四自由度组合柔性铰链的设计及性能分析

设计一种由3个柔性铰链组成的,用于高精密磨床的微位移工作平台.通过3个柔性铰链对输入位移进行缩小,呈线性地输出,实现在工件定位过程中对(→overX)平移、(→overZ)平移、X^︵旋转、Z^︵旋转4个方向自由度的微小位移及角度调整的功能.优选3个柔性铰链所使用的材料,运用ANSYS仿真软件分析3个柔性铰链输入位移与输出位移、输出角位移之间的响应关系,以及工作过程中各个柔性铰链内部的应力大小.结果表明:工作台(→overX)方向,(→overZ)方向的输出输入位移比分别为0.137,0.286 μm·μm^-1;X^︵旋转,Z^︵旋转的输出输入位移比分别为6.516×10^-4,2.180×10^-3(°)·μm^-1;在零件最大加载位移以内,输出响应与输入位移之间都呈现良好的线性关系,误差均在0.1%以内.     

LiCl-PAM/SA-Ca2+双网络水凝胶应变传感器的制备与性能

近几年，导电水凝胶应变传感器将不可见的机械刺激转化为可见的电信号的能力越来越受到科研人员的关注.同时，其优异的透明性和导电性也为成为柔性电子产品奠定了基础.然而，由于水凝胶内部存在大量水分，环境适应性差(如低温和长期储存)限制了实际应用.因此，本工作通过使用LiCl作为海藻酸钠分子链超分子组装的触发器并引入甘油作为冷冻保护剂，开发了一种新型离子导电LiCl/PAM/SA-Ca²⁺水凝胶.结果表明：离子导电水凝胶不仅具有较高的断裂应变(1 920%)和与人体皮肤相似的模量(80 kPa),而且具有优异的机械强度(375 kPa)、出色的韧性(4.8 MJ·m^-3)和高透明度；此外，氯化锂和甘油也赋予其防冻和保湿功能；进一步研究表明：作为柔性应变传感器，离子水凝胶在300%至750%的应变范围内具有高灵敏度(GF=2)和宽检测应变窗口(2.5%～500%).同时该应变传感器也表现出优异的抗疲劳性(100%应变下200次循环)和低温(-25℃)下的传感灵敏度.这种独特的性能为可穿戴设备在复杂环境中的应用提供了更多可能.     

新乡市大气细颗粒物中碳质气溶胶的污染水平、季节特征及来源追踪

为了探究典型“2+26”传输通道城市之一的新乡市PM_2.5中碳质气溶胶的污染水平、季节分布及来源特征,于2019年7月至2020年4月在河南师范大学采集PM_2.5样品,采用热/光碳分析仪测定了8种碳组分质量浓度.结果显示,新乡市PM_2.5年均质量浓度为(66.25±35.73)μg·m^-3,TCA(Total Carbonaceous Aerosol)/PM_2.5质量浓度比年均为(25.16±6.93)%,说明新乡市碳组分污染较为严重.碳组分具有显著的季节变化特征,冬季OC(Organic Carbon)和EC(Elemental Carbon)的质量浓度分别为(13.50±6.43)μg·m^-3和(5.67±2.32)μg·m^-3,明显高于其他季节,说明冬季污染较为严重.SOC(Secondary Organic Carbon)/OC质量浓度比值夏季最高(49.37±17.73)%,冬季最低(39.06±15.83)%.OC和EC的...     

