人教版高中化学教科书“研究与实践”栏目分析与实施策略*

对人教版高中化学教科书新设计的“研究与实践”栏目的主题内容、功能价值进行分析,就如何充分发挥该栏目的教学功能和价值,发展学生的化学学科核心素养,提出了创设教学情境线索、开发为研究性学习课题、开发为校本选修课程、开发为STEM课程等实施策略。     

环境载荷下漂浮软管的疲劳寿命分析

海上漂浮软管是浮式生产储卸油装置上外输系统的关键设备.漂浮软管结构复杂且常年漂浮于海面上,极易受到风、浪、流等环境载荷的作用产生疲劳破坏而造成原油泄漏.首先,采用ABAQUS软件,建立了软管的有限元模型,得到了漂浮软管在弯矩和内压作用下的有限元结果;其次,采用水平方向的Morison方程和风载荷来描述漂浮软管在海面上复杂的载荷情况;再次,将静力学分析结果导入到FE-Safe疲劳分析软件中,将节点应力结果作为时间载荷历程,乘以相应的载荷倍数,得到疲劳分析的载荷谱,载入此载荷谱计算,得到了漂浮软管的寿命分布云图,其最小寿命满足工程要求;最后,分析了内压对疲劳寿命的影响,结果表明,一定大小的内压能提高软管的疲劳性能.     

氩气感应耦合等离子体速度与温度数值模拟

为了获得用于研究再入飞行器热防护系统的感应耦合等离子体风洞流场数据，基于流场、电磁场和化学场的多场耦合建立了非平衡态感应耦合等离子体数值模型。利用该模型对不同入口质量流率和不同工作压力下的感应耦合等离子体进行了数值模拟，得到了相应工作参数下感应耦合等离子体温度与速度的分布特性。计算结果表明：等离子体中心线上的速度随着入口质量流率的增大而增大，而随着工作压力的增大而减小；同时，等离子体中心线上的温度随着入口质量流率的增大而减小，而随着压力的增大先减小后增大。这些结果可为感应耦合等离子体风洞优化设计及其工业应用提供理论指导。     

基于虚拟中心电流法的 HL-2M快控电源数学模型

针对中国环流器2号M(HL-2M)装置中用于核聚变物理实验等离子体的垂直不稳定性控制的快控电源拓扑结构，充分考虑线圈的自感与互感对输出的影响，构建出数学模型，首次提出并运用虚拟中心电流法，使得控制算法更加简单，采用多输入多输出的控制方法，利用2个参量控制3个变量。本文基于基本供电方案得到多线圈耦合电压，基于快控电源拓扑推导出快控电源电路方程，再将其合并得到最终的线圈电压数学模型，最后进行仿真验证。结果表明数学模型搭建正确，为今后进行进一步计算提供了坚实的基础。     

电泳法制备的致密氧化锡薄膜及其在高稳定性钙钛矿太阳能电池中的应用

在平面型钙钛矿太阳能电池中常采用SnO₂作为电子传输层材料,相应的SnO₂薄膜常采用溶液旋涂法制备。但是由于前驱液中的纳米颗粒可能会发生部分团聚、基底和溶液难以完全避免灰尘等杂质颗粒混入,且最佳的SnO₂电子传输层的厚度通常仅有约20 nm,所以这种方法制备的电子传输层难以保证严格致密和无纳米针孔。在本工作中,我们报道了一种电泳沉积制备致密SnO₂薄膜的方法,并用其有效地提高了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和工况稳定性。通过电泳法,表面带负电荷的SnO₂纳米颗粒在电场的作用下沉积到氧化铟锡(ITO)阳极表面,这种方法得到的薄膜比旋涂法制备的更为致密。将其应用于n-i-p结构的钙钛矿太阳能电池中,能够使得暗电流降低并抑制载流子的非辐射复合,从而提高电池的短路电流和开路电压,进而实现更高的光电转换效率(从18.17%提高到19.52%),且能消除迟滞效应。更重要的是,长期工况稳定性测试表明基于电泳-旋涂法制备的器件在1个太阳的光照下、最大功率点处连续工作960 h后,仍然能够保持71%的初始效率;然而基于旋涂法制备的器件在工作100 h后即降低到初始效率的70%。本工作提供了一种全新的SnO₂电子传输层的制备方法,显著地提高了器件性能和工况稳定性,后续有望应用于制备大面积器件和电池模组。     

