微生物细胞热分解法磁性化研究

生物约束成型技术是把微生物学、材料学、制造学等有机紧密结合产生的一种制备具有多样形状磁性或导电微颗粒的新技术．本文探讨热分解法生物约束成形技术的可行性,以尺寸在微米级天然具有螺旋形体的螺旋藻的细胞为模板,根据五羰基铁受热分解的原理,研究在其表面包覆纯铁的工艺,并通过光学显微镜、扫描电镜、电子能谱、透射电镜、X射线衍射对颗粒形态、表层成分、相结构进行观察与分析．结果表明,在螺旋藻细胞经热分解五羰基铁包覆处理后,表面有一层铁颗粒沉积;其螺旋形体保持良好,得到的单体表面磁性层厚度、成分基本均匀;文中试验条件下,螺旋形羰基铁颗粒经700℃热处理后变为α-Fe;还探讨了微生物细胞热分解法金属化工艺过程的物理化学反应机理．     

采用PDMS芯模微电铸成形镍微齿轮

以Φ3.60 mm×0.18 mm的微齿轮作为模板,先用软刻蚀技术制备聚二甲基硅氧烷(PDMS)弹性模具,通过将PDMS模具黏附在石墨基片上与在PDMS模具表面喷金制备成两种不同的芯模,再采用微电铸技术成形镍微齿轮.通过对在两种不同芯模上制备的镍微齿轮的结构完整性、铸层的生长方式和物相组成进行对比,分析芯模对微电铸成形的影响.结果表明:表面喷金的PDMS芯模可以精确复制微齿轮模板的微结构.相比于在喷金的PDMS芯模上微齿轮的逐层生长,在石墨基片上微齿轮是以外延的方式生长,在微齿轮中易产生裂纹等缺陷.两种芯模上制备的镍微齿轮晶粒尺寸基本相同,但相比于将PDMS模具黏附在石墨基片上制成的芯模,在喷金的PDMS芯模上成形的镍微齿轮(200)晶面择优取向增强,(111)晶面择优取向减弱,且残余应力更小.     

基于光诱导介电泳的微纳米生物粒子操纵平台关键技术

在分析介电泳的微纳米生物粒子操纵研究现状和存在问题基础上,研究了基于光诱导介电泳的微纳米生物粒子操纵的理论基础和建模仿真,给出了光诱导介电泳芯片在空间电场分布和不同高度介电泳力分布关系．在此基础上进行微操纵系统的核心部件——光电导层芯片的选材、制作工艺和性能分析测试,给出了悬浮液层分压和有效电压频谱关系图．最后,组合机器视觉检测与实时跟踪子系统,构建了基于光诱导介电泳的微纳米生物粒子操纵实验平台,完成了对微纳米生物粒子快速聚集、输运、分离等操纵实验,为建立以微流控芯片为基础的重大疾病的快速、准确、低成本的检测和早期诊断提供了基础．     

单分散球形微／亚微米银粉：BSA模板法制备与表征

以牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BsA）为生物模板，抗坏血酸（L—AA）为还原剂，还原硝酸银或银氨溶液制备尺寸可控、形貌均一的超细银粉．探索不同pH、温度、前驱体浓度等条件对银粉形貌和粒径分布的影响．利用XRD，TEM和SEM等对所得银粉的结构形貌进行了表征分析．结果表明，氨水浓度对银粒子粒径具有较大影响，通过调节氨水用量可获得不同尺寸分布的球形银粉（0．2-2．3μm），有望应用于高性能电子浆料的制造．     

泥沙颗粒表面电荷分布的初步研究

泥沙颗粒表面电荷分布，是研究其与污染物之间吸附和解吸的基础．本文以石英砂颗粒为例，利用扫描探针显微镜（SPM）中的静电力显微镜（EFM）测量技术，用相位成像模式测量了石英砂颗粒表面的微形貌和电荷分布，并统计了两者间的关系．研究表明，石英砂颗粒表面形貌复杂，表面形貌对电荷分布影响较大，电荷大多集中在颗粒表面的鞍部、凸起和凹地部位，而在凹槽、凸脊和平坦部位分布较少．上述研究为揭示其吸附机理和进一步研究天然河流泥沙颗粒的相关性质奠定了基础．     

