中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
提出了一种高压低功耗比较器电路。该电路基于05 μm CMOS工艺设计, 采用差分对单端输出结构, 利用高压PMOS尾电流进行偏置, 实现了降低功耗的目的。结果表明, 该电路静态电流约为825 μA, 工作电压范围为3～18 V, 输入失调电压为5 mV, 输入失调电流约6 fA, 输入偏置电流约25 pA。该电路适用于低功耗、高压模拟模拟集成电路领域。
低功耗 比较器 模拟集成电路 low power comparator analog IC
1 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室, 武汉 430072
2 中建西部建设股份有限公司, 成都 610052
在国家积极推进碳达峰、碳中和目标背景下, 水泥行业减少碳排放势在必行。大掺量矿物掺合料混凝土使用了大量矿物掺合料, 大幅减少了水泥用量, 因此受到较大关注。本文重点综述了大掺量矿物掺合料混凝土的碳化行为、微观机理研究现状和常用矿物掺合料对混凝土抗碳化性能的影响; 总结了混凝土碳化的影响因素, 以及碳化行为的测试评价方法和优缺点; 最后, 提出了碳化可能存在的途径, 并指明了进一步的研究方向, 这对于改善大掺量矿物掺合料混凝土耐久性和降低建筑行业碳排放具有重要意义。
大掺量 矿物掺合料 混凝土 碳化行为 评价方法 影响因素 large volume mineral admixture concrete carbonation behavior evaluation method influence factor
1 福建省智能加工技术及装备重点实验室（福建工程学院），福建 福州 350118
2 福建省增材制造创新中心，福建 福州 350118
3 福建工程学院机械与汽车工程学院，福建 福州 350118
通过激光选区熔化技术熔化添加了质量分数为0%~5% TiB2颗粒的Ti6Al4V粉末，原位反应制备了TiB/Ti6Al4V复合材料，研究了不同TiB2添加量对样品的成形性能、微观结构演变和力学性能的影响。研究发现，添加质量分数为1%的TiB2时，样品的微观结构中的α′-Ti逐渐消失，并出现弥散分布单胞状的TiB。TiB2添加量进一步增加，材料的强化方式从弥散强化演变到晶须增强，同时TiB富集于晶界，形成树枝状结构以及网状结构。原位生成的TiB作为形核点，可以促使样品在细晶强化、固溶强化和晶须增强的作用下，大幅提升TiB/Ti6Al4V样品的硬度和摩擦性能。最终，样品的显微硬度从（336.80±6.64）HV提升至（498.07±12.56）HV，同时样品的磨损机制从黏着磨损改变为磨粒磨损，当TiB2添加的质量分数为1%时，获得较好的磨损性能。
激光器与激光光学 激光选区熔化 钛基复合材料 组织应变 力学性能 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2314003
1 中电科芯片技术(集团)有限公司, 重庆 401332
2 重庆大学 光电工程学院, 重庆 400044
为了能够在复杂环境下实现风速风向的高精度和高稳定性测量, 在基于声学共振原理的风传感器系统的基础上, 采用闭环控制扫描技术改进了系统的性能指标。采用声学共振的方式, 同时对换能器产生的信号进行频率调制和强度调制, 实现对超声换能器的线型扫描。频率调制解决了在不同压力、温度等环境因素影响下导致的共振频移的问题, 强度调制解决了换能器性能随时间衰减问题, 极大地提高了信噪比。实验结果表明, 采用闭环控制的方法可以准确测量风速风向。风速测量范围0~50 m/s, 风速测量精度为±0.5 m/s(≤15m/s)/±5%(＞15 m/s且＜35 m/s)/±9%(＞35 m/s)。改进后的系统在复杂环境下受环境变化影响小、精度高、稳定性好、抗干扰能力强。
闭环控制 频率调制 线型扫描 共振频移 风速测量 closed-loop control frequency modulation linear scanning resonance frequency shift wind speed measurement
1 江汉大学智能制造学院，湖北 武汉 430056
2 华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074
开展了超高强钢1700MS激光焊接工艺研究，对比分析了不同焊接速度时的接头微观组织、显微硬度和力学性能。结果表明，超高强钢1700MS焊接过程发生了马氏体回火转变，亚临界热影响区（SCHAZ）形成了大量粒状的回火马氏体，其尺寸和数量随着远离焊缝区中心明显降低。受其影响，焊接接头存在严重的软化现象，其最大硬度为609 HV，最小硬度为321 HV，后者仅为前者硬度的52.71%。同时，回火软化导致焊接接头两侧形成了中间软（热影响区）两边硬（焊缝区及母材）的不均匀组织结构，导致焊接接头在受力过程中力学性能降低。此外，增加焊接速度可降低SCHAZ的回火程度和宽度，从而提升接头力学性能。
激光技术 激光焊接 超高强钢 回火软化 微观组织 力学性能 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714004
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031
2 安徽大学物质科学与信息技术研究院信息材料与智能感知安徽省实验室, 安徽 合肥 230039
3 合肥学院生物食品与环境学院, 安徽 合肥 230601
