基于FPGA的DVI视频发送器设计

针对DVI视频传输的广泛应用,介绍了TMDS的链路结构和编码算法.并针对目前同类设计的不足,提出了一个符合DVI1.0规范的基于Xilinx SPARTAN-6 FPGA的DVI视频发送器的实现方案.该方案通过合理利用芯片原生的TMDS I/O接口、内置的时钟网络和高速并串转换器,基本满足了常见视频显示的要求,达到了利用更少的系统资源实现更高性能的目的.     

柱旁双侧充填复合承载结构的破坏特征及损伤演化

柱旁双侧充填所形成的“充填体-煤柱-充填体”协同承载结构（BPB煤充结构体）在承担覆岩载荷、保障煤矿安全开采方面发挥着重要的作用,其破坏特征及损伤演化值得进一步探索。本文开展了六组不同类型的BPB煤充结构体单轴压缩试验,结合数字图像相关技术（DSCM）监测了试样表面的变形特征,建立了基于峰值应力时能量耗散特征的BPB煤充结构体损伤模型,并探讨了充填体对煤柱的失稳防控机理。研究结果表明：BPB煤充结构体的应变集中带和宏观裂纹首先出现在煤–充界面处,然后在充填体元件中扩展,最终出现在煤体元件上。BPB煤充结构体的弹性应变能在加载初期逐渐累积,峰值应力处达到最大值,在峰后阶段迅速释放;耗散能在加载初期累积较少,加载后期迅速增加。基于峰值应力时能量耗散特征所建立的BPB煤充结构体损伤模型与试验结果吻合良好,可为BPB煤充结构体的失稳防控提供依据。结合BPB煤充结构体破坏形态可知,充填体具有抑制煤柱变形的作用,随着充填体元件体积占比的减小,其对煤柱的约束作用逐渐减弱,BPB煤充结构体更容易失稳,破坏也更加严重。     

丙胺氢溴酸盐钝化高效锡基钙钛矿太阳能电池

钙钛矿太阳能电池由于其较高的光电转换效率、简单的制造工艺和低廉的生产成本,已成为最有前途的第三代太阳能电池之一。然而,铅元素的毒性极大程度上限制了其商业价值,因此,开发低毒性的锡基器件对钙钛矿太阳能电池的商业可行性至关重要。由于卤化锡是一种更强的路易斯酸,其结晶速率极快,导致形成大量缺陷,影响锡基钙钛矿太阳能电池的器件性能。在此,将丙胺氢溴酸盐（propylamine hydrobromide, PABr）作为添加剂添加到钙钛矿前驱体溶液中,以钝化缺陷并制备更均匀、致密的钙钛矿薄膜。由于丙胺阳离子尺寸较大而无法进入钙钛矿晶格,因此,它们仅存在于晶界处以钝化表面缺陷并促进晶体在优选方向上生长。PABr添加剂通过减少缺陷引起的载流子复合,将平均短路电流密度从19.45 mA·cm−2 提高到25.47 mA·cm−2。此外,经过丙胺氢溴酸盐钝化后,器件的长期光照稳定性得到了提升,滞后效应可忽略不计,PABr的加入使光电转换效率达到9.35%。     

金属镁纳米薄膜电镀修饰的二氧化钛纳米管及其作为可逆钠金属负极沉积骨架研究

为了实现低成本的钠金属负极,这篇文章报道一种利用离子液体作为电解液的脉冲电沉积技术,在间隙型二氧化钛纳米管阵列上进行均匀的约20 nm厚的纳米电镀镁金属薄膜。镁金属镀膜具有良好亲钠特性和低成本优势,可以有效地降低钠金属的成核能。在Na||Na对称电池中,三维结构的间隙二氧化钛纳米管能有效限制钠沉积与溶解过程中的体积变化,实现超稳定的金属可逆沉积/溶解和高达99.5%的库伦效率,以及仅为5 mV的电压极化。另外,对同样式样方法制得的镀铜样品进行对比研究表明,镁金属确实能够引导钠金属的均匀沉积并抑制枝晶生长。最后,将镀镁的间隙二氧化钛沉积金属钠负极后与商业的磷酸钒钠正极组装成全电池,可得到放电容量110.2 mAh⋅g−1的全电池,并在1C的倍率下循环110圈后仍有95.6%的容量保持率。本研究为低成本的镁金属纳米电镀和高性能的钠金属负极开发提供了切实可行的方法和科研依据。     

