磁场响应形状记忆聚合物复合材料的研究进展

磁场响应形状记忆聚合物(SMP)复合材料(MSC)是以SMP为基体树脂、磁性粒子为填料的一类复合材料。MSC的磁场响应原理:磁性粒子在交变磁场下产生热量,SMP因受热而产生相转变,从而实现了材料的形状回复。概述了SMP种类、外加磁场和磁性粒子对MSC磁场响应性的影响,重点阐述了磁性粒子的粒径、种类及其含量对MSC磁场响应性的影响。概括了MSC的研究现状和进展,展望了其应用前景。

同步轨道磁场和地面磁场对太阳风动压变化事件的响应

本文对磁宁静时的123个动压变化事件(不包含激波事件)进行了统计研究.研究表明,在白天侧(9～15MLT)同步轨道磁场z分量对太阳风动压增大、减小事件具有较强的正响应,而在夜侧(21～3MLT)响应明显减弱,响应幅度具有明显的磁地方时分布.对动压增大事件的平均响应幅度在午前最大,而对动压减小事件的平均响应幅度在午后达到最大.在白天侧,同步轨道磁场z分量响应幅度与太阳风动压上下游均方差有较好的线性正相关,两者比值随磁地方时具有明显的分布变化;对于同样的动压变化白天侧响应明显强于夜侧.地磁指数SYM-H响应幅度对太阳风动压上下游均方差具有明显的依赖关系,统计结果显示磁层压缩较强时,两者相关性较好.在白天侧,地磁指数响应幅度与同步轨道磁场z分量响应幅度具有明显的线性相关,晨昏侧相关性减弱,夜侧无明显相关.

瞬变电磁场响应计算的频—时域转换方法综述

瞬变电磁场响应的计算一般有两种途径:在时间域求解或在频率域求解,然后把计算结果转换到时间域。本文回顾与评述了国内外瞬变电磁场响应计算的频—时域转换方法。迄今,国内外发展起来的频-时域转换方法主要有:傅立叶变换法、延迟谱方法、Gaver-Stehfest逆拉氏变换方法、数字滤波方法等。在详细阐述上述几种方法的基础上,针对不同的频-时域转换方法的计算精度和速度问题进行了比较,对其方法的优劣进行了总结与评述。

pH和磁场响应型嵌段共聚物基纳米复合材料的制备

采用自制链转移剂,通过可逆加成-断裂链转移聚合法制备p H和磁场响应型嵌段共聚物基纳米复合材料Y-054B。利用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪等对其进行了表征。结果表明:Y-054B中的嵌段共聚物由疏水性且对p H敏感的甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸共聚物嵌段和亲水性N-乙烯基吡咯烷酮均聚物嵌段组成;Y-054B在水溶液中可自组装生成纳米胶束,胶束平均粒径约70 nm,其中的自组装铁磁性成分平均粒径约8 nm,分散均匀,稳定性良好。

层状介质中垂直磁偶极子的地-井电磁场响应

针对层状介质模型,在忽略井眼影响的条件下,利用边界条件推导出垂直磁偶极子源在全空间中的电磁场。选用Anderson提出的汉克尔滤波系数,采用自适应的线性滤波算法编制了计算程序,对几种典型地电模型在井中的电磁场及视电阻率进行了计算。计算结果显示,当高阻基底之上存在低阻层时,在井下一定深度范围内观测会出现电磁场的假极小值异常,假极小值出现的深度与低阻层的电阻率以及厚度有关;与地面观测相比,地-井电磁场观测方式可削弱浅部高阻覆盖层影响,从而提高深部探测的精度,更好地反映下部低阻层的特性。

TEM中心回线电动势响应换算磁场响应求解全区视电阻率及1-D直接反演的实用方法

中心回线圴匀大地电动势响应(dB/dt)的解有三种:唯一解、双解及无解,若是层状大地,尚有"上凸"、"下凹"的假异常现象,而磁场响应(H_z)则无此类情况,但若想直接观测H_z则需添加设备。本文以理论为基础,从实践经验出发,设计出一套将dB/dt转换为H_z的方案,该方法不苛求观测的最晚延时达到近带;同时,提出了求视深度的经验改正系数,以及新的高精度后沿改正法。这一套方法不仅可换算出H_z,还能求出全区视电阻率及1-D反演数据。实例表明本方法实用有效。

化学发光免疫复合物磁场响应的观测装置设计

化学发光免疫复合物在磁场下的响应是动态行为,且复合物大小处于微米级别,其微观运动情形用肉眼观测不到.采用机构设计知识,设计了一款响应状态观测装置.用Pro/ENGINEER和ANSYS软件对其进行虚拟设计和分析.分析结果显示:装置可用来研究免疫复合物在磁场下的动态行为,满足观测需求.

