GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池100 MeV质子位移辐照损伤效应实验研究

GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池是当前航天器空间电源系统的核心元器件,其在空间辐射环境中遭受的辐照损伤会导致太阳电池性能参数衰降,甚至导致航天器供电系统功能失效。为获取GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池高能质子辐照损伤退化规律,以国产GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池为研究对象,通过开展100 MeV质子不同注量下的辐照实验,分析质子位移损伤诱发GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的开路电压(V_(oc))、短路电流(I_(sc))、最大输出功率(P_(m))、光电转换效率(E_(ff))等辐射敏感参数的退化规律和损伤机理。结果表明:注量范围为1×10^(11)~2×10^(12)cm^(-2)时,V_(oc)、I_(sc)、P_(m)、E_(ff)的退化程度随辐照注量的增加而增大,当注量为2×10^(12)cm^(-2)时,P_(m)和E_(ff)归一化处理后的退化程度均为16.88%,与V_(oc)和I_(sc)相比,衰减更严重。对不同注量辐照所得V_(oc)、I_(sc)、P_(m)、E_(ff)进行拟合,获得了V_(oc)、I_(sc)、P_(m)、E_(ff)随辐照注量变化的特征曲线,根据该曲线可预估GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池不同注量下性能的衰减幅度。

高速列车制动盘设计中若干问题的研究现状

高速列车制动盘是列车制动系统的核心工作零件,通过制动盘与制动闸片间的摩擦接触将动能转化为热能以实现紧急制动,进而保证列车安全,因此制动盘的性能直接影响列车的制动效果。随着列车提速,制动过程需要吸收更多的能量,从而导致制动盘温度快速升高甚至超出材料的安全使用范围,这将使现有制动盘设计无法满足工程需求,因此必须研制性能更优的制动盘产品。制动盘的设计是一个系统性问题,涉及制动盘的材料、结构、成形方法、热处理等多方面内容且各因素互相影响。其中,新材料的研发是制动盘研究的重要内容,其发展方向为工程陶瓷基复合材料和复合纤维基材料,但材料自身缺陷及制备工艺不成熟导致其仍处于实验室阶段,而工业生产中多使用铸钢和锻钢。目前对制动盘的结构设计仅考虑了结构成形性,导致其结构设计冗余、散热能力有限,本文在结构设计部分重点介绍了制动盘散热特性和应力分布两方面的研究,并分析了现有研究方法的特点和存在的问题,指出试验-仿真方法对新型制动盘的设计及性能评估意义重大。在制备工艺方面,表面强化、增材制造等新技术的引入增大了制动盘的设计自由度,有利于产品性能的提升。本文从材料性能、结构设计和制备工艺三个重要方面详细阐述了制动盘的研究现状,对高速列车制动盘的研究内容和发展方向进行了展望,为制动盘的精细化、轻量化设计提供了研究思路和理论支持。

光电半导体材料辐照诱发微观缺陷的演化特性研究

基于分子动力学计算方法,运用LAMMPS程序模拟了Si, GaAs, 3C-SiC三种半导体材料中辐照引起的级联碰撞过程,并分析了晶体内微观缺陷的演化特性。模拟结果表明,级联碰撞会在晶体内部形成类似离位峰的结构,大多数空位缺陷聚集在损伤区域内部,而损伤区域外围分布的主要是间隙缺陷。通过对三种材料进行缺陷簇分析,发现Si中缺陷簇数量明显多于GaAs,缺陷簇最大尺寸达到了17个原子。此外,三种材料中的Frenkel对的数量变化过程大致相同,均呈现“上升,下降,稳定”的趋势,但3C-SiC中的缺陷数量要远小于Si和GaAs,表明3C-SiC具有更好的辐射抗性,其晶体结构在受到辐照后仍能保持相对稳定。

