贵州五马河流域土壤养分和重金属含量与空间分布

为给五马河流域土地资源可持续利用及生态环境保护提供参考,以五马河流域中三元村为研究对象。通过野外调查和实验分析,利用相关评价方法结合地理信息技术(geographic information system,GIS),采用反距离权重(inverse distance weighting,IDW)插值分别对土壤中养分及重金属空间分布特征、含量水平及重金属生态风险进行分析,结果表明:(1)土壤中全氮(TN)、全磷(TP)、有机质(SOM)总体含量较丰富,全钾(TK)非常缺乏。土壤养分空间分布TN和SOM含量北部高于南部,TP和TK含量南部高于北部; TN含量最低分布在西南、SOM和TK在中部、TP在东北;(2)Hg、Ni、Cu和Zn平均值高于贵州省背景值,Cd高出背景值和中国土壤污染风险筛选值,存在污染现象,Cr和As为清洁;重金属空间分布Cd、Cr、Hg、As和Zn含量北部高于南部,Ni和Cu含量南部高于北部; Zn含量最高分布在东北、Cu和Ni分布在中部少部分区域,Cd、Cr、Hg和As分布在西北;其中西北存在Cd污染,中部和西南少部分区域存在Cu污染,东北存在Zn污染;(3)部分采样点Cd、Hg已存在潜在生态风险,Cr、Ni、As、Cu和Zn为轻微潜在生态风险; 25%采样点重金属综合潜在生态危害为中度风险,其余为低风险。     

一种改进的主成分分析特征抽取算法:YJ-MICPCA

针对主成分分析(PCA)假设数据服从高斯分布的条件以及只能处理特征之间线性关系的不足,提出一种基于Yeo-Johnson变换和最大信息系数(MIC)的PCA特征抽取算法,命名为YJ-MICPCA。通过YeoJohnson变换改善原始数据分布,使其近似服从高斯分布,并将PCA中计算协方差矩阵转化为计算MIC矩阵的平方,使其也能处理特征间存在的非线性关系。以UCI机器学习数据库中的11个数据集为实验对象,采用支持向量机、朴素贝叶斯模型、k近邻算法这3种分类器,比较了YJ-MICPCA与PCA及其他常用非线性降维方法LLE、Isomap、MSD、KPCA的降维效果和分类精度,结果表明YJ-MICPCA总体上优于其他几种算法。     

具有水样采集功能的观测型水下机器人的设计

为改善现阶段渔业养殖、 水下环境监测、 水质检测等领域人员作业困难、 效率低下的问题, 设计了一款具有水样采集功能的观测型水下机器人, 该设计搭载了传感器和水样采集装置采集水体环境信息。 首先进行了水样采集实验, 验证其运动能力和水样采集能力。 然后针对自然水域采集的图像, 采取动态阈值白平衡的方法, 去除光源强度和色偏的影响。 最后使用对比度拉伸、 直方图均衡、 限制对比度自适应直方图均衡(CLAHE:Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization)3 种算法进行图像增强, 选取对比度、 信息熵和平均梯度进行像质评价。 实验结果表明, 该设计具有操作灵活, 交互性强的特点,CLAHE 方法明显提升了水下图像细节, 为科研实验、 水下探测和环境保护等方面提供了新途径。     

Discharge properties of Mg–Sn–Y alloys as anodes for Mg-air batteries

Mg–Sn–Y alloys with different Sn contents (wt%) were assessed as anode candidates for Mg-air batteries. The relationship between microstructure (including the second phase, grain size, and texture) and discharge properties of the Mg–Sn–Y alloys was examined using mi-crostructure observation, electrochemical measurements, and galvanostatic discharge tests. The Mg–0.7Sn–1.4Y alloy had a high steady dis-charge voltage of 1.5225 V and a high anodic efficiency of 46.6% at 2.5 mA·cm?2. These good properties were related to its microstructure:small grain size of 3.8 μm, uniform distribution of small second phase particles of 0.6 μm, and a high content (vol%) of (11(2)0)/(10(1)0) orient-ated grains. The scanning Kelvin probe force microscopy (SKPFM) indicated that the Sn3Y5 and MgSnY phases were effective cathodes caus-ing micro-galvanic corrosion which promoted the dissolution of Mg matrix during the discharge process.     

