Sc_(2)O_(3)和Y_(2)O_(3)复合掺杂ZrO_(2)热障涂层陶瓷材料的组织结构与力学性能

质量分数为7±1%氧化钇部分稳定氧化锆(7YSZ)是广泛应用的热障涂层陶瓷材料。然而,其在1200℃以上长期服役存在相稳定性差、烧结加剧和力学性能下降等弊端。因此,本工作提出新型Sc_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)协同掺杂ZrO_(2)热障涂层陶瓷材料,采用固相合成法制备了摩尔分数为7.5%Sc_(2)O_(3)-x%Y_(2)O_(3)-(92.5-x)%ZrO_(2)(x=0,0.1,0.2,0.3)陶瓷。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)等手段,重点探究Y_(2)O_(3)掺杂含量对高温固相合成陶瓷材料的微观组织结构演变行为以及维氏硬度、断裂韧性、弹性模量和三点抗弯强度等力学性能的影响规律。结果表明:Sc_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合掺杂ZrO_(2)陶瓷材料经1450℃×3.5 h高温烧结的致密度大于97%,主要由四方相结构组成,该材料的维氏硬度、弹性模量、断裂韧性和三点抗弯强度与传统8YSZ相当,分别为13~14 GPa,211~214 GPa,6.5~7.0 MPa·m^(1/2),520~850 MPa之间;断裂机制主要为穿晶断裂和沿晶断裂的混合方式,其中以穿晶断裂为主导。Sc_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)复合掺杂ZrO_(2)陶瓷可作为一种潜在的高温热障涂层陶瓷材料。

高比表面积3YSZ粉体注射成型工艺参数优化及制品力学性能

为解决高比表面积的3YSZ陶瓷粉末难以应用于注射成型工艺的问题,以比表面积为18 m^(2)/g的3YSZ陶瓷粉末为原料,以生坯质量为正交试验的评价标准,优化得到了最优注射参数,并对烧结制品的力学性能进行了研究。结果表明:参数影响力的顺序为注射压力>保压时间>注射速度>注射温度,适用于该粉体的最优注射参数为注射温度165℃,注射压力110 kg,注射速度为85 g/s,在70 kg下保压1 s。将使用该工艺得到的生坯脱脂后,于1350℃下烧结即可得到相对密度为98.5%,维氏硬度为13.42 GPa,断裂韧性为6.47 MPa·m^(1/2)的四方多晶氧化锆陶瓷。

面向非均匀不连续X射线望远镜的最优化精密温控方法与试验验证

本文旨在实现EP卫星X射线望远镜的精密控温,通过建立Wolter-I型掠入射X射线望远镜数学传热模型,揭示了热量在聚焦镜组中的传递规律,并设计了两类主动控温加热器。针对望远镜非均匀、不连续构型导致的热场调控难题,提出了最优化精密控温方法,兼顾控温指标与工艺研制难度,构建了关于热量补偿如何分区调配的代价函数。通过设置关于平均偏差、最大偏差、区域个数、最小区域长度的权重参数,获得了第一类加热器最优化设计方案。整星级真空试验结果表明:54个镜片温度范围为19.1~20.9℃,且时域温度稳定性较好,波动小于0.2℃,满足X射线望远镜(20±1)℃的指标要求,权重参数设计合理。本研究提出的方法,成功应对了非均匀、不连续X射线望远镜精密控温难题,为温度要求较高的空间科学探测器提供了技术支持。

家园共育视域下的智能化幼儿发展评价

在家园共育视域下,研究发现家长参与的幼儿发展评价存在评价观念偏颇、评价参与表浅以及评价沟通不足等现实困境。以幼儿发展评价在智能技术驱动下所面临的智能化升级为契机,构筑智能化幼儿发展评价双向驱动模型。该模型围绕“一个中心、双向驱动、三个阶段以及多次迭代”的内容要旨,依托智能评价系统落实三阶段幼儿发展评价实施流程,具有权责分明、精准施测以及交互充分的应用优势,有助于发挥家园共育的协同育人价值。

幼儿发展评价的智能技术框架构想

幼儿发展评价是学前教育评价的核心组成部分,在实践中却处于“边缘”地带,面临着内容繁杂、方法低效、分析不足以及反馈单一等现实困境。鉴于当前基于智能技术破解教育评价难题的应用趋势,研究提出智能技术赋能幼儿发展评价的四大破解之法:虚实结合、智能感知、多模态融合以及可视化推送。在此基础上形成幼儿发展评价的智能技术框架构想,包括四层级技术框架与五环节实施路径,旨在通过智能技术破解幼儿发展评价难题,实现“以评促教”的评价功能,逐步提升我国学前教育保教水平。

