课程文献中心 更多>>

关键词： 第一性原理   钼基合金   力学性能   机器学习势函数   高通量计算   SQSs  

摘要： 难熔金属钼由于具有良好的导电导热性能、耐腐蚀性、低的膨胀系数、优异的力学性能以及高温强度,在电子行业、航空航天产业和核能源工业中得到广泛应用。然而,纯钼金属在常温条件下具有较差的加工性能,容易氧化,并且存在再结晶脆性等缺点,这是限制其应用的重要因素。金属合金化是提升合金力学性能的最常用、最有效的方法之一。许多合金元素与钼都能形成性能极佳的二元合金,因此钼基合金力学性能的计算是一个庞大的研究工程。 本文旨在理论计算支持下,拟通过第一性原理原理的方法系统的探究钼基二元合金的力学性能。在钼铼合金的研究中,我们系统的计算了钼铼合金的各种弹性常数,并导出来体积模量,剪切模量,杨氏模量,泊松比等弹性模量。钼铼合金力学性能随铼含量先增加然后降低,过高的铼含量会导致钼铼合金的不稳定性增加。同时,基于钼铼合金的应用环境我们通过机器学习方法开发了一种Spectral Neighbor Analysis Potential（SNAP）机器学习势函数,在机器学习势函数的帮助下计算了钼铼合金高温下的力学性能,提供了钼铼合金在高温下机械行为的准确预测。 钼钨合金也是常被作为核反应堆材料结构材料的候选材料之一。在钼钨合金体系的研究中,我们依旧利用了机器学习方法,运用高精度的光谱邻域分析势能函数（SNAP）,针对钼钨合金Mo1-xWx（x=0～1）在核反应堆中的高温性能进行了深入研究。通过该方法,我们成功计算了包括熔点、热膨胀、体积模量、杨氏模量、剪切模量、泊松比等关键热力学和力学性质。研究发现,钼钨合金的热膨胀系数与钨含量密切相关,且随着温度升高,合金的力学性能下降但延展性增强。除此之外,合金随着钨含量的增加各项性能都有一定程度的提升。本研究突破了传统方法的限制,为高效预测钼钨合金在高温下的力学性能提供了新途径。 钼基合金的研究和设计需要庞大数量的理论数据来加以指导,通过对不同金属种类不同配比的钼基合金分析力学性能的影响因素。同时借鉴了材料基因组的基本思想,在高通量计算框架的支持下,利用Mede A高通量计算平台实现了高通量计算,研究了多种钼基合金体系的力学性质,旨在寻找最优元素以及最佳配比的钼基二元合金。力学性能数据库为科研人员提供了丰富的实验数据和理论依据,有助于推动材料科学和相关领域的研究进展。

关键词： 文化缺省   关联理论   纪录片文本  

摘要： 本报告基于纪录片文本《凝固的音符——山西古建筑》中的第7-10集字幕的翻译撰写而成。该文本属于纪录片文本,信息密度大,专业性强,且包含了许多文化因素。该纪录片中省略了大量的双方共同的文化背景信息,这种现象被称为文化缺省。该现象虽不太会影响源语读者的理解,但在跨文化交流中,由于不同国家认知环境存在差异,文化缺省可能会引起阅读障碍。基于此,文化缺省现象的翻译策略成为本次翻译实践的重难点。 本报告采用案例分析法,引用关联理论的框架,探讨《凝固的音符——山西古建筑》中的文化缺省现象以及对应的翻译补偿策略。关联理论认为,译者的任务是弥补文化背景差异所带来的理解障碍,努力使译文可以让译入语读者以最少的认知努力来获得最佳关联效果。本文以奈达的文化分类为依据,选取作品《凝固的音符——山西古建筑》中的典型例子,并根据奈达关于文化的分类,对该纪录片中的文化缺省现象进行分析,总结出了:直译、注释、意译、省略、归化等五种翻译方法。其中对于生态文化的缺省现象,译者总结出使用直译法翻译策略、对于社会文化的缺省现象,译者总结出使用归化法翻译策略、对于物质文化的缺省现象,译者总结出注释法的翻译策略、对于宗教文化的缺省现象,译者总结出意译法的翻译策略、对于语言文化的缺省现象,译者总结出省略法的翻译策略。 通过此翻译实践报告,译者希望可以引起学者对于纪录片中文化缺省现象的重视,同时希望为其他译者在翻译类似文本时提供借鉴。

