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具有七重物理通道开关的热致变色铁弹体
东南大学国际分子铁电科学与应用研究院暨江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室团队发现了具有七个物理通道开关的热致变色铁弹体。相关工作以题为“The First Chiral Thermochromic Ferroelastic with Seven Physical Channel Switches”的学术论文在化学领域顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表。此外,该论文被选为VIP(Very Important Paper)。据悉,只有不到5%的已接收论文才能获得如此积极的评价。 在信息化时代,电子智能设备的信号处理和加密显得至关重要,具有多重物理通道双稳态开关特性的多功能材料成为后起之秀。众所周知,一把钥匙对应一个锁,假如我们将财产放进保险柜中,我们就又多了一层防护。类似地,每增加一个物理通道,就是增加一层保障。基于此,我们报道了首例具有七个物理通道的手性化合物,可以对信息进行七层加密处理,使信息安全更加可靠。 图1. (a) 消旋晶体结构中的无序的CTA阳离子和手性有序的S-CTA和R-CTA阳离子;(b) (R-CTA)2CuCl4和(c) (S-CTA)2CuCl4的晶体堆积图。 早在1999年,Wataru Fujita等人在《Science》上就已经报道了磁双稳态(Science1999, 286, 261–262)。在1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl(TTTA)分子中观测到一个明显的磁双稳态回线发生在230 K到305 K温度范围内。它的高温相为顺磁相,低温相在二聚作用的影响下具有抗磁性。三年后,M. E. Itkis等人在《Science》上报道了在非那烯基中性自由基产物中发现了电、光、磁三个物理通道的双稳态特性(Science2002, 296, 1443–1445)。直到2014年,熊仁根教授团队在《Advanced Materials》上报道了高碘酸咪唑(IPI)化合物具有介电、压电、SHG和铁电和机电耦合等五个物理通道的双稳态(Adv. Mater.2014, 26, 4515–4520)。由此可见,每增加一个物理通道都面临着巨大的挑战,在分子铁电“似球-非球”原理和手性引入的指导下,我们利用手性配体进行合成,将手性开关引入其中,成功组装得到了(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4(CTA = 3-Chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium) (图1),这两个化合物在介电、电导、二阶非线性、压电、铁弹性,手性和热致变色这七个物理通道上具有开关特性。其中热致变色特征尤为耀眼,区别于传统的相变材料,这为双稳态开关提供了光谱加密的新灵感。 图2. (a) DSC曲线;(b) 介电,电导,压电和二阶非线性光学等多重双稳态示意图。 (Rac-CTA)2CuCl4,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4的相变点分别在361, 417 和420 K附近(图2),随着温度变化,相变温度以下的低温相和相变温度以上的高温相的介电常数、电导率、压电系数、SHG信号强度均呈现出可切换的两种稳定的状态。 图3. (S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4晶体在293 K下的铁弹畴结构。 此外,这对手性化合物还具有铁弹性,铁弹相变往往伴随着铁弹畴的演化。在正交偏振光下,不同取向的铁弹畴具有不同的双折射特性,从而呈现出明暗不同的结构区域。(S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4的晶态薄膜在室温下呈现出清晰的三角形铁弹性结构。当温度高于相变点时,铁弹畴迅速消失,呈现出立方对称的消光特性。在随后的冷却中,规则的铁弹畴又很快显现,表现出明显的开关特性。 图4.变温固体紫外-可见吸收光谱。 除了铁弹性外,这一对手性晶体还展示出可转换的热致变色的性质。室温下,(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4晶体对光的吸收均低于540 nm,与它们呈现的黄色外观一致。随着温度的升高,电子吸收带的吸收边缘发生红移。当温度超过相变点达到423 K时,吸收边移动到580 nm,这也与晶体受热变成橙色一致。利用热致变色特征对光谱加密和信号检测进行特定的处理,这为开发新型加密技术带来新的思路。 该工作由博士生陆思祺(第一作者)等人的共同努力下完成,东南大学为第一通讯单位。该成果得到“东南大学十大科学与技术问题”启动培育基金的资助。
