DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 试验结果及分析 4.1. 压实特性 对0#HMA、1#WMA、2#WMA在对应的170℃、145℃、130℃成型温度下分别成型试件，三组混合料的压实曲线如图2所示。 三组沥青混合料的压实曲线仅在压实开始和结束时有细微差别，认为是实验仪器启动、停止时产生的系统误差。 在压实温度分别降低25℃、40℃的条件下，1#WMA、2#WMA保持了与0#HMA一致的压实特性，说明不同使用方法下温拌剂L具有显著降低混合料成型温度的作用；2#WMA的压实温度尚比1#WMA低15℃，分析原因可能为：水分的掺入增大了沥青混合料中的液体含量，起到了更大的润滑作用，用水量对温拌剂L使用效果的影响应进一步研究。 4.2. 高温性能 对三组沥青混合料成型放置24 h后进行了车辙试验，试验结果见图3。 图2. 三组混合料压实曲线 车辙试验结果显示，无论何种使用方法，温拌剂L不仅能有效降低沥青混合料的成型温度，对混合料的高温稳定性亦有提升效果，其中1#WMA车辙性能提高19.3%，2#WMA车辙性能提高13.1%。 根据Mohr-Coulomb理论，较高温度下，沥青混合料的强度由矿料间嵌锁力和胶结料粘聚力组成，2#WMA经常温放置和车辙试验60℃保温，使混合料经历了类似养生的过程，混合料中可能存在的水分逐渐蒸发，曾受水分影响粘结的沥青与矿料重新加强结合，最终将温拌剂L对混合料高温性能的提升效果表现出来。 图3. 三组混合料车辙试验结果 4.3. 水稳定性 三组混合料的马歇尔稳定度和浸水马歇尔稳定度试验结果如图4所示。 根据马歇尔稳定度试验结果，1#WMA水稳定性与0#HMA几乎无差异，2#WMA稳定度和浸水稳定度较0#HMA都有所降低，残留稳定度下降约2%。在考虑试验误差的情况下，认为温拌剂L的不同使用方法对混合料水稳定性几乎无影响，但也有研究表明浸水马歇尔试验似乎不能准确地表征温拌沥青混合料的水稳定性 [ 5 ] [ 6 ]。 图4. 三组混合料水稳定性试验结果 为确定温拌剂L不同使用方法是否会对沥青混合料水稳定性产生影响，选择冻融劈裂试验进一步研究。试验结果见表4。 Table 4 Results of freeze-thaw split test of three groups of asphalt mixtur 组别 冻融循环前劈裂强度/MPa 冻融循环后劈裂强度/MPa TSR/% 0#HMA 1.05 0.92 87.6 1#WMA 0.98 0.85 87.4 2#WMA 0.90 0.74 82.7 表4. 三组沥青混合料冻融劈裂试验结果 由冻融循环试验结果，1#WMA与0#HMA的TSR指标接近，但劈裂强度略微降低，温拌剂L对混合料的绝对强度有一定影响；2#WMA的TSR虽然能满足规范要求，但已经接近规范值，且劈裂强度进一步降低，其水稳定性需要予以关注。 造成2#WMA水稳定性能降低的有原因分析如下：低拌合温度导致集料本身和外加水无法及时蒸发完全，导致有水分残存于集料表面和沥青膜之间，影响沥青与集料的黏附，在冻融循环条件下剥离沥青膜，最终使得混合料水稳定性降低。 4.4. 低温性能 利用MTS试验仪对三组沥青混合料进行了−10℃弯曲试验，计算了各组混合料的弯拉强度、最大弯拉应变和劲度模量，结果见图5。 三组混合料的劲度模量基本相同，表明温拌剂L的使用未对混合料劲度模量产生明显影响；使用温拌剂后混合料弯拉强度降低，以0#HMA为基准，1#WMA、2#WMA的弯拉破坏强度降低9.9%、29.9%；弯拉应变1#WMA、2#WMA较基准降低5.5%、26.2%。 虽然2#WMA的破坏应变能满足规范中冬严寒区的要求，但其低温抗裂性能的下降需引起注意。