矿井瞬变电磁法小线圈装置的电磁场响应特征研究

研究小尺寸且方便在井下安装的瞬变电磁法探测装置,可为掘进巷道随掘随探和预报水害提供新思路。基于全空间瞬变电磁理论,采用三维时域有限元法进行数值模拟,探讨了小线圈激励获得的二次场响应特征和磁芯线圈接收的瞬变电磁响应特征。构建巷道掘进工作面前方含水断层地质-地球物理模型,研究了小线圈装置对含水断层的瞬变电磁响应特征,对比分析小线圈与常规线圈超前探测的效果差异。研究表明:小回线源激励产生的感应电动势衰减规律与常规发射线框对应的感应电动势随时间变化规律相同,磁芯线圈能有效地提高感应信号强度;小线圈装置与常规线圈装置探测应用效果良好,可以有效解释低阻区分布范围,探测结果与巷道掘进验证结果吻合。结合井下现场试验,验证了小线圈装置应用于矿井瞬变电磁法超前探测的适用性和有效性。

外磁路涡流对铁氧体开关响应时间的影响

从开关电路和响应磁场2个方面对涡流的影响进行了研究。以激励线圈等效阻抗的变化,得出涡流效应对外磁路开关电路响应时间的影响;在响应磁场方面,以典型模的方式,应用安培定律、楞次定律、电磁感应方程,以数学推导得出典型模涡流对响应磁场的影响,以此得出涡流对外磁路开关响应时间的影响因素及其量级大小。通过具体产品的设计验证,证明了结论的正确。

多重刺激响应智能材料在智能给药系统中的应用

多重刺激响应材料是一类基于仿生学概念发展起来的新型智能材料,具有传感、信息处理和执行功能。此文简要介绍了几种多重刺激响应材料在智能给药系统中的研究进展,并结合实践进行了介绍。

应用COMSOL有限元软件分析电磁响应特性

本文通过应用COMSOL Multiphysics有限元软件在对地层的电磁场响应特性进行分析,应用软件自带的图像处理功能,可以更加精确的分析场量之间的关系。

大定圆回线频率域电磁场特征研究

大定圆回线非中心回线装置的电磁场计算公式中含有双重贝塞尔函数,因其高震荡性,使用常规方法计算误差较大。为提高计算精度,本文使用一种通过改进核函数的快速汉克尔变换算法来进行求解,计算结果表明:该算法能够很好的压制贝塞尔函数的强震荡性对计算结果的干扰,即使在非准静态近似的条件下,也能精确地计算出大圆回线源位于地表及接收点位于地面任意一点的电磁场,此外,大定源回线电磁场的分布规律不仅与接收装置位于回线内、外有关,还与圆回线所处的位置成一定的线性关系。

基于电磁场合矢量的陷落柱三维模拟及其探测

为了了解瞬变电磁场在含水陷落柱中的传播过程及电磁场响应特征,为瞬变电磁法超前探测掘进头前方的含水区提供理论支撑。建立矿井全空间含水陷落柱的地球物理模型,采用基于Yee网格的三维时域有限差分算法,模拟了电磁场的扩散过程,分析了在含水陷落柱影响下的全空间瞬变电磁场的时空分布特征,对电磁场某一方向上的分量进行了分析,并首次基于电场合矢量进行了详细描述,分析了电场合矢量的传播规律及响应特征,最后通过数值模型算例以及实际应用来验证瞬变电磁法探测含水陷落柱的有效性和适用性。结果表明:数值模拟采用适合瞬变电磁场计算的卷积完全匹配层(convolution perfectly matched layer,CPML)边界进行求解,可以减弱截断边界对计算结果的影响;模拟过程中含水低阻体能够显著地影响瞬变电磁场扩散过程,随着感应电场向上下空间不断地扩散,由于电场E_(x)、E_(y)和E_(z)至少有两个极值的存在,若电场的畸变较小时,变化情况容易被淹没,一定程度上影响了异常体位置的准确判定,说明仅利用单一方向场量不利于分析低阻异常体的确切范围;而用合矢量来描述电磁场的扩散过程,感应电场合矢量仅有一个极大值,位于图形中心,感应电场此时已经到达低阻陷落柱内部,电场的分布受到陷落柱的显著影响,用合矢量来描述电磁波的扩散情况,可精确分析出异常体的位置,更能体现低阻体的电性、形态、位置等特征;实际应用也表明瞬变电磁法不仅可以探测到掘进头前方的含水陷落柱,还可以确定其方位和距离,说明数值模拟和实际应用都表明瞬变电磁法是探查含水陷落柱的有效方法之一。

