DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 负熵决定生命兴衰 热力学第二定律是封闭系统的规律，避免熵死的方法之一就是建立耗散结构。耗散结构是普利高津在研究不违背热力学第二定律情况下，如何阐明生命系统自身的进化过程时提出的新概念 [ 5 ] 。人类生命的衰变很难说是突然的成因，从较单纯的细胞实验或特定胞器研究成果来推论，造成衰变的冲击应该较有可能是来自一连串的连续变化引起的风暴效应 [ 6 ] [ 7 ] 。或是本来的毁损状态已立于危险的边缘，疾病可能只是初始者，但未必是最后的那根稻草。癌症、高血压、糖尿病、肺炎，人类的死亡事件一开始也许只是单纯细胞变异的小事件，可为何最终却影响了生命的存续。所有的崩坏一开始都是小小的、一点点的变异，最后导致崩塌。也许我们不仅看小小的变异所导致的崩塌，这种崩塌的临界边际效应也是一种适应，一种进化的演变。当这些小小的变异持续发生，如果身体可以持续保持在临界状态而未崩解，那就是在发展适应与前适应的可能，像二氧化碳调整呼吸，代谢物排除有利更新新陈代谢作用，那么这种热力学第二定律，增熵的变化启动分子、人、宇宙间最深奥也最简洁的规律。这种性质与人类微观状态密切相关。虽然生物属于高度有序的结构体，但一开始的遗传密码所处的环境可能是一未知的混沌，藉着稳定度开展出多样性，进一步使碎形结构发展出复杂的人体，最后走向学习与前适应，这些稳定的变异都是依循简洁的规律。最奇妙的特质当生命走向衰老、死亡，从有序到无序的过程也都与熵的变化以及上述的多样性密切相关。熵增大与人类的进化，包括碎形多样性、非线性反馈、边际效应、适应机制、乃至最后的消亡，让熵成为人类演化的时空关键也参与生命的时空递归。生命自己回答生命演化的效应。 图1. 生命递归图例说明 进化是属于由下而上的发展，灭绝绝不可能，因为多样性乃至更多的多样性的发展已然存在。物理學上推動這樣更新的關鍵在能量 [ 8 ] ，生命科学的推论也是如此，保持在临界点的能量推动自我演化，当量变产生质变的同时，在临界点所面临的自我演化机制会因为适应而发展相转移，使得多样性的生命兴盛。换句话说，在临界点的能量决定了新物质的加入与最终产物的排除，是负熵的条件决定了生命兴衰。这种因为能量级联最终都在对整个生命系统产生重大的影响。这种能量级联网络最终乃在实现生命多样性。最初生命物质也许正是透过能量连结产生多样性且复杂又精致的生命活力。
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user: 6. 总结 《黄帝内经》：「阴阳相随，外内相贯，如环之无端。」既然有环则表示有这样的物质，至于无端则表示其生机的无限可能。以人类的尺度看阴阳无端还得同时纳入分子与宇宙的尺度，因为实质上那代表的是本源的初始回路，透过催化内建在回路本身的多样性所形成的复杂网络结构，也许正说明生命为何可以如此细致，又可以如此多变。《诸葛亮．出师表》：「苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。」说出这位名满历史的大材对生命有一股不可承受之重的感慨，乱世出英雄的「乱」恰足以点出不稳定乃是生命本身万丈光芒的亮点。同时生命的崩坏也是走同样的路途，皆是内建于多样性结构的一份子。自我演化临界性质有好也有坏，既有发展的可能，也是崩坏的主要条件。换句话说，人类生命的衰变不能单一着眼于突变的成因，造成生命衰变的冲击与一连串连续变化引起的风暴效应可能有更密切的关联。演化是必然，但时间长，所以循序渐进是演化。天择是未必然，但时间尺度相对短。多样性的产生是在慢演化当中注入一个相变的临界条件，使天择可以被筛选出来表现，这是人类生命特质中最重要的特质。生命因为催化回馈本身在临界多样性的分子网中成形而产生。人类存在的本身并非单单只是为了人类自身利益的存在而设计，最主要的是透过参与来成就宇宙本身面貌的完整而存在。
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user: 摘 要 纳米混悬剂是药物制剂学中的一种重要剂型，其能够解决多数难溶性药物的溶解度问题，提高药物的生物利用度，但是其物理稳定性问题一直是其应用及产业化的瓶颈。本文总结近年来国内外具有代表性研究，进行分析、整理、归纳，为制备物理稳定的纳米混悬剂提供应对对策并进行分析。 关键词 :纳米混悬剂，稳定性，稳定剂 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 纳米混悬剂(nanosuspensions)是亚微米级粒径大小的药物颗粒依靠表面活性剂的电荷效应或立体效应稳定地混悬在溶液中而形成的一种胶体分散体系。其中药物的平均粒径小于1 μm，一般在200~500 nm之间 [ 1 ] 。纳米混悬剂可解决大多数难溶性药物的溶解度问题，提高难溶性药物的生物利用度，产生生物黏附性、提高药物化学稳定性等 [ 2 ] ；而其较低的主体变异性，食物消除效应，剂量均衡性，是纳米粒的潜在效应 [ 3 ] 。纳米混悬剂的上述优点吸引国内外的药学工作者把更多的精力投入到纳米混悬剂的研究中。然而，在纳米混悬液中，药物容易发生沉降、聚集、降解、变性，这导致了纳米混悬液不稳定。正是因为纳米混悬液的不稳定，使得纳米混悬液很难进行工业化生产，从而最终应用到临床。因此，解决纳米混悬剂的不稳定性是一个尤为迫切的问题，值得科研工作者进行深入研究。本文从纳米混悬剂的物理稳定性进行介绍，并对其理论机制及其应对策略进行综述。
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user: 2. 常见物理稳定性问题 纳米混悬剂的性质对不同给药方式的影响尤为重要，例如：对于眼用给药途径来说，粒子大小和形状相互作用共同决定纳米混悬剂的刺激性，有尖锐角和边的粒子相比于等距粒子与钝角的粒子刺激强，其形态学研究对于眼部给药系统来说，是必要考察项目 [ 4 ] ；对于肺部给药系统来说，团聚与聚集会影响药物的沉积量和位点，从而影响药效 [ 5 ] ；在静脉给药系统中，团聚与聚集可能引起毛细血管栓塞或阻塞血液的流通 [ 6 ] ，因此其物理稳定性研究对于肺部给药及静脉给药尤为重要；对于经皮给药系统来说，其粒径大小对于溶出度及透皮吸收速率影响显著，应给予相应关注。 2.1. 形态学改变 在制备纳米混悬剂的过程中，会改变活性药物的本身形态，其原因可能是所选用的稳定剂和药物之间的相互作用有关。 Janne R等人 [ 7 ] 研究发现，以卵磷脂为稳定剂制备布地奈德纳米混悬剂的透射电镜扫描(TME)图像表明，其纳米粒的形态近似椭圆形，用泊洛沙姆F68作为稳定剂制备的布地奈德的透射电镜扫描(TME)图像表明，其纳米粒的形态近似长方形(如图1)。 