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水的结构和反常物性
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作者 姚闯 张希 +3 位作者 黄勇力 李蕾 马增 孙长庆 《化学进展》 CSCD 北大核心 2018年第8期1242-1256,共15页
自从Bernal-Fowler-Pauling在1933~1935年间提出氢质子在两个氧原子之间的非对称等价位置以THz的频率自发往复隧穿后,液态水的结构尤其是水分子的近邻配位数目一直是学界关注的焦点。尽管水分子的刚性或柔性偶极子相互作用表述、纳晶... 自从Bernal-Fowler-Pauling在1933~1935年间提出氢质子在两个氧原子之间的非对称等价位置以THz的频率自发往复隧穿后,液态水的结构尤其是水分子的近邻配位数目一直是学界关注的焦点。尽管水分子的刚性或柔性偶极子相互作用表述、纳晶非晶混相结构或均相涨落模型等假说已逐渐成为认知主流,但定量破解水在外场作用下所呈现的各种反常物性的进展依然缓慢。譬如,浮冰、复冰、超滑、热水速冻等现象的机理及内在关联仍有待系统深入研究。本文旨在尝试解读当前关注焦点和介绍最新研究进展的同时,融合连续介质论、分子时空论、质子量子论和氢键弛豫极化论并强调从传统的分子"偶极子-偶极子"到"氢键(O:H—O)超短程非对称强耦合"作用以及从源头的"质子隧穿失措"到"氢键受激协同弛豫"的思维转变。证据表明,水中键合质子数目和孤对电子数目和氢键的构型守恒和分子空间取向和质子隧穿规则应为关注焦点;通过氢键作用的静态四配位均相类单晶结构和动态强涨落可能是打破僵局的关键;由于氢键的O:H和H—O分段比热的差异,液态与固态之间存在一个具有冷胀热缩和相边界可调特性的准固态;键序降低导致氢键分段协同弛豫且使低配位水分子形成具有超低密度、强极化、高弹性、高热稳定性的超固态。由于O:H非键无处不在且起主导作用,拓展对于水溶液的认知到其他领域如含能材料的储能-燃爆机理、药物、食品、生命科学等会更加引人入胜,意义深远。 展开更多
关键词 氢键 温度 配位 压强 声子谱学
基于网络学习空间的新能源材料与器件专业实验翻转课堂教学方法研究 预览
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作者 杨振华 谢淑红 +2 位作者 马增 雷维新 刘运牙 《科教文汇》 2017年第5期52-53,共2页
本文针对目前新能源材料与器件专业实验教学的现状,提出基于网络空间平台的翻转课堂教学方法,培养学生的实验操作能力和创新能力。
关键词 翻转课堂 网络学习空间 新能源材料与器件
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碳纳米管-锡复合电极材料的制备及性能研究 预览
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作者 彭美玲 雷维新 +2 位作者 潘勇 马增 成娟娟 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期259-262,共4页
为了改善锂离子电池锡负极的循环性能,将碳纳米管与锡负极复合,以铜片为基底,采用复合电沉积的方式制备了含有不同直径碳纳米管的Sn-CNTs复合电极,并对其表面形貌,成分与结构分别进行了扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD... 为了改善锂离子电池锡负极的循环性能,将碳纳米管与锡负极复合,以铜片为基底,采用复合电沉积的方式制备了含有不同直径碳纳米管的Sn-CNTs复合电极,并对其表面形貌,成分与结构分别进行了扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、能量散射光谱(EDS)分析。最后,组装模拟电池并测试其电化学性能。结果表明:制备的电极表面不规则,可明显观察到CNTs与Sn颗粒,且当CNTs直径为10~20 nm时,其在镀层内含量最高,制备的Sn-CNTs复合电极循环性能最佳,经过50次充放电循环后,其比容量仍能达到420 m Ah/g。 展开更多