考尼伐坦关键中间体的合成

合成考尼伐坦关键中间体2-甲基-6-(4-甲基苯磺酰基)-1,4,5,6-四氢咪唑[4,5-d][1]苯并氮杂卓并对其工艺优化。以氨茴酸甲酯为起始原料,经保护、烃化、环合、脱羧、溴化、烃化并缩合共六步反应合成考尼伐坦关键中间体。所得的目标化合物经核磁共振氢谱、质谱确认,总收率达49.06%。该关键中间体合成方法和工艺改进后,所用原料价格便宜、反应条件温和、反应周期缩短、产率提高,更加适合于工业化生产。     

纳米二氧化硅水溶胶成膜特性研究

研究了纳米SiO2水溶胶的固液二相流成膜特性．结果表明，水溶胶中的Si02固体颗粒的粒径及质量分数对粘度的影响较小，对成膜能力和承载能力的影响较大；在薄膜润滑阶段，固体颗粒的粒径和质量分数对润滑状态的稳定性具有一定的影响，随着速度的增加，液体膜厚度逐渐增大，固体颗粒对液体润滑膜稳定性及性能的影响逐渐减弱；在弹流润滑阶段，固体颗粒的影响很小。     

铸装TNT炸药表面热点温度的测量

非均匀炸药冲击起爆的热点理论一直是爆轰物理中,人们普遍关心的课题之一。本文对热点温度实验测量工作进行了尝试,叙述了用多通道光学高温计测量非均匀炸药表面热点温度的原理及方法。用实验方法得到在3.44GPa左右的冲击压力下,铸装TNT炸药表面热点温度约为3640K。     

Au基合金电位器材料耐磨特性与显微组织关系的研究

一种新型的由Ａｕ－Ｎｉ－Ｆｅ－Ｃｒ－Ｉｎ－Ｚｒ六元合金绕组材料与Ａｕ－Ｎｉ－Ｉｎ合金表面Ｉｎ＋注入的电刷材料相匹配制成的航空电位器，使用寿命为１×１０６次，达到ＨＢ５６３３－８１规定的一级电位器水平．力学性能研究和微观组织分析表明，电刷材料Ａｕ－Ｎｉ－Ｉｎ合金表面Ｉｎ＋注入可以促使表层生成具有良好润滑性能的Ｉｎ２Ｏ３，这能降低摩擦因数，并且可以使材料的表层组织晶粒细化，晶格畸变，从而提高表层的强度和硬度，改善其摩擦和磨损性能．在绕组材料Ａｕ－Ｎｉ－Ｆｅ－Ｃｒ－Ｉｎ－Ｚｒ六元合金的显微组织中，除有Ａｕ基固溶体和Ｎｉ基固溶体外，还含有Ｎｉ５Ｚｒ新相和具有正交结构的未知相这２种第２相粒子．存在于磨损表面的第２相粒子能够有效地提高绕组材料的抗粘着磨损能力．航空电位器的长使用寿命，是电刷材料和绕组材料的多种抗磨因素综合作用的结果．     

三维动力学分析软件MSC／DYTRAN功能及其应用

简要介绍了三维动力学分析软件ＭＳＣ／ＤＹＴＲＡＮ的功能，基本特征，以及在数值计算领域如：浅滩水下爆破，弹丸高速碰撞，成型装药等问题中的应用，并给出了部分算例。