用于SPAD阵列的高速主被动混和淬灭电路

单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)具有响应速度快、抗干扰能力强等优点,具备优异的单光子检测能力,因而在激光雷达、量子通信应用、荧光光谱分析等弱光探测领域得到了广泛应用。在单光子探测成像领域中,为了获得更高的分辨率和更快的扫描探测速度,探测器正朝着大规模阵列化和高度集成化的方向发展,阵列应用要求淬灭电路较小的电路面积。基于盖革模式下SPAD的探测成像应用,建立了雪崩信号检测与淬灭的信号模型,并通过数学分析得到了混和淬灭电路中的最优检测电阻取值,在理论分析基础上对混合淬灭电路的结构和参数进行了设计与优化。根据建模分析结果,设计了一种主被动混合的高速淬灭电路结构,以较小的电路面积实现了雪崩信号快速检测与淬灭。基于TSMC 0.35μm CMOS工艺完成了电路版图的设计与流片。芯片测试结果表明,电路的淬灭时间约为2.9 ns,复位时间为1.75 ns。结合版图面积的占用情况,所设计的电路具有较高的“性价比”,可以满足SPAD阵列型读出电路的需求,具有快速雪崩淬灭和复位的特点。

基于荧光淬灭光谱探究金匮肾气丸“阴中求阳”理论的科学内涵

目的采用荧光淬灭光谱法研究金匮肾气丸及其拆方与牛血清白蛋白(BSA)相互作用的规律。方法根据304 K、307 K和313 K三个温度下金匮肾气丸及其拆方对BSA的荧光淬灭作用,利用Stern-Volmer方程和双对数方程对实验数据进行处理,分析金匮肾气丸及其拆方与BSA相互作用的荧光淬灭类型和结合常数。结果随着金匮肾气丸及其拆方中定量指标成分浓度增加,BSA的荧光强度逐渐减小;同一温度下,金匮肾气丸阴阳双补组与BSA相互作用的结合常数Ka值大于含相同定量指标成分的补阳组或补阴组,含“三泻”药物(茯苓、泽泻、牡丹皮)的组与BSA相互作用的结合常数K_(a)值大于不含“三泻”药物的组。结论金匮肾气丸及其拆方均能与BSA结合,使得BSA的荧光淬灭,其淬灭类型均以静态淬灭为主;金匮肾气丸阴阳双补组与BSA的相互作用强于含相同定量指标成分的补阳组或补阴组,“三泻”药物的加入使得这种相互作用进一步增强。

某固废资源综合利用项目产生水淬渣的危险特性鉴别研究

为明确某固废资源综合利用项目中产生水淬渣的危险特性,通过属性判断、腐蚀性鉴别、急性毒性初筛、易燃性鉴别、浸出毒性鉴别、反应性鉴别、毒性物质含量鉴别等手段对水淬渣是否具有危险特性进行鉴别。鉴别结果表明,在生产工艺不变、原辅料来源稳定、原辅料配比稳定且相关生产设备运行良好,生产工况稳定的情况下,鉴别对象水淬渣不属于危险废物,可作为一般工业固体废物进行管理和处置。

丙胺盐酸盐辅助结合气淬法制备高效宽带隙钙钛矿太阳电池

宽带隙钙钛矿与晶硅电池结合制备叠层太阳电池,其效率可以超越单结太阳电池的理论极限.然而,宽带隙钙钛矿薄膜结晶速率快,导致薄膜结晶质量差且具有大量缺陷,严重降低电池的光电转换性能.本文采用温和的气淬法制备宽带隙钙钛矿薄膜,并引入丙胺盐酸盐作为添加剂改善钙钛矿薄膜的结晶质量.丙胺阳离子与钙钛矿组分相互作用生成了二维钙钛矿相,钙钛矿以二维相作为生长模板降低了α相钙钛矿的形成能,同时辅助钙钛矿均匀成核和择优取向生长,增大了晶粒尺寸.使用该策略制备的带隙为1.68 eV的钙钛矿太阳电池实现了21.48%的光电转换效率.此外,制备的8 cm×8 cm的宽带隙钙钛矿薄膜具有良好的均匀性.本工作为高效、大面积钙钛矿基的光伏器件的制备工艺提供了新的策略.

