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。     

渝西北土壤重金属分布特征及其风险评价

为全面了解重庆西北地区（潼南区、铜梁区、合川区和大足区）土壤中重金属质量分数、分布特征及其生态风险,在该区共采集表层土壤样品6 792件,测定了As,Cd,Cr,Cu,Hg,Ni,Pb和Zn等8种重金属元素质量分数,并用土壤环境质量标准（GB15618-1995）和潜在生态风险指数对土壤重金属污染进行评价.结果表明：1）表层土壤Cd质量分数累积效应最大,是背景值的2.43倍,超标比例为18.67%,其余7种重金属元素质量分数平均值低于土壤环境质量一级标准值;2）空间分布特征表明,Zn,Cd,Pb,As,Ni,Cu和Cr 7种元素在研究区西部质量分数较高,Hg在东部质量分数较高,主要受地层控制和土地利用方式的影响;3）研究区重金属污染对该区构成的潜在生态危害由强至弱依次为：Cd,Hg,As,Pb,Cu,Ni,Cr,Zn,整体处于中等潜在生态风险等级,主要受Cd和Hg元素的影响,二者可能造成的生态危害应引起重视.     

复杂空区群建模及在圈定矿岩移动范围的应用

以大岭西山菱镁矿为例,基于SURPAC软件平台,综合应用边界轮廓线法和Delaunay三角化方法的复杂地质体建模方法,建立了矿区的数字地表模型和空区群的三维实体模型.并以TCL语言为基础,编制了基于空区底板边界轮廓线、岩石移动角和地表投影标高的矿岩移动范围三维模型自动构建程序,对大岭西山菱镁矿进行了应用,得到了矿岩移动范围的三维实体模型,并将其与数字地表模型进行布尔运算,圈定地表移动范围.     

基于有限体积法的土壤重金属污染物运移模拟

针对重金属污染物在土壤中的运移扩散问题,采用有限体积法对二维稳态水流中污染物运移的基本方程进行离散,获得污染物在饱和土壤中运移的有限体积法计算模型.运用Matlab模拟不同条件下重金属污染物运移的动态过程,研究污染物运移规律.研究表明,当污染源始终存在时,随着时间的推移,质量浓度等值线近似由中心抛物线形渐变为外围椭圆形,水平向和竖直向浓度均不断减小;当污染源存在10天后移除时,随着时间的推移,质量浓度等值线呈椭圆形,污染范围逐渐变大,浓度不断减小,椭圆中心处浓度最大.     

生物反应器填埋场中重金属固定和释放规律实验研究

通过实验柱模拟生物反应器填埋场的完全厌氧状态与氧气入侵状态,用以研究填埋场完全厌氧稳定化过程及氧气介入的情况下重金属的固定与释放规律。结果表明:Cd、Mn、Ni、Pb和Zn,在厌氧降解完全结束时其滞留率分别达到70.2%、83.9%、90.6%、70%和95.7%。氧气的入侵不会增加Pb和Cd的活性,却促进了Mn、Ni和Zn的释放,但相对于固定总量来说,释放量不大。因此,生活垃圾对于重金属有很大的固定容量,且环境变化的冲击对填埋场重金属固定的影响较小。     

尺寸链中形位公差环的分析

对在尺寸链中出现的各种形位公差环的特点进行了分析和归纳,并提出了求解包含形位公差环的尺寸链的思路和方法。     

城市地下管线普查中金属管线探测仪一致性校验问题探讨

对城市地下管线普查中需投入大量的金属管线探测仪的一致性校验的工作程序进行了论述,并对有关问题进行了讨论,提出了探测仪器一致性校验的必要性。对造成仪器一致性校验不规范的因素进行了分析,建议完善规程、规范市场,以达到仪器一致性校验标准化、规范化、科学化。     

高频调幅交变电磁场金属液滴悬浮振荡的3维数值模拟

采用有限元方法模拟高频调幅交变电磁场以及液滴内流体流动,金属液滴自由界面的追踪采用任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)方法.数值模拟得到了高频调幅交变电磁场、金属液滴内部液体流动和液滴表面形变的动态行为.数值结果表明:在高频调幅交变电磁场中,金属液滴所受洛伦兹力集中在液滴内部近表...     

基于小波与量子神经网络的容差模拟电路的软故障诊断

量子神经网络（Quantum Neural Network,简称QNN)的隐层神经元采用多层激励函数,具有一种固有的模糊性,能将决策的不确定性数据合理地分配到各模式中,从而减少模式识别的不确定度,提高模式识别的准确性.笔者提出了基于小波与量子神经网络的容差模拟电路的软故障诊断,实验仿真分析表明：该诊断方法正确率可提高2478%,从而提高了故障诊断的正确性.     

真菌吸附重金属离子的研究

利用黑曲霉和简青霉制备生物吸附剂,研究了它们对重金属Pb2 离子和Cd2 离子的吸附、解吸行为以及实验条件对吸附的影响,包括吸附剂用量、溶液pH值、吸附时间以及共存离子等因素.结果表明,黑曲霉和简青霉吸附Pb2 离子的最适pH值均为5,吸附Cd2 离子时均为3.二者对Pb2 离子的吸附均在4 h达到平衡,吸附量分别为29.07 mg·g-1和36.65 mg·g-1.Cd2 离子吸附也在约4 h达到最大吸附量,分别为26 mg·g-1和26.5mg·g-1.溶液中Zn2 离子和Cd2 离子的存在都会降低Pb2 离子的吸附量.2种吸附剂对Pb2 离子的吸附都符合Langmuir等温线模型,而对Cd2 离子的吸附都较为符合Freundlich等温线模型.1 mol/L HNO3对吸附有Pb2 离子的黑曲霉和简青霉进行解吸,解吸率分别可达77.4%和92.3%.