秦俑博物馆室内气溶胶的演化特征及影响因素

 分析了2013 年秦俑博物馆(秦俑馆)1 号坑遗址保护展示厅的室内空气质量, 包括微气候条件、气溶胶质量浓度及化学组成的冬、夏季特征, 并通过探讨其在1989 至2013 年间的演化, 评价博物馆的旅游规划和环境改善政策对文物保存大气环境的长期影响。自20 世纪90 年代开始, 秦俑馆内一系列环境措施的实施和旅游条件的建设, 对秦俑馆室内的气溶胶及其组成产生了显著的影响。其中, 夏季室内总悬浮颗粒物(TSP)的质量浓度由1994 年的540.0 μg·m^-3降低至2004 年的172.4 μg·m^-3, 冬季TSP 的质量浓度由1994 年的380.0 μg·m^-3降低至2005 年的312.5 μg·m^-3。夏季PM_2.5的质量浓度由2004 的108.4 μg·m^-3降低至2013 的65.7 μg·m^-3, 冬季PM_2.5的质量浓度由2005 的242.3 μg·m^-3降低至2013 的98.6 μg·m^-3。尽管如此, 秦俑馆内的文物依然面临气溶胶酸性组分的长期威胁。     

激光硬化与渗氮复合处理H13钢组织与性能

通过激光淬火/离子渗氮复合方法对H13钢进行表面改性处理,从而提高其表面的性能.利用X射线衍射技术、光学显微观察、扫描电子显微观察、能谱分析技术、显微硬度和纳米测试系统以及高频往复磨损试验,分别研究了离子渗氮、激光淬火、以及激光淬火与离子渗氮复合处理对H13钢改性层组织结构、力学性能、摩擦磨损性能的影响过程和影响机理.结果表明：复合处理工艺可以显著改善改性层的综合性能.和单一渗氮处理相比,复合处理改性层硬度和有效硬化层深度分别从1 180 HV和80μm提高至1 360 HV和550μm,摩擦系数和磨损率分别从0.68和5.78×10^-8 mm³·N^-1·m^-1降低至0.59和1.35×10^-8 mm³·N^-1·m^-1.试样的硬度和耐磨性显著增加,平均摩擦系数明显降低.     

PPS基导热绝缘复合材料的制备及性能

采用注塑成型制得PPS/gf/Al2O3导热绝缘复合材料,其中聚苯硫醚(PPS)为基体,玻璃纤维(gf)为补强纤维,氧化铝为导热填料。用扫描电子显微镜(SEM)、导热分析仪、超高电阻微电流测试仪和电子万能实验机对复合材料的微观结构、导热性能、绝缘性能和拉伸强度进行了表征。结果表明:氧化铝颗粒和玻纤均匀分散在PPS基体中;复合材料热导率随着氧化铝含量的增加而增大,最大可达0.798 W/(m·K);表面电阻率和体积电阻率随氧化铝含量增加而略有下降,最小值分别为0.19×1015Ω和0.57×1014Ω·m;拉伸强度先增后减,最大值和最小值分别为196 MPa,165 MPa。     

金属配位键改性环氧化杜仲胶的制备与性能研究

在环氧化杜仲胶(EEUG)中引入FeCl₃,制备了基于Fe³⁺-O金属配位键的EEUG复合材料,研究了Fe³⁺-O配位键对EEUG硫化性能、结晶性能、力学性能及阻尼性能的影响。结果表明：Fe³⁺与环氧基团发生了络合反应,这种相互作用会随温度的升高逐渐减弱;配位键的存在会抑制EEUG β晶型的形成,使复合材料结晶能力下降;配位键对杜仲胶硫化过程的影响主要体现在硫化诱导期,配位键数量越多焦烧时间越短;配位键通过充当“动态牺牲键”大幅提高了复合材料的力学强度,添加3份氯化铁后,EEUG-29.8%复合材料的拉伸强度由2 MPa提升至7 MPa;此外,Fe³⁺与环氧基团之间的配位交联作用通过限制EEUG分子链运动实现了对复合材料阻尼性能的调控,相较于EEUG-29.8%复合材料,添加3份FeCl₃后的复合材料阻尼峰位置由-25℃移动至0℃,有效阻尼温域由-40℃～-16℃升至-23℃～19℃,显著提高了EEUG复合材料常温下的阻尼性能。     

电纺纤维器件研究进展

电纺纤维具有长径比大、柔韧性强、均一性高、纤维形貌可控、制造成本低和效率高等优势,在柔性纤维电子器件领域占有重要地位.本文首先介绍了电纺工艺的最新发展,包括阵列化及特殊喷嘴结构设计以提高电纺效率或制备特殊结构,溶液及工艺参数调控以沉积不同形貌纤维,纤维的组装与定位历程以实现微纳纤维的可控直写等,其次综述了基于电纺技术的纤维器件的最新研究进展,包括柔性传感器、超级电容、锂离子电池、染料敏化太阳能电池、场效应晶体管和有机发光二极管等,最后对该领域所面临挑战及未来发展方向进行了展望.     