分析认为，2#WMA在大幅降低成型温度的同时，也增大了混合料中水分残余的风险。这部分水的存在致使沥青无法与集料充分粘结形成强度，无法完全发挥沥青胶结料低温下的粘弹性，故混合料弯拉破坏强度和弯拉应变降低。 图5. 三组混合料低温弯曲试验结果 4.5. 综合分析 分析三组沥青混合料各项路用性能试验结果，考虑各试验的方法，发现对于需经历低温的试验，如冻融劈裂试验、低温弯曲试验，2#WMA的试验结果相较于另外两种混合料有较大幅度降低，其余试验则不会出现该现象，表明2#WMA的路用性能对低温十分敏感，混合料中残余水分在低温下发生冻胀或是主因。可以推断，若温度条件允许混合料中残余水分逸出散失，则混合料的路用性能受2#使用方法的影响将大大降低。 上述分析过程为温拌剂L的两种使用方法工程应用提供了思路：2#方法可以在夏季高温时使用，利用较高的环境温度并强调压实过程，可实现混合料的路用性能与常规热拌沥青混合料性能相当，40℃左右的降温幅度将会产生显著的经济环境效益；1#使用方法更适用于冬季施工，能有效延长可施工温度区间。
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user: 5. 结论 1、1#WMA、2#WMA较0#HMA压实温度分别降低25℃和40℃，压实特性与0#HMA无异，温拌剂L的两种使用方法均可明显降低混合料成型温度； 2、1#WMA、2#WMA的动稳定度提高19.3%、13.1%，温拌剂L可改善混合料高温性能； 3、0#HMA、1#WMA、2#WMA的马歇尔残留稳定度差别不大，但2#WMA的TSR明显低于0#HMA、1#WMA并接近规范下限。安全起见，建议以TSR作为温拌混合料水稳定性评价指标； 4、以0#HMA为基准，1#WMA、2#WMA的弯拉破坏强度降低9.9%、29.9%，弯拉应变降低5.5%、26.2%，2#WMA低温性能明显降低； 5、2#WMA的路用性能对低温十分敏感，混合料中可能残存的水分在低温下发生冻胀或是造成性能降低的主因，推荐温拌剂L的2#方法夏季高温时使用，1#方法冬季低温时使用。
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user: 摘要 为了制备出适合有机电解液的多孔碳材料，提高其电化学性能，本文利用高分子作为碳源，葡萄糖作为诱导剂，通过KOH活化，制备出3D交联多孔碳材料。通过XRD、拉曼、XPS、SEM等方法对其进行表征。组装成超级电容器，通过电化学测试表明，在1 A g −1 下具有较高的比电容。在20 A g −1 的电流密度下循环10，000次，还有66.2%的电容保持率。此外，在10 A g −1 的高电流密度下，具有较小的电容衰减。
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user: 1. 引言 发展可持续和可再生能源已成为当今社会最重要的问题之一，近些年来，随着电动汽车，移动可穿戴设备等需求的不断提升和化石燃料的持续消耗，提高传统能源的利用率和拓展新能源应用范围的问题日益凸显 [ 1 ]。现如今，在能量储存这一领域的研究发展迅速。这些设备的性能依赖于材料的特性，开发新型材料是能量转换和储存方面的核心所在 [ 2 ]。例如引入可充电的锂离子电池。近年来，纳米材料受到广泛的关注，纳米材料在电化学储能领域也变得越来越重要 [ 3 ]。 储能系统新材料的开发已经引起了极大的关注。在化石燃料有限的情况下，设计可持续的功能材料替代化石能源是一种既可行又有前景的方法 [ 4 ]。超级电容器具有充放电时间更短，安全可靠，使用寿命更长，较高的功率密度，绿色环保等优点，已广泛应用于商业和工业领域 [ 5 ]。