LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)/C正极材料的制备与电化学性能研究

采用共沉淀法和固相烧结法制备了一种杂质少、物相分布均匀、电化学性能优良的LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)/C(LMFP)复合材料。结果表明,该方法在脱去NH_(4)^(+)和H_(2)O的同时,抑制了Mn_(2)P_(2)O_(7)物相的产生,提高了LMFP的锂离子扩散速率。由LiMn_(0.6)Fe_(0.4)PO_(4)/C组装的锂离子电池展示了优异的电化学性能,1C下首次放电比容量145.5 mAh/g;5C下首次放电比容量111.9 mAh/g。该工艺简单、成本低,适合工业化生产,为设计高性能的商业化锂离子电池正极材料提供了可行性方案。

棉花GhWLIM5在棉纤维发育中的功能分析

LIM结构域蛋白是重要的发育调控因子,常作为肌动蛋白结合蛋白(F-Actin)参与调控细胞骨架建成。为了进一步研究GhWLIM5在棉纤维中的生物学功能,通过研究棉花的遗传转化并获得相应的转基因植株,同时对多株转基因植株进行表型分析,并通过分子试验对棉花LIM蛋白GhWLIM5在棉花纤维发育中的功能进行相关研究。结果表明,与野生型相比,抑制GhWLIM5表达的GhWLIM5 RNAi转基因棉花纤维中肌动蛋白细胞骨架较为稀疏,细胞生长速度降低,成熟纤维较短,纤维强度较弱。通过低速共沉淀检测发现,GhWLIM5促进F-Actin成束的能力与pH环境密切相关,随着pH值的升高,GhWLIM5促进F-Actin成束的能力逐渐下降。高速共沉淀结果显示,加入同等浓度F-Actin的情况下,经高速离心,GhXLIM6存在于沉淀中的比例明显高于GhWLIM5,说明GhWLIM5结合F-Actin的能力弱于GhXLIM6。纤维品质分析表明,抑制GhWLIM5的表达还会影响棉纤维次生壁的发育;但实时荧光定量结果显示,与野生型相比,转基因棉花纤维中这些纤维素合酶基因GhCESA4/7/8的表达并未发生明显变化,说明GhWLIM5可能不直接影响棉纤维次生壁发育。研究结果揭示,GhWLIM5通过结合并维持动态的F-Actin细胞骨架在棉纤维伸长生长中起重要作用。

纳米晶铁心中频变压器磁-结构场耦合数值模拟

中频变压器是高压大容量直流变换器的核心元件,但高频率、高功率密度会导致变压器振动噪声加剧。为了精确模拟中频变压器的铁心振动特性,文中建立了中频变压器三维瞬态磁—结构场耦合分析计算模型,利用有限元法计算空载条件下铁心振动加速度和位移。结合纳米晶卷形铁心层合结构的特点,按照横观各向同性对纳米晶铁心的力学材料特性参数进行计算和赋值。搭建了壳式和芯式两种不同铁心拓扑结构的中频变压器仿真模型和实物模型,通过仿真和实验系统性地研究了气隙结构、铁心拓扑结构对中频变压器振动的影响。通过理论计算和实验结果的比较证实:铁心气隙表面处的麦克斯韦力是振动的主要原因,壳式中频变压器的最大麦克斯韦力密度(25257 N/m^(2))大于芯式中频变压器(20936 N/m^(2));壳式铁心的最大加速度(40 m/s^(2))大于芯式铁心(30 m/s^(2))且数值模拟的误差在10%以内。

