本期推荐

• 自成膜聚丙烯酸酯胶体的制备及其性能研究

  杨帅;宋雨方;钟炜锋;虞灿义;杨聪颖;龚立昊;张洪吉;

  以甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸（MAA）为单体，以双丙酮丙烯酰胺（DAAM）为交联单体，以己二酸二酰肼（ADH）为交联剂，合成了具有硬核软壳结构的水性聚丙烯酸酯胶体。通过调节玻璃化转变温度（Tg），使乳液在室温下不添加成膜助剂就可以自成膜。探究了DAAM-ADH交联体系对乳胶膜性能的影响，DSC和TGA分析结果表明交联后乳胶膜的Tg和热稳定性高于未交联的薄膜；当DAAM在核与壳中的质量比为1∶2时，综合性能优于其单独分布在核或壳中；随着DAAM质量分数的增加，吸水率从18.99%降低至4.38%，凝胶分数从79.30%提高至90.84%；当n(ADH)/n(DAAM)为1.25时，吸水率最低，凝胶分数最大。

  2023年03期 v.43;No.169 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 1438K]
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化学与化学工程

• 柴油质量升级中密度、十六烷值问题与应对措施

  吕振辉;曾榕辉;薛冬;潘云翔;彭冲;

  研究了我国柴油产量和消费量变化趋势以及不同来源柴油性质与国Ⅵ柴油标准差异，并分析了我国柴油池构成、质量现状和存在的问题。结果表明，在柴油质量升级中，我国面临的最主要压力是如何解决柴油的密度和十六烷值（包括十六烷指数）达标问题，而非柴油的硫质量分数。为此，提出了明确十六烷值和十六烷指数的区别、做好原油加工优化、对劣质柴油进行加氢转化以及调整炼厂产品结构等应对措施。

  2023年03期 v.43;No.169 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1189K]
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• 壳聚糖-稀土-生物炭对水体Cr(Ⅵ)的吸附性能分析

  孟阳;魏太庆;艾丹;王博;范志平;

  以玉米秸秆为生物炭原料，通过壳聚糖和稀土对其改性，分别制备了壳聚糖-氯化镧-生物炭复合材料(CBC-La)和壳聚糖-氯化铈-生物炭复合材料(CBC-Ce)。采用XRF、FT-IR和XRD对CBC-La和CBC-Ce的结构与性能进行分析，探究了不同吸附条件下对水体Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明，Langmuir方程能够很好地模拟等温吸附行为，准一级动力学方程的拟合度较高，CBC-La和CBC-Ce的平衡吸附量理论值分别为21.08、19.16 mg/g，表现出良好的吸附效果。解吸实验结果表明，CBC-La和CBC-Ce具有重复使用的可能性；吸附机制主要包括静电作用、氢键作用和离子交换。实验证明，壳聚糖-稀土-生物炭复合材料对去除水体Cr(Ⅵ)具有良好的应用前景。

  2023年03期 v.43;No.169 14-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
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• 焦化煤油馏分精制及聚合生产高黏度润滑油基础油

  张硕;蒋泽武;贾富智;杜佳芮;石薇薇;张钰琪;韩冬云;

  以焦化煤油馏分为原料，采用络合萃取法富集原料中的线性α-烯烃，通过齐聚反应合成高黏度聚α-烯烃(PAO)基础油。考察了温度、时间、催化剂质量分数等工艺条件对PAO性质的影响，同时测定了100℃运动黏度、黏度指数及PAO收率。在催化剂质量分数为6%、聚合反应温度为25℃、聚合反应时间为8.0 h、加聚反应温度为80℃、加聚反应时间为2.0 h的工艺条件下，反应效果最佳；PAO在100℃时的运动黏度为43.54 mm2/s，黏度指数为163，凝点为-50℃，闪点为291℃，收率为85.48%。对比PAO40标准，得到的产品为高黏度润滑油基础油。

  2023年03期 v.43;No.169 21-27页 [查看摘要][在线阅读][下载 1431K]
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材料科学与新能源

• 金属纳米材料影响水合物生成的研究进展

  孙畅;建伟伟;叶赛;王帅;

  拥有高导热性的金属纳米材料是强化气体水合物生成的理想促进剂，金属纳米材料包括金属基纳米颗粒、金属氧化物和类金属氧化物。针对不同种类金属纳米材料促进气体水合物生成的影响进行了综述，分别从金属纳米材料的浓度、粒径以及表面性质三个方面对水合物生成的诱导时间和气体消耗量等参数的影响进行了介绍。结果表明，金属基纳米颗粒的传热效果较好，部分金属氧化物和类金属氧化物对气体水合物的生成具有抑制作用；添加适量的金属纳米材料的浓度和粒径对水合物的生成有重要的影响；此外，金属纳米材料与化学试剂复配可明显提升纳米颗粒的分散稳定性，进而促进水合物的高效生成。

  2023年03期 v.43;No.169 28-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 1177K]
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• 建筑节能用癸酸-月桂酸/膨胀蛭石复合相变储热材料的制备及性能