将铜和银机械混合成自支撑电催化剂用于析氢

到目前为止,合成具有高Ag溶解度的自支撑Cu电极仍然是一个巨大的挑战,而且难互溶合金对酸性介质中析氢反应（HER）的影响尚未阐明。在这项工作中,我们采用搅拌摩擦处理（FSP）将铜条和银条混合成自支撑电极,其中银原子均匀分布在铜基体中。在酸性溶液中,自支撑CuAg电极表现出优异的催化活性,其周转频率（TOF）是FSP纯铜的12倍。此外,CuAg电极具有良好的稳定性,连续测试180 h后,初始电流密度（−0.835 V,可逆氢电极电位下）仅降低了1.57%。X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）分析表明Cu基体存在拉伸应变,X光电子能谱（XPS）结果表明从Cu向Ag的电子转移,两个因素共同导致d带上移,并改善氢吸附。密度泛函理论（DFT）计算表明在CuAg合金中的Cu位点上的氢吸附能得到优化,证实了拉伸应变和电子转移共同增强了CuAg合金的d带中心,提高了氢的吸附性,最终促进了催化活性。综上,难互溶金属的合金化是优化催化活性的可行途径。FSP在制备具有高催化性能的难互溶合金自支撑催化剂方面具有明显优势。     

不同导电剂对LiFePO4电极盐湖卤水提锂性能影响

电化学法从盐湖卤水中提取锂是一种低成本获取锂的有效方法。然而,盐湖卤水中镁锂比高以及大量共存离子的影响给盐湖卤水提锂带来了巨大的挑战,比如提取周期延长、提锂效率低和环境污染严重等。本文以LiFePO4（LFP）为盐湖提锂正极材料,进行了电化学提锂的研究。通过调整导电剂的种类来优化了LFP电极的导电网络,使其具有较高的提锂效率和使用寿命。当单一导电剂乙炔黑（AB）或多壁碳纳米管（MWCNTs）被AB/MWCNTs混合导电剂取代时,Li+在电极中的平均扩散系数分别由2.35 × 10−9和1.77 × 10−9增加到4.21 × 10−9 cm2⋅s−1。当电流密度为20 mA⋅g−1时,每克LFP电极的平均提锂量由30.36 mg提高到35.62 mg,提锂效率显著提高。当使用混合导电剂时,30次循环后电极的容量保持率达到82.9%,明显高于使用单一AB时的容量保持率65.8%。同时,AB/MWCNTs混合导电剂的电极具有良好的循环性能。当导电剂含量降低或电极LiFePO4负载量增大时,含混合导电剂的电极继续表现出优异的电化学性能。在此研究基础上,设计搭建了高效的连续提锂装置。采用AB/MWCNT混合导电剂的电极在该器件中发挥了良好的吸附容量和循环性能。该研究为电化学提锂效率提升提供了新的思路。     

捕收剂SLS和抑制剂SPP对铅氧化矿物与赤铁矿浮选分离的协同作用

作为国民经济的支柱产业,钢铁行业同时也不可避免地产生了大量包含铅资源和有害元素的烧结粉尘。浮选被视为是一种从烧结粉尘中回收铅资源的有效技术,但浮选过程中如何实现铅氧化物与氧化铁的高效分离仍然具有挑战性。本论文系统研究了十二烷基硫酸钠(SLS,C12H25SO4Na)和焦磷酸钠(SPP,Na4P2O7)在选择性浮选分离铅氧化矿物(PbOHCl和PbSO4)与赤铁矿(Fe2O3)过程中的协同作用。首先通过单矿物浮选试验和人工混合矿浮选试验确定了最佳浮选条件,实现了铅氧化矿物的高效回收与赤铁矿的有效抑制。通过Zeta电位测量、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析、吸附量测定和X射线光电子能谱(XPS)分析,揭示了药剂在矿物表面的吸附行为。研究结果表明,捕收剂SLS在PbOHCl和PbSO4表面上的吸附强度较大且不受抑制剂的影响,而抑制剂SPP可选择性吸附于Fe2O3表面,并抑制后续SLS的吸附。SLS和SPP在矿物表面的选择性吸附行为实现了铅氧化矿物和赤铁矿的高效浮选分离。     

围岩–充填体界面粗糙度表征与剪切错动破坏研究

金属矿充填开采过程中,充填体沉降或采掘扰动作用下,围岩与充填体界面存在剪切错动,影响采场稳定性。本文设计了围岩-充填体剪切错动试验方法,结合数字图像技术与三维激光形貌扫描技术,建立了一套粗糙节理面三维建模流程,基于剪切试验探究了基于自由节理面的围岩-充填体组合体剪切错动力学行为及破坏特征。提出的建模分析方法可获得粗糙面的三维分形维数、剖面线JRC均值、剖面线二维分形维数均值和断裂面表面曲率,通过相关性分析能够实现表面粗糙度的关联表征,进而通过JRC测算剪切强度。试验剪切破坏特征显示：组合体剪切错动有3个破坏阈值点,分别位于峰前段位移30%–50%、峰前段位移70%–90%和峰前段位移100%后,可作为围岩充填体错动破坏判别的征兆;通过围岩表面JRC可判断围岩与充填体剪切错动峰后滑移、均匀变化、阶梯变化的类型,对应工程现场的围岩充填体错动破坏过程类型。该研究揭示了基于自由节理面的异构组合体力学损伤机制,弥补了现有含粗糙节理异构组合体剪切理论体系的不足,为防治矿山充填灾害提供了理论依据。