微生物细胞金属化工艺研究

为生物约束成形加工制备单体, 对微生物材料固囊酵母菌和蜡状芽孢杆菌细胞的化学镀镍磷工艺、细胞形态、镀层成分和相结构进行了研究. 结果表明细胞壁厚的固囊酵母菌金属化后不破裂、不变形；蜡状芽孢杆菌在适当镀层厚度下仍能保持原来形状；镍磷镀层成分及厚度均匀, 为非晶态结构. 还探讨了菌体金属化工艺过程的化学反应机理.     

选择性激光烧结3D打印用高分子复合材料

选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)是基于粉末床的激光3D打印技术.材料对成形件的精度和物理机械性能起着决定性作用,其中高分子基粉末是应用最早,也是目前应用最多、最成功的SLS材料,但是SLS高分子仍存在可用种类少和成形件性能较低等难题.通过添加微/纳米填料或者后处理浸渗等方法制备复合材料,来提高SLS成形件的某些性能以及增加SLS材料种类,已经成为SLS领域材料研究的热点和重点.本文将介绍SLS高分子复合材料的制备方法,综述国内外的研究现状,并对其研究趋势进行展望.     

超宽带通信中补偿天线失真的脉冲成形方法

在超宽带通信系统中，美国联邦通信委员会发布了一个非常严格的频谱规范以限制对其他无线设备的最大允许干扰，因此一些文献提出了不同的脉冲成形方法来满足这一规范．然而大部分脉冲成形方法都忽略了天线失真的影响，而与常规通信系统相比，这种影响在超宽带系统中是不能被忽略的．基于此，文中提出了一种基于正交小波的脉冲成形方法，将天线失真的补偿和脉冲成形结合在一起进行考虑．仿真结果表明，这种新型的脉冲成形方法可以补偿天线失真，优化发射的功率谱，而且算法简单，脉冲产生器也易于实现．     

曲面零件连续辊压成形原理及理论分析

连续辊压成形是一种全新的三维曲面零件成形方法,以一对可弯曲的成形辊作为板料成形工具,通过控制上下成形辊的辊缝分布,使板料在辊压过程中同时产生横向弯曲变形与不均匀的纵向延伸,导致纵向弯曲变形,形成双曲度的曲面.随着成形辊的转动,板料连续变形,从而连续成形出三维曲面.本文阐明了连续辊压成形中的曲面形成机制,通过对连续辊压过程的理论分析,建立了控制辊压弯曲变形过程的基本方程;基于对变形及材料模型等方面的简化,得到了纵向弯曲变形的计算公式,并给出了辊压压缩率及辊缝的设计方法,分析了辊压压缩率及板料宽度等对纵向弯曲曲率的影响规律.典型曲面件的成形实验及成形结果的测量与分析表明,连续辊压成形方法可得到精度比较好的成形效果.     

形状记忆聚合物微纳米纤维膜在生物医学中的应用进展

形状记忆聚合物作为一种新兴的智能材料能够记忆暂时形状,并在外界激励条件下实现主动回复到初始形状的驱动过程.基于静电纺丝技术获得的形状记忆聚合物微纳米纤维膜与天然细胞外基质具有相似的三维结构,因此在生物医学领域,特别是组织工程中显示出巨大的应用前景.形状记忆微纳米纤维膜作为智能可变形材料为生物医疗的快速发展带来个性化、智能化的机遇.本文综述了形状记忆聚合物微纳米纤维膜的制备技术、结构形貌及驱动方法,总结了形状记忆聚合物微纳米纤维膜在骨组织支架、骨组织修复、神经支架及细胞培养等方面的应用研究,分析了形状记忆聚合物材料的其他结构在生物医疗领域的应用现状,进一步阐述了形状记忆聚合物材料未来面临的挑战及发展方向.     

