基于CARS技术的超燃冲压发动机点火过程温度测量

相干anti-Stokes Raman散射（coherent anti-Stokes Raman scattering，CARS）技术作为一种非接触测量手段，已广泛应用于多种发动机模型燃烧室温度测量及地面试验.然而，目前的工作主要集中在稳态燃烧场温度的测量，缺乏用高分辨率的单脉冲来测量瞬变的燃烧火焰温度及组分浓度的研究.基于CARS理论，结合多参数拟合算法，开发了基于MATLAB的CARS光谱计算和拟合程序CARSCF；利用McKenna平面火焰炉在不同工况下进行了温度测量，并与DLR测量结果进行对比，结果显示开发的CARSCF具有较高的测量重复性和准确性；最后将CARS技术应用于测量超燃冲压发动机点火过程中的温度测量，获取了点火过程中的温度.结果显示，在来流Mach数为3的条件下，H₂/air点火过程中温度呈现急剧上升然后缓慢下降，而CARS信号则呈现急剧上升然后急剧下降随后又缓慢上升的趋势，并且在点火过程中最高温度为1 511 K.      

侵彻弹体快速烤燃安全特性实验研究

为了考核大尺寸侵彻弹体的快速烤燃安全特性，利用自行研制的快速烤燃装置开展了实验。将质量为290 kg的侵彻弹体平吊在距航空燃油液面0.4 m的高度进行快速加热，实时采集弹体表面温度并拍摄实验过程，同时测量距弹体质心水平7 m处的反射冲击波超压，最后从加热时间、弹体表面温度、实验后现场破坏情况、反射冲击波超压峰值、反应机理及响应类型等方面对大尺寸侵彻弹体的快速烤燃安全特性进行了详细分析。实验结果表明:侵彻弹体在537 ℃高温中加热16 min 4 s后开始发生剧烈反应，且弹体内腔下方炸药最先响应形成热点，逐渐积聚的高温高压气体将壳体撕裂后快速泄压，在7 m处测量得到的反射冲击波超压峰值为33.622 kPa，远小于该弹体在空气中完全爆轰产生的冲击波超压峰值。综合判断该侵彻弹体的快速烤燃响应类型为爆燃，其安全特性满足要求。     

基于在线HHT和SVM的汽油机轻微漏气故障识别方法

针对汽油机轻微漏气故障会被闭环反馈控制所掩盖,提出了一种基于在线希尔伯特变换(Hilbert-Huang Transform,HHT)和支持向量机(Support vector machine,SVM)的两阶段微小故障识别方法(Online HHT-SVM,OHS).第一阶段在嵌入式两滑动时间窗内通过HHT对发动机空燃比数据流进行在线时频分析,以实时获取空燃比发生异常的时刻;第二阶段通过SVM对异常时刻的数据流故障模式进行离线识别.根据氧传感器信号特征,对经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)算法进行了改进,并从理论上进行了证明.基于两款发动机的实际运行数据验证了该方法的有效性.     

同位素稀释-高分辨气相色谱/高分辨质谱测定大气中有机氯农药

建立了测定大气中25种有机氯农药(OCPs)的同位素稀释-高分辨气相色谱/高分辨质谱法(ID-HRGC/HRMS)。样品用正己烷/二氯甲烷(1∶1, v/v)进行加速溶剂萃取(ASE)。通过柱洗脱实验、单柱和组合柱净化实验,最终确定样品的净化方案为弗罗里硅土固相萃取柱和石墨化炭黑固相萃取柱组合净化。样品萃取液净化后进行HRGC/HRMS分析。采用平均相对响应因子(RRF)法对样品中目标物进行定量,6点校准溶液RRF的相对标准偏差(RSD)均≤20%。线性范围为0.4~800 μg/L,相关系数R²均>0.992。对空白样品依次进行100 pg、400 pg和15 ng水平下的加标试验,各添加水平下OCPs测定值的RSD为0.64%~16%,加标回收率为67.2%~135%。穿透试验表明,滤膜+聚氨酯泡沫/聚氨酯泡沫作为吸附介质的大体积主动大气采样器(AAS)在采集环境空气时,五氯苯极易发生穿透,有效采样模式待进一步研究。在上述采样模式下,六氯苯的有效采样体积较小,标准状态(101.325 kPa, 273 K)采样体积应≤30 m³,其他OCPs应≤1200 m³。以上述体积计算,25种目标化合物的检出限为0.002~0.7 pg/m³。对北京环境空气样品分析测定,结果显示除反式-环氧七氯、异狄氏剂、顺式-九氯和4,4'-滴滴滴在部分样品中未检出外,其他OCPs均为100%检出;六氯苯浓度在514~563 pg/m³之间,其他OCPs的浓度在0.01~18.9 pg/m³之间;替代标回收率为33.9%~155%。由于现有相关监测标准的仪器灵敏度较低、方法检出限较高,已无法满足目前空气中痕量OCPs的测定需求,因此亟待修订新的高灵敏度监测方法标准。该方法适用于目前大气中OCPs的超痕量水平分析,为新标准的制订奠定基础,也为国家履行相关国际公约提供有力技术指导。     

聚(2,5-苯并噁唑)的流变性能

用自制的3-氨基-4-羟基苯甲酸盐酸盐(ABBAH)在多聚磷酸(PPA)中合成聚(2,5-苯并噁唑)(ABPBO),利用衰减全反射红外光谱(ATR-IR)表征了其化学结构.分别用平板流变仪和毛细管流变仪对合成的ABPBO-PPA溶液进行动态和稳态流变测试.结果表明:ABPBO-PPA溶液的储能模量(G ')和损耗模量(G')均随频率升高而增大,且储能模量比损耗模量上升得更快;ABPBO-PPA溶液随温度升高趋于牛顿流体,随浓度升高非牛顿性更显著,ABPBO-PPA溶液表现出强烈的假塑性,并且不同温度下溶液的剪切黏度差值随剪切应力增大而减小.     