从便携式消费电子产品，计算机存储备份系统，混合动力汽车和下一代全电动汽车，以及大工业规模的电力能源管理 [ 6 ]。虽然超级电容器具有快速充放电、高的功率密度，但是其能量密度太低，所以制约了其商业化应用，根据能量密度公式：E = 1/2CV 2 ，提高材料的比电容和电压窗口都可以提升能量密度，但现在对超级电容器电解液的研究开发进行较慢，想要进一步提高超级电容器的能量密度，只有制备出与电解液相匹配的电极材料才能使能量密度到达最高 [ 7 ]。 Nan等人 [ 8 ] 利用葡萄糖为碳源，三聚氰胺为氮源，通过简单的水热反应结合冷冻干燥得到有机聚合物框架，并以此为自模板高温热解得到氮掺杂的葡萄糖基多孔碳微球，三电极体系下，测试结果显示样品在0.5 A/g时比电容为280.8 F/g，在20 A/g下电容仍保持62.5%。在本项研究工作中，我们以聚乙烯醇(PVA)为碳源，以葡萄糖(Glucose)作为辅助碳源和诱导剂，以KOH作为活化剂，制备出一种交联三维多孔碳材料(PG)，通过表征发现材料具有很高的比表面积和适当的微孔结构。作为超级电容器的电极材料，组装成纽扣电池并进行电化学性能测试，发现其具有优异的电化学性能。
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user: 2. 实验部分 2.1. PG的制备 首先，称取3 g的聚乙烯醇置于烧杯中，加入25 ml去离子水，并加热至90℃搅拌2 h。并在110℃下干燥8 h，之后置于管式炉中，在氮气氛围下，以5℃ min −1 的速率升温至500℃保持2 h。得到的样品加入KOH溶液，搅拌并干燥。然后置于管式炉中在氮气氛围下，以5℃ min −1 的速率升温至800℃保持2 h。得到的样品用稀盐酸和蒸馏水洗涤直至中性，最后真空100℃干燥12 h得到PG粉末。为了对比加入葡萄糖的量对样品的影响，设置了不同质量比的聚乙烯醇和葡萄糖(1:0，1:1和1:2)。将合成的碳材料总命名为PGX，X为聚乙烯醇和蛋白质质量比的第二个数值。 2.2. 材料的表征 分析样品的微观结构和成分特性通过扫描电镜(SEM， Model S-4800)，透射电镜(TEM， JEM-2100F)，X射线衍射(XRD， Smart APex II)，X射线光电子能谱(XPS， ESCALAB 250Xi)以及拉曼(Raman， Ranishaw RM1000， λ = 514 nm)来进行表征。分析样品在高温时候的分解过程通过热分析仪(TGA， STA449C)，升温速率为5℃ min −1 ，在惰性气体的氛围中。 2.3. 电化学测试 超级电容器电池的组装：称取两片质量相同的电极片，并放在一个样品袋中。运用切片机，裁剪出直径为18 mm的隔膜。先是观察手套箱中的水氧含量是否低于0.1 ppm，若没有需等它自动净化至0.1 ppm以下，或者通过洗气的方式，净化至0.1 ppm以下。把隔膜、电极片转移至充满氮气的手套箱中进行组装。组装顺序为正极电机壳–钢片–电极片–隔膜–电极片–钢片–弹片–负极电池壳。电解液采用的是1 M的TEABF 4 /AN，滴加在电极片与隔膜之间，并用电池封装机进行封装，组装成CR2025型扣式电池。使用CHI660E电化学工作站进行循环伏安和交流阻抗测试。通过新威电池性能测试系统对电池进行恒流充放电测试测试。
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user: 4. 结论 利用高分子作为碳源，加入葡萄糖作为诱导剂，KOH为活化剂，制备出了一种新型3D交联多孔碳材料，比表面积高达3165.67 m 2 g −1 ，具有较高的孔体积(4.5 m 2 g −1 )，独特的扩孔结构，有利于离子的吸附和传输。相较于Zhang，等人 [ 12 ] 利用蔗糖和氯化锌一步碳化法制备了多孔碳材料，但其比表面积只有1688 m 2 g −1 ，具有较小的孔体积(1.5 cm 3 g −1 )。将其作为超级电容器的电极材料，在1 A g −1 下具有较高的比电容。在20 A g −1 的电流密度下循环10，000次，也还有66.2%的电容保持率，对比常规的活性炭材料，表现出优越的电化学性能和稳定性。
