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化学与材料科学

  • 镁合金表面TiO_2二维薄膜的制备及其耐腐蚀性能研究

    鲍钉杰;郑梦姣;刘子义;武恒;刘琪;

    由于镁是一种较为活泼的金属,容易被氧化,且生成的氧化膜不具备保护性,这会进一步加快镁的腐蚀速率。通过在镁合金表面制备一层保护膜来阻断其与腐蚀物质的接触,从而增强镁合金的耐腐蚀性。首先根据已有文献制备TiO_2胶体,然后利用电泳沉积法,以镁合金基样为阳极,在其表面制备TiO_2薄膜,电泳液为上述TiO_2胶体,并探究了制备过程中的各项实验参数(不同电泳时间和不同沉积时间)对样品的影响。采取XRD、SEM等测试方法对制备的TiO_2薄膜进行分析,并进一步测试样品的极化曲线并做出分析。通过一系列参数优化可知,最优参数为电泳电压20 V,沉积时间90 s,此时制备的TiO_2薄膜的腐蚀电位最正,为-1.26 V,同时腐蚀电流密度也最低,为4.21×10~(-6) A/cm~2。

    2024年02期 v.39;No.147 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1524K]
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  • NiCoSe_2纳米微球的合成和电化学检测水中As(Ⅲ)的研究

    李开元;罗永春;孙宇峰;

    NiCoSe_2纳米微球通过构建双金属活性位点有利于提高界面电荷转移速率,协同增强活性位点的本征活性,促进电催化性能的提升,在检测As(Ⅲ)方面灵敏度可达0.34μA/ppb。在反应体系中存在Ni(Ⅱ)/Ni(Ⅲ)和Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)循环。类芬顿反应加快了电子转移速率,改善了电化学检测信号。相较于单一金属体系,第二种金属的引入可以激活原有的金属活性位点。硒化物相较于氧化物、硫化物拥有更强的金属性,拥有良好的导电性,在重现性、稳定性等方面性能较好,实现了在真实水样中稳定检测As(Ⅲ),这些结果表明NiCoSe_2作为检测As(Ⅲ)的电极修饰材料在电化学领域具有潜在的应用前景。

    2024年02期 v.39;No.147 8-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2676K]
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  • NiCoSe_2纳米微球的合成和电化学检测水中As(Ⅲ)的研究

    李开元;罗永春;孙宇峰;

    NiCoSe_2纳米微球通过构建双金属活性位点有利于提高界面电荷转移速率,协同增强活性位点的本征活性,促进电催化性能的提升,在检测As(Ⅲ)方面灵敏度可达0.34μA/ppb。在反应体系中存在Ni(Ⅱ)/Ni(Ⅲ)和Co(Ⅱ)/Co(Ⅲ)循环。类芬顿反应加快了电子转移速率,改善了电化学检测信号。相较于单一金属体系,第二种金属的引入可以激活原有的金属活性位点。硒化物相较于氧化物、硫化物拥有更强的金属性,拥有良好的导电性,在重现性、稳定性等方面性能较好,实现了在真实水样中稳定检测As(Ⅲ),这些结果表明NiCoSe_2作为检测As(Ⅲ)的电极修饰材料在电化学领域具有潜在的应用前景。

    2024年02期 v.39;No.147 8-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 2676K]
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  • 石墨烯增强铜复合材料摩擦性能研究

    王昊;王秒;刘大钊;吴磊;

    通过原位合成石墨烯结合粉末烧结法制备了石墨烯增强铜复合材料,然后在空气环境中研究石墨烯增强铜复合材料的摩擦性能。实验选用直径为6 mm的WC磨球与复合材料组成摩擦副,利用摩擦磨损试验机对材料进行摩擦磨损测试。采用SEM、EBSD、EDS和三维轮廓形貌仪等相关检测设备对复合材料的微观组织结构以及磨损的表面形貌结构进行分析表征。结果表明,相比于纯铜材料,石墨烯增强铜复合材料具有更低的摩擦系数,这主要归功于复合材料较高的硬度以及石墨烯的自润滑效应。最后结合复合材料的磨损形貌给出了相关的磨损机制。

    2024年02期 v.39;No.147 19-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1642K]
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机械与车辆工程

  • 基于灰狼算法的半主动悬架模糊PID控制研究

    顾黄一;汪石农;陈德政;