基于台阶垫补的磁场优化算法研究

在回旋加速器磁铁设计过程中,磁场优化是非常重要的一个环节。由于加速器磁铁的磁场响应随着磁极台阶高度变化呈现非线性的特点,使得在优化复杂的磁场时,计算过程复杂、时间成本高且需要手动迭代。以1台圆形轴对称磁铁垫补为例,发展了磁场优化算法。利用三维电磁场仿真软件CST和数据分析软件MATLAB,研究了单个台阶垫补块对中心平面上不同半径处磁场幅值的影响,实现了一种自动优化磁场的算法,并以磁场降落指数为0.2的磁场为优化模拟实例,最终求得了对应的磁极台阶高度,证明了本算法的可行性和便捷性。

隧道瞬变电磁超前预报平行磁场响应探测方法

通过三维数值试验和模型试验研究,分析平行磁场的响应特征,发现一些新的现象和规律,提出隧道瞬变电磁超前预报平行磁场响应探测方法。数值试验结果表明:(1)与掌子面平行的磁场响应对于判识掌子面前方的含水构造具有非常明显的响应特征;(2)对于垂直磁场响应无法识别的含水构造,平行磁场响应仍然具有很明显的响应特征。(3)当大规模含水构造距离掌子面较近时,平行磁场响应存在2次电动势反向的现象,可直接用于工程中水体的判识。采用数值方法计算TBM开挖隧道进行瞬变电磁超前预报时的响应特征曲线,提出的新探测方法有望应用于TBM开挖隧道的超前预报工作。

大定源瞬变电磁均匀层状介质正演计算

大定源回线瞬变电磁法以其高效的工作方式,一直备受野外工作者青睐。这里从基本理论出发,给出了大定源回线发射源在均匀层状介质的电磁响应计算公式,利用Quadrature With Extrapolation(QWE)算法计算了线框内、外的垂向磁场响应,并将其与传统的Fast Hankel Transform(FHT)算法进行了对比分析,两者对于虚部的计算都比较准确。当发射线框位于地表以上一定高度时,两者的计算结果吻合的较好。在发射线圈位于地表的时候,QWE算法的计算结果比较稳定,适用性优于FHT。

Poly(DMAEMA-co-VP)/Fe_3O_4纳米复合水凝胶的制备及性能

以甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(DMAEMA)、4-乙烯基吡啶(VP)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,在Fe_3O_4纳米粒子分散液中原位共聚制备了具有温度、pH、磁场三重响应性的纳米复合水凝胶。对纳米复合水凝胶的溶胀性能、温敏性、pH敏感性、磁场响应性等性能进行了研究,进而考察了纳米复合水凝胶对重金属离子(Cu^(2+))的吸附脱附行为。结果表明,纳米复合水凝胶具有良好的温敏性、pH敏感性和磁场响应性,并且对重金属离子(Cu^(2+))有可逆的吸附-脱附作用。

大定源瞬变电磁法在探测煤矿采空区富水性中的研究

大定源瞬变电磁法目前已成为许多矿区水文地质勘查的首选方法。而煤矿老窑采空区出水已成为矿井突水的显著特点之一,因此,本文使用大定源瞬变电磁法对采空区的富水性进行了研究。作者基于电磁场的基本理论研究了大定源瞬变电磁场响应分布规律,并通过一个工程实例证明了瞬变电磁法在探测煤矿采空区富水性方面是有效的。

G-S变换的快速算法

在电磁场瞬变响应的数值计算中 ,常采用G S变换法作逆拉氏变换 .它是纯实数运算 ,而且只需对较少的拉氏变换变量s值作计算 (通常对每一采样时间选用 1 2个s值 ) ,因而是一种计算速度较快的算法 .但是 ,要对大量采样时间作计算 ,其计算量仍太大 .本文基于拉氏变换的延迟定理 ,建立了一种新的G S变换算法 .数值检验结果表明 ,新算法可成级次地减少对大量采样时间作G S变换的计算量 ,显著提高电磁场瞬变响应的计算速度 .

花瓣状Fe_3O_4/Bi_2O_3复合粒子的制备及光催化活性

用共沉淀法制备的Fe3O4纳米粒子作为种子,通过水热法获得了微米尺寸的Fe3O4/Bi2O3复合粒子。X射线衍射和X光电子能谱表征结果说明复合粒子是由Fe3O4和Bi2O3组成。扫描电子显微镜照片表明复合粒子形貌基本呈规则球形,并且具有花瓣状的三维多级结构。以罗丹明B的催化降解实验为模型考察了不同反应组成、不同反应介质、不同反应温度条件下制备的复合粒子的催化活性。结果表明,当反应条件中m(Bi(NO3)3·5H2O)/m(Fe3O4)为1.9 g∶0.2 g,水作反应介质在160℃时,所制备的复合粒子催化活性最高,对罗丹明B的降解率达95.4%。降解完成后,用磁铁吸附,Fe3O4/Bi2O3很快从体系中分离,可以重新催化降解罗丹明B,实现磁场控制的循环催化。实验发现,Fe3O4/Bi2O3经6次循环利用后,对罗丹明B的降解率仍达88.5%。