碳纳米管含量对聚对苯二甲酸乙二醇酯/碳纳米管复合材料结构和性能的影响

采用双螺杆熔融挤出工艺制备了碳纳米管(CNT)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料,研究了CNT含量对复合材料电学性能、热稳定性及力学性能的影响。结果表明:CNT含量为0.5 wt%时复合材料表面电阻急降至10~5ohm/sq以下,达到复合材料的渗流阈值。经扫描电子显微镜(SEM)观察发现,CNT在基体塑料中形成了均匀分散的网络,构建了良好的导电通道;碳纳米管的引入能够有效地提高复合材料的热稳定性,并随着CNT含量的提高而提高;复合材料的力学性能随着CNT添加量的提高先增加后降低,当添加0.5 wt%的CNT时,复合材料拉伸强度达到最大的42.28 MPa,相比于未添加CNT的PET提高15.92%。     

Ymer N120改性非离子型水性环氧乳液的制备与性能研究

为克服当前水性环氧乳液的环氧基团含量和固含量低导致的涂料和涂膜性能差的缺点，本文从分子结构设计的角度出发，首先以聚乙二醇400（PEG400）为软段，制备了非离子型水性环氧（WEP）乳液；然后以侧基亲水扩链剂（Ymer N120）对其进行改性，合成了改性非离子型水性环氧（YWEP）乳液，研究了Ymer N120的用量对YWEP乳液和涂膜性能的影响.结果表明，WEP乳液的环氧基团含量（以环氧值表示）最高可达0.36,引入侧基亲水基团后YWEP乳液可在保持较高环氧值的条件下进一步将固含量由30%提高至52%,提高了73.3%.固化后涂膜的拉伸强度由57.3 MPa增大至64.8 MPa.腐蚀电流密度由7.97×10^-8 mA·cm^-2减小至9.99×10^-9 mA·cm^-2.综上所述，亲水基团由主链转移至侧基后可有效提高水性环氧乳液、涂料和涂膜的性能.     

玉米芯骨料生态混凝土的物理和力学性能

基于多源固废开发玉米芯骨料生态混凝土，并对其物理和力学性能进行试验研究.结果表明：当玉米芯吸水量为其吸水率的80%时，生态混凝土强度最高，玉米芯中的水分可对水泥起到内养护作用；当玉米芯的体积分数为30%～50%时，生态混凝土的干密度为1 200～1 550 kg·m^-3、抗压强度为2.0～5.7 MPa、抗折强度为0.21～1.00 MPa、收缩应变为380×10^-6～590×10^-6;生态混凝土的弯曲分为弹性阶段、裂缝产生、裂缝扩展和破坏4个阶段，玉米芯颗粒在其中起到桥联作用，可约束裂缝的产生和扩展，所得生态混凝土的弯曲韧性为0.86～3.78 kN·mm.     

AgNWs/MXene增强的柔性多孔压阻传感器的制备与性能研究

随着物联网、人工智能等技术的兴起,柔性压阻传感器在人工触觉、健康监测、仿生电子皮肤等领域具有广阔的应用前景.目前柔性压阻传感器的灵敏度和稳定性与实际应用还存在一定的差距.本文中以AgNWs和MXene为导电材料,以具有良好生物兼容性的明胶为聚合物基体,采用冷冻干燥法制备一种多孔蜂窝状的AgNWs-MXene/明胶压阻传感器.测试结果表明所制备的柔性压阻传感器在0～14 kPa压强范围内具有3个线性响应区,在4～9 kPa压强范围内灵敏度最高,为116 kPa^-1.该传感器的响应时间最快可达1.79 s,且对人体脉搏跳动及肢体的运动状态具有良好的压阻敏感特性,表明实验所制备的柔性压阻传感器在柔性可穿戴电子器件领域具有良好的应用前景.     