正极性重复方波电压下有机硅凝胶内局部放电起始特性及影响因素研究

高压大功率绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件封装用有机硅凝胶的绝缘性能制约着器件的绝缘性能,目前针对器件所承受的正极性重复方波下有机硅凝胶内局部放电起始特性及影响因素的研究较少。文中建立了正极性重复方波电压下有机硅凝胶内局部放电实验平台,采用光电联合检测法获得了正极性重复方波下有机硅凝胶内局部放电起始特性并分析了机制,初步掌握了正极性重复方波波形参数包括上升时间、下降时间、占空比和频率对有机硅凝胶内局部放电起始电压PDIV(partial discharge inception voltage)和放电瞬时电压的影响规律。结果表明PDIV随上升时间变化不大,但200 ms处较150 ms处下降了10.4%,当下降时间大于100 ms时PDIV呈近似线性上升趋势,当占空比在30%~70%之间时保持相对稳定,随着频率增加PDIV在100 Hz处存在极小值。文中研究成果对于器件应用工况下IGBT器件内部封装用有机硅凝胶绝缘特性的认知具有一定的指导意义。

基于BiLSTM-Attention的F_(10.7)指数预测模型与中国自主数据集的应用

F_(10.7)指数是太阳活动的重要指标,准确预测F_(10.7)指数有助于预防和缓解太阳活动对无线电通信、导航和卫星通信等领域的影响.基于F_(10.7)射电流量的特性,在双向长短时记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory Network,BiLSTM)基础上融入注意力机制(Attention),提出了一种基于BiLSTM-Attention的F_(10.7)预报模型.在加拿大DRAO数据集上其平均绝对误差(MAE)为5.38,平均绝对百分比误差(MAPE)控制在5%以内,相关系数(R)高达0.987,与其他RNN模型相比拥有优越的预测性能.针对中国廊坊L&S望远镜观测的F_(10.7)数据集,提出了一种转换平均校准(Conversion Average Calibration,CAC)方法进行数据预处理,处理后的数据与DRAO数据集具有较高的相关性.基于该数据集对比分析了RNN系列模型的预报效果,实验结果表明,BiLSTM-Attention和BiLSTM两种模型在预测F_(10.7)指数方面具有较好的优势,表现出较好的预测性能和稳定性.

国产6.5 kV/400 A SiC MOSFET模块研制及电气特性研究

为满足当前新型电力系统中电能变换装备对器件高压、大容量、工作频率高、开关损耗低的需求,文中自主研制一款国内最高功率等级的6.5 kV/400 A碳化硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor,MOSFET)模块,并对其电气特性开展研究。首先,对模块的电路与封装结构进行设计,通过热仿真和阻抗测量手段,对所研制模块的热特性以及回路寄生参数进行分析;其次,对所研制的模块开展常温(25℃)及高温(150℃)下的静态、动态特性测量。测量结果表明,在常温、高温条件下,模块的阻断漏电流与栅源极漏电流微小,且开关损耗维持一致,具备较好的耐高温特性。同时,相较于同电压电流规格的硅绝缘栅双极型晶体管器件,模块开关损耗可降低72%以上。最后,搭建碳化硅器件连续运行工况实验平台,模拟器件在换流装备中的实际运行工况,对模块进行半桥正弦脉宽调制逆变连续运行实验。连续运行实验结果表明,该模块在电压3600 V、器件电流峰值280 A条件下连续运行1h无异常,初步验证模块具备工程应用能力。研究可为高压碳化硅MOSFET的研制及工程应用提供一定支撑。

高压大功率IGBT器件绝缘结构的电场计算研究综述

随着高压直流输电技术的发展,高压大功率绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件被广泛应用于各类高压大容量电力换流和控制装备中。然而,在高压大功率IGBT器件的研制过程以及工程应用中,器件内部局部放电现象乃至击穿现象频繁发生,给器件绝缘设计带来巨大挑战。要想实现良好器件绝缘设计,就需要获得器件内部的电场分布,因此实现器件内部电场的准确计算至关重要。文中全面回顾器件内部绝缘结构的建模和计算方法的发展历程,从封装绝缘电场计算、芯片绝缘电场计算以及芯片和封装绝缘耦合电场计算3个方面介绍相关研究的发展历程、适用范围以及相应的不足,最后展望未来器件内绝缘结构电场计算的发展方向。

