小球藻及光照耦合作用下AH32船板钢的腐蚀行为

利用自主搭建的模拟动态海水实验装置,研究小球藻及光照耦合作用下AH32船板钢的腐蚀行为。实验结果表明,无藻条件下,光照对AH32钢在海水中的腐蚀行为影响较小。有藻+黑暗条件下,试样表面生成团聚的片状FePO4,在一定程度上阻挡腐蚀介质与基体的接触。有藻+光照环境下,AH32钢的自腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最低,为2.1×10^(-5)A/cm^(2),基体表面生成相对稳定的双层氧化膜,有效阻止腐蚀性介质对基体的侵蚀,提高了AH32钢的耐蚀性能及服役寿命。

氮硅共掺对类金刚石薄膜组织及性能影响

为了研究不同掺杂元素对类金刚石(DLC)薄膜改性的协同影响,利用等离子体增强化学气相沉积技术在2024铝合金表面制备N、Si共掺的DLC薄膜,研究N_(2)与TMS流量比对N/Si-DLC薄膜结构和性能的影响规律及相应机制。结果表明,随着N_(2)与TMS流量比值在一定范围内增大,N/Si-DLC薄膜与基体结合强度、硬度及弹性模量逐渐升高,但当N_(2)与TMS流量比继续增加后薄膜的力学性能反而出现下降趋势。N_(2)与TMS流量比为30∶30时,薄膜具有最高的硬度和弹性模量,分别为11.58 GPa和108.4 GPa。同时,N/Si-DLC薄膜耐蚀性能随N_(2)与TMS流量比值增大先升高后降低。N_(2)与TMS流量比为30∶30时,薄膜较致密,缺陷较少,耐腐蚀性能较好。

不同驱动电源下磁控溅射等离子体行为

磁控溅射驱动方式是影响其等离子体特征的重要因素之一,而等离子体行为最终影响所沉积薄膜结构和性能。磁控溅射过程中基体上产生的浮动电势与等离子体中电子能量分布有关,基体饱和电流则与等离子体的离子密度有关,可综合反映辉光放电系统等离子体状态。本实验分别采用射频、直流和脉冲直流电源溅射Mo粉末靶,改变靶基距,测量基体浮动电势及饱和电流,探讨溅射驱动方式对等离子体行为的影响。研究表明:靶功率增加,靶电压、电流均随靶功率增大,基体浮动电势基本保持不变,基体饱和电流增加,但电压增加率极小,而电流增加率较大。基体浮动电势绝对值随靶基距的增加而降低,即电子的能量分布随靶基距增加而降低。射频溅射产生的浮动电势明显小于直流和脉冲直流溅射的。直流溅射等离子体能量最高,射频溅射等离子体密度最大。

无结晶体管的研究现状及展望

晶体管是电子设备的关键器件,对电子设备的性能起到很大的作用。现有的晶体管主要是由引入掺杂原子到半导体材料中形成半导体结构成。而无结晶体管是源极、漏极、沟道共用一根纳米线,没有形成传统的源极结和漏极结,因此简化了制作工艺,降低了制作成本。本文主要论述了无结晶体管的发展历史、工作原理、主要性能和分类,并对无结晶体管的应用进行了展望。

粉末靶脉冲磁控溅射制备CrBMoS固体润滑硬质涂层

粉末靶封闭非平衡磁场脉冲磁控溅射是一种方便靶材配比、节约靶材成本的高效磁控溅射工艺,其特点是将固体粉末按成分需求配比,直接作为磁控靶体。CrB_2则因其高硬度而常被作为硬质耐磨材料使用,MoS_2因其低摩擦系数常作为固体润滑剂使用。本研究则将CrB_2和MoS_2两种粉末按Cr∶Mo原子比1∶1混合,利用粉末靶封闭非平衡磁场脉冲磁控溅射系统在304不锈钢表面制备硬质固体润滑涂层,探讨脉冲频率对CrBMoS涂层结构及性能的影响。用示波器测量靶电位曲线,分别用扫描电子显微镜、X射线衍射分析涂层形貌及相结构,表面形貌轮廓仪测量涂层厚,纳米压痕仪检测涂层纳米硬度,划痕仪测量涂层结合力及摩擦磨损实验机测量涂层摩擦系数。结果表明,在脉冲"开-关"状态转换时,靶电位由"负"转"正"过程中,"正"电位突升。随脉冲频率增高,涂层的沉积速率降低,沉积速率与有效沉积时间因子成正比。涂层致密、无缺陷,涂层晶体择优取向分别为CrB_2(111)及MoS_2(200)。涂层纳米硬度最高可达19 GPa,摩擦系数最小低至0.02。结果表明粉末靶封闭非平衡脉冲磁控溅射法制备的CrBMoS涂层具有较高硬度的同时,还具有良好的固体润滑效果。

