材料化学与物理

• 晶粒尺寸对多层陶瓷电容器可靠性能的影响与机理

  吕烨同;覃业霞;王梅;杨帅俊;张蕾;

  通过改变BaTiO_3基薄层多层陶瓷电容器(MLCC)的晶粒尺寸，探究其对MLCC性能的影响。通过拉曼光谱、电容温度系数(TCC)曲线、偏压特性、伏安(I-V)特性曲线、变温阻抗谱、击穿电压威布尔分布(BDV)和高加速寿命老化(HALT)等全面系统研究了晶粒尺寸对MLCC的电学性能和可靠性的影响。结果表明：晶粒尺寸显著影响MLCC的偏压稳定性和可靠性。细晶粒MLCC由于具有较高的晶界密度，使其晶界、界面激活能和肖特基势垒得以提高，显著增强了器件的击穿强度和抗老化能力，展现出更好的可靠性。研究结果可以为国内MLCC性能提升提供理论支持和技术指导。

  2024年03期 v.56 1-8页 [查看摘要][在线阅读][下载 899K]
  

• 液相置换法制备硅/碳复合材料及其储锂性能

  陈雨鑫;周国永;王繁;符远翔;

  通过镁热还原SiO_2实现了纳米硅的制备，随后通过液相置换法将其与葡萄糖复合经过热处理获得硅/碳复合材料(Si/C)。在将制备的材料作为锂离子电池的负极材料，测试发现该材料展示了优异的循环性能(在100 mA/g的电流密度下，循环50次的比容量能维持在800 mAh/g左右)、高的倍率性能(在4 200 mA/g的电流密度下保持在385 mAh/g的比容量)和不错的循环稳定性(在840 mA/g的电流密度下，循环120次其容量亦能维持在约459 mAh/g),远高于纯硅和纯碳的容量。可见碳的介入有效改善了硅的导电性，提升了其储锂性能，为Si/C复合材料在高性能锂离子电池的应用提供了一种新的策略。

  2024年03期 v.56 9-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 672K]
  

• 珠江广州河段、河涌及管道径流中双酚类化合物的污染特征与生态风险

  梅雨贤;刘悦弘;李楠;张芊芊;赵建亮;应光国;

  为研究珠江广州河段双酚类化合物(BPs)污染现状、来源和生态风险，采用高效液相色谱质谱法对降雨前后珠江广州河段表层水以及周围部分管道中雨水径流进行分析。结果表明：14种BPs在珠江广州河段降雨前后分别检出13和12种，降雨前BPs总质量浓度为85.7～820 ng/L,降雨后总质量浓度为45.8～561 ng/L,降雨对BPs质量浓度有稀释作用。双酚A(BPA)、双酚F(BPF)的检出率最高为100%,平均检出质量浓度分别为雨前124 ng/L、62.1 ng/L和雨后85.4 ng/L、29.3 ng/L。不同功能区管道雨水径流中BPs总质量浓度由高到低顺序为：工业区(2 950 ng/L)、住宅区(1 120 ng/L)、文教区(980 ng/L),文教区与住宅区的BPA质量浓度具有显著性差异(P<0.001)。后汛期(7～9月)来自管道雨水径流的BPs排放量分别为文教区每月0.443 kg、工业区每月2.58 kg、住宅区每月0.837 kg,而珠江广州河段的通量为每月279 kg,表明管道雨水径流是受纳河流中BPs的主要潜在来源之一。生态风险评价结果表明，珠江广州河段干流中BPs对水环境影响均处于低风险水平，管道雨水径流中BPs对水环境影响更大，最高可为中等风险水平。

  2024年03期 v.56 15-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K]
  

• 菱铁矿对六价铬阴离子吸附-还原耦合固定的去除机理研究

  张璇;陈静;吴宏海;魏燕富;

  为了揭示菱铁矿对水中六价铬Cr(Ⅵ)阴离子的吸附-还原耦合固定去除特性，采用合成菱铁矿矿物材料开展铬的吸附等温线和动力学特征探究，着重考察溶液pH对铬去除效率的影响，并对铬反应前后菱铁矿样品进行表征与分析。结果表明：采用Langmuir等温吸附模型，能更好地描述合成菱铁矿对Cr(Ⅵ)的去除，而铬去除动力学则更符合伪二级吸附动力学模型。Cr(Ⅵ)可被菱铁矿表面Fe(Ⅱ)快速还原转化为Cr(Ⅲ)离子，但由于pH升高，Cr(Ⅵ)的氧化性能有所降低，因而导致铬的去除率明显下降。菱铁矿表面形成了Fe(Ⅲ)-Cr(Ⅲ)氢氧化物共沉淀，从而实现菱铁矿对六价铬离子的有效去除。

  2024年03期 v.56 25-33页 [查看摘要][在线阅读][下载 678K]
  

• 乙烯氧基聚氧乙烯醚类保坍型聚羧酸减水剂的合成与应用

  王舒;吴朱亮;郑建民;张阳;邓益强;