关键词 锂离子电池 锡负极 碳纳米管 复合电沉积
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新能源材料与器件专业实验教学体系探究 预览
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作者 戴翠英 毛卫国 +2 位作者 谢淑红 马增 潘勇 《教学研究》 2016年第5期47-50,共4页
为探索与提高新能源材料与器件新兴专业的教学质量,增强毕业生的专业能力和竞争力,结合当前国家的发展需求和社会就业特点,对新兴的新能源材料与器件专业的实验培养模式进行综合分析和探究。在湘潭大学专业建设中,提出基础类、综合... 为探索与提高新能源材料与器件新兴专业的教学质量,增强毕业生的专业能力和竞争力,结合当前国家的发展需求和社会就业特点,对新兴的新能源材料与器件专业的实验培养模式进行综合分析和探究。在湘潭大学专业建设中,提出基础类、综合类、创新类3种实验培养方案以及考评机制,为开设该专业的其他高校的实验教学提供参考和借鉴。 展开更多
关键词 新能源材料与器件 实验教学
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分步电沉积法制备Cu-Sn-Sb合金负极材料 预览 被引量:2
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作者 周稳 潘勇 +2 位作者 雷维新 马增 成娟娟 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2351-2354,共4页
为了提高锂离子电池用Cu-Sn-Sb合金负极材料的循环稳定性,采用分步电沉积的方式通过控制镀锑时间在铜集流体上制备了四种不同锡锑原子比的叠层Cu-Sn-Sb合金负极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱... 为了提高锂离子电池用Cu-Sn-Sb合金负极材料的循环稳定性,采用分步电沉积的方式通过控制镀锑时间在铜集流体上制备了四种不同锡锑原子比的叠层Cu-Sn-Sb合金负极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、能量散射光谱(EDS)以及充放电测试等手段对其结构、形貌和性能进行表征。结果表明:采用不同镀锑时间制备的电极材料形貌有明显差别;Sn/Sb原子比为1∶1的电极材料电化学性能较好。经200℃、12 h的热处理后,电极材料的循环稳定性得到改善,经40次循环后,放电比容量保持为330.9 m Ah/g,其电化学性能明显增强。 展开更多
关键词 锂离子电池 电沉积 Cu-Sn-Sb 合金负极
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镀层金属板冲压成形断裂失效的有限元模拟 被引量:3
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作者 伍杰 马增 +1 位作者 阳习雨 刘惺 《锻压技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期136-140,共5页
镀层金属板在加工过程中,由于工艺参数、模具几何参数的影响,经常会出现裂纹,并最终导致板材的断裂。以双面电沉积镍的低碳钢板为研究对象,采用基于连续介质损伤有限元模拟以及冲压成形实验相结合的方法对镀层金属板在冲压过程中的失效... 镀层金属板在加工过程中,由于工艺参数、模具几何参数的影响,经常会出现裂纹,并最终导致板材的断裂。以双面电沉积镍的低碳钢板为研究对象,采用基于连续介质损伤有限元模拟以及冲压成形实验相结合的方法对镀层金属板在冲压过程中的失效问题进行了研究。结果表明:随着冲压深度的增加,杯形件中的等效塑性应变与损伤值均增加,当冲压深度达到10mm时,在杯形件冲头圆角处出现断裂现象。通过冲力冲程曲线与成形件形状的比较和损伤变量分布、等效塑性应变分布以及厚度减薄的分析发现,有限元模拟结果与冲压成形的试验结果符合得较好,证明了有限元模拟的正确性。 展开更多
关键词 镀层金属板 冲压 损伤 有限元模拟
