In situ study of calcite-III dimorphism using dynamic diamond anvil cell

The phase transitions among the high-pressure polymorphic forms of CaCO₃ (cc-I, cc-II, cc-III, and cc-IIIb) are investigated by dynamic diamond anvil cell (dDAC) and in situ Raman spectroscopy. Experiments are carried out at room temperature and high pressures up to 12.8 GPa with the pressurizing rate varying from 0.006 GPa/s to 0.056 GPa/s. In situ observation shows that with the increase of pressure, calcite transforms from cc-I to cc-II at ～ 1.5 GPa and from cc-II to cc-III at ～ 2.5 GPa, and transitions are independent of the pressurizing rate. Further, as the pressure continues to increase, the cc-IIIb begins to appear and coexists with cc-III within a pressure range that is inversely proportional to the pressurizing rate. At the pressurizing rates of 0.006, 0.012, 0.021, and 0.056 GPa/s, the coexistence pressure ranges of cc-III and cc-IIIb are 2.8 GPa-9.8 GPa, 3.1 GPa-6.9 GPa, 2.7 GPa-6.0 GPa, and 2.8 GPa-4.5 GPa, respectively. The dependence of the coexistence on the pressurizing rate may result from the influence of pressurizing rate on the activation process of transition by reducing the energy barrier. The higher the pressurizing rate, the lower the energy barrier is, and the easier it is to pull the system out of the coexistence state. The results of this in situ study provide new insights into the understanding of the phase transition of calcite.     

基于Linux的薄壁管材冲孔自动化生产线设计

为了开发一种结构简单、控制灵活的冲压自动化装置,文中简述了一种基于Linux下的冲孔自动化生产线,用于薄壁管材的冲孔。设计了以ARM为主控制器,CPLD为协处理器的方式来作为整个生产系统的控制核心。建立了气缸驱动系统和冲压机械手,机械手通过伺服电机的驱动完成取料和旋转,在与冲床的相互配合下完成冲孔要求。构造了生产线系统的故障树,利用定量分析结合定性分析的方式对故障进行分析,采用电容式触摸屏通过界面向操作人员发送故障提示,大大减少了设备停机时间。实验结果表明该系统完全能满足生产要求,稳定可靠,操作便捷,响应速度快。     

基于光引发剂分解动力学调控聚合过程的研究

通过采取定期取样的办法,利用紫外分光光度仪测得不同时间下的同一时刻的丙烯酰胺的转化率和光引发剂2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮在混合物中的含量,可以发现丙烯酰胺的光聚合过程存在明显的3个阶段,根据同一时刻下丙烯酰胺的转化率对应的引发剂的含量,建立以光引发剂消耗量划分聚合过程的三阶段模型,将聚合过程分为聚合前期、聚合中期和聚合后期,通过光照强度、狭缝宽度和旋转速度研究了光引发剂的分解动力学,计算出不同条件下的引发剂的分解速率常数kd.结果表明,实验条件下光引发剂分解速率常数kd在4.00×10~(-4)s~(-1)内可调控,在聚合三阶段模型中存在最佳kd组合,即第一阶段kd为4.00×10~(-4)s~(-1),第二阶段kd为1.90×10~(-4)s~(-1),第三阶段kd为1.90×10~(-4)s~(-1),得到合成聚丙烯酰胺(PAM)的最佳自由基浓度是10.82×10~(-8)~12.56×10~(-8)mol·L~(-1)s~(-1),光引发剂的初始浓度[I]0应控制在100~110 mg/L.     