Yancai W等人 [ 8 ] 使用不同节枝率的嵌段式聚合物mPEGC作为稳定剂，制备一种新型抗肿瘤药物DM的纳米混悬剂。此混悬剂在原子力显微镜(AFM)下的纳米粒形态为棒状柱体。 2.2. 晶型改变 纳米混悬剂的制备过程中，药物的状态可能会由晶型状态转变为无定型态。无定型态的药物其具有增加溶解度和奥斯瓦尔成熟的特征，由此会导致絮凝和聚集，因此应关注纳米混悬剂储存过程中药物晶型的变化 [ 9 ] 。 图1. 卵磷脂为稳定剂的布地奈德纳米混悬剂(a)；泊洛沙姆F68作为稳定剂的布地奈德纳米混悬剂(b) [ 7 ] Zakir F等人 [ 6 ] 采用乳化超声法，以不同表面活性剂作为稳定剂，制备两性霉素B纳米混悬剂，结果表明所制备的两性霉素B的纳米粒的晶型并没有改变。HasegawaY等人 [ 10 ] 采用湿磨法，以泊洛沙姆407 (P407)为稳定剂，制备吡罗昔康(PXC)纳米混悬剂，其结晶度的检测结果表明，吡罗昔康(PXC)纳米混悬剂和冻干纳米制剂中吡罗昔康(PXC)是以无定型状态和晶体状态存在，分析可能是泊洛沙姆407 (P407)的聚环氧乙烷链(PEO)分布在纳米粒的外层，与药物表面发生强烈的吸附。Pireddu R等人 [ 11 ] 采用湿磨法，以泊洛沙姆188 (Poloxamer 188)为稳定剂，制备两种不同晶型的双氯芬酸纳米混悬剂。应用差示扫描(DSC)曲线分析原料药及其纳米混悬剂表明，Poloxamer 188尖锐的吸热峰在50℃，双氯芬酸晶型1 (HD1)尖锐的吸热峰在176.9℃，双氯芬酸晶型2 (HD2)尖锐的吸热峰在176.93℃，在相应的位置，制备的两种不同晶型的双氯芬酸纳米混悬剂是没有尖锐的吸热峰，说明晶型已经变为无定型状态(如图2)。 2.3. 聚集 纳米混悬剂是一种热力学不稳定体系，粒径很小，比表面积大，产生很高的表面能，纳米粒子间具有相互聚集的趋势以降低其整个体系表面能，因而容易发生相互聚集的现象 [ 12 ] 。聚集可引起药物微粒的快速沉降、晶体生长等现象，从而造成药物剂量分布不均匀、静脉注射时堵塞毛细血管等问题。纳米混悬剂聚集的机理是由于奥斯瓦尔成熟，小的粒子比大的粒子拥有更高的饱和溶解度，由此制造了大粒子 和小粒子浓度差。大粒子周围存在饱和溶液，使其不断析出，在小粒子周围存在不饱和溶液，使其不断溶解，当使用不合适药物的稳定剂制备纳米混悬剂，会导致小粒子溶解，较大的粒子增大，发生聚集现象 [ 13 ] 。 纳米粒的电位是评价纳米混悬液分散性和聚集稳定性的重要参数指标。有研究 [ 4 ] 表明，绝对值小于30 mV的胶体体系是稳定的物理体系。当使用空间位阻稳定剂时，电位可以作为表面吸附率的指标。因此，通过药物表面覆盖率降低绝对电位值，是一种物理稳定的状态表现。 2.4. 沉降 因分散介质与微粒的密度不同，微粒在重力的作用下发生的定向运动而使分散体系发生相分离的过程称为沉降 [ 14 ] 。可以通过如下三种方式减缓混悬剂沉降速度：1) 减小纳米粒的粒径；2) 降低固体微粒与分散介质间的密度差；3) 增大分散介质的黏度 [ 12 ] 。第一种方法可以通过制备出细小粒径的微粒使其布朗运动作用超过重力作用而实现混悬液稳定。后两种方法主要通过向混悬剂中加入适当的稳定剂加以实现。 图2. 差示扫描法(DSC)曲线分析：辅料(poloxamer188)；原料药(HD2， HD1)；纳米混悬剂I (NS HD2 II， NS HD2 I， NS HD1 II， NS HD1) [ 11 ]
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user: 4. 结论与展望 纳米混悬剂能够解决多数难溶性药物的溶解度问题，提高药物的生物利用度，因此纳米混悬制剂技术将是研究的一个热点，但是其物理稳定性问题一直是其应用及产业化的瓶颈。因此亟需开展该剂型物理稳定性的基础研究，改进制备方法，开发新的稳定剂。本文总结影响纳米混悬剂物理稳定性的问题，在此基础上提出相应的应对策略，为制备稳定性好、生物利用度高的纳米混悬剂的研究提供参考。
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user: 摘 要 采用2014年武汉市综合社会调查的数据，在对明瑟方程加以扩展的基础上，本文从工作经验和单位性质、教育层次、家庭背景三个层面对教育回报率的性别差异进行了详细分析。结果显示工作经验扩大了教育回报率的性别差异，而职业和单位性质因素又从另一层面缩小了性别差距。对于女性来说，受教育程度越高，教育回报率也越高，但同时与同学历男性的收入差距也越大。优势阶层家庭子女的教育回报率普遍高于劣势阶层子女，但家庭背景的优越并没有对逐渐拉大的教育回报率起到减缓作用。尽管如此，女性要减少性别劣势，接受更多的教育是比较有效的方法。 关键词 :教育回报率，性别差异，工作，受教育程度，家庭背景 Copyright © 2017 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 研究背景 性别平等一直是社会学领域关注的重点话题，两性的收入平等、职业的同工同酬以及受教育平等都和性别歧视以及女性地位的提升密切相关。国外学术界一直关注女性的职业收入状况和教育回报率的变化，国内在这方面的研究则处于刚刚起步的阶段。 教育的性别不平等主要表现在微观层面上——家庭内部在教育资源分配时对儿子和女儿的差别对待。受中国传统社会父权文化的影响，我国“养儿防老”的观念根深蒂固，为了把儿子培养成才，在家庭教育资源紧缺的情况下，父母会选择牺牲女儿的教育机会来满足儿子的教育需求。这一现象在农村地区尤为严重。人们普遍认为即便女性接受了中高等教育，在职业地位和收入水平上仍低于同等学历的男性，成为职场上的劣势群体。这就进一步导致父母对女性教育投资意愿的降低。近年来首次出现了高等教育中女性比例高于男性的情况，这或许是由于女性感受到收入上的性别歧视，因此选择接受更多的教育对这一劣势进行弥补的结果 [ 1 ] 。 从纵向层面看，女性教育程度的提高无疑能够促使自身收入水平和职业地位的提升。但如果从横向层面考虑，较高的学历是否能够提高教育回报率，减小两性之间的差距还有待商榷。本文意欲探究武汉地区教育回报率的性别差异。武汉市拥有较为丰富的教育资源，居民的受教育水平普遍较高。同时，武汉作为中部最大的省会城市，也是中部地区的经济枢纽，市场化程度较高，能在很大程度上反映教育回报率的两性差异。