含硒结晶盐富硒实验研究

硒对人体健康有着积极促进作用,天然盐湖产出的含硒盐硒含量达不到富硒盐标准,采用浸润法在80℃下含硒盐中分批加入浓缩含硒卤水并不断搅拌,在100℃下干燥,可明显减少团块的出现。含硒卤水加入量为10mL/100g时硒含量可达到富硒标准以上。

基于深度神经网络的星敏感器成像在轨校正方法

由于卫星在轨时受空间恶劣环境干扰,星敏感器相机在轨输出的图像相对于地面标定时产生畸变,制约其姿态测量的精度,且受在轨运行条件的限制难以进行实时有效的图像校正,造成星敏感器精度受限。针对以上问题,文章提出一种可用于在轨校正星敏感器畸变的方法,通过构建星点畸变坐标与星库理论坐标的映射数据集来训练神经网络模型,拟合星敏感器成像的非线性畸变,实现高精度图像畸变校正。为了验证该方法的图像畸变校正能力,文章进行了模拟星图仿真试验,试验结果显示,星点测量坐标与理论坐标平均误差在校正后从0.7237像素降至0.0586像素。该结果表明文中所提出的校正方法可以使星敏感器解算精度得以显著提升,且具备在轨学习能力,可扩展应用到其他星上载荷的图像校正。

富硒食品中元素硒检测技术的应用研究进展

硒在人体中具有重要作用,参与人体抗氧化、免疫调节、甲状腺功能等多个生理过程。因此,科学检测富硒食品中的硒含量对于保障人们的营养和健康至关重要。文章主要介绍了富硒食品中元素硒含量常用的检测方法:氢化物发生—原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法、原子吸收光谱法、荧光分光光度法等测试方法的原理、应用及特点,指出未来硒测试朝着多方法集成的方向发展,以期为富硒食品中元素硒的检测提供借鉴。

聚吡咯-苯胺/石墨烯/二氧化硅复合薄膜的制备及其防腐性能研究

本文利用电化学制备了三元复合薄膜P(ANI/Py)/RGO/SiO_(2),找到了一种电化学制备三元复合薄膜的方法。同时对比一元薄膜P(ANI/Py)、二元P(ANI/Py)/SiO_(2)薄膜研究其抗腐蚀性能,发现在量0.025 mo1/L苯胺0.075 mo1/L吡咯得到的三元复合薄膜有较好的防腐蚀性能。测试腐蚀电位为-0.535 V,腐蚀电流1.828×10^(-9)A·cm^(-2)。

计算教育学视域下的ChatGPT:内涵、主题、反思与挑战

以ChatGPT为代表的生成式人工智能技术进阶推动了计算教育时代数据密集型范式的转型升级,并将计算教育学推向发展关键期。本文首先探讨以ChatGPT为代表的生成式人工智能大模型的价值内涵,从而揭示人工智能进阶推动计算教育学范式升级的要旨。通过使用社会网络分析和数据挖掘方法探讨“师-生-机”知识生成所涌现的教育研究主题,并根据核心领域关系图谱从技术突破、学生学习、教师教学和学校教育四个方面解析学校场域中“师-生-机”多主体研究共同推进计算教育学研究的纵深发展,由此勾勒出强算法算力驱动计算教育学迭代的人机共融的多元化研究图景。再进一步反思ChatGPT教育应用的工具而非目的性,ChatGPT作为一种协助写作的技术手段而非负责任的主体;作为教学的增强和补充方式而非取代教师角色;配合辅助学生学习而不可产生过度依赖。最后从理论建构与决策赋能方面探讨ChatGPT带来计算教育学发展的关键挑战,即探索基于教育计算的基础理论建构、推进计算教育学的结构规则演进、践行计算教育学的环境构建与应用实践、提升教师能力达成教育计算的育人取向、防范智能应用数据的隐私与偏见风险。

空间引力波探测综述与拟解决的科学问题

空间引力波探测将为人类探索宇宙打开中低频段(0.1 mHz~1 Hz)引力波观测的新窗口,这个频段的引力波事件被认为具有更重要的天文学、宇宙学以及物理学意义。其典型的波源包括超大和中等质量黑洞双星的并合、极端和中等质量比黑洞双星的绕转、银河系内数以百万计的致密双星系统以及随机引力波背景等,为研究宇宙起源与演化、黑洞形成与结构、引力和时空本质、暗能量和暗物质属性等提供了全新的方法和手段。21世纪以来,欧美联合的LISA计划成功发射了技术验证卫星LISA探路者,目前LISA计划已进入工程实施阶段,中国太极计划和天琴计划也相继发射了技术实验卫星太极一号和天琴一号,标志着空间引力波探测进入了全新的发展阶段。本文主要概述近年来国内外发展态势,详细凝炼空间引力波探测与研究的科学目标和未来发展的重点领域,系统优化引力波天文学、引力波物理学以及引力波宇宙学等相关学科布局,重点阐述推进空间引力波探测与研究的重要意义和发展战略。