淬熄高度和空气分配比例对RQL燃烧室燃烧特性的影响

基于富油/淬熄/贫油(RQL)技术原理,设计一种燃气轮机低排放燃烧室.在保持燃烧室进口参数不变的前提下,研究不同淬熄结构高度及空气流量分配比例对燃烧室内流场、温度场及污染物生成特性的影响.结果表明:淬熄结构高度和空气分配比例是影响燃烧室燃烧性能的重要参数,随着淬熄结构高度的降低,燃烧室出口氮氧化物NO_(x)的排放量增加;随着富油区主燃孔与淬熄空气质量流量的空气分配比例降低,燃烧室出口NO_(x)的排放量先降低后增加,存在一个最佳的空气分配比例使NO_(x)排放量最低;热力型NO_(x)的生成量与温度高于1900 K的区域大小和最高燃气温度存在直接关系.基于此设计的燃烧室在所研究的工况下,最低NO_(x)排放量可低于35 mg/m^(3),达到了低污染燃烧室排放标准.

淬回火工艺对N-Mo合金化Cr13型耐蚀塑料模具钢组织与力学性能的影响

对N-Mo合金化Cr13型耐蚀塑料模具钢进行925~1150℃保温0.5 h的油淬处理,再分别进行150~300℃保温2 h或者350~600℃保温1 h的回火处理,研究了淬回火工艺对该钢组织与力学性能的影响。结果表明:试验钢淬火后的组织主要为淬火马氏体,随着淬火温度的升高,晶粒长大,第二相逐渐固溶进基体,试验钢的硬度先增大后降低,当淬火温度为1050℃时,硬度达到峰值,为57.7 HRC,此时第二相基本固溶进基体,残余奥氏体体积分数仅为8.49%。随着回火温度的升高,试验钢组织由回火马氏体向索氏体转变,第二相逐渐析出并长大;硬度呈先降低后升高再迅速降低的趋势,冲击吸收能量随回火温度的变化规律与回火硬度的变化规律相反,抗拉强度的变化规律与硬度的变化规律一致,屈服强度呈先增大后降低的趋势,并在回火温度为480℃时达到最大值,为1445 MPa;在200℃以上温度回火后试验钢的塑性均保持在一个较好的水平。试验钢获得优异综合性能的热处理工艺为1050℃×0.5 h淬火+200~300℃×2 h回火,此时组织为回火马氏体,硬度为48~53 HRC,抗拉强度为1752~2050 MPa,屈服强度为1171~1223 MPa,冲击吸收能量为41~51 J,断面收缩率为42%~51%,断后伸长率为17.1%~17.7%。

水淬硅锰渣的机械粉磨特性

这是一篇矿物加工工程领域的论文。根据机械力化学原理,采用振动磨的方式对水淬硅锰渣进行粉磨,通过研究粉磨时间对水淬硅锰渣粉比表面积、粒度分布、活性评价等影响,并使用比表面积和激光粒度分析仪、XRD和SEM等表征方法对水淬硅锰渣粉的比表面积、粒径分布、难磨物相和颗粒形貌进行了探讨,同时也研究了不同粉磨时间的水淬硅锰渣粉作掺合料对地聚物抗压强度的影响。结果表明,随着粉磨时间延长,硅锰渣粒度分布逐渐左移,颗粒粒径逐步细化,石英相逐渐向无定形结构转变。从成本角度考虑,当粉磨时间为25 min、比表面积为1.8281 m^(2)/g时作粉煤灰地聚物掺合料时,28 d抗压强度可达26.79 MPa。并确定出难磨物相为直锰辉石晶体结构,以及不同的含锰物相。

水淬锰渣-炉渣-石灰石复合微粉的活性试验

研究了经过物理激发的水淬锰渣微粉和炉渣微粉活性指数,进而确定水淬锰渣、炉渣适宜的比表面积;采用石膏、生石灰、水玻璃3种激发剂对水淬锰渣、炉渣、石灰石复合微粉进行了化学激发试验;探讨单一激发和复合激发对复合微粉的影响。结果表明:物理激发微粉时,水淬锰渣的适宜比表面积为470 m^(2)/kg,炉渣的适宜比表面积为410 m^(2)/kg;化学激发复合微粉时,使用4%的石膏和1%生石灰作为复合激发剂对复合微粉激发效果最佳,7、28 d活性指数达到最高,此时复合微粉7 d活性指数为55.7%,28 d活性指数为78.3%,均满足《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》(GB/T 18046—2017)中S75等级标准。