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user: 2. 文献综述：教育回报率的性别差异 关于教育和收入的关系，马克·布劳格 [ 2 ] 有着经典的解读。他认为较多的教育能够带来较高的收入，原因有三种：一是经济(economic)因素——教育程度高的人更容易得到那些专业技术性很强的工作，这种工作往往由于人才短缺而薪资较高。二是社会(sociological)因素——能够长时间呆在学校接受教育的大都是家庭背景比较优越的人，抑或是受主流价值观影响较深的人，受的教育越多，越能适应统治阶级对人才的需求。三是心理(psychological)因素——在学习上较为突出能够获得较高学历的人或许本身能力就较强，而能力强的人自然能够获得比能力弱的人更高的收入。虽然后来布劳格的解读受到一些经济学家的质疑，但丝毫不影响其在解释教育与收入关系上的经典地位。国内学者对我国的教育回报率也做了相关的实证研究，结果发现，中国的教育回报率存在边际效应递增现象，受教育程度越高的人的教育年限每增加一年所获得的收益远远大于教育程度低者。相比较于未接受过高等教育的人来说，上过大学的人的教育回报率有显著提高。此外，教育回报率与收入存在着极强的“马太效应”，收入高的人每增加一年教育所带来的收入增加呈指数增长 [ 3 ] 。 虽然高学历更容易获得高收入，但是人们也发现，即便女性获得了高学历，也比同等学历的男性收入低，这大多被归结为两性社会地位的不平等和对女性的性别歧视。其他学者经过长期的观察和研究发现对两性收入差别的解释并不仅仅是性别歧视那么简单。总的来说，造成女性教育收入低于男性的原因主要有两个 [ 4 ] ：一种是从人力资本的角度去衡量，认为女性在受教育程度、经验等方面投入比男性少，因而相应的收入比男性低；另一种从结构型因素出发，着眼于职业的性别隔离，认为之所以两性之间存在较大的收入差距是因为在劳动力市场上存在着一种隐性的性别歧视。这种性别歧视是职业间收入差距拉大的结果，也是造成两性教育回报率不同的重要原因。 国内学者对教育回报率的性别差异也做了详细的分析和研究。但由于测算教育回报率的指标对数据和模型的要求都比较高，采用不同数据的学者往往得出完全不同的结论。即便学者采用了相同的数据，也可能因为在样本规模、核心变量的确定以及方法模型使用方面的差别而造成研究结果的巨大差异 [ 4 ] 。在此基础上，本文仅梳理已得到普遍共识的研究结果。 教育回报率的两性差异研究基本都得出了女性的回报率小于男性这样一个结论，其中隐含的假设前提是——女性拥有和男性同等的教育水平。关于这一研究又分为两种类型，一种是采用某一年的调查数据所做的截面数据的差异研究，另一种则是采用前后两个不同年份纵贯数据所做的教育回报率性别差异的趋势分析。根据某一截面数据所做的教育回报率差别研究显示，单从行业来看，女性的教育回报率高于男性。对于这个结论又出现了两个分歧，一种认为无论哪个年龄段、哪个学历层次的女性教育回报率均高于男性 [ 5 ] ，另一种研究则发现在低收入群体中，女性的教育回报率高于男性，在高收入群体中，则完全相反，男性在收入上更占优势 [ 6 ] 。张兴祥、林迪珊 [ 7 ] 以农民工等低收入群体为研究对象，对他们的教育回报率做了分析后也印证了女性的教育回报率低于男性的结论，虽然两性教育回报率的差异并不存在统计意义上的显著性。高收入群体中女性的教育回报率与男性教育回报率的显著差异更多地归结于性别歧视，即随着学历的增高，女性的教育回报率无论是相比自己以前还是相比同学历的男性都在增加，但同时在工作中遭受性别歧视的机会也在相应增加，而且性别歧视的增长幅度大于教育回报率的增长幅度 [ 1 ] 。汤瑶和龙文锦 [ 8 ] 采用2002年和2007年两个年份的中国家庭收入调查项目(China Household Income Project， CHIP)截面数据所做的对比分析发现，随着我国市场经济的进一步发展和完善，2007年的总体教育回报率相比2002年有所降低，其中男性的教育回报率变化不大，女性的教育回报率有了大幅度下降。对于高收入群体，女性教育回报率下降的趋势更加明显。 教育回报率的性别差异本身受到诸多因素影响。宏观层面上，不仅市场经济发展程度能够导致回报率的性别差异，所处的东中西部地区和城乡地域也能引起教育回报率的性别不同。微观层面的家庭背景、单位性质以及职业选择更是教育回报率性别差异的直接原因。先前的研究大都考察影响教育回报率的单个因素，极少有纳入诸多因素进行综合分析。由于本文立足于武汉地区，地域特征较为明显，因此只从微观层面对教育回报率的两性差异进行研究。
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user: 3. 研究假设：人力资本、家庭背景和性别歧视对教育回报率的性别影响 教育回报率是指在排除年龄、性别、工作年限、职业、行业、单位等因素的影响后，就业者多受1年教育所带来的收入增长率 [ 9 ] 。影响教育回报率的因素有很多。研究收入的经典模型明瑟(Mincer)方程经过多次实证研究证实除了教育，工作年限的长短(或是工作经验的多少)也在很大程度上决定着人们的收入。明瑟方程中的教育和工作经验因素一般被视为影响收入的人力资本因素 1 。除此之外，国内的学者发现男女两性所处的单位性质和所从事的职业也能影响他们的收入差距。在国有部门和非国有部门中都存在着收入的性别差异，只是表现的形式不同而已。在国有部门中，男女收入差距源于结构性因素，即职业差别。非国有部门中，收入不平等则更多地体现在个人人力资本的差异 [ 4 ] 。许涛 [ 3 ] 也发现，教育对收入的影响在很大程度上是通过选择就业部门、就业行业来实现的。反过来说，如果控制了单位性质和职业因素，两性的教育回报率应该呈下降趋势。在此基础上，提出本文的第一组假设： 假设1a：教育程度和工作经验等人力资本因素能显著增大教育回报率的性别差异； 假设1b：职业和单位性质因素能够缩小教育回报率的性别差距； 女性在社会角色和社会分工中一直处于劣势地位，无论从平等接受教育角度还是从从事的职业和获得的收入角度分析，均可发现性别歧视在其中发挥的作用。城镇女性的受教育状况受性别歧视影响的比例占47.9%，这一比例在农村地区高达118.5%，加入家庭因素后，农村女性在教育上所受到的性别歧视不降反升 [ 10 ] 。在收入方面女性也普遍低于男性，即便按照“同工同酬”的原则也是如此，究其原因是不同的职业所造成的工资差异，这也是我国社会制度下一种特殊的性别歧视方式 [ 4 ] 。随着教育程度提高，女性的教育回报率也在增加 [ 1 ] 。女性接受更多的教育会给自身带来收入和社会地位的提高，但即便如此，仍旧改变不了两性收入差距进一步拉大的事实。 在此基础上，提出本文的第二组研究假设； 假设2a：教育程度越高，教育回报率的性别差异越大； 假设2b：女性教育回报率随着教育程度的提高而增加； 教育平等一直是缩小男女间教育差距的重要诉求，两性间收入差距的拉大很大一部分归结于两性在教育上的差距。自布劳–邓肯模型提出以后，家庭背景对子女受教育程度的影响成为人们关注的热点，经过几十年的发展，背景优越的家庭其子女的受教育程度往往也高已然成为社会共识。家庭背景因素深刻影响着子女的学历和今后的职业发展。与此相关，个人教育回报率的高低也被证实与家庭背景的优劣密切相关。实证研究发现中上层阶层家庭子女的教育回报率明显高于下层阶层子女的教育回报率 [ 11 ] 。根据前文文献综述部分提到的收入高的群体男性的教育回报率高于女性 [ 6 ] ，由此延伸出本文的第三组假设： 假设3a：优势阶层家庭子女教育回报率高于劣势家庭子女的教育回报率； 假设3b：优势阶层家庭子女的教育回报率的性别差异高于劣势家庭子女教育回报率的性别差异。