浮游藻类作为单细胞生物，其光合活性外界胁迫作用响应灵敏，是水质综合毒性检测的良好受试生物，因此认识受试藻种光合活性状态对温度和光照等主要环境因子的响应规律，掌握有效控制受试藻种光合活性状态和浓度的培养条件，对水质综合毒性检测至关重要。以模式受试生物蛋白核小球藻为研究对象，研究了不同温度梯度和光照强度下蛋白核小球藻光合活性变化规律。研究结果显示：蛋白核小球藻在不同梯度光照下，藻种光合活性和藻种浓度的变化非常明显。低光照下 (75 μE、125 μE) 藻种平均光合活性在0.60左右但藻种浓度基本不增加；中光照下 (175、225、300、375 μE) 藻种平均光合活性在0.57左右且此时藻种浓度有明显增加，其中，实验最佳光照为375 μE；高光照下 (475 μE和600 μE) 藻种平均光合活性低于0.56 (初始活性)，会对藻种的生长状态产生胁迫。不同梯度温度下藻种光合活性和藻种浓度也有明显变化，中低温下 (5、15、25 ℃) 藻种平均光合活性在0.59左右且藻种浓度随着温度的升高而增加，最佳温度为25℃；高温下 (30、35、40 ℃) 藻种光合活性迅速下降直至失活。研究结果表明可以通过控制光照和温度来控制浮游藻类的光合活性和生长速度，为在线水质综合毒性测量仪提供标准的受试藻样培养方式，从而给便携式水质综合毒性测量仪的研发奠定基础。
浮游藻类 光合活性 叶绿素荧光 环境因子 planktonic algae photosynthetic activity chlorophyll fluorescence environmental factors 大气与环境光学学报
2023, 18(2): 133
1 中北大学化学工程与技术学院，太原 038507
2 德州学院化学化工学院，德州 253023
3 北京大学分析测试中心，北京 100871
4 中国科学院理化技术研究所，人工晶体研究发展中心，中国科学院功能晶体与激光技术重点实验室，北京 100190
全无机金属卤化物灵活多变的结构及优异的发光性能使其在固态光电子领域显示出重要的应用前景。本研究采用异价阳离子取代策略，用三价锑离子部分取代CsCdCl3中的二价镉离子，促进自陷激子的产生，使CsCdCl3∶Sb3+产生了明亮的宽带绿色发光，中心波长为530 nm。机理研究结果表明，CsCdCl3∶Sb3+ 中相邻SbCl6八面体被孤立，形成了低维电子构型，促进了Sb3+ 局域化，实现了量子效率最高为95.5%的高效发光。此外，尽管CsCdCl3和RbCdCl3均属于ACdCl3(A为碱金属家族)，但它们的晶体结构明显不同。RbCdCl3属于正交晶系，空间群为Pnma；CsCdCl3属于六方晶系，空间群为P63/mmc。CsCdCl3的结构对称性大于RbCdCl3，其晶体结构偏离立方相的扭曲程度比RbCdCl3小，导致CsCdCl3∶Sb3+比RbCdCl3∶Sb3+有较小的斯托克斯位移，并造成发射光谱的蓝移。本工作不仅为异价阳离子取代设计新的发光材料提供了方法，而且为通过晶体结构对称调控金属卤化物的发光性能提供了思路。
金属卤化物 异价阳离子取代 自陷激子 高量子效率 镉 绿色发光 metal halide heterovalent cation substitution self-trapped exciton high quantum efficiency cadmium green photoluminescence
1 昆明理工大学冶金与能源工程学院, 昆明 650093
2 云南铜业科技发展股份有限公司, 昆明 650101
废旧锂电池因其具有极高的资源性和危害性成为研究的热点, 湿法回收是目前处理废旧锂电正极材料的主要方法, 而从废旧正极材料浸出液中回收有价金属元素已成为湿法回收的关键。因此, 以废旧锂电池高锰正极材料苹果酸浸出液为原料, 通过臭氧氧化沉淀镍、钴、锰得到最佳沉淀条件, 并制备出高锰基前驱体。研究发现: 在最佳沉淀条件下, 镍、钴、锰的沉淀率分别为18.2%、41.5%、85.8%; 臭氧沉淀渣中的镍、钴、锰含量分别为0.85%、1.63%、41.30%。可以看出, 该臭氧氧化沉淀渣为高锰基前驱体, 前驱体经补锂再生为LiMn2O4正极材料, 该正极材料的首次放电比容量为95.4 mA·h/g, 首次充放电效率为84%, 高倍率下的放电比容量保持率为67.4%, 100次循环后的放电比容量保持率为80%。
废旧锂电池 臭氧 氧化沉淀 再生正极材料 充放电性能 spent lithium-ion batteries ozone oxidation precipitation regenerated cathode material charge-discharge performance
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
3 安徽省环境光学监测技术重点实验室，安徽 合肥 230031
4 合肥师范学院物理与材料工程学院，安徽 合肥 230061
5 安徽大学物质科学与信息技术研究院，安徽 合肥 230601
以混合藻类为研究对象，研究组成混合样品藻种的单细胞可变荧光量（SCVF）差异对可变荧光统计分析法准确性的影响。研究结果表明：当两种藻种的SCVF比值不大于5.3时，该分析方法依旧适用，测量结果与显微镜检测结果的相对误差绝对值的均值不大于17%；当两种藻种的SCVF比值大于8时，测量结果与显微镜检测结果存在较大差异，且高SCVF藻细胞占比达到一定比例时，可变荧光统计分析法的测量结果仅反映了混合样品中高SCVF藻细胞数。针对SCVF差异大的混合藻类，将过滤分离方法与可变荧光统计分析法相结合，利用合适孔径的金属滤网过滤混合样品，将过滤前后测量的样品活体藻细胞密度之和作为测量结果。实验结果表明，该方法可将相对误差绝对值均值由58.4%降至5.5%，有效解决了组成混合样品藻种的SCVF差异对细胞数定量的影响，实现混合藻类活体细胞数的准确定量。
海洋光学 压载水 活体藻细胞数 可变荧光 混合藻类 光学学报
2022, 42(24): 2401003