基于SnO2/TiO2/Au NPs纳米复合材料发展光电化学方法特异性检测唾液酸

制备了氧化铟锡（ITO）/二氧化锡（SnO₂）/二氧化钛（TiO₂）/金纳米粒子（Au NPs）纳米复合电极（ITO/SnO₂/TiO₂/Au NPs）,并利用它发展了可以选择性检测唾液酸（SA）的光电化学（PEC）法.采用旋涂法制备了ITO/SnO₂电极,并通过静电纺丝和磁控溅射技术在ITO/SnO₂表面原位合成了TiO₂纳米纤维和Au NPs.与单纯SnO₂比,ITO/SnO₂/TiO₂/Au NPs纳米复合电极的光电性能显著提高.这可能与Au NPs的局域表面等离子体共振效应（LSPR）和TiO₂/SnO₂异质结之间的协同作用密切相关.之后,通过金硫键（Au-S）将四巯基苯硼酸（4-MPBA）修饰在ITO/SnO₂/TiO₂/Au NPs电极表面,利用4-MPBA和SA之间的非特异性酯化反应,发展了可以特异性检测SA的PEC传感平台.     

Electric transmission behavior of self-assembled Cu–W nano multilayers

Metallic nano multilayers were usually prepared by dual targets alternating deposition method. In this paper, a series of self-assembled Cu–W nano multilayers with different modulation periods were deposited on single crystal silicon substrate by dual targets confocal magnetron sputtering technique. The self-assembled film presented an alternation of W-rich layer and Cu-rich layer. The degree of coherence of the layered interface can be adjusted by controlling both the solid solubility of W-rich and Cu-rich layers. The film resistance increment of the self-assembled Cu–W multilayers is only 14% when the modulation period decreases from 68.2 nm to 5.3 nm,having less size effect compared to the film prepared by alternating deposition method. It noticed that the film resistance even decreased slightly when the modulation period decreased to below 5.3 nm. These results suggested that the coherence could weak the interface scattering ability to electrons, so the self-assembled Cu–W multilayers have lower resistance than the multilayer prepared by alternating deposition technique. This study presented a new pathway to enhance the conductivity of the multilayers.     

结合上下文词汇匹配和图卷积的材料数据命名实体识别

材料领域的文献中蕴含着丰富的知识, 利用机器学习和自然语言处理等手段对文献进行数据挖掘是研究热点. 命名实体识别(named entity recognition, NER)是高效利用挖掘和抽取数据中信息的首要步骤. 为了解决现有实体识别方法中存在的向量表示无法解决一词多义、模型常提取上下文特征而忽略全局特征等问题, 提出了一种基于上下文词汇匹配和图卷积命名实体识别方法. 该方法首先利用 XLNet 获取文本的上下文动态特征, 其次利用长短期记忆网络并结合文本上下文匹配词汇的图卷积神经网络(graph convolutional network, GCN)模型分别获取上下文特征与全局特征, 最终经过条件随机场输出标签序列. 2 种不同语料对模型进行验证的结果表明, 该方法在材料数据集上的精确率、召回率和 F1 值分别达到 90.05%、88.67% 和 89.36%, 可有效提升命名实体识别的准确率.     

低功率激光作用下的热透镜效应

采用COMSOL Multiphysics 5.5软件构建的模型研究了透镜焦距变化与激光功率变化的关系,利用理论分析设计实验方案并确定热透镜焦距计算公式.通过实验探究了低功率激光作用下的热透镜效应,实现了低功率激光作用下热透镜效应的可视化,测得酱油透镜为热凹透镜;使用刀口法测量激光半径,得到热凹透镜的焦距,实验相对误差为3.6%;以焦距为热透镜效应的强度参照量,得到热透镜效应的强度与光功率呈正相关关系.     

粘性流体中磁子悬浮状态探究

建立搅拌子的自旋运动微分方程,用竖直方向上动力学方程描述搅拌子运动状态.研究结果表明:搅拌子的悬浮状态由搅的质量、所受磁力的大小、转速差和液体的粘滞系数共同决定;搅拌子的总运动状态可以看做搅拌子摆动运动和旋转运动的叠加状态;搅拌子悬浮状态时的最佳实验大小长度为5 mm;当雷诺数较高时,流体径向向外流动,流动的倒转导致悬浮不稳定.     

某型号汽车起重机发动机高速空载状态热特性分析

为解决某型号汽车起重机散热效果差的问题,研究其液压系统原理,根据主要元件的产热与散热特性,建立了液压系统的热平衡数学模型;基于AMESim软件建立了汽车起重机在发动机高速空载状态下的热液压系统仿真模型,并通过实验对比散热器进出口的温度验证了仿真模型的准确性;分析了发动机高速空载工况下4个泵的压力损失特性.结果表明：2号泵能量损失最大,约38%,由多路阀和中心回转体的能量损失而产生的热量是液压系统的主要产热源;3号泵和4号泵的回油产热也较大,且由于原始设计中回油没有经过冷却处理,导致汽车起重机液压系统整体的散热效果较差.通过将回转系统和控制系统的回油引入散热器,改进后的多路阀各口出口温度降低,油箱的出口温度也明显降低,提高了液压系统的散热效果,改进合理有效,为今后改进汽车起重机液压系统的热管理控制策略提供了指导.