液态金属高性能冷却技术:发展历程与研究前沿

 "热障"问题已经成为阻碍高端电子芯片和光电器件向更高性能发展的重要挑战,发展高性能芯片冷却和热管理技术迫在眉睫。作为一大类新兴的热管理材料,液态金属在对流冷却、热界面材料、相变热控等领域均带来了观念和技术上的巨大革新,打破了传统冷却技术的性能极限,给大量面临"热障"难题的器件和装备的冷却提供了全新解决方案,有望在国防、航空航天、能源系统及民用电子设备等领域的冷却与热管理系统中发挥重要作用。本文回顾了液态金属先进冷却技术的发展历程,主要包括液态金属对流冷却技术、液态金属热界面材料、液态金属（低熔点金属）相变储能与热控技术、基于液态金属的复合冷却技术等;梳理了液态金属冷却技术中的关键科学与技术问题和面临的挑战。     

藏东南高寒区尼洋河河谷地带不同土地利用方式土壤抗蚀性研究

土壤抗蚀性是评价土壤侵蚀潜在发生可能性的重要综合性指标,研究高寒河谷地带不同土地利用方式土壤抗蚀性为土地利用模式优化和资源整合提供理论依据.本文应用主成分分析法对藏东南高寒区尼洋河流域5种不同土地利用方式下的3大类、13个土壤抗蚀性指标进行分析研究.研究结果表明:土壤团粒类指标和有机质能很好地反映土壤抗蚀性,0.25 mm水稳性团聚体质量分数、0.5mm水稳性团聚体质量分数、0.25 mm非水稳性团聚体质量分数、水稳性指数、平均重量直径、团聚体结构破坏率、有机质7个指标对土壤抗蚀性的影响最为明显,是表现不同土地利用方式土壤抗蚀性的最佳指标.各抗蚀性指标值基本表现出(0～15)cm(16～30)cm规律.通过建立权重求和模型发现0～15 cm表层土壤抗蚀性能远远大于16～30 cm;最终,通过叠加法得出不同土地利用类型土壤抗蚀性评价从强到弱顺序为:灌木林地(SL)、天然林地(NF)、农耕地(CL)、河滩林地(BL)、人工林地(AF).     

手持技术在高中化学探究实验中的应用——基于Fe~(2+)-邻二氮菲显色法测定市售饮料中的Vc

以高中化学选修六课题二"身边化学问题的探究之饮料的研究"为例,利用Fe~(2+)-邻二氮菲(phen)显色反应,设计了基于手持技术测定饮料中维生素C(Vc)的探究型实验,考察了体系最佳反应条件,并进一步用于市售饮料中Vc质量浓度的测定.该实验设计贴近生活,原理简单易懂,能极大激发和培养学生的学习兴趣和科学探究精神,为手持技术和高中化学实验教学的结合提供了参考.     

C-RAN回传网络中下行资源调度策略

随着移动互联网技术的快速发展、无线终端设备与移动应用流量需求与日俱增,移动用户对无线通信网络的服务质量(quality of service,QoS)要求越来越高、回传网络的压力也越来越大.新出现的云无线接入网(cloud radio access network,C-RAN)能够有效提升网络容量、提高用户服务质量,同时采用无源光网络(passive optical network,PON)作为其回传网络(backhaul),能够为其提供大带宽、高可靠、低时延的回传支撑.在移动应用需求不断变化和回传网络资源有限的条件下,高效的资源调度策略至关重要,其能够有效的提升回传网络资源利用率、降低传输等待时延.为节约回传网络波长资源、提高波长负载均衡性和资源利用率,提出一种下行资源调度策略.根据高热点区域无线用户实时网络需求,综合考虑回传网络波长使用数量、负载均衡性和实时业务分配均匀度等优化目标,采用自适应权重并行遗传算法完成其优化过程,从而实现波长资源动态分配,提升网络资源利用率.仿真结果表明,提出的下行资源调度策略能有效提高网络负载均衡性和网络资源利用率,并降低实时业务等待传输时间.     

基于Jacobian矩阵的5UPS-RPS并联机构全域性能指标分析

提出一种由一个RPS约束分支和5个UPS主动分支构成的新型空间对称五自由度并联机构.为研究动平台和定平台半径变化对该五自由度并联机构速度性能指标的影响规律,利用虚设机构法求出机构一阶和二阶影响系数矩阵,并推导了速度和加速度表达式,利用推导的Jacobian矩阵对机构进行速度全域性能指标分析,并绘出上述性能指标图谱,得到动平台和定平台尺寸变化对并联机构性能的影响趋势,同时也得到所给动平台和定平台尺寸范围内速度性能较好的尺寸,为机构优化设计提供了理论依据.      