压接型IGBT芯片的参数分散性对其并联时关断均流的影响

压接型绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)的多芯片并联关断期间会出现严重的不均流现象,直接影响到器件的关断可靠性。文中重点研究压接型IGBT芯片参数对其并联时关断均流的影响,首先,根据IGBT单芯片的关断机理和波形,分析芯片参数对IGBT单芯片关断各个阶段内集电极电流变化的影响规律;其次,定义多芯片并联关断波形中出现的第一类及第二类电流竞争峰谷,建立针对第一类电流竞争峰谷的随机分布模型,获得芯片参数以及并联数目对关断均流的影响规律,通过并联双芯片的双脉冲实验,验证所得规律的有效性;最后,结合分析结果提出阈值电压与饱和压降的相互补偿以及保持阈值电压差与跨导差异号等芯片筛选建议。研究成果可以为并联压接型IGBT芯片的参数筛选工作提供指导。

光滑导线直流起晕电压判别方法对比分析

直流电晕放电会产生空间电荷、离子流场、无线电干扰、可听噪声及电晕损耗等效应,为了研究根据不同的直流电晕放电效应得到的起晕电压差异,搭建了基于同轴圆柱结构的电晕放电起晕电压测试平台,同时测量了不同直径光滑导线电晕放电产生的离子流、合成电场、稳态电晕电流及紫外光子数随电压的变化关系,依据各物理量随电压变化的拐点确定了正、负极性光滑导线的起晕电压。实验结果表明,对于光滑导线,通过不同电晕放电效应借助于拐点法得到的起晕电压基本一致。根据同轴圆柱离子流场的解析公式及起晕场强的经验公式,对导线的起晕电压进行了计算,不同直径的起晕电压的计算结果与测量结果基本一致,最大差异<2.1%。因此,对于实验室内光滑导线起晕电压的确定,建议采用同轴圆柱电极结构对电晕放电效应进行测量,推荐采用拐点法来确定起晕电压。

温度对碳化硅器件封装用有机硅弹性体陷阱特性的影响

有机硅弹性体作为一种高分子聚合物,因具有良好的耐高温性能、绝缘强度以及与芯片的相容性,已在碳化硅功率器件中得到应用。目前国内外针对有机硅弹性体在高温下的绝缘特性研究较少,而介质的陷阱特性与其绝缘性能密切相关,研究有机硅弹性体的陷阱特性及其受温度的影响,对于该种灌封材料在碳化硅器件封装中的应用具有重要意义。为此,采用表面电位衰减法(surfacepotentialdecay,SPD)测量了有机硅弹性体在温度20~250℃范围内的表面电位衰减曲线,提取了不同温度下有机硅弹性体的陷阱电荷能级密度分布和迁移率等微观参数,建立了有机硅弹性体迁移时间、迁移率、电位衰减时间常数随温度变化的拟合表达式,分析了温度对有机硅弹性体陷阱特性的影响机制,确定了有机硅弹性体陷阱捕获电荷数量最大时的温度阈值。此外,结合有机硅弹性体陷阱特性,从载流子输运的角度解释了该材料电导率、迁移率以及深浅陷阱的电位衰减时间常数之差随温度变化的规律,并通过分析有机硅弹性体的微观结构特征,解释了该材料陷阱特性的极性效应。相关结果可以为不同温度下有机硅弹性体绝缘特性的认知提供支撑。

解析TB/T 3096-2023《铁路货车超偏载检测装置》

介绍TB/T 3096—2023《铁路货车超偏载检测装置》的修订背景。从术语和定义、环境条件、总体技术要求、主要部件技术要求、安装技术要求、控制室要求、计量性能要求、计量性能试验方法等方面,解析TB/T 3096—2023的主要内容,以便标准使用者更好地理解该标准。

铁道货车超偏载检测装置量值溯源方案研究

针对我国铁道货车超偏载检测装置的现行检定方法,通过研究铁道货车超偏载检测装置的组成、工作原理,分析现行铁道货车超偏载检测装置量值溯源方案遇到的问题,提出新的量值溯源方案,使其量值能溯源到国家计量基准,以保障铁道货车超偏载检测装置量值溯源的科学性、准确性和统一性。