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user: 4. 数据、变量和模型 4.1. 数据 本文分析采用的两个数据分别来源于“2014年武汉市综合社会状况调查(CSSR)”。武汉市社会状况综合调查是由武汉大学社会调查研究中心(CSSR)组织进行的一项大型的综合社会调查。此次调查主要是针对武汉市居民所做的一项关于社会综合状况的调查，共涉及武汉市所辖的13个区，32个街道，63个居委会/村委会，回收有效问卷1878份，回收率高达99.6%。 4.2. 变量 研究中所使用的变量具体可分为因变量，核心自变量和其他自变量。 4.2.1. 因变量 模型中的因变量为收入，采用的是个人2013年的全年收入。由于收入不是正态分布的数据，为了减少数据使用过程中的误差，在纳入方程时对其进行了对数处理。 4.2.2. 核心自变量 分析教育回报率性别差异的核心自变量为教育程度和性别。教育程度根据分析方法的不同，采用不同的数据形式。在Mincer扩展模型中采用教育年限作为连续变量 2 的形式，后面分析各个学历阶层的教育回报率时采用教育层次的形式作为有序变量 3 进行分析。由于女性的教育回报率是重点考察对象。因此，在编码的过程中女性 = 1，男性 = 0。 4.2.3. 其他自变量 明瑟方程中的工作经验自变量并不能直接获得，根据国际通用惯例，工作经验一般由工作年限的长短来衡量，Exp = 年龄 − 受教育年限 − 6。工作经验计算公式暗含着一组假设前提，即人们普遍6岁开始接受义务教育且从学校毕业后直接进入工作角色。 本人职业变量职业阶层按照国家职业分类与代码表的分类，把职业划分为两个主要阶层。1 = “高级管理人员和中高级技术人员”，0 = “其他从业者”。单位性质中，把1 = “党政机关、人民团体、军队”，2 = “国有企业及国有控股企业”，3 = “国有/集体事业单位”，重新编码为1 = “国有企事业单位”，其余的集体企业、私营企业、三资企业、个体工商户等编码为0 = “私有企业”。 鉴于父系社会的文化传统，父亲社会经济地位决定着整个家庭的经济状况。因此家庭背景变量操作化为父亲的职业和父亲的受教育程度。把父亲的职业划分为两个主要阶层。1 = “高级管理人员和中高级技术人员”，0 = “其他从业者”。父亲的受教育程度也采用教育年限作为连续变量处理，具体编码方法与本人受教育年限相同。 4.3. 模型 对教育回报率的分析以著名的明瑟方程(Mincer Equation)为蓝本，并根据本文实际研究需要对方程进行扩展。明瑟方程的基本形式如下： 明瑟方程中，lnW是收入的自然对数，Edu是个体的受教育程度，用受教育年限来表示，Exp是工作经验，用工作年限来表示。方程中同时纳入工作经验的平方项，因为实证研究发现工作经验和收入并不是直线关系，二者呈倒U型。随着工作经验的积累，人们的收入会逐步提高，但到了一定的年龄，随着劳动生产率达到顶峰，人们的收入又会逐渐减少，而后维持稳定状态。因此把工作年限的平方项纳入方程，用二次方程来表示这种关系更为准确。方程对教育求导，得到的教育系数b1为教育每增加一年所带来的收入的增加量，也就是教育的回报率。μ为随机误差项。 用明瑟方程计算教育回报率很容易出现遗漏变量的偏误问题 [ 12 ] ，为了避免这个问题，根据本文研究需要对明瑟方程进行扩展形成新的模型。 lnW = b0 + b1Edu + b2Exp + b3Exp2 + b4Gen + b5Occu + b6Unit + b7Fedu + b8Foccu + μ 新的模型中又加入了影响收入的其他变量。Gen是性别，Occu代表本人的职业，Unit为单位性质，Fedu表示父亲的受教育年限，Foccu指的是父亲的职业。
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user: 6. 结论 本文采用2014年武汉市社会综合调查的数据从三个部分考察武汉地区教育回报率的性别差异。第一部分考察影响教育回报率两性差异的因素以及各个因素作用力的大小。第二部分采用总体分析和分样本具体分析的方式分别考察全样本和男、女性样本的教育回报率以及两性教育回报率的差距。第三部分则分析在不同家庭背景下男、女两性的教育回报率及其差距的变化。 武汉地区男性平均月工资比女性高出2024元，差异显著。全样本模型显示性别差异解释了4.8%的收入差异。受教育程度和工作经验因素致使两性的收入差距扩大了11.2%。但在添加了自身职业和单位性质等因素，以及以父亲职业和父亲受教育水平为代表的家庭背景变量后，虽然以上因素并未显示出统计意义上的显著性，但仍然起到了缩小两性收入差距的作用。数据分析结果表明经典明瑟方程中的教育程度和工作经验等人力资本变量能明显扩大教育回报率的性别差异。自身职业和单位性质变量虽然缩小了两性之间的收入差距，却扩大了两性的教育回报率差异。纳入所有变量后总模型中的教育回报率为2.75%，单位性质和职业可以有效降低两性间的教育回报率差距，家庭背景则通过对子女的职业选择和教育投入等途径整体上影响子女的教育回报率。优越的家庭环境虽然极大地提升了女性的教育回报率，但在男性教育回报率得到更大幅度提升的情况下，随着教育层次的提升，两性的教育回报率差距处于逐步拉大的趋势。 从总体上来看，我国居民收入还未完全从“脑体倒挂”的畸形发展中恢复过来。加之高等教育扩招的时间不长，拥有大学学历的人在社会中所占的比例还比较小，教育回报率并未随着教育程度的提升而呈现增长的趋势。教育回报率最高的学历阶层是拥有初中学历的群体，大学学历的教育回报率则是最低的，只有2.43%。从分性别样本来看，男性的教育回报率虽然是学历越高，回报率也相应越高，但教育回报率的系数为负。女性则相反，不仅教育回报率随着学历的提高而有所增加且系数为正。