In掺杂GaAs材料体系电子结构第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算得到了本征GaAs和In掺杂GaAs的能带结构和电子态密度。通过对比分析体心掺杂和面心掺杂两种掺杂方式的InGaAs电子结构,得到了不同掺杂方式对InGaAs材料性质的影响规律。研究结果表明,两种In掺杂材料体系的能带结构差异不大,与本征GaAs相比,二者的禁带宽度减少了约40%;掺杂的In原子作为受主杂质在导带中引入了新的杂质能级,使导带底降低;与本征GaAs相比,面心掺杂InGaAs电子分布的能量范围变化不大,但电子分布更均匀,而体心掺杂InGaAs的电子态密度中出现了新的电子分布能量范围,使掺杂后的材料具有更宽的导带。

920例新型冠状病毒肺炎患者舌象特征与中医证候的关系研究

目的研究新型冠状病毒肺炎(COVID-19)患者舌象分布、色度、纹理变化与中医分期、证候的关系。方法采集来自武汉地区临床一线的920例新型冠状病毒肺炎患者的舌象临床资料,对各证候患者的舌象特征、Lab的色彩模式下的参数及影像组学参数进行统计分析。结果新型冠状病毒肺炎初期患者舌象以淡红舌(76.00%)、薄苔(76.00%)、白苔(86.00%)、腻苔(92.00%)为主;中期患者多见红舌(25.75%)或淡红舌(22.31%)、瘀斑瘀点舌(21.86%),苔色白苔(51.80%)、黄白相兼苔(28.29%)、黄苔(18.71%)均可见,苔质以腻苔为主(94.91%);危重期多见绛舌(57.14%)或红舌(14.29%),舌苔多厚(54.76%)、腻(52.38%)、腐(28.57%),或可见剥脱(16.28%)或无苔(9.52%);恢复期患者以淡红舌(45.00%)、白苔(83.13%)、薄苔(79.38%)为主,舌质多见齿痕舌(43.75%)、裂纹舌(38.13%),还可见剥脱苔(22.50%)。Lab模式中的舌、苔数值与检测到的12个影像组学参数均值均与中医分期或证候具有相关性改变,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论新型冠状病毒肺炎患者的舌象特点与中医分期、证候具有一定的相关性,研究从量化的角度客观分析了新型冠状病毒肺炎舌象的色度、纹理改变,对新型冠状病毒肺炎临床辨证提供标准化参考,也为舌象诊断的标准化发展提供客观依据。

GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应及加固技术研究进展

文章首先重点介绍了国内外开展GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池的电子、质子及其他辐射粒子或射线辐照实验的研究进展,然后从辐照损伤效应的仿真模拟研究、抗辐射加固技术、损伤预估方法等方面综述了GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应及加固技术的研究进展,最后梳理了当前GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应研究中亟待解决的关键技术问题,为深入开展GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池辐照损伤效应实验方法标准制定、损伤机理分析、在轨寿命预估及抗辐射加固技术研究提供了理论指导和实验技术支持。

激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的组织及力学性能

研究了激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的微观组织及力学性能,结果表明:由于强化相的溶解,热影响区的硬度及强度降低,典型激光熔覆工艺条件下,扫描速度越快,热影响区越窄;熔覆层底部无平面晶组织,熔合区结合致密,化学成分一致,组织过渡平滑,熔覆层内部为枝晶组织,晶间有较多的Laves相,硬度较热影响区高;时效热处理后,热影响区及熔覆层的强度接近原始基材,界面区域力学性能过渡的平滑性改善。