鼓膜法表征锂电池用锡膜的弹性模量 预览
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作者 戴翠英 潘勇 +2 位作者 马增 雷维新 王子菡 《现代应用物理》 2015年第4期293-298,共6页
采用电沉积方法制备了用作锂电池负极材料的锡膜,并利用扫描电镜和X射线衍射仪对其表面形貌和织构进行表征。利用鼓膜法和数字散斑相关法,对锡膜的鼓包变形进行了高精度的全场位移测量。根据测定的薄膜压力及独立膜中心点挠度曲线,结合... 采用电沉积方法制备了用作锂电池负极材料的锡膜,并利用扫描电镜和X射线衍射仪对其表面形貌和织构进行表征。利用鼓膜法和数字散斑相关法,对锡膜的鼓包变形进行了高精度的全场位移测量。根据测定的薄膜压力及独立膜中心点挠度曲线,结合圆形鼓膜理论模型,实验测得厚度为125μm的锡膜平均弹性模量约为23.325 GPa。 展开更多
关键词 鼓膜实验 锡膜 全场位移 弹性模量
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平面应变鼓包实验测量薄膜力学性能的精度分析 预览 被引量:1
8
作者 杨林 龙士国 +1 位作者 马增 王子菡 《中国有色金属学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2014年第10期3265-3273,共9页
采用有限元法系统地研究了平面应变鼓包实验中鼓包尺寸、薄膜初始条件以及材料参数对薄膜变形行为的影响。然后,根据有限元结果,分析平面应变鼓包实验测量薄膜力学性能的精度。结果表明:尽管原有的平面应变鼓包理论模型测量平面应变模... 采用有限元法系统地研究了平面应变鼓包实验中鼓包尺寸、薄膜初始条件以及材料参数对薄膜变形行为的影响。然后,根据有限元结果,分析平面应变鼓包实验测量薄膜力学性能的精度。结果表明:尽管原有的平面应变鼓包理论模型测量平面应变模量的精度很高,但是依其测量残余应力的精度并不高,尤其是在低残余应力阶段。最后,根据上述情况,提出一种新的分析鼓包实验数据的方法以提高平面应变鼓包技术的精度和可靠性。 展开更多
关键词 薄膜 力学性能 鼓包实验 精度 有限元
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CNTs-TiO_2锂离子电池负极材料的制备及电化学性能测试 预览
9
作者 蒋文娟 刘静 +1 位作者 林建国 马增 《现代应用物理》 2014年第4期299-302,315共5页
采用热处理和机械混合的方法制备CNTs-TiO2锂离子电池负极材料。CNTs-TiO2负极材料的表面形态及物相通过扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积测试和X射线衍射(XRD)仪进行表征;通过充放电循环测试,表征CNTs-TiO2负极材料的充放电库仑... 采用热处理和机械混合的方法制备CNTs-TiO2锂离子电池负极材料。CNTs-TiO2负极材料的表面形态及物相通过扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积测试和X射线衍射(XRD)仪进行表征;通过充放电循环测试,表征CNTs-TiO2负极材料的充放电库仑效率、充放电性能及循环性能。实验结果表明:CNTs-TiO2在倍率为0.1C时,首次放电比容量达到213mAh·g-1,在第50次循环后,比容量稳定在143mAh·g-1,体现出良好的循环稳定性。 展开更多
关键词 锂离子电池 负极材料 电化学性能
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过渡金属材料的电化学储能性能研究 预览 被引量:5
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作者 陈昆峰 杨阳阳 +4 位作者 陈旭 王浩 马增 周益春 薛冬峰 《河南大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2014年第4期398-415,共18页