温度影响下煤层顶板砂岩的破坏机制及塑性特性

通过扫描电镜(SEM)研究了煤层顶板砂岩拉伸断裂后的断口形貌图, 结合砂岩破坏的表面形貌图, 在细观和微观层次对砂岩的断裂机制进行了研究; 比较了受不同温度影响后的微观断口形貌差异, 特别是高温疲劳断口的出现, 证实了温度对砂岩破坏的微观断裂机制产生了影响, 即随着温度的升高, 砂岩的断裂机制由以局部脆性断裂机制为主向局部脆性和延性耦合断裂机制转变, 并观察到大量的塑性变形, 这是影响砂岩强度变化的根本原因, 并可能是微褶皱.     

微生物细胞电镀磁性金属化研究

本文以钝顶螺旋藻细胞为模板,通过电镀工艺在其表面沉积磁性合金来制造螺旋形磁性微粒,对微生物细胞电镀磁性金属化工艺进行研究.通过光学显微镜、扫描电子显微镜、电子能谱、X射线衍射、振动样品磁强计等对电镀磁性化后螺旋藻的细胞形态、表层成分、相结构及静磁性能进行观察与分析.结果表明螺旋藻细胞经电镀处理后表面包覆上一层不含非金属相的铁磁性材料,实现了微生物细胞电镀磁性金属化,这为生物约束成形技术提供了新工艺.在金属化过程中,微生物形体保持良好,细胞表面镀层厚度均匀,镀层为面心立方结构的NiFe合金,颗粒具有软磁特性.此外,对微生物细胞电镀磁性金属化工艺过程的电化学反应机理进行了分析,表明NiFe合金在微生物表面的沉积为异常共沉积.     

自调式镦压挤胀复合液压机的研制

从力学原理、设计原理、整机结构、关键零部件的设计和工作程序,系统地介绍了自调式镦压挤胀复合液压机．由于压机设计了顶出缸对下活动横梁调节限位结构,回程拉杆对上镦压横梁的复位结构及镦压缸和气液储能器之间的连通协调结构,这不仅使该液压机结构紧凑,同时节省了上镦压横梁的回程液压缸、下活动横梁的镦压缸,并简化了上凸模与上镦压模分设的液压系统,而且解决了直齿圆柱齿轮在塑性成形过程中齿顶难以充满、齿根易出现微裂纹,以及成形压力过大和模具寿命过低的问题．     

等离子体激光复合直接成形的弧柱形态与成形特性

提出了等离子激光复合直接熔积制造金属零件技术, 研究了高温合金直接成形过程中激光与等离子弧柱和成形特性的关系. 利用高速摄像仪CCD拍摄了复合激光前后的等离子弧形态图像, 通过图像处理提取弧柱轮廓, 从而实验研究分析了激光的平均功率、脉冲宽度、脉冲频率、复合角度等对等离子弧形态与高温合金成形特性的影响规律, 得到了激光对等离子弧形态有重要影响且可提高直接成形精度的结果.     

基于遥感数据的小水库塘坝拦洪计算方法研究与应用

本文以美国陆地资源卫星“LandsatTM／ETM＋”数据为基础,以流域地形分类为手段,以降雨蒸发为控制条件,提出了基于遥感数据的小水库塘坝拦洪计算方法．该方法旨在利用遥感技术研究解决小型水利工程影响流域洪水预报精度的问题,主要针对上游有众多小型水利工程的流域,也可用于无径流资料的小型水库径流估算．以20060826洪水为例,对19个有资料小水库进行拦洪模拟发现,拦洪总量绝对误差为-0．2万m^3,相对误差为-0．12％,模拟精度较好．使用此方法对全流域的小水库塘坝进行拦洪计算,并校正原洪水预报方案,校正后的相对误差由校正前的31．8％降低到10．1％,精度明显提高．     

