第一性原理研究Fe及其团簇缺陷对KDP和ADP晶体激光损伤的影响

由于金属杂质离子对晶体损伤性质有不容忽视的影响,受实验条件限制,Fe及其团簇缺陷对晶体的影响机制尚不明确。采用第一性原理的方法,对磷酸二氢钾(KDP)和磷酸二氢铵(ADP)晶体中的Fe及其团簇缺陷进行模拟研究,确定其对晶体结构及光学性质方面的影响。研究发现,Fe进入KDP和ADP晶体中主要以取代P原子形成FeO₄基团最稳定,且其稳定形式以Fe³⁺为主。磁性状态研究发现磁性条件对晶体的结构和能量影响不大,Fe对晶体的损伤主要通过引起200～300 nm范围明显的光学吸收影响损伤阈值。Fe进入晶体中形成团簇缺陷可通过电荷补偿与O空位(VO)复合,几乎不会与OH空位(VOH)复合,团簇缺陷以Fe对晶体结构和性质的影响为主。     

利用激光背向散射成像的马铃薯品质智能分级

激光背向散射成像是激光与生物组织相互作用产生散射光的成像,在农产品的品质分类中有着广泛的应用。利用激光背向散射成像技术与深度学习,实现马铃薯在不同存储情况下的品质分类。对激光背向散射进行理论分析,搭建激光背向散射成像的数据采集系统,对马铃薯样品进行激光背向散射图像采集,得到新鲜马铃薯、冰箱存储与室温存储马铃薯的激光背向散射成像数据集。对数据集利用改进后的VGG16网络进行训练,并与DenseNet121网络、原始VGG16网络的训练结果进行对比。结果显示,改进后的VGG16网络对数据集的分类准确率为95.33%。由此表明,激光背向散射成像结合深度学习可以实现马铃薯品质的智能分级。     

基于不同卷积尺度融合与近红外光谱的土地分类模型研究

为了提高基于近红外光谱的土地覆盖分类模型的准确率,以欧盟统计局发布的土壤近红外光谱数据为研究对象,研究基于短时傅里叶变换(STFT)预处理方法和不同卷积尺度融合的土地覆盖分类模型,实现耕地、林地和草地的快速区分。为适应二维卷积要求,将一维光谱的400～2 500 nm波段的4 200个波长进行短时傅里叶变换,转换成二维图像同时提取光谱数据的频谱信息。将样本按6∶2∶2的比例随机划分为训练集、验证集和测试集。建立单一尺寸卷积核卷积神经网络(CNN)以及多尺寸卷积核融合的卷积神经网络土地覆盖分类模型,为了防止模型出现梯度消失现象,网络采用ReLU激活函数以及批标准化(BN)、 Dropout等方法。并采用早停法(early stopping)训练网络,防止模型出现过拟合风险。首先,探讨了不同STFT窗口长度(64, 100和128)、不同卷积核尺寸(3×3, 5×5和7×7)等对模型分类效果的影响规律。实验结果显示：当STFT窗口长度为100、窗口重叠长度为50%时,模型总体分类准确率均最高;模型的分类准确率随卷积核尺寸的增大而降低,较小尺寸卷积核模型准确率更高,卷积核尺寸为3×3的CNN...     

铁磁性加载复合管壳电子注聚焦性能的研究

大功率行波管通常利用复合管壳提升高频系统的集成度和散热特性。宽带行波管采用复合管壳高频制造工艺时,由于加载翼片含有铁磁性材料(纯铁)使得聚焦系统的横向磁场分量变大,径向和角向磁场分量呈非均匀性,电子注聚焦困难。本文研究了周期永磁聚焦系统横向磁场产生的原因并建立理论模型,并对磁场分量和其对电子注形态的影响进行了仿真,仿真结果与理论计算结果一致。根据横向磁场分布模型对加载翼片的形状和数量进行优化仿真,结果表明9片齿形加载翼片方案可在保持慢波电路参数的同时,降低聚焦系统的横向磁场分量,改善电子注聚焦效果。     

工作温度对高温碳酸熔盐热物性的影响

熔融盐由于具有工作温度高、蒸气压力低、热稳定性良好等优势,在集中式太阳能热发电系统中可作为传热和蓄热工质。工作温度对熔盐的传热蓄热性能具有显著影响。本文利用分子动力学模拟方法研究了温度对二元混合碳酸盐(K₂CO₃:Li₂CO₃=38.0:62.0,摩尔分数)热导率、黏度、比热容及热扩散系数的影响。结果表明,随着温度升高,熔盐的热导率和黏度均降低,比热容和热扩散系数均增加。进一步分析径向分布函数发现,温度升高导致离子间距变小,熔盐结构变得更为紧凑,使得热导率和黏度均下降。温度越高,离子间碰撞越剧烈,因而能传输更多的热量导致热扩散系数增大。本文对高温熔盐热物性的研究可为光热发电蓄热技术发展提供指导。     

