高效光能转换新媒介:中空多壳层结构材料

光能的捕获和利用为环境、能源和医学等多个领域的发展提供了广阔的前景.为了实现高效的光能转换,对作为媒介的光功能材料的设计至关重要.作为一种新兴的多级微纳材料,中空多壳层结构(hollow multi-shelled structures, HoMSs)材料在光能转换领域中具有诸多优势,其高效的光捕获能力、增强的光生电荷分离能力和灵活可调的壳壁组成等结构特性都能够有效提高材料对光能的转换效率.本文从HoMSs光功能材料在光能转换过程中的优势出发,总结了其在光催化、太阳能电池和光致发光等光能转换领域中的应用研究进展,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

叶酸修饰UiO-66-NH2用作DOX载体研究

以UiO-66 为载体的金属有机框架对盐酸阿毒素（DOX）进行装载，再采用后合成修饰（Post-Synthetic Modification）方法得到DOX@UiO-66-NH₂ DOX@UiO-66-NH₂-FA 纳米粒子，考察UiO-66-NH₂-FA 材料对DOX 的装载能力. 以一锅煮法制备装载DOX 的UiO-66（DOX@UiO-66），采用二乙烯三胺修饰DOX@UiO-66 以制备DOX@UiO-66-NH₂，最后再以叶酸（FA）对DOX@UiO-66-NH₂进行表面化学修饰，构建DOX@UiO-66-NH₂-FA. 通过红外光谱法（IR）对UiO-66、UiO-66-NH₂、UiO-66-NH₂-FA 进行表征. 通过热重分析（TGA）对DOX、UiO-66-NH₂-FA、DOX@UiO-66-NH₂-FA 进行表征，结果表明由DOX 装载在材料UiO-66-NH₂-FA 的DOX@UiO-66-NH₂-FA 可有效的增强其热稳定性.     

基于TRIZ理论解决耐火材料热震试验装置温度波动大的问题

目前,部分耐火材料热震试验装置可操作性差,工作效率低,试验过程中存在炉内温降较大的问题。本文利用功能分析法、因果分析法和冲突分析法,将一般的功能性问题转化为发明问题,确定理想解。其间利用冲突理论中的技术冲突和物理冲突以及物质场模型和76个标准解理论,确定发明原理为NO7套装和NO10预操作,最终根据专业技术背景和实际情况,得到解决方法,即垫板、炉门和手柄的一体化。此方案可以将试样取出时间控制在0.5min内,并且炉内温度波动在25℃内。     

中空介孔ZnO@SiO2微球的制备及其光催化性能

通过三嵌段共聚物P123和PAA两种超分子在乙醇中形成协同模板体系,以溶胶凝胶法成功制备了中空介孔SiO_2微球.通过溶液吸附和高温煅烧的方法将纳米ZnO负载在SiO_2中空球结构中获得ZnO@SiO_2纳米粉体.用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、静态氮气吸附仪和紫外-可见漫反射(DRS)对产物的物相组成、微观形貌、比表面积、带隙宽度等进行表征.结果表明:通过负载的方式,样品的比表面积从208 m~2/g提高到253 m~2/g,孔径分布更加均匀,纳米ZnO高度分散在SiO_2载体中,提高了样品的紫外光催化活性.通过在不同乙酸锌浓度下制备的样品对比表明,在40 mmol/L物质量浓度的乙酸锌溶液中所制得的紫外光催化活性最高,在100 min内可以有效降解亚甲基蓝溶液.     

Fe-11Mn-4Al-0.2C中锰钢动态变形行为及其本构模型

基于准静态和动态拉伸实验，建立Fe-11Mn-4Al-0.2C中锰钢在2×10^-3~200s^-1应变速率下变形行为的Johnson-Cook(J-C)本构模型.结果表明，应变速率对弹性变形阶段无影响.在塑性变形初期，实验钢强度随应变速率增加而增加，在塑性变形中后期，实验钢强度随应变速率增加而减少.实验钢应变速率敏感性(SRS)指数m随着应变的增加，由0.013逐渐转变为-0.018.基于实验数据建立J-C本构模型，拟合效果不佳，存在5.1%的相对误差;通过改变应变速率强化系数，提出修正J-C模型，模型具有更好的拟合效果，表现出更小的相对误差，约为1.6%.     