C74分子光谱特性及电子结构的密度泛函研究

利用第一性原理的密度泛函理论和非平衡格林函数的方法研究了C74分子的分子轨道密度、振动光谱和态密度。结果显示C74分子的能隙0.6eV。比较C74分子的电子云分布发现，在HOMO和LUMO状态下的电子只分布在C74分子的半球表面侧，电子在成键过程中都表现出了较好的离域特性。C74分子的红外光谱和拉曼光谱显示，碳碳键的振动在有些频率处只有红外活性，有些频率处只有拉曼活性，还有一些频率处既有红外又有拉曼活性。另外，考虑电子自旋作用时C74分子态密度的极大值数量有所增加，并使简并的能级发生分裂。     

B炸药慢速烤燃过程的流变特性

为进一步探究熔铸炸药在烤燃过程中内部各物理场的变化情况，以B炸药为研究对象，完整地建立了基于Bingham流体模型的B炸药黏度计算模型并应用于慢速烤燃的数值模拟。通过数值模拟得到了B炸药在整个升温过程中上中下3个内部测点处的温度变化曲线并以烤燃试验加以验证，观察了弹体内部温度场与对流场的变化特点。结果表明:升温速率为1 ℃/min时，B炸药相变后逐渐开始流动，内部的温度场分布也随之改变，炸药出现自热反应与最终响应的区域都在弹体上部；升温速率为0.055 ℃/min时，炸药相变后内部很长时间内仍表现出类固相温度场的分布特点，当炸药出现自热反应后，才逐渐开始流动，温度场也逐渐转变为典型的液相温度场，炸药最终响应点在弹体上部，但最早出现自热反应的区域在弹体中心。     

稀土元素的摩擦学研究发展概况

本文对稀土元素的摩擦学研究发展概况作了综述与讨论,主要涉及的是稀土金属及稀土无机化合物和稀土配合物作为润滑油、脂及润滑涂层的添加剂的摩擦学特性,并对稀土无机化合物的高温润滑特性、稀土金属及其化合物在高温涂层中的应用作了简要讨论,最后还提出了稀土的摩擦学研究中当前值得注意的几个重要课题。     

Fe掺杂ZnTe团簇结构和磁性质

本文采用第一性原理密度泛函理论系统的研究了Fe原子单掺杂和双掺杂(ZnTe)12团簇的结构和磁性质。我们考虑了替代掺杂和间隙掺杂。不管是单掺杂还是双掺杂,间隙掺杂团簇都是最稳定结构。团簇磁矩主要来自Fe-3d态的贡献,4s 和4p 态也贡献了一小部分磁矩。由于轨道杂化,相邻的Zn和Te原子上也产生少量自旋。最重要的是,我们指出间隙双掺杂团簇是铁磁耦合,在纳米量子器件有潜在的应用价值。     

不可燃氟代碳酸酯基钠离子电池电解液

Lithium-ion batteries (LIBs) are widely used in cellphones, laptops, and electric cars owing to their high energy density and long operational lifetime. However, their further deployment in large-scale energy storage systems is restricted by the uneven distribution of lithium resources (~0.0017% (mass fraction, w) in the Earth's crust). Therefore, alternative energy storage systems composed of abundant elements are of urgent need. Recently, sodium-ion batteries (SIBs) have attracted significant attention and are considered to be a potential alternative for next-generation batteries owing to abundant sodium resources (~2.64% (w) of the Earth's crust), suitable potential (−2.71 V), and low cost. SIBs are similar to LIBs in terms of their physical and electrochemical properties. Previous studies have mainly focused on SIB storage materials, including hard carbon, alloys, and hexacyanoferrate, while the safety of SIBs remains largely unexplored. Similar to LIBs, the current electrolytes used in SIBs are mainly composed of flammable organic carbonate solvents (or ether solvents), sodium salts, and functional additives, which pose possible safety issues. Moreover, the chemical activity of sodium is much higher than that of lithium, leading to a higher risk of fire, thermal runaway, and explosion. To overcome this problem, herein we propose a fluorinated non-flammable electrolyte composed of 0.9 mol∙L⁻¹ NaPF₆ (sodium hexafluorophosphate) in an intermixture of di-(2, 2, 2 trifluoroethyl) carbonate (TFEC) and fluoroethylene carbonate (FEC) in a 7 : 3 ratio by volume. Its physical and electrochemical properties were studied by ionic conductivity, direct ignition, cyclic voltammetry, and charge/discharge measurements, demonstrating excellent flame-retarding ability and outstanding compatibility with sodium electrodes. The electrochemical tests showed that the Prussian blue cathode retained a capacity of 84 mAh∙g⁻¹ over 50 cycles in the prepared electrolyte, in contrast to the rapid capacity degradation in a flammable conventional carbonate electrolyte (74 mAh∙g⁻¹ with 57% capacity retention after 50 cycles). To test the practical application of the proposed electrolyte, a hard carbon anode was used and exhibited exceptional performance in this system. The enhancement mechanism was further verified by Fourier transform infrared (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and scanning emission microscopy (SEM) investigations. Polycarbonate on the surface of the cathode played an important role for the studied electrolyte system. The polycarbonate may originate from FEC decomposition, which can enhance the ionic conductivity of the solid electrolyte interface (SEI) layer and reduce impedance. Hence, we believe that this proposed electrolyte may provide new opportunities for the design of robust and safe SIBs for next-generation applications.