因此接受更多的教育对于女性来说意味着更高的收入，这对于女性地位的提升有着重大意义。虽然教育提高了女性的收入和教育回报率，但同时也拉大了与男生收入的差距。教育程度越高，教育回报率的性别差距越大。 虽然家庭背景因素对教育回报率的两性差异并不具有统计意义上的显著性，但也能窥得不同家庭背景下，男女两性的教育回报率的具体情况。优势阶层家庭子女的教育回报率高于劣势阶层家庭子女的教育回报率，前者为5.69%，后者仅为1.8%，二者差距将近4%。虽然从武汉市的样本来看，优势阶层和劣势阶层内部教育回报率的性别差异并不大，但前者仍然仍比后者高出0.6个百分点。优势阶层家庭子女的教育回报率的性别差异高于劣势家庭子女教育回报率的性别差异。另外，对于优势阶层来说，接受的教育越多，教育回报率越高，二者呈现正相关。男性、女性皆如此，并且大学学历的教育回报率最高。只是女性的教育回报率一直低于男性。无论是全样本还是男性样本，劣势阶层的教育回报率都呈现负值，说明对于生活在底层的家庭来说接受教育后所得收入还弥补不了教育的成本。所幸女性样本的系数为正，并且女性接受的教育越多，教育的回报率越高。再次说明要加大对女性教育的投入，从多渠道提升女性升学的路径，这样才能从根本上提高女性的社会地位。
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user: 摘 要 本文中，利用有限元重合网格法(s-version FEM， S-FEM)研究分析了圆棒表面两个非共面裂纹间的相互作用。有限元重合网格法是在有限元法的框架中，将整体网格与局部网格叠加的方法。该方法便于建立多个裂纹的有限元单元网格。利用虚拟裂纹闭合方法计算裂纹前端的应力强度因子。通过改变两个裂纹间的相对距离和裂纹尺寸等形状空间参数来分析其对应力强度因子的影响。此分析结果能对结构损伤评估具有一定的参考价值。 关键词 :数值模拟，有限元重合网格法，疲劳裂纹扩展，双裂纹 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 螺栓，锚栓和混凝土钢筋等，往往受到腐蚀疲劳的威胁。在腐蚀环境中，结构表面可观察到分布式裂纹群 [ 1 ] 。分布相近的缺陷易结合形成较大的裂纹，在腐蚀疲劳作用下扩展直到结构断裂失效。两共面裂缝在扩展过程中，会以临近端接触的方式结合 [ 2 ] ；两个非共面裂缝则不遵循直线裂纹扩展路径，而是呈现出互相避开的情况 [ 3 ] 。基于实验的结果，学者提出了评价两裂纹的疲劳寿命的近似方法。在ASME第XI部分和JSME Nal-2004都有提出近似评估的流程。在某些特定的情况下，两个裂缝可以重新定性为一个大型的虚拟裂纹，忽略两个非共面裂缝之间的垂直距离，该虚拟裂纹的深度是两个裂纹的平均深度或最大深度。因此，两裂纹的相对距离以及几何参数是影响两裂纹扩展的重要因素 [ 4 ] [ 5 ] 。 传统有限元方法在分析裂纹问题时，需要花大量的时间在裂纹单元的建模上。本文采用重合网格法。该方法是一种在有限元法的框架下，将整体与局部结合的方法。使用有限元重合网格法可以将裂纹看做从整体结构中独立出来的有限元模型，便于裂纹应力强度因子的计算和扩展模拟 [ 6 ] 。
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user: 2. 有限元重合网格法 为了提高计算精度，1993年J.Fish尝试在一个有限元网格上局部叠加一层细致的网格单元。这种网格叠加方法称为S-version FEM，即重合网格有限元法 [ 7 ] 。之后，J.Fish应用重合网格对多尺度问题进行了分析 [ 8 ] 。有限元重合网格法的优点是在大型结构中将有限的计算资源集中于研究于局部的影响，如孔、夹杂物或裂缝等。 以一个含有两个裂缝的有限体为例。利用重合网格法，问题域可由三个域来表示，如图1所示。 是无裂纹的整体区域。 和 分别是含有裂纹的局部区域。这三个区域由三个独立的有限元单元模拟，利用统一坐标系统进行数值分析。 图1. 含有两个裂纹的有限体的S-FEM模型图 当两个裂缝靠近彼此时，这两个局部模型可能会重叠。考虑到这种可能性，关于位移有如下假设： (1) 大写上标G，L1和L2分别表示整体场和两个局部场。为保持整体模型和局部模型之间的连续性，局部域模型在边界 和 上，位移边界条件应分别定义为 和 ，在上。将上述位移定义带入虚功原理，整理可得到如下矩阵形式： (2) f是外力和体力之和。刚度矩阵是对称的， 。 在应用重合网格法计算之后，可以得到裂纹前端单元各节点的位移和反力。利用虚拟裂纹闭合方法 [ 9 ] 来进行计算分别可以计算出应力强度因子K I ，K II ，和K III 。
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user: 3. 计算模型以及应力强度因子计算验证 两个裂纹的相互作用影响通过交互因子 来表示，其表达式为： (3) 是两个裂纹中某一个裂纹的应力强度因子，代表与该裂纹尺寸位置相同的单一裂纹的应力强度因子。 如图2(a)所示，受弯曲应力的圆棒表面含有两个表面裂纹。圆棒直径为D，裂纹深度为a，裂纹表面长度为s。如图3(a)所示，裂纹近似于一个半椭圆形与圆棒横截面相交，这个椭圆形半长轴为b。依据有限元重合网格法，我们分别建立了三个有限元单元网格，如图2(b)所示。采用了20节点六面体单元。通过局域网格，在裂纹前沿部分细化了网格，以提高计算精度。裂纹在横截面上的位置可以通过θ角度确定，该旋转角为横断面中心轴和裂纹的几何对称轴之间的夹角。裂尖上各点位置用α * = α/α w 来表示，其中α是裂尖上某一点P与椭圆形短轴C点夹角，α w 为裂尖A点与C点夹角(图3(b))。 为了验证本文有限元重合网格法计算的精度，应用该方法与文献中记载的普通有限元法计算结果进行了对比。文献 [ 10 ] 中，受到弯曲应力作用的圆棒表面含有单一裂纹，裂纹深宽比分别选取a/b = 0.4，0.6和1.0。图4分别给出了裂纹最深处和裂纹外表面处的应力强度因子随裂纹深宽比的变化。将Shiratori的计算结果和重合网格法的计算结果进行对比，在裂纹最深处，两种方法计算结果基本一致；在表面处，最大误差也在合理范围内。 3.1. 相对距离 首先，我们分析了两个裂纹相对距离的变化对应力强度因子的影响。两个尺寸大小相同的裂纹，分别改变其水平距离和垂直距离。水平距离定义为两个裂纹临近端的圆周距离与裂纹的表面长度的比值，即S/s。垂直距离定义为轴向距离与裂纹深度的比值，即H/a。 图2. (a) 含有两个表面裂纹的受弯曲应力的圆棒，(b) 有限元单元网格 图3. 圆棒中裂纹的几何参数定义 图4. 