关键词： 机器学习   密度泛函理论   二元合金   吸附   极限梯度提升  

摘要： 随着全球变暖趋势的加剧,实施以二氧化碳还原反应（CO2 Reduction Reaction,CO2RR）为核心的措施被认为是一种有效的方法。在这些措施中,贵金属单质展现出了出色的催化活性,被视为一种主要的CO2RR催化剂。然而,单金属催化剂在实际应用中存在着一些问题,例如产物选择性不佳、易失活以及成本高昂等。为了解决这些问题并提高单金属催化剂的整体性能,合金掺杂被广泛应用为一种常见的催化剂改性方法,已被证明具有更出色的催化性能和循环稳定性。但传统的合金催化剂的研发效率十分低下,通常采用“试错法”进行制备和检测。这种高成本、低效率的模式无法满足现代科研的发展需求。机器学习在材料领域已经成为一种用于预测潜在催化剂的方法。本论文旨在建立一种合金表面吸附能的预测模型,采用了结合密度泛函理论和机器学习的方法,利用贪心算法筛选出最佳特征,通过预测合金表面的吸附能,快速筛选出具有催化活性的合金材料,并为计算节约了高效的时间。具体的研究内容如下: （1）主要对铜（Cu）、镍（Ni）、银（Ag）、金（Au）、铂（Pt）和钴（Co）基二元合金的表面吸附能进行深入研究。研究采用密度泛函理论（Density Functional Theory,DFT）计算了 CO2还原CO过程中的表面吸附物（*CO2、*COOH、*CO）以及析氢反应（*H）在合金表面上的吸附能,并探究了合金表面掺杂参数对表面吸附能的影响。 （2）通过贪心算法对七十三个特征进行筛选,并对比五种机器学习算法的结果,确定了极限梯度提升算法是最稳定的模型。针对*CO2筛选出9个特征:主要包括基底金属的第一电离能（FE1）,基底金属的比热容（C1）等。针对*COOH筛选出10个特征:主要包括基底金属的第一亲和能（AE1）,氧吸附能（EO）等。针对*CO筛选出6个特征:主要包括基底金属的主族编号（GN1）,基底金属的标准反应生成焓（H2）等。针对*H筛选出9个特征:主要包括掺杂金属的周期编号（PN2）,基底金属的周期编号（PN1）等。通过这些特征,对五种吸附能的数据集进行训练预测,预测了 Rh合金表面吸附能,并进行了计算验证。 （3）根据最优模型对Pd合金表面吸附能的预测,从结果中筛选出三种二元合金催化剂Pd/Mo,Pd/V和Pd/W是相对理想的具有CO选择性的合金催化剂。其中,Pd/W已经被已有的研究结果证实是可行的CO2RR催化剂。同时对预测结果进行计算验证,三个合金表面的吸附能值均表现出较小的误差,证明了预测结果的可靠性。 （4）对Pd/Mo,Pd/V合金和纯Pd金属进行了对比研究,通过对*COOH以及*CO的部分态密度（Projected Density of State,PDOS）和差分电荷密度（Charge Density Difference）进行验证分析,证明了*COOH和*CO在合金表面吸附的稳定性。同时巴德电荷（Bader Charge）证明了 CO2在Pd/Mo表面更有利于吸附和活化。