  基于分子结构设计原理，以含双键与氧原子直接相连结构的乙烯氧基聚氧乙烯醚为聚合单体，在异抗坏血酸钠/Na_2SO_3、Fe~(2+)氧化还原体系下，通过与丙烯酸和丙烯酰胺自由基聚合，制备了兼具高保坍性能的聚羧酸减水剂。结果表明：乙烯氧基聚氧乙烯醚由于其碳碳双键与氧原子直接相连，较常规聚醚单体具有更高的聚合活性，诱导期可以缩短近1/2的时间，制得的混凝土与常规减水剂相比，初始、1 h坍落度可分别提高16%和64%,而初始、1 h流动度则提高7%和22%。红外光谱表明功能单体的酰胺、羧基等基团成功嫁接在以聚氧乙烯醚聚合的减水剂分子主链上。

  2024年03期 v.56 34-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K]
  

• 基于AHP-灰色关联度法的路基智能压实质量评价

  黄晓銮;李卓峰;

  为了解决现有智能压实指标未考虑检测值属性数据的问题，采用AHP法和灰色关联度法，综合考虑检测值所含压路机工作参数、空间位置等属性数据，建立了智能压实检测值的AHP-灰色关联度模型，并计算验证了该模型的合理性。基于现场智能压实试验数据，提出将该模型求解的最优压实检测值M_R作为压实代表值，并将M_R以及现行智能压实指标M_V分别与传统压实指标E_(vd)、K_(30)进行相关性校验、指标离散性分析。结果表明：M_R、M_V与E_(vd)、K_(30)的相关性校验结果均大于0.7,且M_R的评判结果精度优于M_V,此外M_R指标的整体变异性亦小于M_V,故M_R指标能更精确反映碾压单元的真实压实情况。该研究对智能压实检测指标完善具有参考价值。

  2024年03期 v.56 40-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K]
  

• 基于自适应机器学习的视觉机械臂控制方法

  丁亚琼;贾寒光;万凯;

  针对多输入多输出视觉机械臂系统中控制增益矩阵存在不确定性的问题，提出了一种基于自适应机器学习的控制方法。通过放宽对系统控制增益矩阵已知性的要求，设计了复合能量函数来证明系统的收敛性。通过模拟机械臂系统运动并使用未标定摄像机进行验证，证明了自适应迭代学习方法的有效性。

  2024年03期 v.56 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 648K]
  

生态环境

• 基于LandTrendr算法的广东省1990—2020年森林干扰与森林恢复的动态变化分析

  刘凯;夏艺菲;扎西卓玛;曹晶晶;

  为准确掌握广东省森林干扰与森林恢复的动态特征，文章基于谷歌地球引擎(Google Earth Engine, GEE)云平台构建Landsat长时序年度无云地表反射率影像集，采用LandTrendr(Landsat-based detection of Trends in Distur-bance and Recovery)算法提取广东省1990—2020年森林干扰与森林恢复的时空分布特征，并分析其演变的驱动因素，比较不同森林类型的干扰与恢复特征。结果表明：(1)1990—2020年，广东省的森林干扰总面积约为1.35×10~4 km~2,集中分布在广东省西部、东部和中部小范围地区，干扰面积最大的3个城市分别为韶关、梅州、清远市；森林恢复总面积约为1.91×10~4 km~2,集中分布在广东省北部和西部地区，恢复面积最大的3个城市分别为韶关、清远、肇庆市。(2)广东省森林干扰与森林恢复均集中发生在海拔小于等于600 m的地区，高海拔地区的森林面积较为稳定；广东省森林干扰集中发生在坡度小于等于25°的地区，森林恢复集中发生在坡度小于等于35°的地区。(3)广东省森林干扰在1996年后发生较为频繁，其中2011年的森林干扰面积最大；森林恢复主要集中在2001—2016年，其中2012年的森林恢复面积最大。(4)广东省的森林干扰与森林恢复主要受雨雪冰冻灾害、台风、病虫害等自然因素以及森林火灾、城市化、采伐、林业政策等人为因素的综合影响，其中雨雪冰冻灾害对广东省北部地区的常绿针叶林的影响较大，但该类型的森林恢复也较快。

  2024年03期 v.56 58-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 1180K]
  

• 中国中高纬地区植被物候对干旱的响应特征研究

  王前锋;陆锦阔;张容容;

  植被物候直接影响其生物量，调控生态系统碳循环过程。目前，气候变化(尤其干旱)对中国中高纬度植被物候的影响依然不清楚。因此，文章基于GIMMS NDVI3g数据集，提取中国30°N以北地区中多种植被类型生长季的开始日期(Start of the Season, SOS)与结束日期(End of the Season, EOS)两物候参数。然后结合野外观测数据，验证提取物候参数结果可靠性，并结合饱和水汽压差(Vapor Pressure Deficit, VPD)与改进后的标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)探究植被物候对干旱的响应特征规律。结果表明：(1)不同地区的植被物候变化呈现明显的差异性，单季植被与双季植被第1个生长季的SOS集中在每年的第30～180天，而双季植被第2个生长季的SOS集中在每年的第200～220天。单季植被与双季植被第1个生长季的EOS主要集中在每年的第180～300天，双季植被第2个生长季的EOS主要集中在每年的第260～300天。(2)森林季前VPD的上升导致植被的SOS提前及EOS延迟；草地季前VPD上升导致植被的SOS滞后以及EOS提前。(3)研究区内大部分地区的SPEI与植被的SOS、EOS均呈正相关，即干旱促使该地区植被的SOS、EOS提前。