  李向辉;刘松阳;白瑞雪;张佳晖;戴佳楠;

  以膨胀蛭石为支撑材料，真空浸渍癸酸-月桂酸二元相变材料，合成了癸酸-月桂酸/膨胀蛭石复合相变储热材料；采用红外光谱仪、扫描电镜、热分析仪、差示扫描量热仪及热循环实验，对癸酸-月桂酸/膨胀蛭石复合相变材料的化学兼容性、微观形貌、稳定性、热物性及可靠性进行了分析。结果表明，癸酸-月桂酸/膨胀蛭石复合相变储热材料的融化和凝固相变温度分别为18.42℃和17.51℃，相变潜热分别为66.9 J/g和62.9 J/g；膨胀蛭石中癸酸-月桂酸的装载量可达52.97%，在工作温度范围内具有良好的热稳定性。此外，用癸酸-月桂酸/膨胀蛭石复合相变材料按一定比例替代细砂制备癸酸-月桂酸/膨胀蛭石基储能砂浆，对其力学及调温特性进行了研究。结果表明，癸酸-月桂酸/膨胀蛭石基储能砂浆具有应用于节能建筑的较大潜力。

  2023年03期 v.43;No.169 34-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1431K]
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石油与天然气工程

• 德惠断陷营城组火山岩储层特征及主控因素

  杨晶;岳庆友;蒋睿;王海栋;徐长熠;黄浩;

  通过储层物性分析、岩心铸体薄片及X衍射测试等方法，针对德惠断陷营城组火山岩储集空间类型、储层物性及主控因素进行了系统研究。结果表明，德惠断陷营城组火山岩蚀变作用较强，储集空间以溶蚀孔和溶蚀缝为主；凝灰岩和英安岩平均孔隙度分别为12.40%、7.47%，渗透率均小于1.000 mD，属于Ⅲ类储层，根据声波时差和电阻率测井方法可进一步识别含气地层；岩性和岩相是储层发育的主要控制因素。结合地震反射特征，分别建立了侵出相-喷溢相和爆发相岩相模式，为厘清研究区火山岩成储机理和储层分布规律提供了重要的理论依据。

  2023年03期 v.43;No.169 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1622K]
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• 延展型表面活性剂降低界面张力的机理研究

  姜向东;周朝辉;张路;马贵阳;

  为了研究新型延展型表面活性剂的构效关系和其降低油水界面张力的机理，采用旋转滴界面张力仪测定了在一定质量浓度的13-P系列（I-C13(PO)_x S,x=5、10、15、20）与不同质量分数NaCl和正己烷（n-C_6)到正十四烷（n-C14)条件下的等效烷烃数最小值（n_(min)）。结果表明，在高PO数（x=15、20）时，nmin随着NaCl质量分数的升高而增大；在低PO数（x=5、10）时，n_(min)随着NaCl质量分数的升高而减小。由此可以看出，在亲水亲油平衡效应和亲水疏水基尺寸匹配效应中，二者共同作用；在低PO数时，亲水疏水基尺寸匹配效应起主导作用；在高PO数时，亲水亲油平衡效应起主导作用。

  2023年03期 v.43;No.169 47-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1508K]
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• 矩阵电导法测量蒸汽干度的电场模拟与误差

  曾雷;晏永飞;侯泽坤;

  目前稠油开采工程普遍使用热采方法，将高温高压湿饱和蒸汽由注汽管道注入油井，通过其携带的热量与低温稠油进行热交换，提高稠油的流动性和渗透性以实现开采。湿饱和蒸汽干度是影响热采效率的重要参数，没有公认的测量方法，当前常用的方法是人工测量法，但此方法的测量结果存在严重的滞后性。为达到实时监测干度的目的，使用新型测量方法——矩阵电导法，在10 MPa、310℃的条件下，建立了用于测量外径为76 mm、内径为54 mm注汽管道内湿饱和蒸汽干度的26×26丝网模型；介绍了矩阵电导法的测量原理，并建立了干度算法模型；在Ansys Electronics软件中进行了电场模拟，分析了层间电场，结果表明适宜的层间距为2 mm。为提高精度，使用线性插值法处理边缘，对实际测量误差进行了预测。结果表明，一次线性插值后整体误差小于2.50%；二次线性插值后整体误差小于1.10%。

  2023年03期 v.43;No.169 52-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 1615K]
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机械工程

• 镍基高温合金磨削加工技术研究现状

  蔡明;朱涛;高兴军;鲍金奇;

  镍基高温合金广泛应用于航空发动机、化工、船舶等领域，是一种典型的难加工材料。为了满足航空发动机特殊工况要求，进一步提高其表面加工质量和加工效率，研究人员开展了诸多理论研究和工艺探索。在概述镍基单晶高温合金和镍基多晶高温合金的发展及其材料特性的基础上，总结了国内外学者在镍基高温合金磨削去除机理、表面完整性、工艺特性等方面的主要研究成果，并对其发展趋势进行了展望。