重合网格有限元法和普通有限元的应力强度因子计算比较(a) 单一裂纹深部 (b) 单一裂纹表面 1) 只考虑水平距离时，两个裂纹在同一平面内，即H/a = 0 mm。我们考虑两种情况，第一种，两个裂纹关于圆棒的中心线对称分布，同时绕Z轴转动以改变水平间距S。第二种情况为，两个裂纹非对称分布，一个裂纹位置固定，另一个裂纹位置绕轴旋转从而改变S。第一种对称分布的情况(图5)，当两个裂纹近端距离接近于0时，交互影响达到最大值，远端A和深点C的影响也存在但是表现较小。当距离变大时，在B点和C点的影响慢慢消失，反而在远端A出现了屏蔽效应，即交互因子出现了小于1.0的情况，裂纹2对裂纹1除了有交互增强的作用外，还存在交互减弱的影响。非对称情况下(图6)，随着裂纹间距的扩大，交互增强的影响减弱并趋于常值。 2) 只考虑垂直距离时，我们计算了水平距离分别为S/s = 0.02 (图7)和S/s = 0.2 (图8)的对称分布情况。在文献 [ 11 ] 分析中指出，当H/a小于0.8时平板中的两个裂纹交互效果显著。在本研究中，我们也得到了类似的规律，如图所示临近端裂尖的增强交互效应在0 < H/a < 0.8范围内十分显著。 3.2. 裂纹尺寸 我们分析了裂纹尺寸对K值的影响。裂纹1作为目标裂纹，尺寸固定不变，并且两个裂纹的水平距离定为S/s = 1.2。裂纹2的深宽比a/s固定，同时改变裂纹尺寸a和s。图9给出了裂纹1的裂纹前端交互因子变化值。从整体来看，我们可以分析出大裂纹对小裂纹存在明显的交互增强效应，但在裂纹远端可以发现有交互减弱的趋势。为此，我们进行了进一步分析，裂纹2的表面长度s不变，改变裂纹深度，使其分别为a 2 = 1.33a 1 和a 2 = 0.67a 1 ，得到了图10中最高和最低的交互因子分布曲线。之后，保持裂纹2深度不变，只改变裂纹的表面长度s，使其分别为1.5s 1 和0.5s 1 ，此时的交互因子分布曲线最靠近当两个裂纹尺寸大小相同时的交互因子分布曲线(图10)。因此，我们可以发现：在两个裂纹间距一定的情况下，改变一个裂纹的表面长度，对另一个裂纹的应力强度因子的分布影响有限，裂纹的深度是两个裂纹相互影响的主要参数。但是，在图中也观察到了交互减弱的现象，当s 2 = 1.5s 1 时，裂纹1的远端交互因子λ < 1.0。这种交互减弱的原因，我们分析认为是表面很长的裂纹改变了圆棒的应力分布情况，裂纹2开口很大时，在裂纹1远端一侧形成了压应力。 图5. 交互因子随裂纹水平距离变化(对称分布H/a = 0) 图6. 交互因子随裂纹水平距离变化(非对称分布H/a = 0) 图7. 交互因子随裂纹垂直距离变化(S/s = 0.02) 图8. 交互因子随裂纹垂直距离变化(S/s = 0.2) 图9. 裂纹1的交互因子随裂纹2尺寸变化而变化 (a/s固定) 图10. 裂纹1的交互因子随裂纹2尺寸变化而变化(a固定)
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user: 4. 结论 本文通过有限元重合网格法对圆棒表面两个非共面的裂纹进行了数值分析。通过参数分析得到相互影响因子与两裂纹的尺寸以及相对距离的关系。相对距离和裂纹尺寸被认为是影响相互作用强度的两个主要因素。两共面裂纹在圆周距离小于表面长度60%的情况下相互影响的作用效果显著，可近似为一个大裂纹。增加垂直距离可能会削弱这种相互作用，两个裂纹需独立进行分析。此外，裂纹深度在相互作用中产生着主要作用，而裂缝表面长度主要影响裂尖远端。
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user: 摘 要 本文首先阐述了金属3D打印技术的原理，接着介绍了近年来3D打印钛合金的应用领域，包括牙科和骨科、手板和模具、航空航天等领域，然后综述了国内外钛合金3D打印研究现状，最后展望未来。 关键词 :钛合金，3D打印技术，应用领域，研究现状 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，3D打印技术成为一种新兴制造方式，其基本原理为“分层制造、逐层叠加” [ 1 ] 。与传统制造不同，3D打印制造过程是将数字化信息技术与制造技术相融合，根据任意零件三维模型快速制造任意复杂形状3D物体，无需专用模具，在金属成形过程中发挥着不可替代的作用。3D打印的应用优势主要体现在：1) 易用性高；2) 工艺周期短、精度高，实现零件的近净成形，解决传统制造开模耗费时间长的问题；3) 成本低。3D打印材料包括金属材料和高分子材料等，而目前国内外金属材料中钛合金的3D打印研究与应用最为广泛。为此，本文将综述3D打印钛合金的应用领域和近年来国内外钛合金3D打印的研究现状，并展望未来。
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user: 2. 金属3D打印技术的概述 3D打印又叫增材制造、快速成型等，其中光固化成型(Stereo Lithography Apparatus， SLA) [ 2 ] 、叠成实体制造(Laminated Object Manufacturing， LOM) [ 3 ] 、激光选区烧结(Selective Laser Sintering， SLS) [ 4 ] 和熔融沉积制造(Fused Deposition Modeling， FDM) [ 5 ] 等技术较为成熟。近年来，随着激光选区熔化(Selective Laser Melting， SLM)制造和电子束选区熔化(Electron Beam Selective Melting， EBSM)制造等金属直接制造技术的迅速发展，定制化功能件的直接制造技术亦越来越成熟，定制化功能件成型材料、工艺和设备已成为研究热点。 选区激光熔化SLM是指在氩气或氮气保护下用激光束照射金属粉末，粉末在吸收激光能量之后快速熔化并凝固，以此冶金结合、致密组织、高精度的金属功能件，是目前国内外研究和生产最常用的3D打印方法 [ 6 ] 。选区激光熔化原理如图1(a)所示。选区激光熔化技术是一种冷加工工艺，后期需进行热处理提高制件性能，加工件在加工时需有与所打印材料膨胀率和导热性相似的材料作为基板 [ 7 ] 。电子束选区熔化EBSM是指在真空条件下使电子枪中产生的电子经加速、聚集，形成高能量大密度的电子束并轰击被加工部位粉末，使该部位的粉末熔化与凝固的制件工艺。电子束选区熔化原理如图1(b)所示。电子束选区熔化是一种热加工工艺，大多数材料无需热处理，且加工件可自由脱离加工底板，一般用于加工简单及小型的零件 [ 8 ] 。 在技术应用领域方面，金属3D打印近年来在医学领域有着快速的发展，应用最多的科室主要集中在牙科和骨科。材料主要以钛合金、不锈钢等与人体组织相容性较好的生物材料。直接生产零件更是在 图1. 选区激光熔化(a)和电子束选区熔化(b)的原理图 3D打印领域飞速发展，使用金属粉末SLM设备直接制造零件是全世界在3D打印领域最为重视的领域，因其可以加工传统方法难以加工、甚至无法加工的较为复杂的零部件，所以在直接生产零件方面更具备无与伦比的优越性。