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user: 摘要 柔性应变传感器在人体运动检测中起到至关重要的作用。本研究基于捻度取向不同的碳化丝布，提出了一种具有高灵敏、大应变范围和高选择性的二维柔性电阻式应变传感器，该传感器可以有效识别平面内应变的方向及大小，灵敏度(GF)可达18.70，应变检测范围达100%，x轴与y轴达100以上的灵敏度差异倍率，且具有500次以上的循环拉伸稳定性，可以实现应变大小与方向的传感检测。
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user: 1. 引言 随着人工交互技术的发展，柔性应变传感作为柔性电子的重要组成部分之一，可在健康监控、行为检测、柔性机器人等多个方向得到广泛应用。其中，柔性电阻式应变传感器由于其具有检测灵敏、工作原理简单、成本低，生物可兼容等优点而成为该领域的重要研究方向之一。传统的基于金属箔等材料制备的应变传感器由于其可拉伸工作范围小和低灵敏度等问题，已不再合适作为人体可穿戴方向的研究。目前，有许多的研究工作者采用银纳米线 [ 1 ] [ 2 ]、铜纳米线 [ 3 ]、银纳米颗粒 [ 4 ] 等纳米金属材料，或采用碳黑 [ 5 ]、碳纳米管 [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]、还原氧化石墨烯 [ 10 ] [ 11 ]、碳纤维 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] 等碳材料，以及导电聚合物 [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]、离子液体 [ 18 ] 和液态金属 [ 19 ] [ 20 ] 等新兴材料作为传感敏感层，与弹性封装基底复合制备柔性电阻式应变传感器。 然而，目前研究的大部分柔性电阻式应变传感器，不论在结构上属于夹层结构还是纤维同轴结构，其检测原理均是在对单个维度的形变进行传感检测。而人体的皮肤表面是近似的二维平面，这要求在检测时传感器的工作主轴必须严格贴合在应变发生的方向。事实上，人体的诸多运动行为会导致表面皮肤的应变变化更为复杂，除了应变的大小同样对应变的方向也需要进行检测。在这一工作场景下传统的一维传感会导致数据量缺失无法到达检测要求。 二维柔性电阻式应变传感器通过将两个一维的柔性电阻式应变传感器正交贴合来分别实现两个正交方向的应变检测，再通过应变的矢量合成得到想要的平面传感信息。但是实际上，机械地将两个一维传感器进行组合并不能实现二维传感检测的效果。来自非传感主轴方向上的应变会导致敏感传感膜横向拉伸，改变其导电通路，引起干扰性的电阻变化。因此。具有高度选择性是实现二维柔性电阻式应变传感器的必要条件。 为了实现具有高选择性的二维应变传感器，往往需要特殊的结构与工艺设计。Seung Hwan Ko等人通过在垂直与拉伸检测方向上引入预拉伸成膜工艺，减小了垂直方向上拉伸对传感器电阻变化的影响，可以实现35%应变下GF > 20的灵敏传感且0˚方向上几乎没有电阻变化 [ 21 ]。