    为了进一步满足人们对于汽车行驶平顺性与乘坐舒适性的需求,设计了一种汽车半主动悬架的模糊PID控制器。根据悬架系统特性与专家经验选择了合适的模糊控制规则表,并且采用灰狼算法优化模糊PID控制器的量化因子和比例因子。在Matlab/Simulink环境下运用高斯白噪声法建立路面激励模型作为悬架系统的输入,通过仿真实验,与无主动控制力的被动悬架和模糊控制的半主动悬架进行对比分析。研究数据表明:采用本文提出的基于灰狼算法优化的模糊PID控制策略后,汽车悬架系统行驶平顺性的三大性能指标,即轮胎动位移、悬架动行程、车身垂直加速度相比无主动控制力的被动悬架系统分别下降了19.23%、6.09%和74.36%,而采用模糊控制策略只下降了16.89%、3.35%和61.81%。仿真数据验证了采用本文所提出的控制策略后,大幅改善了汽车的悬架性能。

    2024年02期 v.39;No.147 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1737K]
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  • 基于灰狼算法的半主动悬架模糊PID控制研究

    顾黄一;汪石农;陈德政;

    为了进一步满足人们对于汽车行驶平顺性与乘坐舒适性的需求,设计了一种汽车半主动悬架的模糊PID控制器。根据悬架系统特性与专家经验选择了合适的模糊控制规则表,并且采用灰狼算法优化模糊PID控制器的量化因子和比例因子。在Matlab/Simulink环境下运用高斯白噪声法建立路面激励模型作为悬架系统的输入,通过仿真实验,与无主动控制力的被动悬架和模糊控制的半主动悬架进行对比分析。研究数据表明:采用本文提出的基于灰狼算法优化的模糊PID控制策略后,汽车悬架系统行驶平顺性的三大性能指标,即轮胎动位移、悬架动行程、车身垂直加速度相比无主动控制力的被动悬架系统分别下降了19.23%、6.09%和74.36%,而采用模糊控制策略只下降了16.89%、3.35%和61.81%。仿真数据验证了采用本文所提出的控制策略后,大幅改善了汽车的悬架性能。

    2024年02期 v.39;No.147 24-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 1737K]
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  • 长尾夹输送振动盘设计与仿真分析

    雷经发;孙寅;张淼;刘涛;

    为满足长尾夹淬火工艺所需的竖直紧凑排列送入淬火炉的要求,设计专用的输送振动盘,并对输送过程进行运动仿真分析。首先设计振动盘结构,建立三维模型。然后确定振动盘各部件材料参数和动力参数等,对振动盘及其输送物料进行运动仿真,模拟长尾夹在振动盘中的运动状态,以检验振动盘设计的合理性。通过ADAMS运动仿真确定振动盘合适的振动频率,从而保证长尾夹能够以竖直站立的姿态平稳输送至振动盘的出口处,进而进入淬火炉。并对振动盘中易损坏的零件弹簧板,设计了三种结构,通过有限元应力应变分析比较,得出最优结构为3块3 mm厚弹簧板。最后制作实物样机验证振动盘输送长尾夹符合淬火工艺需求,设计合理可靠。

    2024年02期 v.39;No.147 32-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 2213K]
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  • 基于改进YOLOv5s的交通标志检测

    周晋伟;王建平;阜远远;张太盛;方祥建;王嘉鑫;王天阳;

    在自动驾驶领域准确实时地检测出小目标交通标志具有重要意义,本文针对YOLOv5s算法检测小目标交通标志精度低、漏检等问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的交通标志检测算法。将Transformer编码结构与C3模块结合,用新的C3TR替换主干网络中最后一个C3模块,提高主干网络对图像全局特征信息的提取能力;用EIoU Loss替换YOLOv5s的定位损失函数,提高模型检测框的回归精度;在多尺度检测部分,通过增加一层浅层检测层作为更小目标的检测层,提高对小目标交通标志的检测能力。实验结果表明,改进YOLOv5s检测算法在CCTSDB数据集上的平均检测精度(mAP)为93.1%,比原YOLOv5s提升了3.6%,对小目标交通标志检测精度更高。

    2024年02期 v.39;No.147 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2163K]
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  • 基于改进YOLOv5s的交通标志检测

    周晋伟;王建平;阜远远;张太盛;方祥建;王嘉鑫;王天阳;

    在自动驾驶领域准确实时地检测出小目标交通标志具有重要意义,本文针对YOLOv5s算法检测小目标交通标志精度低、漏检等问题,提出了一种基于改进YOLOv5s的交通标志检测算法。将Transformer编码结构与C3模块结合,用新的C3TR替换主干网络中最后一个C3模块,提高主干网络对图像全局特征信息的提取能力;用EIoU Loss替换YOLOv5s的定位损失函数,提高模型检测框的回归精度;在多尺度检测部分,通过增加一层浅层检测层作为更小目标的检测层,提高对小目标交通标志的检测能力。实验结果表明,改进YOLOv5s检测算法在CCTSDB数据集上的平均检测精度(mAP)为93.1%,比原YOLOv5s提升了3.6%,对小目标交通标志检测精度更高。