脱硫肠状菌合成纳米硫化铅

在脱硫肠状菌作用下,均匀的纳米PbS颗粒能够在温和的条件下合成,并利用TEM和XRD对所得产物进行了详细的表征,考察了制备过程中pH值和温度对产物的物相和形貌的影响．结果表明：不同温度下制备的PbS晶体具有相同的结构、形状和大小,但是随着pH值的增加,产物的形状由杆状逐渐变为球状．在生物法合成纳米PbS的过程中,脱硫肠状菌能利用硫酸盐作为最终电子受体产生硫化物,作为纳米PbS合成的硫源．     

GTD模型联合参数估计与定阶的Bayes方法

将基于Bayes原理的参数估计与定阶方法应用于GTD模型，设计并实现了基于RJ-MCMC方法的GTD模型联合参数估计与定阶算法．该算法利用GTD模型的物理约束先验信息，提高了定阶准确率和参数估计精度，同时较好地解决了GTD模型中的混合参量估计问题．通过仿真数据和电磁散射数据对算法的性能进行分析验证，结果表明，该算法能够得到较好的参数估计和定阶结果，在低信噪比、邻近分量、短数据的情形下，优势更为明显．     

基于安全域的安全约束机组组合

鉴于电力系统安全稳定问题日益突出，有必要在电力系统的日前调度，即机组组合中考虑静态电压稳定和暂态稳定等与系统有功调度方式密切相关的安全性约束．然而，由于电力系统暂态稳定等问题本身的复杂性与现有方法的局限性，尚未见到在机组组合中考虑这些约束的相关报道．同时，由于缺少对不同调度方案的安全裕度进行定量评估的手段，至今在制定日前发电计划时难以有效地协调电力系统的经济性与安全性．针对上述问题，以安全域的方法学为基础，建立了一种可同时考虑系统运行经济性与安全性的多目标机组组合模型，首次在电力系统机组组合问题中同时考虑了支路潮流约束、静态电压稳定约束和暂态稳定约束．建立的模型以系统总运行成本、支路传输容量裕度、静态电压稳定裕度和暂态稳定裕度为优化子目标，通过子目标的权值，可以方便的调整对系统运行经济性与安全性的偏好，达到两者的兼顾．以IEEERTS-24节点系统为例，验证了所建立模型的正确性与有效性．     

表面镀金微球电动旋转操控

表面为良导体微球的电动旋转研究是一项对无标记生物传感器开发等领域具有重要意义的新技术,未见相关报道.采用化学镀金方法,分别在直径为15和25μm的聚苯乙烯微球表面包裹一层厚度约50 nm的金膜,并将此表面镀金微球作为研究对象,进行电动旋转实验研究.实验结果表明,低频段（100 Hz~100 kHz）表面镀金聚苯乙烯微球作与电场反向的电动旋转运动,且相同条件下,对应最大旋转速度高于表面未修饰聚苯乙烯微球.以行波交流电渗及诱导电渗理论为基础,对表面镀金聚苯乙烯微球的电动旋转现象进行定性分析,并通过纳米荧光粒子实验表征镀金微球周围的流体流动现象,验证了定性分析的合理性.推导了行波交流电渗导致的表面镀金聚苯乙烯微球的电动旋转速度公式,并与实验结果进行对比分析,二者具有较好的一致性.     

数控机床高速微线段插补算法与白适应前瞻处理

数控加工在机械制造领域具有举足轻重的作用,如何在满足加工精度和机床加速度约束的前提下提高加工速度是数控加工的一个关键问题．在由G01代码产生的连续微小直线段加工中,通过线段连接处的速度是制约加工速度的瓶颈．本文提出一种在直线加减速方式下,满足加工精度要求,充分利用机床各驱动轴最大加速能力用多个插补周期进行拐角过渡的方法,来提高线段连接处的通过速度．该方法在一定意义下实现了时间最优加工．本文还提出一种新的前瞻处理与动态修调方法,有效提高了整体加工速度．以上算法在蓝天数控系统上进行了实际加工验证．与若干已有算法相比,根据机床加工参数不同,加工速度提高了50％～180％;同时获得较好的加工质量;算法能够满足实时在线加工需求．