  2023年03期 v.43;No.169 60-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 1693K]
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• 建模方式对机床主轴-刀具耦合系统动力学特性的影响

  董梦圆;任建民;朱向哲;

  机床主轴系统的建模方式多为梁、管单元建模，系统结合面有主轴-刀柄、刀柄-刀具两部分，这些结合面多采用刚性连接或自定义刚度矩阵的方法进行模拟，主轴系统也可以采用实体单元的方式进行建模，同时在接触位置建立接触对。采用梁单元、实体单元对某立式加工中心主轴系统建模，通过计算结果，分析了不同单元类型建模对系统固有频率及刀尖点频响函数的影响。结果表明，实体单元建模的固有频率大于梁单元建模的固有频率，且振型更为丰富；随着激振频率的增大，实体单元建模方式下的幅频响应曲线震荡更加剧烈，说明该方式可以捕捉更多的激振频率。研究结果可为科学研究主轴系统的动力学特性提供理论参考。

  2023年03期 v.43;No.169 69-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K]
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• 超临界CO₂及其混合物在竖直圆管内的传热特性数值研究

  葛韶华;艾贵琳;杨帆;陈昊楠;屈思雨;姜文全;

  碳捕捉、运输和储存（CCS）对实现碳中和具有重要意义。以超临界CO_2、超临界CO_2+CH_4混合物（CH_4摩尔分数分别为1%、3%、5%）及超临界CO_2+N_2混合物（N2摩尔分数分别为1%、3%、5%）为工质，在工质质量流速为300～600 kg/（m~2·s）、热流密度为80～100 kW/m~2、入口压力为8～10 MPa的条件下，研究了超临界CO_2及超临界CO_2混合物在竖直圆管内的流动换热过程。结果表明，随着工质中CH_4和N_2摩尔分数的降低，工质的换热系数峰值逐渐升高，且其对应的温度逐渐升高；工质的换热系数随着质量流速的增大而增大，且质量流速越大，换热系数变化幅度越大；随着入口压力的增大，工质的换热系数峰值有所降低，且其对应的温度逐渐升高；湍动能、浮升力及定压比热容与超临界CO_2及其混合物换热强化密切相关。

  2023年03期 v.43;No.169 75-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1668K]
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信息与控制工程

• 基于PSO的管式加热炉热效率动态矩阵控制

  叶豪杰;李文娜;

  在常压管式加热炉热效率的研究中，需要对热效率进行有效的在线测量并且选用相对可靠的先进控制方法。在研究加热炉燃烧机理的基础上，采用基于原理和数据处理的在线测量方法，并在加热炉效率优化控制的过程中引入了动态矩阵控制方法。与传统的控制方法相比，动态矩阵控制的引入使系统具有更好的控制效果。同时，选择粒子群算法对动态矩阵控制的参数进行了寻优处理。粒子群算法在动态矩阵参数的寻优过程中相对缩短了寻优时间，并提升了控制品质。最后，与内模控制进行了比较。结果表明，动态矩阵控制方法可以达到更好的控制效果。

  2023年03期 v.43;No.169 81-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1244K]
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• 基于图卷积的3D骨架数据的双人交互行为识别

  张静亭;曹江涛;姬晓飞;

  针对图卷积神经网络的双人交互行为识别方法存在交互语义信息表达不充分的问题，提出了一种新的双人交互时空图卷积神经网络（DHI-STGCN）用于行为识别的方法。该网络包含空间子网络模块和时间子网络模块。将基于交互动作视频获取的3D骨架数据生成一种双人交互动作的空间动作图用于空间信息的表示，图中根据关节点位置信息对双人之间的连接边赋予不同的权重。时间信息处理中，在构造的邻接矩阵中增加了上下文时间信息的联系，图中关节点与其一定时间范围内的节点增加连接。将生成的时空图数据送入空间图卷积网络模块，结合时间图卷积网络模块增强帧间运动特征连续性进行时序建模。该模型充分考虑了双人交互动作的紧密关系，具有较强的鲁棒性，获得了比现有模型更好的交互动作识别效果。

  2023年03期 v.43;No.169 86-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K]
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• 结构优化深度网络的高压断路器机械故障诊断

  姜楠;罗林;王乔;侯维;

  高压断路器操作过程中的振动信号反映断路器的机械状态。针对基于浅层的振动信号分析模型的特征提取及故障诊断精度等方面存在的不足,提出了一种基于遗传算法优化的卷积神经网络高压断路器故障诊断方法。利用遗传算法的全局寻优能力,通过遗传算法的选择、交叉和变异等操作获得最优初始网络结构参数及全连接层神经元数等，进而优化卷积神经网络,并将优化后的卷积神经网络应用于高压断路器的故障诊断。结果表明,所提方法的诊断性能优于未进行优化的卷积神经网络、动态支持向量机和多层感知机。

  2023年03期 v.43;No.169 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1505K]
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