转运蛋白在细菌吸附铜(Ⅱ)中的作用机理研究

为研究转运蛋白在细菌响应铜(Ⅱ)胁迫中发挥的作用,从Transporter Classification Database(TCDB)数据库中检索得到嗜根寡养单胞菌(Stenotrophomonas rhizophila)JC1基因组中4个参与Cu(Ⅱ)吸附、转运和外排的转运蛋白,并对其结构和功能进行分析。此外,研究菌株JC1对不同质量浓度的Cu^(2+)的吸附能力和耐受能力,并利用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分别分析Cu^(2+)胁迫后,菌株JC1的形态学、元素组成和官能团的变化。结果显示,菌株JC1可耐受Cu^(2+)的质量浓度为160 mg/L,但对120 mg/L Cu^(2+)有最大吸附率,为72.3%。经Cu^(2+)胁迫后,菌株JC1光滑的杆状结构消失,表面褶皱、呈短杆状,且其元素组成中出现了3个Cu^(2+)吸收峰。FT-IR分析结果表明,—OH、—C—O和—C—C等官能团在菌株JC1胞外吸附Cu^(2+)中发挥了重要作用。对4个转运蛋白质的结构分析结果显示,铜稳态蛋白cutC同源物存在于细胞质中,其氨基酸序列中有多个Cu^(2+)结合位点,可为菌株JC1吸附Cu^(2+)提供条件。铜抗性蛋白A位于周质空间,其特异性负责对Cu^(2+)的吸附。CopB是一种外膜孔蛋白,其氨基酸中含有的N、O、P等元素为菌株JC1与重金属的结合提供了电子。另外,菌株JC1的铜转位P-ATPase属于P1B-ATPase,含有8个跨膜结构,其中N-端含有丰富的组氨酸残基在菌株JC1结合Cu^(2+)过程中发挥重要作用。

基于计算博弈的脉冲作用下航天器追逃策略

本文研究了地球高阶引力模型中,基于脉冲作用的航天器轨道追逃问题。针对该问题,将航天器轨道追逃问题定义为两选手计算博弈,其中以博弈双方的距离和燃料消耗设计了性能指标函数,并以速度增量大小和方向构建容许控制集。此外,为了保证纳什均衡解的求解效率,引入了快速搜索(ARS)算法,并设计了一种数据剪枝方法用于优化搜索空间,最终实现了基于计算博弈的控制策略的快速求解。仿真结果表明:该方法能够有效解决脉冲作用下航天器的追逃难题,与传统方法相比,该方法能同时满足脱靶量精度和燃料消耗要求,具有一定的可行性和有效性。

基于独立注意力机制的图像检索算法

近年来,深度学习的方法在基于内容的图像检索领域已经占据主导地位。为了改善主干网络提取出的特征,使得网络能计算出更具区分度的图像描述,提出了一种独立于输入特征的注意力模块ICSA(Independent Channel-wise and Spatial Attention)。该模块与其他的注意力机制的主要区别在于它的注意力权重在输入不同特征时保持一致,传统注意力模块通过对输入特征进行处理得到注意力,因此它的模型更为精简,其参数大小仅有6.7 kB,为SENet大小的5.2%和CBAM的2.6%,运行时间与SENet基本一致,为CBAM的14.9%。ICSA的注意力分为通道和空间注意力两部分,分别储存输入特征不同方向上的权重。在Pittsburgh数据集上进行实验,实验结果表明,对于不同的主干网络,在添加了ICSA模块后Recall@1有0.1%~2.4%的提升。