激光熔化沉积成形缺陷及其控制方法综述

激光增材制造技术作为一种新型的快速成形技术,在快速精准成形的同时,还能够满足个性需求,这种成形方式完全颠覆了传统减材制造的成形理念,因而很快成为最能代表当今信息化时代的一种制造技术。常见的激光增材制造技术主要有以送粉为特征的激光熔化沉积技术(Laser melting deposition,LMD)和以粉末铺床为特征的选区激光熔化技术(Selective laser melting,SLM)。激光熔化沉积技术是采用同步送粉的方式通过大功率激光将同种或不同种的粉末熔化,然后逐行逐层地进行扫描堆积成形。利用这种方法所制备的零件不仅形状复杂,而且各项力学性能均优于铸件。相对于选区激光熔化技术,激光熔化沉积技术具有三大优势:(1)成形尺寸不受限制,可进行大尺寸的零件制造;(2)可以实现不同成分和比例的梯度材料成形;(3)可以进行零件修复与再制造。激光熔化沉积成形过程是一个涉及温度场、应力场等多物理场的耦合过程,由于材料急热、急冷的特点使得利用激光熔化沉积法制备的零件组织为非平衡态组织,过程复杂,不稳定性因素多,因此制件容易出现翘曲变形、熔合不良、尺寸精度不高、开裂等宏观缺陷,内部也容易产生气孔、夹杂、裂纹等微观缺陷,其中激光熔化沉积制备的零件中较大残余应力的存在使得裂纹对其性能的影响更为显著。当前,研究者们主要通过工艺实验及数值模拟研究了产生缺陷的原因,在一定程度上找出了产生气孔、熔合不良、裂纹等缺陷的主要影响因素,并针对这些因素进行逐步分析,在控制粉末特性,调节激光功率、扫描速度、送粉速度、搭接率等工艺参数,引入基板预热,热处理等缺陷控制方法方面取得了一定的进展。同时还利用外界先进检测、传感技术对缺陷进行了实时监测及闭环控制,为激光熔化沉积成形缺陷的控制提供了良好的辅助手段,大大提高了激光熔化沉积成形零件的性能。本文总结了近年来国内外有关激光熔化沉积成形缺陷及其控制方法的研究进展,按照缺陷的种类进行了分类归纳,分析了缺陷形成原因及影响因素,汇总了目前研究的缺陷控制方法,并探讨了当前存在的问题和未来发展前景。

仿生原型毫-微牛级二维力测试系统研制

为满足机械仿生学研究对测试仿生原型产生的毫-微牛级力的需要,构建了二维力测试系统。系统硬件部分主要包括自行研制的平行双簧片悬臂梁及其匹配的电涡流位移传感器、实现测试功能及测试样本简便更换的附属机构、测力传感器输出信号调理模块与能够完成A/D转换的数据采集卡,基于虚拟仪器技术LabVIEW编写了数据处理与界面显示程序。为检验系统的功能,进行了系统的运行调试并测试了仿生原型产生的摩擦力、法向力、刺穿阻力。结果表明,系统能够准确采集仿生原型的毫-微牛级力,并能在界面窗口实时、直观地显示,实现了毫-微牛级力的数据信息保存,测试精度可达50μN,量程可达800 mN。因此,所设计系统能够精确测试仿生原型产生的毫-微牛级二维力,为机械仿生学研究提供了所需的测力技术与方法。

热处理及测量方式对纵波声速评价材料硬度的影响

硬度是材料力学性能的重要指标之一,目前采用超声无损检测方法评价材料的硬度指标存在诸多挑战。通过搭建高精度声时测量系统,采用超声纵波脉冲反射回波法测量不同热处理45钢试件沿厚度方向的超声波传播声时,计算超声纵波声速。同时改变门信号的测量方式,研究不同热处理及门信号测量方式对超声纵波声速评价材料硬度的影响。建立材料硬度、微观组织以及超声纵波声速之间的映射关系,得到超声纵波声速评价45钢试件硬度指标的标定模型,并对标定模型进行验证。标定模型预测硬度误差满足工程应用误差10%的要求。

24CrNi合金钢力学性能重构磁滞参量定量评价

为了检验组织的均匀性并快速、定量、无损地评价合金钢的力学性能,提出利用基于磁巴克豪森噪声无损检测方法的重构磁滞特征参量进行综合评价。采用低频正弦波作为激励信号,分析磁巴克豪森噪声信号的重构磁滞参量与合金钢硬度、抗拉强度、微观结构之间的映射关系,建立重构磁滞参量定量评价合金钢强度的标定模型,并对标定模型进行验证。研究表明,重构磁滞参量中重构剩磁、重构磁滞损耗可以作为定量预测合金钢试件硬度、强度的评价参量,当重构磁滞参量超出特定区间时,预测误差逐渐增大。重构矫顽力、重构最大磁导率不能作为预测合金钢硬度、强度的评价参量,但可以作为材料组织均匀性评价的重要参考。