    2024年02期 v.39;No.147 40-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 2163K]
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自动化与信息工程

  • 基于注意力机制的CNN-BiGRU模型预测风力发电功率

    巩冠华;娄柯;尹杰;李冬玉;

    风能作为清洁能源,在新能源领域深受重视,但由于风力发电不稳定的出力情况制约着其应用和发展,预测其下一阶段工作功率可以有效提高能源的利用,降低系统维护难度。基于风电场的历史时序数据、风速和叶片桨距角数据,针对风电场的短期功率预测提出一种基于注意力机制的卷积神经网络(CNN)和双向门控制循环单元(BiGRU)的融合模型(CNN-BiGRU-AM)。首先通过CNN提取数据的空间特征,再将其所获取的特征传递到BiGRU,通过BiGRU学习时间特征,最后通过注意力机制捕获两个模型输出的关键时空特征,通过训练后的参数建立模型,将数值气象预报(NWP)的风速等数据输入模型中,输出所需求的风力发电功率预测结果。输出的风力发电功率预测结果由平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)来评估模型预测的精度,并将多个经典模型、不加注意力机制的融合模型、不同位置引入注意力机制的融合模型和此模型预测效果进行对比,结果显示本文所提出的模型精度更高更稳定。

    2024年02期 v.39;No.147 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K]
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  • 基于注意力机制的CNN-BiGRU模型预测风力发电功率

    巩冠华;娄柯;尹杰;李冬玉;

    风能作为清洁能源,在新能源领域深受重视,但由于风力发电不稳定的出力情况制约着其应用和发展,预测其下一阶段工作功率可以有效提高能源的利用,降低系统维护难度。基于风电场的历史时序数据、风速和叶片桨距角数据,针对风电场的短期功率预测提出一种基于注意力机制的卷积神经网络(CNN)和双向门控制循环单元(BiGRU)的融合模型(CNN-BiGRU-AM)。首先通过CNN提取数据的空间特征,再将其所获取的特征传递到BiGRU,通过BiGRU学习时间特征,最后通过注意力机制捕获两个模型输出的关键时空特征,通过训练后的参数建立模型,将数值气象预报(NWP)的风速等数据输入模型中,输出所需求的风力发电功率预测结果。输出的风力发电功率预测结果由平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)来评估模型预测的精度,并将多个经典模型、不加注意力机制的融合模型、不同位置引入注意力机制的融合模型和此模型预测效果进行对比,结果显示本文所提出的模型精度更高更稳定。

    2024年02期 v.39;No.147 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1674K]
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纺织与服装工程

  • 纳米铜对棉织物的导电和抗菌整理

    李小娟;李杰;阮芳涛;宋政飞;何明舜;殷茂力;

    通过氧化还原法制备直径为5 nm左右的纳米铜颗粒,并用制备的纳米铜颗粒对棉织物进行改性,通过织物后整理的方法将纳米铜负载在棉纤维表面,获得具有导电、抗菌性能的棉织物,然后以扫描电镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、热失重(TGA)等对整理前后的棉织物进行表征分析。结果表明:纳米铜改性后的棉织物(纳米铜/棉织物)具有优异的抗菌性能和导电性能。同时,样品在储存180天后仍具有良好的抗菌和导电稳定性。纳米铜颗粒改性的棉织物不但拓宽了纳米颗粒的应用领域,同时为储存稳定性功能纺织品的研究提供了新的制备思路和潜在发展方向。

    2024年02期 v.39;No.147 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K]
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  • 纳米铜对棉织物的导电和抗菌整理

    李小娟;李杰;阮芳涛;宋政飞;何明舜;殷茂力;

    通过氧化还原法制备直径为5 nm左右的纳米铜颗粒,并用制备的纳米铜颗粒对棉织物进行改性,通过织物后整理的方法将纳米铜负载在棉纤维表面,获得具有导电、抗菌性能的棉织物,然后以扫描电镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)、热失重(TGA)等对整理前后的棉织物进行表征分析。结果表明:纳米铜改性后的棉织物(纳米铜/棉织物)具有优异的抗菌性能和导电性能。同时,样品在储存180天后仍具有良好的抗菌和导电稳定性。纳米铜颗粒改性的棉织物不但拓宽了纳米颗粒的应用领域,同时为储存稳定性功能纺织品的研究提供了新的制备思路和潜在发展方向。