Jong-Man Kim等人通过在硬弹性体中引入“口”字状的软弹性体区域，在对其应变分布的仿真中分析可以看出，大应变的区域会集中于附载应变方向，从而保护了正交方向上的应变，实现60%应变下GF > 20的灵敏传感且选择性ΔGF > 20 [ 22 ]。Wanjun Park等人通过模板工艺制备出具有蛇形结构的敏感膜，使在x方向与y方向进行拉伸的过程中受到的应变电阻的占比不同，从而造成不同方向上的灵敏度差异，但是这种方式并不能显著提高正交信号之间的选择性 [ 23 ]。Sang-Gook Kim等人通过化学沉积制备了具有高度取相的CNT阵列，然后将CNT阵列在基底上干纺丝制备出具有高度取相的CNT纤维传感器，这种高度取向性的传感材料同样能提高二维应变传感器的选择性。虽然他们的以上工作较好的解决了二维传感器选择性的问题，但是需要复杂的结构或者特殊的工艺作为支持。 另一方面，将一些原本不导电的材料进行高温碳化后得到的碳化导电材料一直以来都是应变传感器的敏感传感材料的选择之一，碳化后的材料能后保持原材料的一些特殊的结构是这类材料的优势之一，同时优良的导电性以及在应变作用下发生的断裂、错位、滑移等都为传感器电阻的快速变化提供的了理论基础。张莹莹课题组先后用Ecoflex封装碳化棉布制备出了具有高性能的可穿戴的应变传感器，其最大灵敏度可达64，并且可以检测0.02%的微小应变 [ 12 ]；采用Ecoflex封装具有经纬不同捻度的碳化丝布制备了高弹性的灵敏柔性应变传感器，碳化丝布在外力拉伸下形成了独特的岛与裂纹结构 [ 13 ]；此外，该课题组通过将中国传统宣纸进行碳化，制备了具有120%应变和高达248灵明度的柔性应变传感器 [ 24 ]。胡良兵等人通过将自然木材碳化得到碳化海绵，而原本木材的微结构成为了碳化海绵的微结构 [ 25 ]。俞书宏等人以纳米纤维为载体，制备了间苯二酚树脂海绵，并碳化得到碳化海绵，保留了原本的纤维结构用于应变传感 [ 14 ]。因此，将蚕丝布碳化后得到的碳化丝布仍能保留原布的一些纤维结构特性并拥有一定的应用价值，本课题组已有将这种碳化丝布应用于葡萄糖传感以及PH传感的工作 [ 26 ] [ 27 ]。 结合以上两点，本文提出了一种以碳化捻度取向不同的平纹结构的蚕丝布后得到的碳纤维作为敏感传感层、Ecoflex作为弹性封装层、液态金属铟镓合金与铜片作为电极来实现具有高灵敏选择性的二维柔性电阻式应变传感器。通过碳化保留的平纹结构使得碳纤维在纵向主轴方向上有捻，而在横向干扰方向上无捻。基于这样的传感膜制备出的柔性传感器既可以实现纵向主轴拉伸时破坏导电路径以实现灵敏传感，又可以减少横向拉伸对主要导电通路的影响从而减少横向干扰。最终制备的二维柔性电阻式应变传感器具有高灵敏(GF∼18)和大应变检测范围(≥100%)，高度的选择性(ΔGF∼18且灵敏度倍率达100倍以上)，与同类工作相比取得较为优良的性能。该传感器结构设计与制备工艺简单，能够有效的检测二维平面上应变的大小及方向，在人体可穿戴领域的应变传感检测方向上表现出一定的潜力。
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user: 2. 实验 实验所用材料：商用平纹组织丝布、EcoflexA、EcoflexB、液态金属铟镓合金、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、铜片、铜导线及焊锡。 2.1. 平纹结构碳化丝布的制备 取平纹结构蚕丝布，裁剪至14 cm × 4 cm与石英板大小相同，用去离子水洗净后在45℃烘箱烘干，之后放置在石英板上送至管式炉。在通氮气环境下以3℃/min速率升温至350℃，保温一个小时，再以5℃/min升温至900℃，保温2个小时，获得保留有织物结构的碳化丝布。 2.2. 