蜡样芽孢杆菌YF-2对荧光假单胞菌群体感应的淬灭活性

荧光假单胞菌是生鲜水产品中常见的优势腐败菌,其致腐能力受N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类群体感应系统调控。以群体感应淬灭活性为导向,利用热灭活和酸敏感试验分析菌株YF-2分泌的淬灭活性物质类型。采用结晶紫染色法和激光共聚焦显微镜技术探究菌株YF-2对荧光假单胞菌生物膜的抑制和清除作用。通过生理生化和16S rDNA对菌株YF-2进行鉴定。结果表明:菌株YF-2对荧光假单胞菌AHLs具有较强的淬灭作用,降解率为100%,且淬灭活性物质在细胞提取物(CCE)中,通过热灭活及酸敏感试验初步判断淬灭活性物质为酰基转移酶或氧化还原酶。蛋白质量浓度为20,40μg/mL和80μg/mL的CCE对C4-HSL、C6-HSL及C8-HSL的降解率在52.8%~100%范围,对荧光假单胞菌生物膜的抑制率和清除率分别在25.84%~56.63%和26.12%~59.35%范围。此外,激光共聚焦图像表明CCE使荧光假单胞菌生物膜厚度减少,生物膜结构被破坏。同时,菌株YF-2被鉴定为蜡样芽孢杆菌。本研究为应用芽孢杆菌控制水产品腐败菌荧光假单胞菌提供一定的理论依据。

AHLs介导的群体感应和群体淬灭对植物-根际微生物相互作用的影响

根际是由植物根系和土壤微生物之间相互作用形成的一种特殊环境,根际微生物群落的宏基因组是植物微生物组的重要组成部分。植物与根际微生物之间的相互作用是一个复杂的过程。在根际环境中,微生物群落利用复杂的种内和种间信号传导机制招募特定的微生物,协调并控制混合群落的行为,从而影响植物的生长发育和健康。根际微生物能够自发产生、释放特定的信号分子,并能感知其浓度变化,从而调节微生物的群体行为,这一调控系统称为群体感应(quorum sensing,QS)。QS系统的特征是合成和释放特定的信号分子。根际土壤细菌中存在多种QS信号分子,如N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)、二酮哌嗪、扩散信号因子、次生代谢物、植物激素类分子等。AHLs作为细菌中被广泛研究的QS信号分子,在植物与根际微生物的相互作用中发挥重要作用。本文综述了AHLs介导的群体感应机制,并讨论了AHLs在植物与根际微生物相互作用中的调节作用,包括AHLs对植物的生长发育、逆境耐受性和抗病性等方面的有益影响,以及AHLs介导的QS系统调控导致的根际致病菌对植物的有害影响,同时还探讨了基于AHLs的群体淬灭对植物-根际微生物相互作用的影响,以期为植物健康与农业生产提供新的思路和方法,推动可持续农业的发展。

基于自淬灭探针的LAMP可视化快速检测方法

该研究拟筛选与自淬灭探针互补的寡核苷酸序列,利用双链DNA的荧光超淬灭机制,构建可视化反应体系,从而实现基于自淬灭探针的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)可视化快速检测。结果表明:添加与自淬灭探针完全互补的寡核苷酸序列,体系的背景荧光强度会出现显著下降(P<0.05)。当熔解温度(melting temperature,Tm)值高于室温时,缩短互补序列的长度(从3'端)不会影响其淬灭作用。基于互补序列的荧光超淬灭机制构建的LAMP可视化反应体系能够有效降低背景荧光,反应结束后表现出易于读取的可视化结果,并成功用于虹鳟鱼的快速检测。综上,合适的互补序列能够降低自淬灭探针的背景荧光,利用该互补序列和自淬灭探针建立低背景荧光的LAMP体系能够在可视化检测中表现出适用性。

闪烁液及淬灭校正方法对液闪测量^(55)Fe的影响

为了优化液体闪烁计数器(LSC)测量^(55)Fe的条件,测试了三种商用闪烁液和两种淬灭校正方法对LSC测量^(55)Fe的影响。配制与放化处理后基质相同的^(55)Fe样品进行测量,三种闪烁液中,Ultima Gold AB样品装载量最大;在不同混溶比条件下,Ultima Gold LLT探测效率最高、最低检测限最小,混溶比为1∶4时,Ultima Gold LLT的探测效率最大为49.1%,同时最低检测限最小为0.12 Bq;若样品采用与淬灭标准源不同的闪烁液,对结果的准确度会造成一定的影响,在实验条件下活度测量值与标称值最大平均相对偏差绝对值为3.55%。对比tSIE法和TDCR法两种淬灭校正方法,TDCR法能够消除由于颜色和化学淬灭同时存在对^(55)Fe液闪测量结果所造成的影响,是测量^(55)Fe准确性更高的方法。通过加标样品验证,颜色及化学淬灭校正曲线得到的测量值与预期值的相对偏差分别为-0.35%~0.40%、-0.91%~-0.16%。