Exendin-4螺旋结构对生物活性及稳定性的影响

针对Exendin-4的螺旋结构特点, 采用去掉螺旋序列、 用3个连续Ala替换螺旋以及Gln13替换为Tyr13的方式对N端α-螺旋及C端α-螺旋进行改造, 设计出4个结构模拟物. 通过圆二光谱和荧光光谱进行结构分析, 结合模拟物生物活性实验, 分析Exendin-4螺旋结构与生物活性的关系. 结果表明：  Exendin-4的N端螺旋比C端螺旋对生物活性影响更大； 在抗二肽基肽酶（DPPⅣ酶）的稳定性实验中, C端螺旋比N端螺旋具有更好维系Exendin-4稳定性的作用； 螺旋结构中Tyr13可作为提高Exendin-4生物活性的重要优化位点.     

基于40Cr高温动态力学性能的磨削表面动态再结晶行为

通过分离式霍普金森压杆(SHPB)实验得到了40Cr合金钢在高温高应变率下真应力-真应变曲线，据此确定了材料发生动态再结晶的临界条件.采用解析法和实验法分别求解了磨削强化层的温度场和塑性应变场分布.结果表明，磨削强化层在磨削深度方向具有较大的温度和塑性应变梯度;150μm强化层内会发生奥氏体转变;磨削表面最高温度可达1060℃.在磨削亚表面60μm内会产生剧烈的塑性变形，达到了再结晶的临界条件.较大的磨削深度使磨削强化层塑性应变增大，再结晶现象越充分，微观组织细化程度越高.     

基于改进OMP算法的稀疏目标微波关联成像方法

利用稀疏重构类方法进行雷达微波关联成像时, 传统的正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit, OMP)算法在每一次迭代过程中均需要求解目标函数的最小二乘解, 导致成像算法计算复杂度随矩阵规模和迭代次数增加而急剧攀升。针对此问题, 结合频率捷变思想, 提出了一种改进OMP算法的稀疏目标微波关联成像方法。首先, 阐明了微波关联成像机理, 并构建了微波关联成像信号模型; 然后, 利用共轭梯度法对OMP算法中的最小二乘求解步骤进行了改进, 并分析了改进后算法的计算量; 最后, 通过与最小二乘成像方法、匹配滤波成像方法和基于传统OMP稀疏重构的成像方法进行计算机对比仿真实验, 证明了本文算法的正确性与优越性。     

原位生成NbC增强YCF102熔覆层热力学与耐磨性研究

熔覆层性能难以满足特定的工艺要求，已成为限制激光熔覆发展的关键因素之一.鉴于此，在45号钢基体上制备出原位生成NbC增强YCF102熔覆层，并进行了热力学分析.通过XRD，SEM和EDS对其微观形貌及组成成分进行了分析，对其显微硬度及耐磨性进行了研究.结果表明:激光功率的改变对激光熔覆过程中原位反应的反应程度有显著影响，过大或者过小的激光功率均会对原位反应的发生起到抑制作用;YCF102熔覆层中原位生成的NbC颗粒的主要形态为四边形和花瓣形;当激光功率为525W时，原位生成NbC增强YCF102熔覆层具有较高的显微硬度及良好的耐磨性.     

基于域适应与分类器差异的滚动轴承跨域故障诊断

基于数据驱动方法诊断滚动轴承故障时，不同工况下的数据特征分布差异会导致模型诊断性能严重下降.针对这一问题，提出了基于域适应与分类器差异的滚动轴承跨域故障诊断方法.首先利用卷积神经网络对带标记的源域样本和无标记的目标域样本进行特征提取;然后通过2个全连接分类器进行故障分类;最后通过分步优化分类损失、域最大平均差异损失和分类器差异损失，实现源域和目标域之间的域分布对齐，从而实现无标记目标域样本的故障诊断.实验结果表明，所提方法与主流的域适应方法相比具有更高故障诊断准确率，验证了该方法的合理性和可行性.