  2024年03期 v.56 70-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1308K]
  

• 城市公园绿地降温效应分析——以太原市为例

  肖燕;樊风雷;

  为了量化公园绿地的降温效应、探究关键因子对实现降温效益最大化的影响程度，以太原市38个公园数据为样本，选取降温面积、降温效率、降温强度和降温梯度4个指标，利用公园周长、面积、形状、植被覆盖率、水体面积占比和环境路网等数据，多角度探究了公园绿地对城市热岛的降温效应。研究结果表明：(1)研究区内公园区与地表温度(Land Surface Temperature, LST)冷点区的空间重叠率在60.82%～66.90%之间波动；(2)太原市公园的降温范围为50～300 m,平均降温范围为152 m;(3)公园周长、面积、水体面积占比与公园降温面积均呈显著正相关，植被覆盖率与公园降温面积呈显著负相关，公园周长与公园降温效率呈显著负相关；(4)聚类分析表明城市公园可划分为以降温面积为主、以降温效率为主、以降温综合为主、以降温强度和降温梯度为主4类，以降温综合为主、以降温强度和降温梯度为主的公园数占研究区城市公园总数的89.5%。

  2024年03期 v.56 80-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2126K]
  

协同智能与智慧教育

• 文本语义哈希技术研究进展

  孙宇清;黄钿;李呈韬;郑威;汤庸;

  文本语义哈希是在满足语义相似性约束下将文本转化为低维二值数据的神经编码技术，支持基于汉明距离的高效检索，以解决有限计算资源约束下海量文本的相似性计算问题。文本语义哈希技术存在诸多挑战，包括如何在低维二值编码中融入类别信息、如何丰富编码的语义信息以提升模型鲁棒性、如何解决离散输出的模型梯度估计等关键问题。文章首先综述文本语义哈希任务的重要研究发展，详细讨论了无监督文本语义哈希模型和融合类别信息的有监督文本语义哈希模型的技术细节，分析基于近邻文本、隐式主题等信息的语义增强技术以及模型优化等关键技术；然后，综述文本语义哈希任务相关数据集和评估指标，对比了各类文本语义哈希技术的特点和性能；最后，讨论了文本语义哈希技术的未来发展方向。

  2024年03期 v.56 93-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 408K]
  

• 基于形式概念分析的优质教学模式挖掘

  郝飞;锁婷;马胜清;李鹏;

  形式概念分析通过建立对象集与属性集间的二元关系来挖掘数据中隐含的概念，以及概念之间的层次关系，是一种分析数据和提取规则的有力工具。文章将其引入到学生和教师数据的分析中，通过创建学生和教师数据集的形式背景和概念格，详细分析学生答题情况和知识技能掌握情况，以及优秀教师教学行为与教学效果之间的关系，并结合建构主义理论、支架式教学理论、最近发展区理论挖掘优质教学模式。其次，应用统计方法分析了学生在测试中的答题分布情况和教师教学行为分布情况。最后，结合已有基准数据集开展了教学模式挖掘相关案例分析研究，其案例实施结果表明文章所提方法可以深层次有效地挖掘优质教学模式，可为进一步提升学生自主学习能力和改进教师教学行为提供参考。

  2024年03期 v.56 106-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 343K]
  

• 基于神经网络的多视图新闻推荐算法

  于露;汤非易;毛承洁;

  基于神经网络的新闻推荐方法可以有效地对用户进行个性化新闻推荐，然而在现有的基于神经网络的推荐方法中，新闻的特征没有被充分利用。为了从新闻中提取高度抽象的特征表征，文章提出了一种基于多视图表征的新闻推荐模型(MUSA)。该模型包括2个核心组件：新闻编码器和用户兴趣编码器。在新闻编码器中，结合了Transformer和单词级注意力网络，从标题、摘要、实体、种类和子种类等多个视图学习新闻的表征，利用5个模块分别提取5个视图的新闻信息，并将各个模块获取到的表征进行融合，获得最终的新闻特征。在用户兴趣编码器中，使用了多头自注意力机制和新闻级注意力网络，从用户的历史浏览记录中捕捉其兴趣偏好。最后，在3个真实数据集上，将该模型与NPA、LSTUR、NRMS等模型进行了对比实验；为了探讨新闻编码器中每个模块对模型效果的影响，进行了消融实验；为了探讨实验训练数据集大小对模型效果的影响，进行了训练数据集大小分析实验。对比实验结果表明，MUSA模型的AUC、MRR、nDCG@5和nDCG@10优于其他基线模型。消融实验结果表明多视图的新闻编码方法是最优的。训练数据集大小分析实验表明MUSA模型相比于基线模型具有更好的鲁棒性。

  2024年03期 v.56 118-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 581K]
  
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