旋流法熔渣水淬余热回收数值模拟研究

热炉渣及其余热的利用是钢铁工业面临的巨大挑战。如何回收熔渣中的余热,进行余热发电是节能减排、环保的重要内容。熔渣余热回收包括机械破碎法、鼓风法和离心法等,但热回收技术不成熟,均有缺点。为提高水淬法的热能回收利用、降低回收装置的占地面积、提高熔渣的冷却效率,本文通过Fluent数值模拟的方法,对旋流法熔渣余热回收装置进行研究,主要探究熔渣的放热情况、流动情况以及装置蒸汽产出。模拟结果显示,熔渣在旋流法反应器内停留时间可达约15 s,换热时间充分。捕渣网的设计可以加速熔渣在反应器内的沉降。同时由于水的比热和潜热巨大,对熔渣的降温速率可以达到水泥生产的玻璃态炉渣产品的需求。通过使用旋流法对50 t/h、1550℃熔渣余热进行回收利用,可以产生高达40 t/h、209.9℃过热蒸汽用以发电,产生的年收益可达51082万元,具有非常大的应用潜力。

螺纹牙型高度对不锈钢棒材再淹没淬冷沸腾影响的实验研究

为研究棒材表面螺纹牙型高度对淬冷沸腾的影响,在冷却剂受迫流动条件下,于不同过冷度下对表面具有不同螺纹牙型高度的不锈钢棒材进行淬冷沸腾可视化实验探究。根据测量所得温度数据,结合可视化图像结果,分析螺纹牙型高度与过冷度对淬冷沸腾过程中气膜演变及沸腾传热特性的影响。结果表明,随着螺纹牙型高度增加,气膜坍塌时间缩短,最小膜态沸腾温度提高,膜态沸腾时间减少,临界热流密度增加,过渡与核态沸腾阶段换热性能有所提升;随着过冷度增加,棒材表面冷却速率加快,最小膜态沸腾温度升高,淬冷沸腾时间缩短,但过冷度的增加使得螺纹表面形貌对膜态沸腾时间的影响相对减弱。最终,将实验所得最小膜态沸腾温度与文献拟合经验公式计算结果进行对比,验证了实验的可靠性。

风淬急冷对高钛矿渣结构的影响研究

本工作制得了风淬急冷高钛矿渣,研究了风淬急冷对其结构的影响,并将其与自然冷却和水淬急冷高钛矿渣进行对比。结果表明:自然冷却高钛矿渣中结晶矿物较多,Q_(0)、Q_(1)、Q_(2)和Q_(3)硅酸盐结构共存,Ti以四配位和六配位为主;水淬急冷高钛矿渣中结晶矿物的种类及含量降低,硅酸盐结构以Q_(0)、Q_(1)和Q_(2)为主,Ti^(4+)以[TiO_(5)]的形式进入到玻璃网络中;风淬急冷高钛矿渣为连续玻璃相,硅酸盐结构以Q_(0)和Q_(2)为主,粗颗粒中Ti以五配位为主,随其粒径减小,四配位和六配位Ti阴离子团出现。Ti的配位数整体升高并进入玻璃体结构中与硅铝酸盐连接形成玻璃网络骨架,增强了玻璃网络聚合度,提高了风淬高钛矿渣的化学稳定性。

危险废物熔炼水淬渣的危险特性分析

以国内几家危险废物处置利用企业产生的熔炼水淬渣为研究对象,分析研究原料、产品和工艺流程,并通过采集100个熔炼水淬渣样品进行元素含量分析和危险特性测试,结合熔炼水淬渣的产生过程分析其危险特性的影响因素。结果表明,水淬渣的腐蚀性(pH值)7.39~10.38,浸出液中镍浓度最大占标率11.62%,其他无机元素及化合物浓度最大占标率均低于10%。原料中添加生石灰会造成水淬渣的腐蚀性(pH值)偏碱性,水淬渣浸出液中镍浓度与原料中重金属镍含量、以及焚烧过程中影响水淬渣对重金属固化效果的工艺参数的有关。