激光熔化沉积成形过程数值模拟研究现状

激光熔化沉积(Laser melting deposition,LMD)技术具有效率高、成本低、成形件性能优异等优点,成为零件修复和大尺寸构件制造的有效方法。然而,金属LMD成形是金属粉末、激光束和基体三者相互作用的一个多因素耦合过程,涉及流动熔池、快速非平衡凝固、固态相变以及复杂的温度和热应力演变。预测熔池流动情况、凝固规律以及温度应力的演变规律,对于成形试样的气孔、裂纹等缺陷控制,微观组织、力学性能和应力变形调控具有重要意义。数值模拟是一种经济、快捷的工具,对于LMD成形过程的粉末流动预测、熔池变化预测、组织预测、温度观测以及冷却后的残余应力和变形预测具有重要意义。近几年,LMD数值模拟研究已经涉及以上几个方面,但研究深度各不相同。针对温度场的研究,主要集中于建立不同的热源模型,探讨沉积过程的温度演变及工艺方案的影响规律。针对应力场的研究,以探索工艺方案的影响规律和应力消除方法为主。研究流场则以熔池流动和粉末流动为主。微观组织模拟考虑熔池流动对宏观温度场及熔池形状的影响,采用定向凝固的生长条件,可以确定枝晶一次间距等凝固信息。本文主要从温度场、应力场、流场、微观组织等几个方面总结了金属激光熔化沉积数值模拟的研究现状,并提出了其存在的问题和预发展的方向。

Residual stress modeling of thin wall by laser cladding forming

The residual stress generated in the laser cladding could lead to undesirable distortions or even crack formation. In order to better understand the evolution/yielding process of stress field,a 3 D finite-element thermo-mechanical model was established for the laser cladding formation of thin wall with the 17-4 PH powder on the FV520( B) steel. The temperature field was firstly analyzed,based on which the stress field and strain field of the laser cladding forming process were analyzed.In order to validate the prediction,the final residual stress field in the obtained thin wall was tested by X-ray diffraction in comparison with the predicted results.

中医诊治高血压医疗实体提取问题研究

提出一种基于三元组信息抽取策略的新型实体提取模型,以解决传统命名实体识别方法应用于高血压中医电子病历医疗实体识别时出现的实体离散问题,阐述实验数据集及相关处理、实验方法与结果,为中医医疗实体自动化抽取提供方法学参考。

预应力钢绞线用SWRH82B盘条拉拔断裂原因分析

SWRH82B盘条从13.0 mm拉拔至5.06 mm出现杯锥状断裂。对断裂试样进行化学成分及断口组织形貌检测分析。研究结果表明,断裂源都在钢丝心部产生,并且心部大部分有异常组织,主要为网状渗碳体或条带状马氏体组织,该异常组织是造成钢丝拉拔过程中杯锥状断裂的主要原因。

1960 MPa级17.8 mm预应力热镀锌钢绞线研制

介绍1960 MPa级17.8 mm预应力热镀锌钢绞线研制过程。试验选用14.0 mm 90钢盘条,抗拉强度1380 MPa左右、断面收缩率32%以上;采用体积分数18%的盐酸酸洗,去除盘条表面氧化铁皮;经磷化、皂化处理后,烘干表面;盘条拉拔成钢丝时,顺着轧制方向进线拉拔;热镀锌时控制钢丝锌层面质量。给出钢绞线捻制及稳定化处理工艺参数:捻制线速度50 m/min,捻距(258±10)mm,张力为(165±3)kN,感应加热温度370~380℃。试验结果表明,研制的预应力热镀锌钢绞线抗拉强度2010~2050 MPa,延伸率5.0%~5.5%,应力松弛率小于2.5%,其他技术指标符合GB/T 33363—2016要求。