经典名方泽泻汤基准样品HPLC特征指纹图谱分析研究

[目的]创建经典名方泽泻汤基准样品的高效液相色谱(HPLC)特征指纹图谱,通过对其进行分析与质量评价,为泽泻汤质量控制标准的建立提供科学参考和依据。[方法]依据传统方法复原至现代煎煮方式制备泽泻汤标准煎液,采用Agilent ZORBAX SB-Aq C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm),流动相选用乙腈-水进行梯度洗脱,创建泽泻汤HPLC特征指纹图谱,利用《中药色谱指纹图谱相似度评价系统软件(2012版)》对18批泽泻汤基准样品进行指纹图谱相似度评价和特征图谱共有峰分析。[结果]18批泽泻汤基准样品的相似度为0.912~0.997。通过对样品图谱进行数据匹配,确立了11个共有峰。并通过混合对照品比对指认了4个特征峰,分别为泽泻醇A(4号峰)、白术内酯Ⅰ(6号峰)、泽泻醇B(8号峰)、23-乙酰泽泻醇B(9号峰)。以23-乙酰泽泻醇B的色谱峰(9号峰)为S峰,规定11个共有峰的相对保留时间。[结论]建立的泽泻汤基准样品HPLC特征指纹图谱分析方法灵敏、稳定且数据准确可靠,体现了泽泻汤基准样品的整体化学成分特征,为经典名方泽泻汤基准样品及复方制剂的质量评价提供依据。

超低轨道卫星技术发展与展望

介绍了国外超低轨道卫星的发展历程,重点对近年来在超低轨道成功飞行的重力场与稳态洋流探测器(GOCE)和超低轨测试卫星(SLATS),从卫星轨道飞行剖面、任务效能、轨道维持等方面进行了介绍。分析了超低轨道卫星面临的低阻力构型设计、电推进、轨道维持、原子氧防护等关键技术,以及超低轨道卫星的技术特点,展望了超低轨道卫星在遥感、物理场探测等方面的应用前景,并给出了超低轨道卫星的发展建议。

人工智能视域下的学习参与度识别方法研究——基于一项多模态数据融合的深度学习实验分析

学习参与度是表征学生学习参与情况的重要指标,其自动识别方法是研究如何精确刻画学习效果变化动因及进行智慧教学决策的基础。现有研究已发现,学习参与度同情感投入、行为投入与认知投入存在直接关系,利用人工智能实现自动评估具有合理性与必要性。但相关研究数量有限,且主要聚焦在基于图像模态的表情识别领域。真实教学情境中的学习参与度识别应基于多模态数据的采集与分析,具体来说,可采用基于众包的方法建立多模态数据集,设计多模态融合的深度学习分析模型,并通过一致性检验完善模型的数据验证,以提高识别的准确率。因此,开展深度学习的实验研究具有较强的应用价值。该实验截选了中国大学MOOC网上的三门不同学科的视频片段,招募50位被试进行自主学习,每隔3秒自动记录被试脸部图像、脑电波数据和学习日志,初步建立了含3万余条面部表情图片和脑电波数据的多模态数据集,并基于后期融合策略及卷积神经网络结构中的ResNet架构,构建了一个多模态融合深度学习模型,进行模型训练。实验结果显示:该模型对未知被试的学习参与度预测的准确率可达87%,基于多模态的学习参与度识别方法,要优于基于单模态的学习参与度识别方法。

高分辨率对地观测体系建设回顾与展望

对高分辨率对地观测体系建设进行了回顾与展望。高分辨率对地观测系统重大专项是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中确定的16个重大专项之一,重点发展基于卫星、飞机、平流层飞艇和地面系统组成的高分辨率先进对地观测体系,形成“天地一体、时空协调”的高分辨率数据获取及应用服务保障能力。经过十余年的发展,我国高分辨率对地观测体系取得重大建设进展。文章总结了高分辨率对地观测体系的特点和应用流程,归纳了高分辨率对地观测体系建设成果,并对后续发展进行展望,提出了高分辨率对地观测体系高冗余组网、高容量观测、高连续跟踪、高时效认知、高深远支持等建设发展的方向。

电子束改性技术中均匀束斑与路径控制方法研究

针对通用电子束设备在材料改性过程中作用面积小、能量沉积不均匀、特殊位置可达性差等问题,设计了一种能量均匀沉积的大面积束斑波形,研制了专用电子束运动轨迹偏转控制系统。通过平板试件表面和回转体试件内外表面的改性工艺试验,验证了特征波形的能量均匀沉积和运动路径的控制效果。结果表明,采用均匀束斑和运动路径控制方法后,能够成倍提高电子束改性效率,提升束斑可达性,实现改性层厚度的均匀一致性。

蚯蚓堆肥对餐厨垃圾的肥料处理及生态综合利用研究

餐厨垃圾处理可以引入蚯蚓,蚯蚓以餐厨垃圾为食物,通过自身的消化系统将有机物转化为营养物质,实现餐厨垃圾的再次使用,同时产生的蚯蚓粪是一种利用价值很高的有机肥料。本文通过具体试验探讨了蚯蚓堆肥法在餐厨垃圾处理中的应用,希望能为相关研究提供借鉴。