超低温摩擦学研究进展

近年来，随着深空探测、超导和量子计算等技术的发展，越来越多的装备需要在极端低温工况下服役，超低温引起的润滑问题日益显现.目前超低温摩擦学研究相对较少，主要集中在材料摩擦学性能的变化研究方面，对其背后作用机制的研究并不深入.超低温下大多数固体润滑材料的耐磨性能变差，难以满足长时间服役需求；材料的摩擦学行为受环境、制备方法以及材料种类等众多因素影响，摩擦学性能变化趋势和程度有所不同，难以形成统一的认识.本文作者从超低温对材料原子和电子运动抑制作用的本质出发，归纳分析了超低温对润滑材料摩擦学性能的影响机制，从超低温引起力学性能变化、摩擦界面间的化学反应活性变化、相结构及界面结构变化以及电子-声子耦合等微观能量耗散形式等4个方面的影响机制进行了介绍，并对未来超低温摩擦学的发展方向和亟需解决的问题进行了展望.     

拉曼Mapping研究霓石型稀土独居石矿物分布特征和取向相位

在地球科学等研究领域自动化分析，逐步取代了传统的光学观察法。然而，这些方法获得结果，过于依赖元素组成到矿物组成的转换。同时，也会破坏掉完整描述矿物材料来源和蚀变历史所需的重要信息。因此，利用合适的检测手段，对分析矿物成矿规律及成因具有重要现实性意义。研究利用拉曼Mapping、光学显微镜、自动矿物分析仪(TIMA)三种技术做对比。对具有代表性霓石型稀土矿物分布特征、化学成分、矿物结构及晶体取向等方面进行研究。通过TIMA与光学显微镜研究结果分析可知，独居石矿物多呈自形-半自形不等粒结构，粒度大小不均约为100～500μm之间，部分颗粒有被磷酸盐溶液交代痕迹，可初步判断独居石矿物经多期成矿；氟碳铈矿物呈细粒状分布较散以不规则颗粒包裹在其他矿物中，具有明显的早期成矿特征；易解石矿物以不规则团块状或放射状集合体，具有明显方向性与方解石形成时间一致。利用拉曼光谱技术在微区进行Mapping扫描，通过数据分析得到独居石矿物[PO₄]^3-的P—O对称伸缩模式(ν₁)与P—O对称弯曲振动模式(ν₂)所在峰位面积比...     

X光弯晶成像金属薄膜面密度测量技术

针对靶用高Z金属薄膜的无损检测需求，提出了一种通过超环面弯晶聚焦型X光单能成像器件，实现金属薄膜均匀性及面密度等参数精确标定的测量技术。该技术即通过高通量、高单能性成像，定量获取薄膜X光透过率及其空间分布，有效提升了面密度测量的精度，同时实现了对其均匀性的高空间分辨评估。从总体方案设计、元器件制备和测试实验等方面开展了深入研究，并评估了各种可能因素对测量不确定度的影响。所发展的超环面弯晶成像系统针对20 keV级的高能X射线在mm尺度内实现了优于5μm的微区分辨，能谱分辨达到几eV。通过泡沫金样品面密度测量实验证明了技术可行性，相对不确定度优于2%。研究结果为激光惯性约束聚变高Z靶材料的精密无损检测提供了一种新的测量技术，并有望应用于其他需要大视场、高空谱分辨成像的需求领域。     

麦秸秆与黑龙江褐煤共热氧化法制备腐植酸及其结构分析

结合矿源腐植酸(HA)产率高及生化HA活性高的特点，本研究提出将低阶煤与生物质共热氧化制备复合型HA(MIXHA)的想法。将黑龙江褐煤(HL)及麦秸秆(WS)的混合物(MIX)在10%的HNO₃溶液中进行了共热氧化，制备了MIXHA。通过SEM、FT-IR、¹³C NMR等分析，重点从HA的宏观形貌及微观结构对比了MIXHA与HL、WS分别单独制备的矿源HA、生化HA，分析HL与WS在共热氧化过程的协同作用。结果表明，MIXHA含量高于理论值，HNO₃分子的分解产生的活性氧原子、氮氧化物进攻HL与WS的分子结构，由于氢键重排、糖苷键断裂、交联等作用，WS纤维素与半纤维素产生的大量烷基自由基结合在HL缩合芳环上被氧化产生的醌基、羧基的邻对位，从而将芳香环上的质子碳转化为脂肪取代碳。得到的MIXHA含氧官能团丰富、活性高，FT-IR谱图具有明显的特征峰。本研究为低阶煤与农林废弃物的分级、资源化利用提供了一种新思路。     

核心素养为本的实验课堂“异常状况”教学策略

结合具体教学实例，阐述了如何利用化学实验课堂中“异常状况”的发生，抓住教学契机，顺“势”而为。通过创设真实且富有价值的问题情境，进一步激发学生学习兴趣，通过师生互动，创造“灵活动态”的化学课堂。在具体教学策略实施分析的案例中，预设课堂可能的“异常状况”,通过“实验探究”,提高学生对复杂情境的认知能力；面对课堂偶发的“异常状况”,通过“多角度辨析”,增强学生对复杂体系的分析能力；基于课堂典型的“异常状况”,通过“进阶式实验探究”,提升学生对复杂问题的处置能力。对“异常状况”处理的过程中，注重化学知识结构化，认识思路结构化，关注学生的认知发展规律，注重情境、活动和问题解决的整体设计，突出学生学习方式的转变，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。