茴拉西坦/介孔二氧化硅的制备及释药性能

为了提高难溶性药物的溶出速率,采用水热合成法制备了MCM-41和SBA-15两种介孔二氧化硅载体材料,利用浸渍法将模型药茴拉西坦负载于两种载体上.利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、小角X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附、红外光谱(IR)、差热-热重(DTA-TG)对载药前后载体材料的表面形貌、粒径、孔径、孔容、比表面积、晶胞参数、骨架结构等进行测试,结果表明MCM-41和SBA-15具有相同的二维六方孔道结构,孔径及孔容分别为3.49 nm和6.67 nm,载药后的载药量分别为17;和22;,药物以非晶态装载于介孔孔道中没有影响介孔二氧化硅的骨架结构,但使介孔孔容及比表面积都有所降低.通过在不同pH溶出介质中负载于载体上的茴拉西坦与原料药晶体的溶出比较发现,两种载体均能够显著提高茴拉西坦的溶出速率.结合材料表征、载药量及溶出度综合比较,SBA-15载体的载药及释药性能均优于MCM-41载体.     

课程思政理念下“质点动量定理”教学探索与实践

以质点动量定理为例,探究了思政元素与物理知识的融合过程,通过“鸟撞飞机”事件、“最美快递员”和“手机砸脸视频”等实例融入物理教学,体现“课程承载思政”“思政寓于课程”的理念,将知识传授、学科素养、价值引领有机结合.     

环戊基全取代六元瓜环与钾离子配合物的合成及其结构表征

金属与瓜环的配位化学是瓜环化学的主要研究内容之一.本文主要研究了环戊基全取代六元瓜环(CyP6 Q[6])与K+的配合物的合成,并利用X-射线单晶衍射法对其晶体结构进行了表征.结果表明:K+与CyP6 Q[6]的两个端口配位,形成了分子胶囊结构.相邻的瓜环通过与[ZnCl4]2-的偶极作用,形成平面堆积结构,最后形成三维超分子自组装实体.     

深低温球内伪稳态自然对流换热研究

基于CFD仿真软件FLUENT,建立了封闭球形容腔内氦气关键物性参数随温度变化的深低温自然对流仿真模型。利用该模型对封闭球形容腔内20～100 K温度下不同瑞利数(10~8Ra10~(11))伪稳态自然对流换热进行了数值模拟,得到了速度场分布、温度场分布和努塞尔数(Nu).开展了液氢温区球形封闭容腔内氦气伪稳态自然对流换热试验。通过与试验数据的对比分析,验证了本文所提出的深低温自然对流模型的有效性。利用最小二乘法,获得了深低温球形容腔内氦气自然对流换热准则数方程。     

载体MCM-41对Tb(aspirin)3phen发光性能的影响

在室温下,乙二胺环境中合成了高度有序的介孔材料MCM-41,并将经热处理的发光客体Tb(aspi-rin)3phen组装进其孔道,通过激发发射光谱对其光致发光性能进行了研究。结果表明,Tb(aspirin)3phen240～375 nm区间的宽激发峰归属于配体aspirin羰基n→π*跃迁、苯环π→π*跃迁,和phen的杂菲基团吸收,Tb3 的特征发射是由于Antenna效应引起的。相对于纯Tb(aspirin)3phen,Tb(aspirin)3phen-MCM-41B和Tb(aspirin)3phen/MCM-41A的激发谱带出现了明显的分裂,而Tb(aspirin)3phen-MCM-41A只在353nm处剩下了相对较窄的单峰。Tb(aspirin)3phen-MCM-41B,Tb(aspirin)3phen/MCM-41A和Tb(aspirin)3phen-MCM-41A的短波段激发峰依次减弱消失,长波段激发峰逐渐增强,而405 nm发射峰强度IL和544 nm发射峰强度ILn的比值I(I=IL/ILn)依次减小。MCM-41骨架与Tb(aspirin)3phen成键后,不同程度降低了配体aspirin和phen单重态S1和三重态T1能级,且对phen的影响大于aspirin。不同的MCM-41表面晶格场对配体能级的影响顺序为:MCM-41B外表面>MCM-41A外表面>MCM-41A内表面。I值可定性表示MCM-41表面晶格场对配体能级影响程度和MCM-41表面Tb(aspirin)3phen的含量。