关键词： 白垩纪中期   克钦琥珀   蚤蝼总科   分类学   演化  

摘要： 缅甸克钦琥珀生物群是白垩纪最重要的生物群之一。在白垩纪中期,陆地生态系统发生了一系列的重要变革,而克钦琥珀生物群的形成时间正处于变革的关键发展时期。克钦琥珀里保存了大量精美的生物化石。目前已经报道超过了51纲130目689科1575属2390种的生物类群,包括但不限于节肢动物、脊椎动物、裸子植物、被子植物、苔藓以及真菌等。克钦琥珀的发现与研究为探究白垩纪时期的古生物面貌提供了一扇重要的窗口,为重建白垩纪中期的陆地生态系统提供了丰富的化石证据。作为缅甸琥珀中多样性最高的生物门类,昆虫化石的报道与发现为探究白垩纪时期昆虫的演化史提供了不可或缺的信息,尤其是难以保存为压型化石的昆虫门类,其中蚤蝼总科非常具有代表性。蚤蝼是一类体型微小的直翅目昆虫。由于研究的学者不多、化石材料的稀少导致蚤蝼的分类学研究、形态学研究、系统发育关系及其演化的历程的研究都很薄弱,因此对克钦琥珀中的蚤蝼化石展开研究具有重要意义。 本文描述了6枚缅甸克钦琥珀中的蚤蝼化石并对其展开了系统的分类学工作,据此建立了泽蚤蝼科的4个新属种:Burmaripipteryx oblongus Zhao et al.,2023、Kallosripipteryx zhangi Zhao et al.,2024、Paghripipteryx guntheri *** ***.、Paghripipteryx guntheri *** ***.,齿蚤蝼亚科的1个新属种Kachindactylus pengi *** ***.和1个老属新种:Burmadactylus hengi ***.;在此基础上,全面总结了蚤蝼总科化石的形态特征并建立了泽蚤蝼科和齿蚤蝼亚科(蚤蝼科)的属级检索表;对蚤蝼总科昆虫化石的关键形态特征展开了形态功能学研究,包括后足与前翅等重要身体部位,为重建蚤蝼总科的运动模式演化史提供了重要信息;对蚤蝼总科昆虫化石开展了生物古地理学研究,分析了蚤蝼科和泽蚤蝼科两个类群地理分布格局演变的巨大差异,并为两个类群的演化史提出新的理解。本研究不仅丰富了中生代蚤蝼总科昆虫的生物多样性,为蚤蝼总科的古生态学和古地理分布提供了更多的信息,还为蚤蝼总科的早期演化提供了全新的化石证据。

关键词： 分子动力学模拟   结晶动力学   固-液界面结构   固-液界面液体动力学   深过冷  

摘要： 晶体生长理论的研究对凝固技术的发展具有指导意义。由于经典晶体生长理论忽略界面结构和界面动力学的影响,而未能预测深过冷条件下非平衡凝固过程中的结晶动力学。有效地表征固-液界面结构及其与界面动力学的相互作用,对于完善晶体生长理论和深入理解结晶过程至关重要。本研究采用分子动力学模拟方法,探究了若干二元合金熔体的定向凝固过程,研究了界面原子动力学行为与结晶动力学之间的联系,主要研究工作如下: （1）研究了深过冷条件下,两种不同势函数下的Zr50Ti50熔体中无序BCC晶体的快速生长机制。研究发现,在小过冷度下,过渡态理论或Ginzburg-Landau理论能够预测这两个模型的晶体生长速率。快速晶体生长速率受到液体中的预有序结构的影响,如与体心立方和二十面体结构相近的预有序。通过晶体冻结法揭示的界面诱导有序性可以解释这两种模型之间的速率差异。然而,这些预有序未能合理解释深过冷条件下生长速率随温度的变化。将生长动力学与液体中的详细动力学过程相联系,本研究发现:当深过冷液体中出现集体运动时,不同弛豫过程发生解耦,为晶体生长动力学与这些弛豫过程耦合提供了可能。Zr50Ti50熔体中的晶体生长动力学是非扩散控制的,对应于激活能垒较低的结构弛豫或“笼”内运动等过程。这些结果为深过冷液体中晶体快速生长的探索提供了新的理论机制。 （2）模拟了Cu50Zr50和Ni50Zr50熔体中的有序B2晶体的晶体生长过程,探寻固-液界面结构,及其界面弛豫动力学与结晶动力学的联系。研究结果显示,在界面前沿存在一个排列疏松的晶体相区域,其密度与液态相近。这一发现表明,原子的取向预排序在结晶初期具有显著影响,即原子首先进行取向上的预排序,随后才进行位置的重排。此外,研究还发现界面前沿存在部分极易被诱导有序化的类晶体原子。这些原子仅需运动半径大小的空间尺度即可结晶。尽管Ni50Zr50合金在结晶驱动力和液体动力学方面都弱于Cu50Zr50合金,但由于这些类晶体原子的存在,Ni50Zr50熔体展现了更快的晶体生长速率。 图43幅,表3个,参考文献91篇

