纺锤体形LiFePO4锂离子电池正极材料的制备与性能

采用低温溶剂热法合成了LiFePO₄, 并通过热处理方法制备出LiFePO₄/C锂离子电池复合正极材料. 利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱以及恒电流充放电测试等方法对样品进行结构表征和充放电性能测试. 结果表明: 采用丙三醇(甘油)为溶剂, 低温条件下(120 °C)合成的LiFePO₄具有橄榄石型晶体结构, 呈纺锤体形貌, 且具有粒径分布均匀的特点. 热处理后制备的LiFePO₄/C复合正极材料仍呈纺锤体形貌, 且表现出了优良的充放电性能. 室温下以0.1C倍率恒流充放电, LiFePO₄/C的首次放电比容量达到147.2 mAh·g^-1, 50次循环后放电比容量仍然保持在136.3 mAh·g^-1. 当倍率为0.2C、0.5C和1C时, 样品的平均放电比容量分别在130、120和108 mAh·g^-1左右.     

基于虚拟源时间反转的经颅超声精确聚焦*

针对经颅超声难以精确聚焦的问题,本文研究了基于虚拟源的时间反转方法,建立颅骨二维数字模型,在聚焦目标处设置虚拟声源,利用时域有限差分法模拟超声时间反转过程,并考察基于虚拟源时间反转方法的聚焦效果。数值仿真结果表明,基于虚拟源的时间反转方法可以实现经颅超声的精确聚焦,聚焦强度和精度好于传统的相控聚焦;换能器中心频率和数量对聚焦效果的影响规律与相控聚焦时类似;该方法可以同时向多个焦点聚焦,并自适应调节各焦点处声压幅度。     

[Cu3(μ10-bta)(μ2-C2O4)(H2O)2]n的水热合成与结构表征

有机-无机杂化材料因其在催化、化学吸附、磁性和电子导体等方面具有广泛的应用而成为人们的研究热点[1,2]. 通过过渡金属离子和特殊的有机配体之间的反应, 一系列具有独特结构的配位聚合物已被合成出来. 多齿有机配体可螯合两个或多个金属离子, 这些金属离子之间存在良好的电子交换[3], 可形成一维、二维或三维的配位聚合物. 均苯三甲酸和均苯四甲酸都是良好的桥连多齿配体, Chui等采用均苯三甲酸合成了具有吸附作用的大孔道的[Cu3(tma)2(H2O)]n[4] (tma=benzene-1,3,5-tricarb-oxylate)三维配位聚合物, 并且[Ni(C12H3ON6O2)]3(tma)*H2O[5], [M(tma)2]*12H2O(M=Co,Ni,Zn)[6], Na2[Co(H2O)6(bta)]*4H2O[7] (bta=benzene-1,2,4,5-tetracarboxylate)和[Co(phen)(md)][8] (phen=1,10-phenanthroline, md=benzene-1,3-dicarboxylate)等配位聚合物也先后被合成出来.     

Quantitative ultrasound brain imaging with multiscale deconvolutional waveform inversion

High-resolution images of human brain are critical for monitoring the neurological conditions in a portable and safe manner. Sound speed mapping of brain tissues provides unique information for such a purpose. In addition, it is particularly important for building digital human acoustic models, which form a reference for future ultrasound research. Conventional ultrasound modalities can hardly image the human brain at high spatial resolution inside the skull due to the strong impedance contrast between hard tissue and soft tissue. We carry out numerical experiments to demonstrate that the time-domain waveform inversion technique, originating from the geophysics community, is promising to deliver quantitative images of human brains within the skull at a sub-millimeter level by using ultra-sound signals. The successful implementation of such an approach to brain imaging requires the following items: signals of sub-megahertz frequencies transmitting across the inside of skull, an accurate numerical wave equation solver simulating the wave propagation, and well-designed inversion schemes to reconstruct the physical parameters of targeted model based on the optimization theory. Here we propose an innovative modality of multiscale deconvolutional waveform inversion that improves ultrasound imaging resolution, by evaluating the similarity between synthetic data and observed data through using limited length Wiener filter. We implement the proposed approach to iteratively update the parametric models of the human brain. The quantitative imaging method paves the way for building the accurate acoustic brain model to diagnose associated diseases, in a potentially more portable, more dynamic and safer way than magnetic resonance imaging and x-ray computed tomography.     