二维柔性电阻式应变传感器的制备 第一步，取EcoflexA与B各1.5 g以1:1质量比在塑料皿中充分混合，将混合液转移到0.7 mm深的玻璃模具中并以2 mm/s的速度刮涂均匀，静置2分钟后，放置在加热台上以100℃加热30分钟完成第一层的封装层。第二步，取制备好的平纹结构碳化丝布，在显微镜下观察捻度取向，确定取向后在玻璃板上用手术刀裁至3.5 cm × 0.6 cm。取两份铜胶带与PET裁剪至2 cm × 0.5 cm，贴合在碳化丝布的两端并重合0.25 cm，使碳化丝布留出3 cm的敏感工作长度。完成后放置在第一层已经固化后的Ecoflex上，并用注射器在电极交界处涂抹铟镓液态合金，完成第二层的传感层。重复以上步骤，完成第三层的封装层、第四层的传感层和第五层的封装层，其中第四层的碳布丝布与第二层相互垂直。完成后再配置均匀Ecoflex混合液转移至盖状模具中完成对液态金属的封装。最后将铜导线焊至铜胶带上，完成传感器制备。 2.3. 测试方法及设备信息 所有实验的电阻测量采用领挚科技(Linkzill)的挚盒完成，灵敏度测试中各个测试点在到达指定应变10 s后数值稳定后读数，稳定性测试采用了程控电机进行循环拉伸，拉伸速度为5 mm/s。 碳化丝布的微观形貌分别通过在Zeiss Ultra Plus场发射扫描电子显微镜和上海蔡康光学仪器的光学显微镜进行表征。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 二维柔性电阻式应变传感器的结构及其制备工艺设计 图1. (a)二维柔性电阻式应变传感器的制备流程图和光学照片；(b)蚕丝布；(c)碳化丝布；(d)传感器器件 图2. 平纹结构的碳化丝布表征(a)未被拉伸的碳化丝布的SEM图像；(b) 0˚夹角下沿着有捻螺旋纤维100%拉伸下的显微镜光学照片；(c) 90˚夹角下沿着无捻平行纤维100%拉伸下的显微镜光学照片 图1(a)为二维柔性电阻式应变传感器的制备流程，整个传感器一共分为5层，制备流程由底部向上进行，其中1、3、5层为弹性封装层，用于提供弹性基底和保护敏感传感层，由Ecoflex在模具中加热固化形成，2、4层为敏感传感层，由传感材料碳化丝布和电极构成，电极由用液态金属连结的铜片和外部焊接的铜线构成，传感层相互正交以分别检测各自所在方向的应变。图1(b)为购买的具有特定结构的蚕丝布的光学照片，图1(c)为经过管制炉碳化后得到的碳化丝布，图1(d)为制备好的传感器实物图。 3.2. 平纹碳化丝布的拉伸表征 为了理解平纹结构碳化丝布作为敏感层的应变传感器的工作原理，我们对不同方向拉伸状态下的碳化丝布进行了结构表征。图2(a)为碳化丝布的SEM照片。照片中可以明显看出横向的纤维为有捻纤维成螺旋状聚在一起成一根大纤维，而纵向的纤维为无捻纤维成平行状相对更为散落。图2(b)为0˚夹角拉伸下碳化丝布的显微镜光学照片，照片中的拉伸方向为横向，与有捻的螺旋纤维同向。从照片中观察到，在外界拉力的作用下有捻的螺旋纤维被破坏，形成了局部的空白区域，此时原本以螺旋纤维为主的导电路径被改变，需要通过纵向的平行状纤维来绕过空白区域，这一过程导致了传感器电阻的增加；当拉力撤去，空白区域消失，螺旋纤维的断裂部分重新连接，电阻回归初始值。图2(c)为90˚夹角拉伸下碳化丝布的显微镜光学照片。照片中的拉伸方向为纵向，与无捻的平行纤维同向，在垂直方向下进行拉伸，作为构成导电路径的螺旋纤维的结构并没有被大幅度破坏形成空白区，电阻的变化主要由大纤维的扭曲引起。由这一原因引起的电阻变化相比断裂引起的电阻变化并不在同一数量级，因此起到了灵敏选择防干扰的效果。 3.3. 二维柔性电阻式应变传感器的灵敏选择性测试 为了验证具有捻度取向不同的碳化丝布可以实现对应变的方向选择，我们制备并表征了二维柔性应变传感器，在5个不同角度下进行不同应变的拉伸测试，传感器在不同的拉伸角度下表现出了灵敏度梯度。