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关键词： 超临界二氧化碳锅炉   仿真模型   动态特性   边界条件  

摘要： 提升超临界二氧化碳(S-CO2)锅炉调峰能力是实现S-CO2燃煤发电机组灵活运行的关键。研究S-CO2锅炉动态特性有助于优化锅炉运行控制。以西安热工研究院有限公司5 MW S-CO2循环发电机组锅炉为研究对象，基于热力学和传热学原理，建立了S-CO2锅炉动态仿真模型，并利用机组运行数据验证了模型的可靠性。基于仿真模型，开展了燃料量、工质流量、工质温度等不同边界条件阶跃扰动下S-CO2锅炉的动态特性分析。结果表明：S-CO2锅炉具有较大的热惯性，不同边界条件扰动下锅炉出口工质温度稳定时间不同，且随着边界条件扰动幅度增加，稳定时间变长；随着S-CO2锅炉热负荷升高，锅炉出口工质压力下降，出口工质流量会出现瞬时增大现象。

关键词： 短时强降水   大尺度环流背景   青岛  

摘要： 本文以青岛短时强降水为例，利用青岛地区2006—2017年7个国家基本站和144个加密自动观测站逐时降水观测资料、NCEP/NCAR全球再分析资料（FNL）分析了青岛短时强降水时空特征，重点分析了产生短时强降水的不同大尺度环流场要素特征。研究结果表明：1）青岛平均每年出现3次短时强降水，其中7—8月份出现次数最多。短时强降水出现频次空间分布与地形有很大关系，大值区位于山地迎风坡，胶州湾沿岸是小值区。2）产生短时强降水的主要影响系统有西来槽、西风小槽、东北冷涡、低压倒槽、台风及其与中小尺度系统相互作用。不同大尺度天气系统产生的强降水范围有不同特征：局地和小范围短时强降水主要是西来槽和低压倒槽造成的；区域和大范围的短时强降水则以低压倒槽产生的较多，且是多系统综合影响为主，其中“北槽南涡”的天气形势更容易造成大范围的短时强降水。3）各类影响系统为短时强降水提供了不同的大尺度背景及作用：暖性低压倒槽使地面增湿减压，叠加高空冷平流增强了大气不稳定性；东北冷涡情形下，中高纬强盛冷空气与南来的暖湿空气交汇，有强的不稳定能量堆积；台风携带了大量水汽，有强的气流辐合和垂直上升气流。

关键词： 淀粉   凝胶电解质   挥发性   准固态   超级电容器  

摘要： 采用碱促进淀粉凝胶化，且碱还能充当电解质的方法开发了以红薯、玉米、绿豆、莲藕和土豆为原料的5种绿色准固态淀粉凝胶电解质（Starch gel electrolyte，SGE）。通过挥发性和黏度实验表明，上述SGE在70 ℃加热100 min条件下质量保持率（60% ～ 80%）优于KOH电解质的质量保持率（55.56%）；随着剪切速率的增加，SGE的黏度呈下降的趋势。扫描电子显微镜结果表明，SGE凝胶内部为多孔的网状结构。利用莲藕淀粉凝胶组装的超级电容器的比电容最高可达14 F/g。SGE-超级电容器经10 000循环后的比电容保持率接近100%，并且表现出优异的库伦效率。本研究为凝胶电解质在准固态和固态储能器件的应用提供了新思路。

关键词： 直驱风电场   固定时间滑模控制   次同步振荡   弱交流电网  

摘要： 针对直驱风电场弱交流电网诱发的次同步振荡问题,提出一种基于固定时间滑模控制的次同步振荡抑制方法.首先,根据直驱风电场弱交流电网的扰动方程,研究次同步振荡的发生机理,并对不同强度弱交流电网下的次同步振荡特性进行分析;其次,构建网侧变流器电流跟踪误差动态方程,并在滑动变量中采用双曲正切函数代替符号函数,避免传统固定时间终端滑模控制存在的奇异性问题;最终,通过设计固定时间非奇异终端滑模控制,保证电流误差在固定时间内收敛至零附近的邻域内,并利用李雅普诺夫定理证明了闭环系统的固定时间稳定性.通过对比仿真验证了所提控制方法能够在固定时间内实现直驱风电场在不同强度弱交流电网运行工况下对次同步振荡的有效抑制.

关键词： 超级电容器   生焦粉   炭电极材料   协同效应   电容性能   质量比电容   弛豫时间   倍率性  

摘要： 超级电容器因其高效的储能特性而备受关注，电极材料是其核心部件，常采用多孔炭。这种材料以其高比表面积、适宜的孔隙结构、易获取且成本低廉等优势，成为常见的电极选择。本文以生焦粉为原料，采用KCl 和KOH 协同耦合制备炭电极材料，探究制备终温800 ℃下不同恒温时间对炭电极材料电化学性能的影响。利用XRD、Raman、BET、SEM等表征所得样品的结构，通过恒流充放电、循环伏安曲线、交流阻抗测试材料的电化学性能。试验结果表明：恒温时间为3 h时，制备的电极材料具有最高的比表面积，达到了1 454.19 m2/g，超大的比表面积，为电极材料提供更多的活性位点。三电极条件下，材料的内阻仅为0.62 Ω，一定的介孔分布为电解液的传输提供了更顺畅的通道，确保了较小的弛豫时间（4.17 s）；当电流密度达到10 A/g时，比容量仍然可达212.0 A/g，容量保持率达到80.0%；组装对称超级电容器后测试分析结果显示：0.5 A/g的电流密度下，质量比电容最大为61.8 F/g；功率密度为249.96 W/kg时，能量密度达到了8.6 Wh/kg。经过充放电5 000 圈后，库伦效率几乎没有变化。