    2024年02期 v.39;No.147 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1513K]
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  • 氧化-叔胺化淀粉的制备及其对羊毛低温性能的影响

    吴宇洁;张悦;李伟;刘耀城;操若辰;

    为提高淀粉在羊毛经纱低温上浆中的应用效果,在碱性条件下,制备氧化玉米淀粉(OCS)并与醚化剂(二甲氨基甲酰氯)反应制备氧化-叔胺化淀粉(OTAS),使用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对其进行了表征分析,并考察了这种变性对淀粉溶解度及其低温粘度及粘度热稳定性、粘附性、羊毛经纱上浆等性能的影响。结果表明,OTAS能有效降低淀粉的低温粘度,提高其低温粘度热稳定性,提高其溶解度及其对羊毛纤维的低温粘合性能,提升淀粉膜的溶胀度、溶解率,缩短水溶时间,降低膜脆性,具有更好的低温浆纱性能。随着取代度增加,OTAS的低温粘度、溶解度及其对羊毛纤维的低温粘附性能均逐渐提升,从而为OTAS在羊毛经纱低温上浆中的应用奠定了基础。

    2024年02期 v.39;No.147 63-70+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K]
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  • 氧化-叔胺化淀粉的制备及其对羊毛低温性能的影响

    吴宇洁;张悦;李伟;刘耀城;操若辰;

    为提高淀粉在羊毛经纱低温上浆中的应用效果,在碱性条件下,制备氧化玉米淀粉(OCS)并与醚化剂(二甲氨基甲酰氯)反应制备氧化-叔胺化淀粉(OTAS),使用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对其进行了表征分析,并考察了这种变性对淀粉溶解度及其低温粘度及粘度热稳定性、粘附性、羊毛经纱上浆等性能的影响。结果表明,OTAS能有效降低淀粉的低温粘度,提高其低温粘度热稳定性,提高其溶解度及其对羊毛纤维的低温粘合性能,提升淀粉膜的溶胀度、溶解率,缩短水溶时间,降低膜脆性,具有更好的低温浆纱性能。随着取代度增加,OTAS的低温粘度、溶解度及其对羊毛纤维的低温粘附性能均逐渐提升,从而为OTAS在羊毛经纱低温上浆中的应用奠定了基础。

    2024年02期 v.39;No.147 63-70+85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1283K]
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经济与管理科学

  • 气候变暖下基于绿色技术进步的社会最优资源配置研究

    李婧雅;费为银;梁勇;

    全球变暖导致自然灾害频发,绿色技术水平影响社会最优资源配置。首先建立考虑绿色技术水平、碳减排、气候灾害等的动态模型,利用动态优化理论推导出价值函数满足的哈密尔顿-雅克比-贝尔曼(HJB)方程。通过数值模拟找到了在已有的资本累积和资源约束下使得代表性家庭预期效用最大化的最优资源配置策略,并且得出结论:绿色技术的进步虽然对投资和公司价值有负面影响,也使得经济增长增速减缓,但是它降低了碳减排成本和减灾成本,同时刺激了消费,使社会总消费增加。

    2024年02期 v.39;No.147 71-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1005K]
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  • 农村劳动力转移、技术进步与农业碳生产率——基于PVAR模型的实证分析

    梅琼;

    在气候变化背景下,提高农业碳生产率是我国农业实现低碳转型的关键。本文以2005-2021年30个省的面板数据为基础,运用PVAR模型,对农村劳动力转移、农业技术进步与农业碳生产率的关系进行深入研究。结果表明:农村劳动力转移对农业技术进步有显著的正向作用;农业技术进步对农业碳生产率表现出显著的正向影响;农业碳生产率对农业技术进步也有一定的正向冲击,农业碳生产率的提升一定程度上倒逼农业技术进步;三者都存在较强的自我强化机制,但对另外两者的贡献度都较低。

    2024年02期 v.39;No.147 78-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 960K]
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  • 基于Super-SBM方法的省级交通运输行业碳排放效率评估研究

    叶春丽;牛军捷;姚彩琴;张孝琪;

    随着全球气候变化日益加剧,交通运输行业的碳排放效率评估与提升备受关注。本文利用Super-SBM模型,结合非期望产出,对2012-2019年我国30个省级行政区的交通运输行业碳排放效率进行了全面评估。在此基础上,运用Malmquist生产率指数(MPI)及其分解方法,揭示了不同区域间交通运输业碳排放效率的变化趋势。研究结果为加强省级交通运输业的环保措施、促进碳减排提供了科学依据,为政策制定者提供了重要参考。

    2024年02期 v.39;No.147 86-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1165K]
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