高效稳定有机-无机钙钛矿太阳能电池

有机-无机杂化钙钛矿材料具有可调的带隙、较高的消光系数、较低的激子束缚能和双极性电荷传输等优点,适用于制备钙钛矿太阳能电池。2009年以来,这种钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从最初的3.8%增长到22.1%,远高于多晶硅太阳能电池的光电转换效率,具有十分广阔的应用前景。但目前实验室制备的钙钛矿太阳能电池还存在稳定性问题。本文主要阐述了有机-无机钙钛矿太阳能的发展现状,提高光电转换率的途径和原理,并介绍使之稳定的可能性及方法。

土壤镉污染下生物炭对白菜生长及植株镉浓度的影响

以白菜为试验材料,研究土壤镉污染下分别向土壤中添加0%、0.5%、1.0%、2.0%、5.0%生物炭对白菜植株生长及镉富集情况的影响。结果表明,添加0.5%的生物炭可显著提高白菜的株高和鲜质量(P<0.05),但随生物炭添加量的增加,白菜株高并没有继续显著增加,白菜鲜质量却出现下降趋势,添加过量的生物炭对白菜生长产生抑制作用;随生物炭添加量的增加,白菜植株镉含量有显著下降(P<0.05),生物炭的添加可有效降低白菜地上部的镉含量;白菜植株中,叶片镉含量显著高于叶柄,在土壤镉污染下白菜叶片可能是镉的主要储存器官。

非平衡磁控溅射二维磁场分布模拟计算

磁场结构在磁控溅射技术中起着重要的作用。本文利用ANSYS软件模拟计算磁场的磁感应强度及其分布,并分析、比较不同方案中的磁场分布变化规律。计算结果与实测值吻合,并且显示随着与靶面距离的增加磁感应强度减弱的特征,其中在双靶磁场并顶部磁场只有S极的结构中,磁场中磁感应强度最强。

凹凸棒石施用对镉污染土壤理化性质及小白菜生长的影响

[目的]明确凹凸棒石对重金属污染土壤中镉的治理效果。[方法]以小白菜为试验材料,开展小白菜盆栽试验,分析施用凹凸棒石后小白菜的长势、土壤养分和土壤重金属镉含量。[结果]适量添加凹凸棒石可有效增加小白菜的产量,提高酸性土壤的p H,但过量[≥2.0%(m/m)]添加会导致土壤速效养分降低;施用凹凸棒石对镉污染土壤的修复具有显著效果,可有效降低土壤有效镉含量和小白菜对镉的吸收。[结论]试验推荐凹凸棒石添加比例为1.0%。

长江下游典型工农业交错区土壤重金属含量随时间变化特征

以长江下游八卦洲工农业交错区为研究区,研究了表层土壤2014年相对于2003年重金属等元素含量变化特征、富集机制与影响因素.结果表明,2014年研究区土壤Cd、Zn、Cu、Cr平均含量较2003年发生显著的增加,其增加率分别为32%、15%、14%和11%;Hg平均含量发生了显著的下降,下降率是20%;As、Pb和Ni含量未随时间呈现出显著变化.土壤Cu、Zn、Ni、Cr、Cd和As在大多采样点表现为含量的增加;Hg在大多数采样点表现为含量降低.分析表明,重金属富集范围和程度的变化主要受研究区周围工业分布以及调整的影响,大气沉降是土壤Cd、Cu、Zn、Cr、Ni等重金属富集加强最主要的贡献因子,而土壤Hg含量的降低主要与Hg的地球化学行为特性以及产业结构调整有关.土壤重金属富集不仅与外源物质输入有关,元素本身的地球化学性质和行为导向也是非常重要的影响因素.