东南大学 2021-04-11
翼缘摩擦型形状记忆合金杆自复位钢框架梁-中柱节点
本发明公开了一种翼缘摩擦型形状记忆合金杆自复位钢框架梁?中柱节点,包括中柱、两根分别位于中柱两侧的梁、横穿过中柱的形状记忆合金杆、位于梁翼缘内侧的L型支架、位于梁腹板中间位置的剪切板、位于梁翼缘外侧的摩擦耗能器;摩擦耗能器包括梁翼缘外侧的钢板、填充于钢板和梁翼缘之间的耗能摩擦片、穿过梁翼缘将钢板、耗能摩擦片、L型支架连接在一起的高强螺栓。本发明通过引入摩擦耗能器,以显著提升节点的稳定耗能能力;同时利用形状记忆合金的超弹性,以实现节点的自复位性能;通过合理设计节点构造,以提高节点处楼板布置的便利性和构件的可更换性,并加强梁翼缘抵抗局部屈曲变形的能力。
东南大学 2021-04-11
腹板摩擦型形状记忆合金杆自复位钢框架梁-边柱节点
本发明公开了一种腹板摩擦型形状记忆合金杆自复位钢框架梁?边柱节点,包括钢柱、位于钢柱一侧的钢梁、横穿过钢柱的形状记忆合金杆、位于钢梁翼缘内侧的L型支架、位于钢梁腹板中间位置的摩擦耗能器;摩擦耗能器包括连接钢柱翼缘和钢梁腹板的槽钢、填充于槽钢和钢梁腹板之间的耗能摩擦片、以及穿过钢梁腹板并将槽钢、耗能摩擦片和钢梁腹板连接在一起的高强螺栓。本发明可以提高节点处楼板布置的便利性,加强钢梁翼缘抵抗局部变形能力的同时,增强形状记忆合金杆与钢梁端的锚固作用;有效提高节点的自复位性能和滞回耗能能力的同时,提高构件的可更换性。
东南大学 2021-04-11
锅炉中储式钢球磨制粉系统的自适应模糊控制系统
中储式钢球磨煤机已广泛用于国内外火电厂,但中储式钢球磨煤机制粉系统的能耗较高。由于磨煤机是一个具有非线性、大滞后和不确定性扰动的多变量对象,目前几乎所有控制系统均未投入,制粉电耗相当高。本项目以多变量控制理论、模糊控制理论及自适应优化理论为基础,在充分考虑了制粉系统特点后,采用基于不同控制理论的实用控制策略。
东南大学 2021-04-10
水平连铸高品质稀土高速钢的开发及产业化
本成果目前仍处于进一步研究阶段,已完成了第一套水平连铸机的设计,包括高速钢结晶器,研究了浇铸温度、连铸拉坯速度、拉坯曲线工艺、铸坯的冷却工艺、中间包烘烤、保护渣对连铸成功和连铸坯质量的影响;同时,还开展了稀土在高速钢中作用机理研究。/line2006年,江苏省成果转化计划批准对本项目进行资助,新增总投资22,000万元,其中研发投入2,800万元,产业化投入19,200万元。
东南大学 2021-04-10
铁素体不锈钢中非金属夹杂物控制关键技术
铁素体不锈钢作为一种以铬为主要合金元素的钢种,具有含镍不锈钢所具有的成型性、耐蚀性、抗氧化性等性能,同时由于成本低、耐应力腐蚀性能优异等显著特点,被称为经济型不锈钢,而被广泛的应用于电梯面板、建筑装饰和汽车排气系统等领域。在超纯铁素体不锈钢生产过程中,为了有效固定不锈钢中的 C、N 元素,Ti 元素常常作为合金元素而被大量加入。如果控制得当,生成的 TiN夹杂物将作为铁素体异质形核的核心,促进等轴晶的生长,同时还能起到细化晶粒、沉淀强化等作用。然而,如果控制不当,在连铸坯表面生成大量的 TiN 夹杂物,将严重影响冷轧板的表面质量,如导致白色条纹缺陷等。因此,很有必要开展铁素体不锈钢中非金属夹杂物控制关键技术研究。(1)铁素体不锈钢冶炼 Ti-N 积控制技术。在超纯铁素体不锈钢冶炼过程中,常常加入 Ti 元素固定不锈钢中的 C、N 元素,形成的 TiN 夹杂物能够促进等轴晶的生长,起到细化晶粒、沉淀强化等作用。然而 Ti-N 积如果控制不当,会在连铸坯中形成分布不均匀的 TiN 夹杂物,轧制过程中密集分布的 TiN 夹杂物将沿轧制方向延展,最终在冷轧板表面形成白色条纹缺陷。图 1 所示为不同 Ti-N 积条件下对应的冷轧板表面白色条纹缺陷发生率:当 Ti-N 积大于 0.0025 时,白色条纹缺陷率急剧增加同时也将大于 20%。因此需要将 Ti-N 积控制在 0.0025 以下。(2)氧化物异质形核技术。铁素体不锈钢连铸坯中 TiN 夹杂物的形核主要包括两种方式,即均质形核与异质形核。异质形核可以影响 TiN 夹杂物在连铸坯中的数量、尺寸以及分布,更有利于 TiN 夹杂物均匀地分布在连铸坯中。