边疆民族地区安全治理中的涉外因素及其应对之策

边疆民族地区安全治理不仅要眼睛向内,更要关注涉外因素。边疆不安宁主要是国外反华势力与境外民族分裂势力相互勾结、“三股势力”对国内渗透和煽动的结果。开展跨国反分裂、反渗透、反恐怖斗争,要挤压境外民族分裂势力的国际活动空间,切断其与国外反华势力之间的联系;整合涉藏涉疆外事力量,建立“大外交”机制进行综合施策;区分不同情况,因时因事施策,抵制境外宗教势力的渗透;登高望远、增强自信,从中国与世界关系演化的大方向审视边疆安全治理的未来。

修订JJG(铁道)129—2004《铁道货车超偏载检测装置》的建议

铁道货车超偏载检测装置用于检测运行中的铁路货车装载状况,是保障铁路货车运行安全必不可少的设备。检定超偏载检测装置主要依据JJG(铁道)129-2004《铁道货车超偏载检测装置》。针对JJG(铁道)129-2004,提出修订建议,包括从量值传递与溯源体系代替理论计算方式获取标准值、增加速度超过60 kg/h铁道货车通过超偏载检测装置的评判标准以及通过期间核查调整检定方案等。

混合种群算法HSO在求解RAP问题中的应用研究

混合种群算法HSO是研究GRAP问题时给出的群体优化算法,具有结构简单,易于微型计算机上编程实现,收敛速度快等优点。本文研究HSO算法在解决RAP(GRAP问题的特殊情况)问题中的应用,用于求解单目标(费用最小)-单约束(可靠度>=R;)模型,和单目标(可靠度最大)-多约束(费用和重量约束)模型(每个子系统只有一种元件可供选择),并与传统的模拟退火算法SA、遗传算法GA、蚁群算法ACA、粒子群算法PSO等做比较,从而发现HSO算法的优势和不足,为更好的将HSO算法应用于可靠性优化问题奠定基础。

工频电压下有机硅凝胶的电树枝发展规律及其局部放电特性

有机硅凝胶作为高压大功率IGBT器件灌封的绝缘材料,其自身的绝缘性能直接决定着IGBT器件的耐压可靠性。为此,针对高压大功率IGBT器件封装用有机硅凝胶内局部放电产生的电树枝发展规律及局部放电特性开展实验研究。实验中采用针-板电极结构,实时记录了交流电压下有机硅凝胶内电树枝的发展规律以及局部放电特征参量。实验结果表明在室温及工频电压作用下,有机硅凝胶内的电树枝主要由气道与气泡构成,电树枝的生长速度与树枝长度无关,依据有机硅凝胶材料的高分子主链结构分析了电树枝通道的不导电性或弱导电性,此外,实验观测到有机硅凝胶材料的电树枝具有独特的自愈特性,并分别从物理自愈和化学自愈解释了电树枝的自愈机制;有机硅凝胶内局部放电脉冲序列主要分布于一、三象限,符合典型的材料内部沿面放电特征谱,随着电树枝的生长,局部放电脉冲的放电量增大,但脉冲频率几乎不变,脉冲相位受到空间电荷调制效应的影响。研究结果对于指导有机硅凝胶在IGBT器件灌封时的应用具有一定的指导意义。

MPK3-1磷酸化WRKY16正调控陆地棉纤维起始和伸长

WRKY转录因子在植物发育和胁迫反应中起重要作用。然而,到目前为止,关于WRKY转录因子是否调控以及如何调控棉花纤维发育的研究报道还很少。2021年8月,《Plant Cell》上发表文章《Phosphorylation of WRKY16 by MPK3-1 is essential for its transcriptional activity during fiber initiation and elongation in cotton (Gossypium hirsutum)》(doi:10.1093/plcell/koab153),报道了纤维中优势表达的WRKY转录因子Gh WRKY16在纤维的起始和伸长过程中发挥正调控作用,而在氨基酸残基T-130和S-260处被Gh MPK3-1磷酸化的GhWRKY16,可直接与Gh HOX3、Gh MYB109、Gh Ces A6D-D11和Gh MYB25的启动子结合激活其转录,从而促进纤维的早期发育。