超级电容器是一种电化学能量储存设备,具有功率密度高、充放电速率快、寿命长等优点.依照反应机理,电化学电容可以区分为双电层电容和赝电容.赝电容超级电容器的能量密度高于双电层电容器.过渡金属氧化物和氢氧化物是一类重要的赝电容... 超级电容器是一种电化学能量储存设备,具有功率密度高、充放电速率快、寿命长等优点.依照反应机理,电化学电容可以区分为双电层电容和赝电容.赝电容超级电容器的能量密度高于双电层电容器.过渡金属氧化物和氢氧化物是一类重要的赝电容器电极材料.为了提高赝电容器的性能,大量的研究工作集中在设计具有特殊结构和尺寸的过渡金属氧化物和氢氧化物电极材料方面.作者综述了电极材料的设计、制备以及性能等方面的研究进展,总结了过渡金属的氧化物和氢氧化物在超级电容器方面的研究与应用. 展开更多
关键词 过渡金属 氧化物 氢氧化物 超级电容器 赝电容
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鼓包法表征聚合物薄膜的界面粘接性能 预览 被引量:1
11
作者 王子菡 马增 +1 位作者 周益春 卢春生 《中国有色金属学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第10期3033-3039,共7页
采用鼓包法研究聚丙烯薄膜/不锈钢基底的粘接性能。基于数字散斑相关法,对自由窗口的聚丙烯薄膜受油压发生变形的全场形貌进行测量。实验结果表明:方形窗口薄膜的剥离最先从四边的中心开始,然后扩展到薄膜的4个尖角,变形形貌从方... 采用鼓包法研究聚丙烯薄膜/不锈钢基底的粘接性能。基于数字散斑相关法,对自由窗口的聚丙烯薄膜受油压发生变形的全场形貌进行测量。实验结果表明:方形窗口薄膜的剥离最先从四边的中心开始,然后扩展到薄膜的4个尖角,变形形貌从方形最后变成圆形。聚丙烯薄膜/不锈钢基底的界面粘接能为(22.60~1.55)J/m2,这个结果和圆形薄膜窗口测量的结果吻合得较好。 展开更多
关键词 鼓包法 聚合物薄膜 界面粘接性能 脱粘 全场变形
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基于鼓包法的薄膜材料界面结合能的测定 预览
12
作者 武良龙 龙士国 +1 位作者 马增 杨林 《材料导报》 CSCD 北大核心 2013年第14期151-154,共4页
薄膜材料的应用范围越来越广泛,薄膜材料的界面结合能对其使用过程具有重要影响。鼓包法是测量薄膜材料界面结合能的一种重要的方法。通过有限元软件ABAQus模拟鼓包实验,并用ABAQUS中的内聚力模型表征薄膜与基底之间的界面性能,最终... 薄膜材料的应用范围越来越广泛,薄膜材料的界面结合能对其使用过程具有重要影响。鼓包法是测量薄膜材料界面结合能的一种重要的方法。通过有限元软件ABAQus模拟鼓包实验,并用ABAQUS中的内聚力模型表征薄膜与基底之间的界面性能,最终得到薄膜材料的界面结合能。计算结果表明:薄膜开裂时的压强和挠度的乘积与界面结合能呈线性关系,且斜率随鼓包模型的孔径变化而变化。通过不同孔径下的模拟最后得到Ni薄膜界面结合能的表达式,且表达式中的参数在实验过程中简单易测。 展开更多
关键词 鼓包法 界面结合能 内聚力
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锂离子电池硅负极材料衰退机理的研究进展 预览 被引量:1
13
作者 马增 周益春 +3 位作者 刘军 薛冬峰 杨庆生 潘勇 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期581-599,共19页
硅负极材料由于具有非常高的理论比容量,使之成为锂离子电池极具前景的负极替代材料.然而,硅负极材料在充放电过程中会发生非常大的体积变形,这会引起活性材料的破坏失效,严重影响其电化学循环性能,成为制约其在锂离子电池领域广泛应用... 硅负极材料由于具有非常高的理论比容量,使之成为锂离子电池极具前景的负极替代材料.然而,硅负极材料在充放电过程中会发生非常大的体积变形,这会引起活性材料的破坏失效,严重影响其电化学循环性能,成为制约其在锂离子电池领域广泛应用的最大瓶颈.本文介绍了硅负极材料的不同结构形态及其在充放电过程中电化学性能的退化机理,并综述了充放电过程中的力学性能演化、相关理论分析、数值模拟计算等方面的最新国际研究进展,展望了硅负极材料力学失效方面的研究重点. 展开更多