风淬高钛矿渣制备及其性能

自然冷却或水淬急冷高钛矿渣熔体预处理工艺存在显热全部流失、现场环境恶劣、产品附加值低等问题。利用自主搭建的熔融-风淬实验装置制备了风淬高钛矿渣,并研究了其物理化学特性。结果表明:风淬可有效实现高钛矿渣急冷粒化、矿物重构和粒形重塑,过程热风也更容易回收利用;风淬高钛矿渣颗粒粒径主要分布在4.75 mm以下且多呈球形,矿物组成以无定形玻璃体为主,其颗粒表面致密光滑、压碎值低、堆积空隙率低;以筛分风淬高钛矿渣代替标准砂制备了水泥胶砂,当水胶比为0.41和0.38时,新拌胶砂工作性和28 d力学性能与标准砂制备的水泥胶砂相当。风淬高钛矿渣具有作为功能辅助集料的应用前景。

煤矸石加水淬渣对稀土氨氮废水的吸附性能探究

以改性的水淬渣、煤矸石作为材料,研究了煤矸石加水淬渣在不同条件下对稀土氨氮废水中氨氮的吸附性能的研究,讨论了水淬渣添加量、不同PH值、震荡时间、不同超声波作用时间去除废水氨氮在废水中的含量。结果表明:碱改性煤矸石与铁改性水淬渣吸附剂的重量比为1:1.5时对氨氮的吸附效果最佳,去除率最高是71.81%。水淬渣与煤矸石吸附剂混合对稀土氨氮废水中的氨氮吸附中,PH值越高,废水中NH4+与OH?结合形成NH?挥发掉,因此去除氨氮的效率呈递增趋势。水淬渣加煤矸石吸附剂对稀土氨氮废水中的氨氮吸附过程中,震荡时间为60min时,吸附最佳,去除率为69.40%;超声波120min时吸附最佳,去除率为76.24%。

Cu和Zr元素取代对Sm_(2)Co_(7)快淬带磁性能的影响

采用感应熔炼和熔体快淬技术制备了Sm_(2)Co_(7-x)R_(x)(R=Cu、Zr;x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)快淬带,研究了取代元素、取代量和快淬速度对快淬带磁性能、晶粒间相互作用和不可逆翻转场的影响规律。磁性能测试结果表明,Cu和Zr取代在快淬带内引起了强烈的钉扎效应,有助于提升快淬带的矫顽力,且均在x=0.3时获得最大矫顽力;Cu取代量x=0.1、0.2、0.4时快淬带的剩磁与最大磁能积随快淬速度逐渐降低,取代量x=0.3时表现为逐渐升高;Zr取代量x=0.1~0.4时快淬带的剩磁与最大磁能积均随快淬速度的增加先升高后降低。Henkel曲线测试结果表明,对于Cu元素和Zr元素取代,δM值均在x=0.3时达到最大,表明此时快淬带晶粒间的交换耦合作用最强;Sm_(2)(Co, Cu)_(7)和Sm_(2)(Co, Zr)_(7)快淬带的最大δM值分别为1.48和1.04。适量Cu、Zr元素取代可以提高Sm_(2)Co_(7)磁体在反磁化过程中的不可逆翻转场H_(n)。

新型均相免疫分析技术——荧光淬体免疫探针分析

生化分析在疾病诊断、环境污染源鉴定、食品安全等多个领域具有重要意义。基于抗原抗体反应的免疫检测技术具有高特异性与多样性等特点,其操作比基于大型设备的色谱法简单,检测对象选择性更好,广泛应用于样品检测。荧光淬体免疫探针(Q-body)是一种通过荧光染料标记抗体片段构建成的新型荧光免疫检测探针,抗体内部色氨酸导致荧光基团发生电子转移而淬灭,当与抗原特异性结合时,其荧光强度恢复并呈浓度依赖性。因此,可通过检测Q-body的荧光强度变化检测抗原浓度。Q-body免疫检测技术因操作简便及灵敏度高等特点,被广泛应用于环境污染物质及疾病标志物的快速检测,对环境检测及疾病诊断具有重要意义。本文从Q-body的原理、构建方法、检测技术的开发及国内外研究进展进行综合论述,并对该技术的未来应用做出展望。