关键词： 主动声呐目标材料分类   小波阈值滤波   分数阶傅里叶变换   特征提取  

摘要： 对主动声呐目标的材料进行准确分类能够为目标类型的判别提供信息支撑,是国内外水下目标分类识别研究的热点问题。相较于几何回波信号,主动声呐目标的材料特征信息主要包含于其弹性回波信号中,若能从总的回波信号中分离出纯净的弹性回波,将为目标材料的分类提供更好的信号条件。然而,水下环境的复杂多变导致回波信号的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)较低,增加了信号特征提取的困难;目标的几何回波与弹性回波往往在时域和频域均发生混叠,难以分辨;此外,回波信号特征与材料物理特征之间的映射关系决定了目标材料属性判决的准确性。针对这些问题,本文的研究内容如下: 1.介绍了主动声呐的常用发射信号,并通过仿真对比分析了各自的特性。基于目标声散射的特性,介绍了物理声学方法、亮点模型和有限元方法。介绍了常用的时频分析方法,为后续的回波信号处理奠定理论基础。 2.针对回波信号信噪比较低的问题,提出了基于小波阈值滤波的改进去噪方法。为确定小波分解参数,利用遍历方法查找最优小波函数和分解层数;为解决固定阈值规则受到信号长度影响的问题,提出了使用遗传算法查找最佳阈值参数的方法;为克服传统阈值函数的缺点,设计了一种新的阈值函数,并引入了一个因子实现阈值函数的灵活可调。利用仿真和实测回波信号对改进方法进行性能评估,结果表明,该方法能显著提高信号的SNR,同时保留其局部特征。 3.针对几何回波与弹性回波相互混叠,难以分辨的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)的目标声散射分量的分离方法。分析了多分量线性调频(Linear Frequency Modulation,LFM)信号在分数域的分辨性能,并探讨了信号参数与FRFT的量纲归一化因子对分辨距离的影响,进而推导了多分量LFM信号在分数域进行有效分离的边界条件。利用仿真和实测回波信号验证了以上研究的有效性,实现了几何回波和弹性回波的分离。 4.研究了回波信号特征与材料物理特征之间的映射关系,提出了一种基于回波时频域特性的水下目标材料分类方法。利用COMSOL模型和消声水池实验分别获取了水下不同材料目标的仿真和实测回波信号,为后续目标材料的分类奠定了数据基础。基于自回归(Auto Regressive,AR)模型、倒谱变换和改进魏格纳-维利分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)三种方法对回波信号进行处理,提取表征材料物理特征的信号特征,并将其组合用于分类。仿真和实测结果表明,该方法对金属、岩石、塑料和橡胶这四类材料可实现良好的分类效果,并对目标形状和尺寸的变化具有一定鲁棒性。此外,验证了相较于单域特征,利用多域特征进行水下目标材料分类更具优势。