用于硝酸根浓度测量的反射式光纤SPR传感器

提出一种反射式光纤表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)传感器用来测量硝酸根浓度.传感器采用反射式结构,并利用金膜来激发SPR.制备铜纳米粒子/碳纳米管(copper-nanoparticles/carbon-nanotube, Cu-NPs/CNT)膜作为硝酸根浓度测量的敏感膜.当溶液中硝酸根浓度发生变化时,吸附在CNT上的由铜催化产生的氨气的浓度也会随之改变,导致CNT折射率发生改变,从而使SPR谐振波谷发生移动,进而实现硝酸根浓度测量.实验结果显示该传感器在低浓度区间内的平均灵敏度达到了14.14nm/lg［c/(mol·L^-1)］.这种传感器易于封装,可以应用于远距离测量,将在生物化学参量测量方面有着潜在应用.     

喷油参数对双螺杆空压机性能的影响

为研究喷油参数对双螺杆空压机工作性能的影响，并为优化和提高该类型空压机的整体性能提供参考，建立了喷油双螺杆空压机数学模型，研究喷油量、喷油温度等对空压机性能的影响，并通过模拟结果与实验结果的比较，验证了模型的准确性。结果表明：双螺杆空压机存在一个最优的喷油量，可以使空压机达到最佳的绝热效率和比功率，随着转速由3 000 r·min^-1升高至4 400 r·min^-1,最优喷油量呈现下降的趋势，随着背压由0.7 MPa提高至1.0 MPa,最优喷油量呈现升高的趋势。另外，喷油温度的升高使得双螺杆空压机的绝热效率下降、比功率上升，从而导致空压机性能恶化，因此在保证排气温度的同时，应尽量选择低的喷油温度。同时，喷油参数对泄漏与耗功的影响显著，随着喷油温度由303.15 K升高至323.15 K,各个泄漏通道泄漏量呈现上升的趋势，摩擦损耗呈现下降的趋势；随着喷油量由0.5 m³·h^-1增加至1.5 m³·h^-1,各个泄漏通道泄漏量呈现下降的趋势，摩擦损耗呈现上升的...     

长春南湖水生生态系统中浮游动物群落特征

研究了2001～2002年长春南湖生态系统中的浮游动物群落特征． 发现浮游动物94种， 其中51种为轮虫． 浮游动物优势种存在明显的季节变化, 浮游动物的个体数量在夏季和秋季各 出现一次高峰． 浮游动物年净产量为704.45 kJ·m^-2， 年总产量为1 642.50 kJ·m^-2; 全年浮游动物群落的P/B系数为41.4（以年净产量计）或96.4（以年总产量计）． 浮游动物群落对水柱原位浮游植物和浮游细菌的牧食力分别为2.57 kJ·m^-2·h^-1 和1.47 μg C·L^-1·h^-1， 是浮游植物和细菌同期净生产力的51.7%和32.9%．形成浮游动物净生产力的碳量是浮游植物总碳固定的8.2%． 浮游动物群落在一定程度上体现了南湖为温带富营养化湖泊的特征．     

BN/聚砜导热绝缘复合材料的制备及性能

采用粉末混合法制备了BN/聚砜导热绝缘复合材料,用扫描电子显微镜(SEM)、导热系数测试仪和超高电阻微电流测试仪对复合材料的微观形貌、导热性能和电绝缘性能进行了表征.结果表明:硅烷偶联剂改性处理后的BN粉体与聚砜基体之间的相容性较好;BN/聚砜复合材料的导热系数随BN含量的增加而增大,最大可达2.08(w·m-1·K-1);表面电阻率和体积电阻率随BN含量的增加而减小,最低值分别为0.82×1015Ω和1.78×1015(Ω·cm),具有电绝缘性.     