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user: 2. 钛合金3D打印技术的应用领域 2.1. 牙科和骨科领域 钛合金具有耐高温、高耐腐蚀性、高强度、低密度、生物相容性等优点 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 。在用于人体硬组织修复的金属材料中，Ti的弹性模量与人体硬组织最接近，约80~110 GPa，这可减轻金属种植体与骨组织之间的机械不适应性 [ 12 ] 。因此，钛合金在医疗领域有着广泛的应用前景，越来越受到医师和患者的重视。 最初应用于临床的钛合金主要以纯Ti和Ti6Al4V为代表。20世纪中期，美国和英国首先将纯Ti应用于生物体中，中国于70年代初开始把人工钛髋关节应用于临床 [ 13 ] 。纯Ti在生理环境中具有良好的耐腐蚀性能，但其强度和耐磨损性能较差，从而限制了其在承力部位的应用，主要用于口腔修复及承力较小部位的骨替换 [ 14 ] 。与纯Ti相比，Ti-6Al-4V合金具有较高的强度和较好的加工性能，最初是为航天应用设计，到20世纪70年代后期被广泛用作外科修复材料，如颅骨修复片、骨板等(见图2)。长期以来，国内外的研究主要以Ti6Al4V为主，但因Al、V等是对人体有害的元素，因而研究方向转至不含Al和V的新型β型钛合金，如TiZrNbSn [ 15 ] 、Ti24Nb4Zr7.6Sn [ 16 ] 等。 现今，骨科适合3D技术的有骨科手术辅助和骨置换体 [ 17 ] 。手术辅助是指根据病患损伤或需要去除部分数据打印出假骨和辅助导板，使用假骨和导板模拟手术研究切割位、打孔位、打孔深度等，大幅度提高手术质量降低手术风险和难度，缩减手术时间，减轻病患痛苦。骨假体利用3D打印技术直接制造成轻量化多孔骨，利于假骨活体化，可在空隙内再生人体组织细胞，且定制的假体假骨跟患者身体所长形态相同，最终手术完成后达到接近人体真骨的效果 [ 18 ] 。2014年4月，第四军医大学西京医院骨科郭征教授带领的团队完成亚洲首例钛合金3D打印骨盆肿瘤假体植入术，使患者巨大肿瘤切除后的缺失骨盆得到精细化完美重建，解决了复杂部位骨肿瘤切除后骨缺损个体化重建的临床难题 [ 19 ] 。2015年7月，第四军医大学唐都医院胸腔外科为一名胸骨肿瘤患者成功实施了3D打印钛合金胸骨植入手术，术后患者恢复良好，无任何并发症出现，这也成为世界首例3D打印钛合金胸骨植入术 [ 20 ] 。 图2. 钛合金骨板与颅骨修复片 牙科具有个性化定制快速需求、轻量微型等突出特点，特别适合采用金属粉末(特别是钛合金)的3D打印技术，产品有牙冠、牙桥、舌侧正畸托槽、假牙支架、牙钉等(见图3)。如果采用传统制造方式，制造周期长，难以满足个性化需求。同时制造精度不高，难以加工高硬度材料，需求高强度密集手工操作，人工成本高，制造产品质量受制于技师水平等。而采用3D打印生产牙科相关植入体零件可避免这些问题，可直接输入三维数据使用钛合金等粉末打印，即可获得合格的牙科植入体零件。 2.2. 手板和模具领域 3D打印在手板和模具领域亦有着其独特的优势。一方面，与传统方法相比，3D打印因由计算机控制，并严格按照三维软件绘图来控制尺寸。对于复杂零件，没有制作路径限制，可极大幅度降低模型和模具制备时间，提高模型精度与质量。特别是可使用零件所用材料制造，可测试更多手板、模型的性能与体验，尤其超复杂曲面零件。如果采用传统工艺制造，可说是让设计师头疼，让生产者发疯，长达数周，花费大量金钱才能完成，完成后发现有问题，又要再次试制，采用3D技术则可在一周之内甚至几个小时低成本完成此工作。3D打印的零件手板和复杂模具如图4所示。 2.3. 航空航天领域 传统锻造和铸造技术制备的钛合金件已被广泛应用于高新技术领域，但由于产品成本高、工艺复杂和较长交货周期，限制了其应用范围，特别是有定制化要求的航空航天更突显了传统加工方式的弊端 [ 21 ] 。 “轻量化”和“高强度”一直是航空航天设备制造和研发的主要目标，而由3D打印制造的金属零件则完全符合其对设备的要求。首先，3D打印技术集概念设计、技术验证与生产制造于一体，可快速实现小规模产品创新，缩短研发时间。通过3D打印某些零件，可节约材料，3D打印所特有的增材制造技术能使原材料利用率高达90%，降低生产成本，没有复杂的传统工艺，缩短制造时间，且可制造出形状复杂的零部件。 航空发动机用钛合金主要包括TC4、TA11、TC18等 [ 22 ] ；在飞机机身的应用中较广泛的钛合金有TB8 [ 23 ] 、TB6 [ 24 ] 、TB9 [ 25 ] 等。近期，比利时航空航天公司Sonaca与法孚米其林FMAS公司宣布合作，为航空航天行业开发和制造3D打印的钛合金零件。法国也投资1050万美元启动FAIR项目，以帮助推进该国工业增材制造技术的发展 [ 26 ] 。使用3D打印钛合金零件的F-35战机已进行试飞。作为钛合金激光打印领域的先行者，美国自然不甘落后，美国空军和洛克希德·马丁公司已宣布与Sciaky公司成为合作伙伴，且计划使用该公司生产的襟副翼翼梁装备正在生产的F-35战斗机 [ 27 ] 。 我国在3D打印航空航天领域较突出的科研团队为西北工业大学凝固技术国家重点实验室黄卫东教授所带领的团队以及北京航空航天大学王华明教授所带领的团队。近年来，在航空航天领域均取得了较大的成果。图5为西工大用3D打印制造3米长用于国产C919飞机上的钛合金中央翼缘条 [ 28 ] 。 图3. 舌侧正畸与牙冠 图4. 零件手板与复杂模具 图5. 国产飞机C919钛合金中央翼缘条 此外，中国航天科工三院306所技术人员成功突破TA15和Ti2AlNb异种钛合金材料梯度过渡复合技术，采用激光3D打印试制出的具有大温度梯度一体化钛合金结构进气道试验件顺利通过了力热联合试验。该技术成功融合了激光3D打印与梯度结构复合制造两种工艺，解决了传统连接方式(如法兰连接、焊接等工艺方法)带来的增重、密封性差和结构件整体强度刚度低等问题，为具有温度梯度结构的开发设计与制造开辟了新的研制途径。同时，开创了一种异种材料间非传统连接的制造模式，实现了结构功能一体化零部件的设计与制造 [ 29 ] 。 3D打印还可直接用于零部件的修复和制造 [ 30 ] 。航空航天零件结构较复杂，且成本很高昂，一旦出现瑕疵或缺损，可能造成数十万甚至上百万人民币的损失。而3D打印技术可用同一材料将缺损部位修补成完整形状，修复后的性能不受影响，大大节约时间和金钱。
