯作为增强相对铜基复合材料性能的增强机理。最后对石墨烯增强铜基复合材料在工艺创新、性能协同优化及应用领域拓展等方向的发展趋势作出展望, 旨在为其未来深入研究与实际应用提供参考。

基于特征工程和机器学习的高熵合金相结构预测

摘要:通过数据筛选去除不合理及冗余数据,获得788 个高熵合金数据集,总结了13 个预测相结构的特征参数并采用皮尔逊相关系数法去除冗余,采用去除特征法确定特征输入模型的顺序与数量,对比正则化、稳健标准化、极差归一化、标准差标准化4 种特征数据集标准化预处理方法,对比随机森林、支持向量机和最近邻回归3 种算法,通过交叉验证,确定最佳预处理方法和算法,建立机器学习模型,并采用该模型预测高熵合金相结构。结果表明:综合考虑模型精度与效率,选取熔点标准差、价电子浓度标准差、原子半径差、混合熵、合金组成元素熔点平均值、价电子浓度、混合焓、电负性差、平均原子半径作为特征集,并以该顺序输入模型;最佳特征数据集预处理方法为标准差标准化,最佳算法为随机森林算法,构建的模型预测金属间化合物、无定形相、面心立方相、体心立方相的精度分别为95%,89%,88%,90%,预测面心立方+体心立方复合相、体心立方相+金属间化合物混合物的精度在76%左右,精度总体较高,验证了模型的泛化能力。

3D打印聚合物转化SiOC(Fe)陶瓷及其结构性能

摘要:将聚合物前驱体转化SiOC(Fe) 陶瓷技术与光固化3D 打印技术结合,成功开发出一种乙烯基二茂铁(VcFe)改性的聚合物前驱体光敏树脂。该树脂兼具较低黏度、高光敏性和良好固化强度,能够成形具有复杂几何结构和微纳特征的前驱体模型。在1000 ℃ 氩气气氛中裂解,获得形状完整、收缩均匀的SiOC(Fe) 陶瓷部件(质量保留率为45.27%,密度为1.89 g/cm3,线收缩率为32.94%)。同时系统研究裂解过程中的物相演变规律与体积收缩规律特性,并表征陶瓷产物硬度(1000 ℃ 裂解后硬度达5.93 GPa)。本研究验证光固化3D 打印技术结合聚合物前驱体转化陶瓷技术制备复杂结构SiOC(Fe) 陶瓷的可行性,为该技术的应用提供指导。

生物质基导电油墨研究进展

摘要:在电子技术日新月异的当下,导电油墨作为智能印刷的核心材料,具有广阔的发展前景。传统导电油墨常以合成材料为主,其制备工艺相较于生物质材料更复杂,且其中间产物多样,对环境也存在潜在的影响。因此,以绿色著称的生物质材料合成导电油墨有其独特优势。本文着重概述近年来以生物质材料合成导电油墨的研究进展,对其进行详细介绍并对其未来发展趋势进行展望,旨在为印刷电子产业绿色转型提供一定的参考和指导。

刀具刃口钝化技术及对刀具性能影响的研究进展

摘要:刀具刃口的几何结构对其切削性能和使用寿命具有重要影响,刃口钝化技术通过调控刃口形貌、减少微观缺陷,可显著改善刀具的切削稳定性和耐磨性,因而成为提升刀具性能的重要工艺手段。对刃口钝化技术的原理、特点及其对刀具切削性能的影响展开综述,深入探讨拖曳式钝化、毛刷钝化、微喷砂钝化、振动钝化、磁磨粒钝化、磨料射流钝化等多种刃口钝化技术的优势与局限性,并分析刃口钝化对刀具寿命、切屑形态、工件表面质量及物理力学的影响。研究指出,不同的钝化方式及工艺参数可对刃口微观形貌及其力学性能产生重要调控作用。未来刃口钝化技术的研究重点将聚焦于超硬材料的精密钝化机理与方法创新、形貌的精确设计与钝化参数协同优化、多尺度表征与性能评价体系的系统构建以及高精度智能化钝化装备的研发与应用,这些研究的突破将推动刃口钝化技术向智能化、精密化和系统化方向发展。