高压天然气管道喷射火热辐射计算

天然气燃爆喷射火事故可能造成人员建筑严重损害,为研究大型天然气喷射火燃爆特性,使用CFD计算软件,对质量流量在5 kg/s以上,压力分别为12 MPa与6 MPa,泄漏孔径在25 mm、50 mm与100 mm时的高压天然气喷射火进行仿真,得到这六种工况下喷射火火焰尺寸、温度分布和近地热辐射强度分布曲线,并得到喷射火长度与宽度和泄漏孔直径的线性变化关系.与喷射火常用的Thornton模型对比,仿真结果计算的火焰长度基本符合,热辐射结果在泄漏中心30 m以外基本相近,两种方法都可用于估算远距离喷射火热辐射强度,为天然气设施安全设计提供参考.     

Nanoengineering of amino - functionalized mesoporous silica nanospheres as nanoreactors

Selective functionalization of mesoporous silica nanospheres (MSNs) is crucial for nanoengineering of MSNs. Herein, we have combined “surface-protected etching strategy” and “cationic surfactant assisted etching strategy” to prepare functionalized MSNs with externally attached amino groups. The externally attached NH2 groups endow the catalysts with excellent catalytic performance for nitroaldol reaction between nitromethane and benzaldehyde. In addition, those NH2-MSNs can also be used to support gold nanoparticles, which display very good catalytic performance for reduction of 4-nitrophenol. It can be envisioned that the synthesis protocol developed in this work could also be extended to nanoengineered MSNs, which provides opportunities for nanoreactors design.     

基于集对分析的城市供水管网漏损预测及降漏研究

为了降低管网漏损水平,保障城市供水安全性和可靠性,以云南省某城市典型供水片区作为研究对象,运用集对分析漏损预测模型（SPA LF）,从供水管网漏点数和漏点率两个方面分析了不同管材漏损的实际情况,预测未来不同管材的漏损趋势。该研究能够提高供水企业主动检漏水平与供水安全可靠性,降低管网漏损率与供水成本。     

荞麦立枯丝核菌发酵液对苦荞萌发和生长的影响

采用胚根生长抑制法测定了荞麦立枯丝核菌发酵液对苦荞种子萌发和生长的影响.结果表明:立枯丝核菌Rs-1发酵液对苦荞种子萌发和生长具有明显的抑制作用,其抑制效果与发酵液类型、处理浓度和添加时间紧密相关;苦荞种子经马铃薯葡萄糖培养基(PD)发酵液、查氏(CD)发酵液和以蛋白胨为氮源的查氏发酵液处理后,其根长受到明显的抑制,仅为1.02、0.44和0.07 cm,与空白对照相比较,其抑制率分别为81.1%、92.9%和98.8%;当PD发酵液/灭菌发酵液处理浓度为100%时,对根长的抑制率可达92.3%和92.7%;PD发酵液/灭菌发酵液在第0 d处理苦荞种子时,对根长抑制效果最为显著,抑制率达到96.7%和96.0%;80℃下处理20 min后的PD发酵液,对苦荞根的生长仍有显著抑制效果,其抑制率可达98.8%.本研究结果为荞麦立枯丝核菌致病机制的深入研究提供了依据.     

激光重熔高速电弧喷涂FeNiCrAl涂层的组织与断裂韧性

采用激光技术对高速电弧喷涂FeNiCrAl涂层进行重熔处理.分析了重熔前后涂层的组织结构、物相成分、显微硬度与断裂韧性.结果表明:重熔后,喷涂层片层状堆叠结构与孔隙得到消除,组织结构变得均匀、致密,涂层与基体由机械结合变为冶金结合.喷涂层物相主要有α-Fe及金属间化合物AlFe₃,AlFe和Al_0.4Fe_0.6,重熔后,生成了新相Fe-Cr,［Fe, Ni］固溶体和碳化物NiC_○x.重熔后涂层的平均显微硬度为7.79GPa,约为基体硬度(2.5GPa)的3倍,约为喷涂层硬度(6.0GPa)的1.3倍.载荷为4.9,9.8N时,喷涂层的压痕尖头出现裂纹,涂层平均断裂韧性为1.20MPa·m^1/2,载荷为2.94~9.8N时,重熔后涂层的压痕尖头均没有观察到裂纹.