关键词 锂离子电池 硅负极材料 离子扩散 应力演化 数值模拟 力——化耦合
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基于弧长法和减薄率判据研究金属镀层的成形极限 预览 被引量:3
14
作者 程驰 龙士国 +1 位作者 马增 任晓雷 《材料导报》 CSCD 北大核心 2012年第10期 135-139,共5页
用ABAQUS有限元软件结合弧长法对镀层薄板冲压成形进行数值模拟,研究了镍镀层薄板在不同应变路径下的平面应变,得到了镀层的冲压成形极限,并用RG2000型微机控制电子万能试验机结合ARGUS板金成形网格应变测试系统对镍镀层薄板进行冲... 用ABAQUS有限元软件结合弧长法对镀层薄板冲压成形进行数值模拟,研究了镍镀层薄板在不同应变路径下的平面应变,得到了镀层的冲压成形极限,并用RG2000型微机控制电子万能试验机结合ARGUS板金成形网格应变测试系统对镍镀层薄板进行冲压成形实验验证。结果表明,用弧长法得到的失稳减薄率可以较好地预测镀层的成形极限,而以微裂纹产生时的减薄率为失稳依据在一定程度上可以满足工程需要。 展开更多
关键词 镀层薄板 冲压成形 减薄率 数值模拟 成形极限 弧长法
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镀镍钢带拉伸断裂过程的声发射特征 预览 被引量:3
15
作者 周猛 龙士国 +1 位作者 马增 任晓雷 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第1期 121-124,共4页
用声发射监测镀镍钢带拉伸断裂过程,对PCI-2声发射系统采集到的声发射信号进行参数分析,结合拉伸机的测试结果,研究声发射信号的特征参数与试件拉伸力学行为间的相关性。研究结果表明,拉伸断裂过程中试样声发射信号的振铃计数、能量、... 用声发射监测镀镍钢带拉伸断裂过程,对PCI-2声发射系统采集到的声发射信号进行参数分析,结合拉伸机的测试结果,研究声发射信号的特征参数与试件拉伸力学行为间的相关性。研究结果表明,拉伸断裂过程中试样声发射信号的振铃计数、能量、持续时间、幅值等声发射特征参数能表征试样损伤过程,损伤随应变的变化规律;试样变形至屈服阶段、颈缩断裂阶段时,声发射信号的能量和振铃计数都会增加;试样开始颈缩时所发出的声发射信号的幅值主要分布在43~79dB;声发射技术是一种监测镀镍钢带失效行之有效的方法。。 展开更多
关键词 声发射 镀镍钢带 参数分析 实时监测
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镀镍钢带冲压成形过程中的应变场研究 预览 被引量:2
16
作者 任晓雷 龙士国 +1 位作者 马增 周猛 《材料导报》 CSCD 北大核心 2011年第18期 102-104,共3页
用RG2000型微机控制电子万能试验机结合ARGUS板金成形网格应变测试系统对镀镍钢带进行了冲压成型试验,研究了镀镍钢带在不同压入深度下的应变分布。并用有限元软件ABAQUS对此过程进行了模拟验证。结果表明,杯形件底部区域应变变形不... 用RG2000型微机控制电子万能试验机结合ARGUS板金成形网格应变测试系统对镀镍钢带进行了冲压成型试验,研究了镀镍钢带在不同压入深度下的应变分布。并用有限元软件ABAQUS对此过程进行了模拟验证。结果表明,杯形件底部区域应变变形不大,由圆角处开始逐渐增大,随着压入深度的增加,这种趋势越来越明显;实验和数值模拟同时证明镍镀层在凸模圆角处最易发生破坏,此处镀层厚度减薄率最大,约为11.08%。 展开更多
关键词 镍镀层钢带 冲压成形 ABAQUS 应变分布 减薄率
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黄河流域的水土保持生态补偿及发展建议 预览 被引量:2
17
作者 党维勤 牛志鹏 马增 《中国水土保持》 北大核心 2011年第7期 41-44,共4页