正极性重复脉冲电压下有机硅凝胶-PI界面的沿面放电特性

高压大功率绝缘栅双极型晶体管器件(insulated gatebipolar transistor,IGBT)器件封装绝缘问题已成为高压大功率IGBT器件自主研制的关键制约因素之一。由于器件内部芯片终端钝化层处场强较高,导致钝化层最外层的聚酰亚胺(polyimide,PI)与封装材料有机硅凝胶的界面之间易于发生沿面放电,此位置是弹性压接型IGBT器件封装绝缘薄弱的环节。为此面向IGBT正常运行时所承受的正极性重复方波电压工况,建立了有机硅凝胶-PI界面沿面放电特性试验平台,同步采集放电过程中光脉冲信号以及放电脉冲信号,试验中发现有机硅凝胶-PI界面沿面放电在方波上升沿以及方波的高电平区出现了多次正向放电,同时在方波下降沿以及低电平区出现了多次反向放电。基于测量得到的光电倍增管中检测到的光信号与沿面放电脉冲一一对应关系,提出了提取重叠于方波电压上升和下降过程中的位移电流波形中的沿面放电脉冲的方法,实现了沿面放电脉冲的准确提取。在此基础上,分析了沿面放电脉冲的波形参数及放电瞬时电压的统计特性,结果表明,不同电压周期中的沿面放电脉冲时间参数具有统计独立性,即各个周期的沿面放电过程相互独立,随着外施电压升高,放电次数以及脉冲幅值均增加。最后,结合放电脉冲特性,给出了正极性重复方波电压作用下有机硅凝胶与PI材料沿面放电特性的定性机理解释。

钠离子电池金属硫化物负极材料的研究进展

由于全球有限的锂资源无法满足巨大的能源市场需求,而钠元素与锂元素处于同一主族,其性质相似,且钠具有资源丰富以及成本低等优势,使得钠离子电池有望成为极具发展前景的储能装置。但是,钠离子电池存在以下劣势:(1)钠元素的相对分子质量大于锂元素,致使其理论能量密度低于锂离子电池;(2)钠离子半径大于锂,充放电过程中钠离子脱嵌困难。因此,电极材料的合理设计与高效合成是提升钠离子电池性能和降低成本的关键。目前,钠离子电池的研究进展较快并取得了一定的成果,研究热点主要集中在钠离子嵌入机理、电池能量密度提升、循环性能改善等方面。金属硫化物种类丰富,具有相对较高的理论比容量和能量密度,适合用作储能钠离子电池负极材料。但金属硫化物自身存在导电性差、体积膨胀剧烈、首次库伦效率低、钠离子扩散缓慢等缺点,同时电池的性能又取决于电极材料的形貌、结构和颗粒尺寸等。因此,需对材料进行一系列结构调控以及相应机理研究来提高其电化学性能。本文主要从纳米形貌调控和材料复合两个方面对金属硫化物最新的研究进展进行综合概述,并对钠离子电池金属硫化物负极材料的未来发展方向进行了评述及展望。

110 kV GIS同频同相交流耐压试验中三工位隔离开关内部电场分布特性

同频同相交流耐压试验技术因无须GIS母线全停,可以显著地提高供电可靠性,近年来在GIS改扩建工程中得到了广泛应用。目前110 kV GIS普遍采用三相共筒式结构,同频试验过程中三工位隔离开关断口或相间可能会存在击穿的风险,需要对三工位内部电场分布进行分析。采用有限元法对同频同相试验技术在110 kV三相共筒式GIS耐压试验中三工位隔离开关内部电场进行了分析,仿真中结合实际试验过程中的加压要求和加压过程所对应的边界条件,获得了试验中三工位隔离开关内部不同位置的电场分布特性,得到了不同加压方式电场较大的位置,在此基础上,对内部结构参数对电场的影响规律进行了分析,研究结果可以为同频同相试验技术在110 kV GIS耐压实验中的应用提供了理论和数据支撑。