232例维持性血液透析患者中医体质分布特点研究

目的分析探讨维持性血液透析(MHD)患者的中医体质分布情况。方法多中心横断面研究。收集四川省6家透析中心2021年10-12月MHD患者的临床资料、透析相关参数、理化检查数据,同时采用DS01-A舌面脉信息采集体质辨识体系进行中医体质辨识。结果纳入的232例MHD患者中,共分析出417种中医体质,其中平和质59例(25.43%)、偏颇质173例(74.57%);实性体质中痰湿质[47例(20.26%)],虚性体质中气虚质[86例(37.07%)]最为常见。不同性别、年龄、透析龄、是否合并糖尿病、高血压病或贫血的MHD患者,在体质分布上存在一定差异。结论MHD患者以偏颇质为主,性别、年龄、BMI、是否合并糖尿病或高血压病对中医体质分布有一定影响,不同中医体质可能对MHD患者的贫血产生影响。从中医体质角度对MHD患者进行干预,可能对患者预后有所裨益。

飞秒激光制备金属表面微纳结构及其技术应用

飞秒激光加工是近年来微纳加工领域中一种重要的加工方法。飞秒激光不仅能够对材料进行表面改性、烧蚀,更具有在特定区域加工高精度三维结构的独特优势,飞秒激光加工在微纳加工领域有着广阔的应用前景。本文主要阐述了飞秒激光与金属相互作用的一般过程,介绍了飞秒激光直写加工、飞秒激光诱导产生表面周期性结构、飞秒激光复合化学方法等表面微纳结构的制备方法。然后,分别从环境工程、航空航天以及生物医学领域阐述了飞秒激光在金属表面制备微纳结构的应用。最后,对当前飞秒激光制备微纳结构的不足和未来研究方向进行总结和展望。

不同能量质子辐照诱发CCD图像传感器性能退化实验与分析

为了评估电荷耦合器件(CCD)在空间科学探测以及航天卫星成像等空间辐射环境中应用的可靠性,揭示了CCD转换增益以及线性饱和输出等重要性能参数的退化机制及其实验规律。辐照实验在质子回旋加速器上进行,质子能量为60 MeV和100 MeV,质子注量分别为1×10^(10)cm^(-2)、5×10^(10)cm^(-2)和1×10^(11)cm^(-2)。将CCD的主要性能参数在两个不同能量质子辐照后进行比较,实验结果表明,CCD的性能参数对质子辐照产生的电离损伤和位移损伤非常敏感,辐照后转换增益和线性饱和输出明显下降,且暗信号尖峰和暗电流明显增大。此外,分析了质子辐照CCD诱发的电离损伤和位移损伤,给出了CCD性能参数退化与质子辐照能量和注量的变化关系曲线。

CMOS图像传感器辐射敏感参数测试电路设计及试验验证

以航天领域广泛应用的CMV4000型CMOS图像传感器(CIS)为研究对象,通过开展CIS辐射敏感参数测试电路设计,将CIS辐照电路板与测试电路板中FPGA数据采集及传输板分离,辐照电路板与测试电路板通过接插口通信,从而实现开展辐照试验时对FPGA数据采集部分进行辐射屏蔽防护,避免FPGA数据采集板受到辐射影响。开展了CIS测试电路中的电源模块、数据采集、存储模块、外围电路等设计及PCB版图的布局布线设计。采用VerilogHDL硬件描述语言对各个功能模块进行驱动时序设计,实现CIS辐射敏感参数测试功能。通过开展CMV4000型CIS ^(60)Coγ射线辐照试验,分析了平均暗信号、暗信号非均匀性、暗信号分布等辐射敏感参数随总剂量增大的退化规律,验证了CIS辐射敏感参数测试系统的可靠性。