关键词： Janus二维材料   电极化   电子特性   应力调控  

摘要： 由于存在本征的电极化和内建电场，Janus二维材料可作为潜在的光催化水分离、太阳能电池和“自旋–谷”电子材料.然而，目前实现Janus二维材料的主要方法为采用同族元素进行表面原子替换，而固有Janus构型的二维材料却鲜有报道.通过第一性原理计算，文章系统地研究了一种新型稳定的Janus二维材料VSiN3的电极化特性和电子特性.它的表面功函数差异可达0.93 eV，估算的内建电场强度为0.21 eV/?.进一步的电子结构计算表明，VSiN3是本征的间接带隙半导体，其禁带宽度为1.70 eV.研究发现VSiN3的价带顶和导带底存在van Hove反常，可以通过载流子掺杂实现Stoner铁磁相变.通过对VSiN3的电子结构及其应力效应的深入分析，得出VSiN3能够作为优秀的二维电子材料和Stoner铁磁相变材料.

关键词： 难熔金属   靶材   半导体   纯度   织构   显微组织  

摘要： 半导体是国家的支柱产业和战略基础，随着第三代半导体技术的发展，芯片集成电路的制造与材料供应成为制约产业发展的关键。钨、钽等难熔金属靶材是制造半导体集成电路的关键材料，通过溅射制备的各种功能薄膜已应用到电子信息产业的各个领域。我国拥有丰富的难熔金属资源和较大的产业规模，但高端靶材仍然依赖进口。近年来，国内企事业单位从原材料提纯、制备加工以及性能调控等方面持续改进和提升难熔金属靶材质量，已突破高纯原料的制备和高性能靶材的加工，在高纯钨、钨钛合金靶材、钨硅合金靶材以及高纯钽靶等领域取得了显著的进步。本文分析了近几年导体用难熔金属靶材的研究现状，介绍了国内在高纯难熔金属靶材方面的技术进展，并对未来发展提出了建议。

关键词： 电解液添加剂   静电屏蔽效应   固体电解质界面层   低温动力学  

摘要： 静电屏蔽效应已被广泛用于解决钠金属电池的枝晶生长问题,然而,该方法在改善低温环境下钠离子传输动力学性能方面的效果有限.为了解决这一挑战,本研究在常规醚类电解液(1.0 mol/L三氟甲基磺酸钠（sodium trifluoromethanesulfonate,NaOTF）+乙二醇二甲醚（1,2-dimethoxyethane,DME）)中加入高氯酸锂（lithium perchlorate,LiClO4）添加剂.利用Li+的低还原电位（–3.04 V相对于Na+:–2.71 V）,在钠金属负极表面形成静电屏蔽层,有效抑制了枝晶的持续生长.此外,ClO-4参与固体电解质界面（solid electrolyte interface,SEI）膜的构建,形成了含有低扩散能垒组分（NaCl:0.27 eV）的SEI膜,显著改善了低温环境下钠离子的动力学性能.实验结果显示,添加LiClO4的电解液运用于Na||Na对称电池中展示出超过200 h的循环寿命,相比常规醚类电解液具有更优异的低温性能.同时,组装的Na||VS4全电池在1 A g-1的大电流条件下能够循环超过800次,展现了出色的倍率性能、循环性能和实际应用潜力.研究表明,Li+组成的静电屏蔽层与ClO-4形成的优良SEI膜之间的协同作用为钠金属电池在低温环境下的应用提供了一种有效的策略.

关键词： 光催化   Sn   O   纳米材料   半导体   光解制氢   气体传感器  

摘要： 目前，在治理环境污染等领域，光催化被认为是最有潜力的污水处理技术之一。Sn3O4因其绿色环保、储量丰富等特点而备受瞩目，且其是具有合适的禁带宽度（2.5～2.8 eV）、层状结构、Sn2+/Sn4+等多种价态的n型半导体，有望成为潜在的新型可见光催化材料。然而，单相Sn3O4的光生载流子难分离、光能利用效率低、光催化活性及稳定性较差。该文简单介绍了Sn3O4的结构、合成方法(包括碳热法、蒸发法、退火法和溶剂热法及其光催化机理；重点总结了Sn3O4基纳米材料的性能调控，如形貌调控、贵金属沉积、掺杂及异质结的构建；概括了Sn3O4基纳米材料在污水降解处理、光解水制氢、气体传感器、锂离子电池电极方面的应用；最后，提出了Sn3O4基纳米材料存在的问题，并对其研究前景和发展方向进行了展望。

关键词： 内爆减速阶段   对穿效应   混合流体-PIC建模  

摘要： 两团等离子体的对撞过程广泛存在于天体环境和聚变物理中。本文基于准一维平板内爆模型，利用混合流体-PIC程序ASCENT-H与一维流体力学程序MULTI-IFE，对比研究了两团等离子体的碰撞和对穿过程。混合流体-PIC模拟表明存在显著离子对穿现象，且离子速度分布偏离热平衡状态；这延长了动能转化时间，影响两团等离子体对撞过程中的能量转化和温度分布。相应地，离子温度峰值较流体模拟低、空间分布出现更大展宽。此外，还探讨壳层速度不对称性对等离子体碰撞后温度密度状态的影响。本工作深化了对ICF内爆过程和点火热斑形成过程的理解。