对由 Mg、Al、Si、Ca 四种元素组成的共 15 种氧化物进行异质形核核心的考察发现,促进TiN 形核的氧化物主要包括五种,分别为 CaO、Al 2 O 3 、Al-Ca 氧化物、Mg-Al 氧化物和 Mg-Al-Ca 氧化物,而这其中又以含 Ca 的氧化物,即 CaO、Al-Ca 氧化物和Mg-Al-Ca 氧化物为主。值得注意的是,钢中的含 Si 氧化物,即 SiO 2 、Si-Ca 氧化物、Al-Si 氧化物、Mg-Si 氧化物、Mg-Al-Si 氧化物、Mg-Si-Ca 氧化物、Al-Si-Ca氧化物以及 Mg-Al-Si-Ca 氧化物均不能有效的促进 TiN 夹杂物异质形核。而钢中未发现MgO作为TiN夹杂物的异质形核核心的原因可能为钢中没有纯的MgO夹杂物。(3)连铸坯表面精准扒皮技术。采用 Aspex 观测和统计 TiN 夹杂物在铁素体不锈钢连铸坯表层的分布情况,结果表明:越远离连铸坯的表面,TiN 夹杂物的数量密度呈减小的趋势,平均尺寸呈增大趋势。尤其是在连铸坯表层下 4mm 范围内,TiN 夹杂物的数量密度很大并且由表层向内呈快速递减的趋势。同时在连铸坯表层 10mm 内,TiN 夹杂物的数量在平行于內弧面的分布是不均匀的,尤其是在连铸坯表层 4mm 内,TiN 夹杂物的数量密度很大并且分布极不均匀。因此,为了避免在超纯铁素体不锈钢冷轧板表面生成白色条纹,建议将连铸坯表层的扒皮厚度为 4mm。
北京科技大学 2021-04-13
一种空间钢框架高温下试验加载与测试装置
本实用新型公开了一种空间钢框架高温下试验加载与测试装置,涉及钢结构抗火试验技术领域,包括反力架、千斤顶、千分表、温度传感器和激光测距仪,所述千斤顶通过滑块安装在反力架上,千斤顶的前端设有千分表,空间钢框架安装在地面凹槽内,空间钢框架的外部设有火灾试验炉,所述千斤顶的施压端安装有延伸至火灾试验炉的施压棒体;本实用新型的加载与检测装置适用于空间钢框架结构,通过耐高温钨钢棒传递压力千斤顶的力,有效的避免了加载装置直接受高温的影响;通过利用激光测距仪可以测试框架任一点的坐标值,通过不同时间下的坐标值,可以方
安徽建筑大学 2021-01-12
一种用于预制夹心保温墙体钢芯纤维复合连接件
本实用新型涉及一种用于预制夹心保温墙体钢芯纤维复合连接件,设置于预制夹心保温墙体的内叶混凝土墙板、中间保温层和外叶混凝土墙板之中,其特征在于:所述的连接件包括横截面为圆形的纤维增强塑料连接体,所述的纤维增强塑料连接体包括上、中、下三段,所述上段和下段分别位于外叶混凝土墙板和内叶混凝土墙板内,上段和下段的外表面具有等间距的凸起圆环;纤维增强塑料连接体的中段紧密套置有塑料套筒,所述塑料套筒的长度与所述中间保温层厚度相等,位于塑料套筒的上、下端面上设置限位环;纤维增强塑料连接体内沿其长度方向设置有钢芯,所
安徽建筑大学 2021-01-12
一种改善高速钢强韧性的热处理工艺方法
本发明公开了一种改善高速钢强韧性的热处理工艺方法,包括对高速钢件经等温球化退火预处理后再施以等温淬火、分级淬火及深冷处理和回火复合最终热处理,等温球化退火预热处理后,以便于机械加工,并为后续淬火处理做好组织准备;在预热处理完成后进行最终热处理,其步骤为:在下贝氏体转变温度等温油淬,然后深冷处理24小时或以上,再经二次循环处理:520~600℃分级淬火+深冷处理,最后在520~600℃保温1-2小时回火。
西南交通大学 2016-10-20
玻璃仪器气流烘干器.不锈钢20孔厂家直销
产品详细介绍      玻璃仪器气流烘干器是使用玻璃仪器的各类实验室、化验室干燥玻璃仪器的适用设备。填补了国内空白,它具有快速、节能、无水渍、使用方便、维修简单等优点。该烘干器分A、B、C型三种型号。A型为基本型,无调温控制装置,B型为改进新型,有调温自动控制装置(可调温40-120℃),C型为全不锈钢调温型。      玻璃仪器气流烘干器是使用玻璃仪器的各类实验室、化验室干燥玻璃仪器的适用设备。填补了国内空白,它具有快速、节能、无水渍、使用方便、维修简单等优点。该烘干器分A、B、C型三种型号。A型为基本型,无调温控制装置,B型为改进新型,有调温自动控制装置(可调温40-120℃),C型为全不锈钢调温型。特点:   该产品是各种实验室干燥玻璃器皿的设备,它具有快速,节能,无水则,使用方便,维修简单等规格:(1)12孔 20孔 30孔 可依需要任意选择。(2)标准管、异形管,粗细长度不等,还可根据需要另订制作。
郑州杜甫仪器厂 2021-08-23
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