在以科学发展观为统领的国家政策制度下,要求尽快建立健全水土保持生态补偿制度已成为可持续发展的必然选择。黄河流域经过近20年的水土保持生态补偿探索与实践,形成了基于法律法规政策、财政转移支付、征收资源开发税费、生态保证金... 在以科学发展观为统领的国家政策制度下,要求尽快建立健全水土保持生态补偿制度已成为可持续发展的必然选择。黄河流域经过近20年的水土保持生态补偿探索与实践,形成了基于法律法规政策、财政转移支付、征收资源开发税费、生态保证金、民间资本等五类的水土保持生态补偿类型。介绍了黄河流域水土保持生态补偿的成功经验、做法和存在的问题,提出了完善水土保持生态补偿的法律法规、健全水土保持生态补偿监管体系、加大水土保持财政转移支付力度、建立多元化水土保持生态补偿机制、开展水土保持生态补偿试点工作、加快水土保持生态补偿基础研究、加快水土保持补偿制度的宣传和教育的建议。 展开更多
关键词 水土保持 生态补偿 经验 问题 建议 黄河流域
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加载控制模式对电沉积镍薄膜力学性能测试的影响
18
作者 赵冠湘 黄勇力 +1 位作者 马增 周益春 《湖南科技大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2011年第4期 22-25,共4页
为研究深度和载荷2种加载控制模式对样品硬度和杨氏模量测试结果的影响,选取了厚度为6μm的电沉积镍薄膜为样品,采用美国Hysitron公司生产的TriboIndenter型压痕仪进行压痕试验.结果表明:因薄膜和基底2种材料的性能相差较大,随着... 为研究深度和载荷2种加载控制模式对样品硬度和杨氏模量测试结果的影响,选取了厚度为6μm的电沉积镍薄膜为样品,采用美国Hysitron公司生产的TriboIndenter型压痕仪进行压痕试验.结果表明:因薄膜和基底2种材料的性能相差较大,随着压痕深度的增加,基底效应越来越明显;载荷控制模式下所测的硬度和杨氏模量较深度控制模式的都要大,且两性能参数中因应力松弛效应的影响硬度差别更为明显. 展开更多
关键词 电沉积镍薄膜 压痕 加载控制模式 硬度 杨氏模量
黄河多沙粗沙区坝系工程安全评价方法研究 预览 被引量:1
19
作者 郑宝明 马增 郑好 《山西水土保持科技》 2011年第1期 18-23,共6页
根据坝系工程安全评价的原则和层次分析法,利用已确定的4个层次2、个系统共14个指标的坝系工程安全评价指标体系,分析研究得出坝系工程安全评价指标体系各指标的具体计算方法,各指标权重的确定,最终计算出骨干工程安全度和坝系工程安全... 根据坝系工程安全评价的原则和层次分析法,利用已确定的4个层次2、个系统共14个指标的坝系工程安全评价指标体系,分析研究得出坝系工程安全评价指标体系各指标的具体计算方法,各指标权重的确定,最终计算出骨干工程安全度和坝系工程安全度。依据安全度分为:大于1、小于1大于0.8、小于0.8大于0.6、小于0.6等4个等级,把骨干工程和坝系工程的安全状态分为安全、基本安全、近安全、不安全。 展开更多
关键词 多沙粗沙区 坝系工程 安全评价方法 指标体系 黄河
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电沉积镍薄膜材料的压痕尺度效应研究 预览
20
作者 赵冠湘 黄勇力 +1 位作者 马增 周益春 《湘潭大学自然科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期 43-46,共4页
用纳米压痕法对厚度为3μm的电沉积镍薄膜材料进行了压痕测试,结果表明:不同的压痕深度下所测得的材料硬度值不同,随着压痕深度的减小,硬度值逐渐增大,呈现出明显的尺度效应现象.根据Nix-Gao模型,可以得到电沉积镍薄膜材料的真实硬度... 用纳米压痕法对厚度为3μm的电沉积镍薄膜材料进行了压痕测试,结果表明:不同的压痕深度下所测得的材料硬度值不同,随着压痕深度的减小,硬度值逐渐增大,呈现出明显的尺度效应现象.根据Nix-Gao模型,可以得到电沉积镍薄膜材料的真实硬度值约为6.2 GPa. 展开更多
关键词 电沉积镍薄膜 纳米压痕 硬度 尺度效应
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