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user: 3. 钛合金3D打印的研究现状 采用激光为热源的SLM技术是将金属粉末按设定的路径一层层堆焊叠加，其本质就是一个焊接过程，所以打印的金属零件内部必然存在气孔、裂纹、夹杂、未熔合等焊接缺陷，因此缺陷控制技术是金属3D打印技术研究的重要课题之一。 SLM打印零件中的孔洞来源可能有以下几种：1) SLM功率不够或移动速度太快，金属粉末未完全熔敷就凝固；2) 熔融金属凝固补缩不及时而形成；3) 成型室内氧含量偏高，粉末熔化过程形成氧化物夹杂及气孔。裂纹主要为冷裂纹，具有典型的穿晶断裂特征 [ 31 ] 。这是由于SLM成形过程中激光熔化金属粉末产生高温梯度导致零件内部存在较高的残余应力，同时抗裂强度低的马氏体组织在残余应力的作用下产生裂纹，粗大的裂纹最终也会分解为较小的裂纹而终止扩展。 基于这些缺陷的发生，此时需要通过后处理提高SLM制件的性能 [ 32 ] 。对于裂纹和缺陷的研究较通用的方法为机械测试、热处理和HIP热等静压工艺，并通过电子显微镜和计算机断层扫描来研究SLM件孔隙分布情况。最初观察到微米级别的孔隙是影响疲劳强度的主要原因，其中残余应力对疲劳裂纹增长的影响尤为显著。 对于孔洞缺陷的产生，一般可通过调节扫描速度、功率和间距等工艺参数进行调节。为了减少SLM成形金属零件的孔隙率提高致密度，王迪等人 [ 33 ] 对激光扫描单道熔池的形成特性进行了研究，探讨了扫描速度和激光功率对熔池宽度的影响，发现熔池附近无粉区宽度与熔池宽度有直接关系，并分析了激光连续扫描粉末情况下的扫描线间搭接缺陷，实验结果表明，层间错开扫描策略对SLM直接成型金属零件的致密度与力学性能有明显的改善。王志刚等 [ 34 ] 通过对SLM制件进行HIP处理后，发现真空裂纹完全愈合，试样中不规则孔体积缩小，且形状变为球形或者近球形。对于层厚较小，层与层之间粘结紧密，相对密度较高的零件HIP后晶粒更粗大；层厚较大，层间存在少许粘结不良，但孔洞大部为闭合孔，HIP后晶粒细小且沿SLM加工层间分布。SLM制件经HIP后，相对密度都有一定提升，尤其是对于闭合孔较多的制件中相对密度提升很大。 由于残余应力对SLM成形的影响，陈德宁等人 [ 35 ] 对SLM蛇形扫描和岛式扫描的温度场进行了对比研究。结果表明：SLM成形过程中熔池呈水滴状，前端温度等值线比后端细密。与蛇形扫描方式(见图6(a))相比，岛式扫描(见图6(b))方式下岛屿边缘会出现温度二次升高现象，试件整体温度场分布均匀，有利于减小应力集中。温度场特点直接影响β相柱状晶的大小，岛式扫描方式更易形成较粗的β相柱状晶。张升等人 [ 31 ] 通过逐行交替扫描打印TC4合金制件。结果表明：其组织为网篮状马氏体组织，抗裂强度较差的马氏体组织在残余应力的作用下而产生裂纹，粗大的裂纹最终分解为较小裂纹而终止扩展，并认为通过调整成形工艺参数(激光能量、扫描速度、扫描间距)以及控制熔滴的体积可改变制件组织，同时削弱残余应力，从而达到减弱或消除裂纹的目的。Murr等人 [ 36 ] 通过测试TC4合金的残余应力，发现成形件主要受拉伸应力的作用，且可达到几百MPa。残余应力的产生主要是由于熔池内较大的温度梯度，消除残余应力的方法主要有：1) 调整加工工艺，控制熔池大小，使热量能较快的散失出去；2) 通过热处理使残余应力释放；3) 施加静载或动载。粉末粒度(D50中位粒径)、球形度、流动性、夹杂、气体含量等也对打印件的质量影响很大，激光选区熔化成形比较合适的粉末粒度为25~45 μm，粉末球形度会影响送粉和铺粉的稳定性，而影响打印质量，粉末中的夹杂物以及气体等会在打印制件内形成夹杂和气孔 [ 37 ] 。
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user: 4. 结束语 直接制造金属零件，甚至是组装好的功能性金属制件产品，无疑是制造业对增材技术发展的终极目标要求。采用激光或电子束直接熔化金属粉末，逐层堆积金属，形成金属直接成形零件，是现代制造技术的一个跨越。该技术可直接制造复杂结构金属功能零件，其制件力学性能可达到锻件性能指标，更能 图6. 蛇形扫描(a)和岛式扫描(b) 制造出满足个性化需求的生物医用植入体。通过增材制造和减材加工组成的复合加工系统，可满足高精度零部件制造加工的要求。通过系统集成现有先进精密机械、电器控制与软件控制，实现选区激光熔化设备国产化，以此拓展并推动增材制造在工业中的应用。因此，金属增材制造技术对定制化复杂型金属材料而言，是一种极为有利的加工制造技术。增材制造技术也为生物制造科学和仿生制造科学提供研究手段，使得增材制造技术的内涵进一步得到延伸。
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user: 摘 要 目的：探讨缺硒致鸡心肌损伤的代谢组学变化。方法：选用1日龄雏鸡，采用低硒饲料喂养建立鸡缺硒心肌损伤模型；通过血浆代谢组学方法检测差异代谢物质。结果：发现正负离子状态下，缺硒组血浆均有显著差异代谢物质，共计16种。其中显著上调表达的有胆碱、磷脂酰甘油、和亮氨酸(P < 0.01)。结论：在缺硒组中观察到甘油、磷脂、亮氨酸、类固醇等生化物质的异常代谢。这些潜在的生物标志物与炎症、凋亡、和血小板聚集有关。可初步为深入理解鸡缺硒心肌损伤代谢机制提供新的信息。 关键词 :鸡心肌细胞，缺硒，代谢组 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 硒(Selenium， Se)是人和动物必需微量元素，在禽类的生长发育、繁殖、免疫功能及抵抗疾病等方面发挥着重要生物学功能 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。缺硒可以引起动物的出生率下降、健康受损、以及基于心肌退行性病变导致的出生病死率的提高。缺硒引发GSH-Px活性下降，过氧化物堆积，从而直接损伤细胞膜，尤其是线粒体膜。缺硒导致红细胞脆性增加表现出贫血以及内皮细胞膜受损出现肿胀等。研究发现，硒与心血管系统的结构、功能及其疾病的发生关系密切 [ 4 ] 。已知缺硒与克山病、动脉粥样硬化、冠心病等疾病的发生发展有明显相关性。因此，本文通过代谢学组技术分析讨论缺硒对雏鸡发育过程中心肌组织损伤前后的代谢物的变化，这些结果将对揭示在缺硒状态下鸡心肌发育损伤中的生物学功能及缺硒鸡心肌组织病变的可能机制具有重要意义。