时间反转方法用于高强度聚焦超声的焦点偏移补偿

传统的高强度聚焦超声(HIFU)治疗中实际焦点和预设焦点容易出现偏移,为考察时间反转方法对HIFU治疗中焦点偏移的补偿效果,采用时域有限差分方法求解Westervelt方程,建立高强度聚焦声场数值模型。数值计算得到在人体软组织中进行HIFU治疗时,采用时间反转方法后焦点偏移距离最大仅为1.6 mm。脂肪层厚度及声源强度改变对时间反转聚焦精度影响不大,F数(焦点距离同换能器孔径的比值)降低时,焦点偏移减小。研究表明在人体软组织吸收系数和非线性系数范围内,时间反转方法可有效补偿焦点偏移,达到更好的聚焦效果。      

新型三维H0.5CoP0.5O2.5的水热合成与结构表征

分子筛在催化、吸附和离子交换等方面具有广泛的应用 ,一直是重要的工业材料 .自 1 982年Wilsion首次合成磷酸铝以来 [1] ,人们发现磷酸盐具有类似于分子筛的结构特征 [2～ 4 ] ,随着研究的不断深入 ,近来具有空旷结构的磷酸盐分子筛由于在催化、光学、磁学等领域具有潜在的应用前景日益受到人们的关注 .具有微孔结构的过渡金属磷酸盐因可作为分子反应器而使许多新的过渡金属磷酸盐被合成出来[5～ 9] .文献 [1 0 ,1 1 ]报道 Co PO4 具有层状、多孔、高聚合度的结构 ,这些分子多数经过有机模板剂或其它分子的修饰 ,形成混合配体的配合物 .…     

超声平面波经颅成像相位校正方法*

超声平面波经颅成像时,由于颅骨对超声传播的影响引起图像质量下降,需要对颅骨造成的超声相位畸变进行校正。为此,该文研究了两种相位补偿方法:基于近似射线声学的理论方法和基于时间反转的数值计算方法,并利用数值仿真对比了两种方法的补偿和成像效果。结果表明:无论使用近似射线法还是时间反转法,都能够有效地校正因颅骨造成的相位畸变;时间反转法成像的精度和结果要好于近似射线法,但所需的计算资源和时间都要远远大于近似射线法;两种方法与平面波相干复合方法结合都能够一定程度上提高成像的对比度和分辨率。该研究结果为超声经颅脑成像方法研究和设备研发提供了理论指导和技术支持。     

基于梯度和小波变换的水下距离选通图像去噪

水体的散射效应、激光光斑、成像器件的非理想化等因素使得图像出现大量无规律粒状噪声,它们增加了水下距离选通图像的背景噪声,模糊了目标轮廓,掩盖了目标细节,降低了图像的信噪比。针对上述问题本文提出了一种基于梯度和小波变换的去噪方法。首先对图像进行余弦小波变换,得到不同频率空间的图像集。低频空间引入新的图像梯度强化方法以提高图像的纹理信息量;对应非均匀性条带的LH或HL空间做曲面拟合处理以消除非均匀性条带的影响;在HH空间去噪过程中,低层空间做非局部均值处理以保留图像相似信息,高层空间做分数阶积分处理以保留图像细节信息。最后小波逆变换得到结果图像。从实验水槽中采集水下图像进行算法验证,将改进方法与已有算法比对分析。实验表明,本文所研究的水下去噪算法,能够平滑噪声且更大限度地保留图像细节纹理,在客观评价指标上提升了6%。