长江下游南京段典型潮土镉富集以及生物有效性影响因素研究

以长江下游南京段某典型潮土分布区为研究区,通过2014年与2003年两期表层土壤镉等相关成分变化、土壤剖面对比、地球化学统计分析等方法研究了潮土镉富集机制及其生态有效性的主要影响因素。结果表明:相对于2003年,研究区表层潮土2014年镉平均含量增加了40.9%。以中国土壤环境质量标准(GB 15618—1995)为参照,有超过50%的土壤样品达到镉轻度污染水平,且有约25%土壤样品的生物有效镉含量接近或高于当地潮土镉背景值。地学统计分析与实际调查表明,土壤镉与硫以及有机碳呈显著正相关关系,镉最主要的外源可能是受粉煤灰影响的大气降尘。潮土镉活化主要受碳酸盐、Ca、Mg、p H和有效Fe的影响,其中碳酸盐的影响最为重要。研究区含碳酸盐土壤与贫(无)碳酸盐土壤(含量<5 g·kg-1)的Cd含量没有显著差异,但生物有效镉含量以及镉活化率却存在显著性差异,贫(无)碳酸盐土壤的生物有效镉含量和镉活化率分别是含碳酸盐土壤的2.5倍和近2倍。研究区表层土壤发生了酸化(p H平均水平从2003年的7.72下降到2014年的6.96),为控制酸化及预防可能的土壤重金属生态风险,应及时开展土壤生态平衡修复工程。

氮气流量对热丝增强等离子体磁控溅射制备CrN_x薄膜组织结构与性能的影响

采用热丝增强等离子体磁控溅射技术在SKD61钢基体上制备了CrN_x薄膜,并分析研究了不同氮气流量对薄膜相结构、组织形貌、粗糙度、厚度、耐磨性、膜基结合力以及纳米硬度和弹性模量的影响。结果表明:在较宽的氮气流量变化范围内可制备出厚度均匀、结构致密、高硬度及高耐磨性的CrN_x薄膜。随氮气流量增加,薄膜由Cr2N及CrN双相组成转变为CrN单相。由于复杂相及相取向的存在,氮气流量为90 mL/min的CrN_x薄膜内应力最大,膜基结合力最低。CrN_x薄膜使SKD61钢的纳米硬度、弹性模量及耐磨性能均大幅提高,最高纳米硬度及弹性模量分别达36 GPa,477 GPa。通过对材料韧性的综合评价,氮气流量为75 mL/min条件下所制得的以Cr_2N相为主的薄膜的韧性最佳。

不同土壤钝化剂对土壤镉生物有效性的影响

[目的]寻找有效控制Cd污染土壤上小白菜对重金属Cd吸收的技术方法。[方法]2015年进行小白菜盆栽试验,选取生物质炭、凹凸棒石、石灰石作为土壤Cd钝化剂。于小白菜收获时,取样分析小白菜产量、株高,以及小白菜和土壤中Cd含量。[结果]施用3种钝化剂均增加土壤速效钾含量,提高土壤pH,促进小白菜生长;施用3种钝化剂可显著增加土壤对Cd的吸持固定,降低土壤生物有效性Cd含量,显著降低小白菜地上部Cd含量和小白菜对Cd的富集系数;3种钝化剂对Cd污染土壤的治理效果表现为:石灰石>凹凸棒石>生物质炭。[结论]该研究可为污染土壤上农作物的安全生产提供参考。

平原河网城区河道生态环境需水量研究

在现有河道生态环境需水理论的基础上,结合平原河网地区城区河道的特点,分析了平原河网地区城区河道生态环境需水量的计算,并以南通濠河水系为例,计算了濠河生态环境需水量。结果表明:(1)平原河网地区城区河道生态环境需水主要用于维持河道的基本功能和结构,主要由河道基础水量和自净需水量两个部分组成;(2)河道的基础水量和河道级别紧密相关;(3)河流自净需水量与河道的纳污状况和水质目标相关密切。