新疆草地植被的地上生物量

2004年对新疆地区的草地地上生物量进行了大范围的调查,据此估算了新疆6种主要草地类型的地上生物量密度和总量,并探讨了草地地上生物量与环境因子的关系。结果表明,草原类型中,荒漠草原的地上生物量密度最小 (34.9 g C·m^-2),草甸草原最大 (87.3 g C·m^-2),而典型草原 (53.2 g C·m^-2)和高寒草原 (47.7 g C·m^-2)介于两者之间;草甸类型中,山地草甸 (117.4 g C·m^-2)的地上生物量密度显著高于高寒草甸 (58.1 g C·m^-2)。6种草地的地上生物量总量为14.65 Tg C,约占全国的10%。地上生物量主要集中于高寒草原和高寒草甸,两者占总量的41.7%;其次是典型草原、山地草甸和荒漠草原,分别占19.0%、18.3%和14.6%;草甸草原因分布面积小而使得其地上生物量最小,仅占总量的6.4%。草原和草甸地上生物量的控制因子存在差异：草原地上生物量主要受降水控制,而草甸地上生物量则与温度相关。除受气候影响外,草原地上生物量还与土壤含水率、土壤总氮含量正相关,而草甸地上生物量与土壤含水率、土壤总氮含量均不相关。     

安全电压下石墨基导电砂浆的致热、除湿和除冰效果

以自制的石墨基导电砂浆板为研究对象,在外加安全电压下,对其致热、除湿和除冰的效能进行了研究。介绍了石墨基导电砂浆板的制作流程及实验装置,SEM表征了其内部形貌结构,得出了导电砂浆板的温度变化、工作效能等随通电时间的变化结果。实验结果表明,石墨作为导电砂浆的功能基元,能均匀分散,形成一个完整的导电网络;给石墨基导电砂浆板输入35.8 V的安全电压,其自身升温速率平均达1.57℃/min,最高除湿速率为0.42(g·m^-2·℃^-1·s^-1),最高除冰速率达到100(g·m^-2·min^-1)。     

高强度聚酰亚胺/Ag复合纳米纤维的制备与表征

采用电纺及热亚胺化技术制备了聚酰亚胺/Ag纳米纤维复合材料, 用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对纤维表面形貌及结构进行了表征, 并研究其电学性能及力学性能. 结果显示, 随着Ag含量的增加, 复合纳米纤维膜的电导率逐渐提高. 当Ag的质量分数为35%时, 复合纳米纤维膜的导电率为2.8 μs/cm, 同时其拉伸强度高达240 MPa.     

二氧化硫暴露诱发谷子幼苗硫同化作用增强

二氧化硫(SO₂)是一种常见的大气污染物，对我国北方地区种植的谷子有一定影响。文章以谷子(Setaria italica L.)“长农44”号的幼苗为材料，采用静态熏气法研究SO₂对谷子硫同化作用的影响。结果表明，10 mg·m^-3SO₂暴露72 h植株地上部分生物量无明显改变；30 mg·m^-3 SO₂暴露72 h时植株地上部分生物量低于对照，硫同化途径中的亚硫酸盐还原酶(SiR)和O-乙酰丝氨酸裂解酶(OASTL)基因表达水平和酶活性均显著提高，硫同化产物半胱氨酸显著增加，但硫酸根(SO₄^2-)还原基因SiAPS转录下调；30 mg·m^-3 SO₂暴露组谷子叶片谷胱甘肽含量提高，谷胱甘肽还原酶(GR)和谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性显著增强，还原型/氧化型谷胱甘肽比值明显提高。结果表明，一定浓度的SO₂可使谷子幼苗硫同化作用增强，促进含硫抗氧化...