关键词： 镍钴二元合金   电催化   尿素氧化反应   表面处理  

摘要： 电解水制氢作为最理想的制氢方式,其阳极的析氧反应（Oxygen evolution reaction,OER）动力学缓慢,严重影响了制氢效率。尿素氧化反应（Urea oxidation reaction,UOR）因其较低的热力学势受到广泛关注,然而UOR的六电子转移过程缓慢,与此同时,一些贵金属如Ir、Ru虽然催化活性极其优异,但是其资源稀缺,价格昂贵,严重制约了其在电催化制氢领域的应用。过渡金属基材料因其储量丰富、成本低廉、催化性能和稳定性较高的优点成为近年来研究的主要目标。因此,开发高效稳定的非贵金属基UOR催化剂具有重要现实意义。 本研究选用了价格低廉且简单易得的铸造及烧结态镍钴二元合金,镍钴成分比例为1:1、2:1、3:1、1:3,通过阳极氧化处理在合金电极表面制备了无粘结剂、可再生、具有高催化活性的UOR催化剂,通过对比电极材料的电位来简单确定出具有最佳UOR催化性能的电极,并以性能最佳的电极为例,对制得的催化剂进行微观表征以及电化学测试。结果表明:以烧结态Co3Ni合金为例,在KSCN溶液中进行处理后,最终制得了由超薄纳米片连接形成的多孔结构和部分花状微球结构的催化剂,该催化剂是以Ni-Co-LDH为主,同时由Ni（OH）2、Ni OOH、Co OOH等催化活性物质混合组成,在10 m A·cm-2的电流密度下的电位仅为1.324 V,Ni与Co的协同作用使其具有良好的UOR催化性能。以铸态Ni Co合金为例,在K4[Fe（CN）6]溶液中进行处理后,最终制得了由普鲁士蓝类似物衍生出的纳米花状和立方体状的催化剂,该催化剂由Ni O、Ni（OH）2、Ni OOH、Co（OH）2、Co OOH等活性物质混合组成,在10 m A·cm-2的电流密度下的电位仅为1.325 V,Ni与Co的协同作用以及较高的电化学活性表面积使其具有良好的UOR催化性能。以铸态Ni2Co合金为例,在Na2S混合溶液中处理后,最终制得了呈六边形纳米片状的催化剂,该催化剂由S掺杂的Ni Co（OH）2、Ni O、Ni（OH）2、Ni OOH、Co（OH）2、Co OOH混合组成,在10 m A·cm-2的电流密度下的电位仅为1.325 V,Ni与Co的协同作用以及S的掺杂使其具有良好的UOR催化性能。 利用简单的电化学方法对铸造及烧结态镍钴二元合金在三种不同溶液中进行处理,皆可制得具有不同形貌、但UOR催化性能良好的催化剂,且制得的催化剂拥有可再生、无粘结剂、高效稳定等优点,为未来大规模工业制氢提供一定参考价值。

关键词： 缅甸琥珀   白垩纪中期   半翅目   拟蛛蜡蝉科   分类学  

摘要： 形成于距今约1亿年前的白垩纪中期缅甸琥珀生物群昆虫多样性极高,近20年来,国内外学者掀起了研究缅甸琥珀的热潮。研究表明,拟蛛蜡蝉化石属种报道较少,系统发育位置至今不明确。本文以缅甸克钦琥珀中拟蛛蜡蝉化石为研究对象,概述了半翅目拟蛛蜡蝉科分类学和生态学的研究进展,系统研究了其化石的外部形态特征,并对其常用形态术语做了注释。 本论文从100余块缅甸克钦琥珀中挑选并鉴定了7块半翅目拟蛛蜡蝉标本,涉及到拟蛛蜡蝉科Mimarachnidae Shcherbakov,2007白垩矛头蜡蝉属Cretodorus Fu et Huang,2020的5个种:多窝白垩矛头蜡蝉Cretodorus multifoveatus Liu,Luo et Song,2023;飞虱白垩矛头蜡蝉新种Cretodorus lugens ***.,长喙白垩矛头蜡蝉新种Cretodorus longirostrata ***.;罗氏白垩矛头蜡蝉新种Cretodorus luoi ***.;且描述了窄翅白垩矛头蜡蝉Cretodorus angustus Fu et Huang,2020的副模标本1块,讨论了该属的翅脉模式和感觉窝;描述了宽翼拟蛛蜡蝉属Mimaeurypterus Fu et Huang,2021的1新种短喙宽翼拟蛛蜡蝉Mimaeurypterus rostellatus ***.;大翅膀蜡蝉属Dachibangus Jiang,Szwedo et Wang,2018的1新种巨大翅膀蜡蝉Dachibangus ingens ***.,根据脉序和覆翅尺寸重新讨论了大翅膀属和小翅膀属的鉴别特征。这些在缅甸琥珀中发现的新种提高了白垩纪中期拟蛛蜡蝉科的生物多样性,为其早期演化研究提供了新线索。 论文研究的缅甸克钦琥珀中的半翅目拟蛛蜡蝉标本具有重要的研究意义,不仅提供了一些重要的昆虫生态行为证据,如伪装行为反映了昆虫对环境和外界生存压力的适应,为重建白垩纪中期生态系统提供了新的线索。