生态塘组合工艺处理小城镇生活污水的前景及应用

简述了小城镇战略定位及污水处理重要性和紧迫性,指出我国小城镇污水处理的现状及压力,分析了适宜于小城镇污水处理的生态塘组合处理工艺作为一项高效实用的环保技术的优势和发展趋势,并通过生态塘湿地系统在南京汤泉镇污水处理中的应用实例分析,介绍了构建生态塘系统的关键设计参数及其工艺特点,为小城镇生态保护与建设污水处理厂提供技术支撑和示范样板。

高温处理对螺旋炭纤维微观拓扑结构的影响

对高温处理前后螺旋炭纤维的微观拓扑结构进行了探究与表征,结果表明,制备态螺旋炭纤维具有类似年轮状结构的近圆形横截面,在纵截面上体现为近似鲱鱼骨结构,其石墨微晶尺寸小、取向度差;高温处理后,其三维结构可理想地看作是由石墨微晶以具有锥角的多面柱体形式沿螺旋方向堆叠而成,表观上炭纤维显示为尺寸均匀的多面柱体形貌。X射线衍射和Raman散射结果从宏观量级上证明了样品微观尺度有序度得到提高。为基于结构的性能预测和应用设计提供了可靠的参考。

靶电流密度对热丝增强等离子磁控溅射制备Cr_2N薄膜结构与性能的影响

采用等离子体增强平衡磁控溅射技术在316L奥氏体不锈钢基体表面制备了不同靶电流密度条件下的Cr_2N薄膜,并检测分析了靶电流密度对薄膜表面形貌、相结构、力学性能、膜基结合力和摩擦磨损性能的影响。结果表明,薄膜呈致密柱状结构,以Cr_2N(111)择优取向为主。当靶电流密度为0.132 mA/mm^2时,WN相与Cr_2N并存;随着靶电流密度的增加,薄膜厚度逐渐增加,硬度、弹性模量略有下降,膜基结合增强。薄膜与基体结合处呈脆性失效。靶电流密度0.132 mA/mm^2时,最高薄膜硬度及模量分别为33及480GPa,且磨损量最小。靶电流密度0.264mA/mm^2时,最大膜机结合力为36.6N。经过镀Cr_2N薄膜后,试样表面硬度、耐磨性明显提高。

脉冲偏压对低温氮化不锈钢表面结构及摩擦学性能的影响

采用低温等离子体辅助氮化奥氏体不锈钢316L,能够在不破坏其抗腐蚀性能的同时有效提高不锈钢表面的摩擦学性能,研究了不同脉冲偏压下氮化层的结构和摩擦学性能(硬度、摩擦系数和耐磨性)。采用X射线衍射仪研究了脉冲偏压对氮化层相结构的影响;采用光学显微镜和扫描电镜分别观察了氮化层表面和横截面的形貌,并利用能量色散谱测量了氮化层中氮含量及其分布;基于纳米压痕和摩擦磨损结果,研究了脉冲偏压对氮化层摩擦学性能的影响。结果表明:低温氮化后,不锈钢表面形成一层无氮化物析出的单一过饱和固溶体相——扩展奥氏体γN,晶格常数随偏压的增加由0.359增至0.395nm。当脉冲偏压为-300 V时,氮化层厚度达9.45μm,表面硬度达21.0 GPa,摩擦系数降低至0.09,耐磨性能获得显著提高。

城市污泥堆肥用于林业土壤基质的可行性研究

随着城市污水处理率的不断提高,污泥产生量日益增大。污泥中大量的矿物养分,为林木及作物的生长提供了充足的养分。但是污泥中的病原体、重金属及其它有毒有害物质会残留在植物体以及土壤中,并会对水体造成污染。经稳定化处理后的污泥产品是一种优良的有机肥。较农田而言,林地植物远离人群,且能避开人类食物链。因此,只要控制污泥施用量并按照相关操作规程,将堆肥污泥施用于林地将成为城市污泥又一可持续处置的出路。

地方高校与具有优势学科科研院所联合培养研究生的机制探讨——以辽宁科技大学和中国科学院金属研究所为例

联合培养研究生是国家积极鼓励的创新人才培养模式和提升培养质量的一个重要途径.文章围绕辽宁科技大学和中国科学院金属研究所在联合培养研究生过程中出现的情况和问题,提出了建议,并探讨了地方高校与具有优势学科的科研院所联合培养研究生的机制.