应用于神经通路研究的微机电系统探针与低功耗低噪声单集成芯片系统

针对神经内海马区谷氨酸化学递质与神经电生理信号的并行双模检测需要, 设计了8通道电化学递质与电生理双模并行检测传感芯片微系统, 系统组件包括:基于SOI(Silicon-on-insulator)工艺衬底制备的微机电系统MEMS(Micro-electro-mechanical system)神经信息检测探针、低噪声颅内神经电小信号放大器、低功耗中速SAR(Successive approximation register)-ADC(Analog/Digital Converter)模/数转换器、精简低能耗OOK(On-Off-Keying)/FSK(Frequency-Shift-Keying)调制射频发射器.本微型神经信息传感芯片系统具有体积小、抗干扰、化学递质与电生理信号并行检测、灵敏性好、线性度高等特点.对电生理裸探针的4个电生理位点表面沉积铂黑, 电极阻抗优化为35.0 kΩ;通过酶固定技术在谷氨酸检测位点上纳米定向修饰酶复膜结构(Pt-mPD-GluOx)以形成具有特异选择性的生物识别点, 实现神经化学递质谷氨酸的检测;在6～35 μmol/L谷氨酸浓度范围内线性度是0.97, 单位面积灵敏度是0.0069 pA/(μmol/L), 电流响应误差<3.0 pA, 表明此探针可以实现特异选择功能.同时, 基于数模混合180 nm的ASIC(Application specific integrated circuit)芯片制造工艺(SmicRF180 nm 1Poly6M)制造的神经电生理传感后端信息调理单芯片, 其内部关键测试指标:微弱小信号低噪系电压放大器(等效输入噪声电压≤0.7 μV rms, 增益>70 dB, 电源/共模抑制比>100 dB等)、SAR-ADC(有效量化位数是12 bits, 功耗1.2 mW, 最大转换速率1 Msps, 信噪比为60.9 dB)、ASK/FSK调制的射频发射器(功放PA 4～5 dBm, 输出功率满足10 m辐射距离).此微型神经信息感知处理芯片集成检测系统, 可为海马区神经通路的研究提供便携、普适性的无线可穿戴设备.     

疏水缔合聚合物重均分子量的测定

采用毛细管法和荧光探针法研究了疏水缔合聚合物在不同甲酰胺浓度和盐浓度的溶剂中的特性黏数和疏水缔合作用强度.找到可以消除缔合作用和聚电解质效应的溶剂条件,用静态光散射法测定疏水缔合聚合物的重均分子量.结果表明,NaCl能够有效的屏蔽聚电解质效应,但是不能消除缔合作用,而且由于NaCl增加了溶液的极性,会进一步促进疏水缔合作用,疏水缔合聚合物以聚集体形态存在溶液中,因此,在NaCl溶剂中测得的疏水缔合聚合物的重均分子量不是真实分子量;而甲酰胺可以完全破坏疏水缔合作用,使聚合物分子以单分子态分散在溶液中,进而测得疏水缔合聚合物的真实分子量.当溶剂中的NaCl浓度为0.2 mol/L、甲酰胺体积分数为50%时,可准确测定疏水缔合聚合物的重均分子量.当缔合作用消除后再改变甲酰胺浓度,测得的重均分子量不再变化;聚电解质效应消除后,盐离子浓度的变化不会再改变测得的重均分子量结果.     

基于Zernike矩的保持架直径测量方法

为了解决轴承保持架人工抽检费时费力等问题,同时提高工业生产自动化水平,简述了一种基于Zernike矩的保持架直径测量方法;以型号32007E的圆锥滚动轴承筐形保持架为例,提出了基于视觉的直径测量方法,分析CCD相机采集到的轴承保持架大小端面图像,进行图像预处理后,对Sobel算子边界点阈值进行重新设定,快速检测出保持架两端圆面可能存在的边缘点集,增加了有效圆检测算法,剔除部分偏离有效圆的点,再利用 Zernike 矩算子对有效的边缘点进行重新定位,检测出保持架两端圆面的亚像素边缘并计算其精确位置,最后对所得到的亚像素边缘点集进行最小二乘法拟合,获取保持架两端直径具体尺寸;实验表明,该方法测量结果与人工测量精度接近,甚至更高,具有良好的效果和实用价值。