图3为不同方向角度下二维柔性电阻式应变传感器的拉伸特性曲线，黑色与红色分别代表x轴向与y轴向的传感器的电阻变化率，表1为双轴灵敏度及其差值比值汇总，图4为表1的数据比较。通过特性曲线以及表格的数据，可以看出该传感器在不同的拉伸角度下表现出了不同的灵敏响应，GF随角度从0˚的18左右依次减少到30˚的10左右、45˚的5.6左右、60˚的1.3左右以及90˚下的几乎为0，具有较为明显的区分度，0˚与90˚的正交方向下更是有100倍以上的灵敏度比值，这证明器件在进行二维应变测量的过程中，在正交方向上几乎没有产生干扰影响，说明该传感器具有较好的选择性，验证了上文中提出的材料捻度取向不同导致导电路径受应变影响程度不同的猜想。另外，除去90˚方向下受材料泊松比的影响较大的情况，其余的方向拉伸下传感器的传感特性表现出较好的线性(R 2 > 0.99)；我们猜想这是由于碳化丝布在受拉伸前即为一个宏观整体的缘故，拉伸后均匀形成空白区域，可行导电通路减少，电阻平稳增加；而本身非宏观整体的材料在拉伸中电阻的增加是基于接触电阻间隔距离增加的缘故，因而往往是指数型变化。高线性这使得传感器在进行二维应变测量的过程中在先通过灵敏度比值确定应变角度的基础上可以较为准确的确定应变的大小。同时，该传感器可以承受高达100%的应变检测，这几乎覆盖了人体表面常见应变范围，其原因一方面是电阻随应变拉伸的平稳增加使得器件难以产生完全断路的情况，另一方面是具有高弹性范围的Ecoflex的有效封装缓解了敏感层材料的过早崩坏。表2总结了本工作与已经发表的二维柔性电阻式应变传感器工作的器件性能对比，可以看出，目前已有的工作的工作范围都难以超过60%，几乎不具备线性，灵敏度在20~40，且均具有不错了选择性。与已发表的工作相比，本工作具有较高的工作范围(100%)、优秀的线性(除去90˚其余R 2 > 0.99)和优良的选择性(GFx/GFy > 100)，且器件结构简单，制备工艺简易，是人体表面如手、脖颈、肘、膝盖等复杂应变检测中的一种具有参考价值的方法。 以不同角度下灵敏度差异大这一特点为基础，本文制备的二维柔性电阻式应变传感器可以对二维平面内应变进行方向与大小的传感。在传感测量中，首先根据x轴与y轴传感电阻变化的灵敏度的比值确定此时的应变方向，在根据该方向上传感器所表现出的灵敏度与实际电阻变化确定应变大小，从而可以实现二维平面上的应变传感。 图3. 二维柔性电阻式应变传感器的不同角度灵敏特性曲线，拉伸测试方向分别与x轴夹角成(a) 0˚；(b) 30˚；(c) 45˚；(d) 60˚；(e) 90˚ Table 1 Sensitivity of different angles of two-dimensional flexible resistance strain sensor 角度 GFx GFy ΔGF GFx/GFy 0 18.70 0.15 18.55 126 30 10.83 1.26 9.57 8.57 45 5.96 5.40 0.56 1.10 60 1.30 10.68 −9.38 0.122 90 0.06 18.79 −18.73 3.41E−3 表1. 二维柔性电阻式应变传感器的不同角度灵敏度 Table 2 Working comparison of two-dimensional flexible resistance strain sensor 材料 工作范围 灵敏度 选择性 线性 参考文献 AgNW/PDMS 35% 20 正交方向电阻几乎不变 - [ 21 ] AgNW/SVS 60% 20 ΔGF = 20 - [ 22 ] 石墨烯/PDMS 20% 42.2 正交方向电阻灵敏度略小 - [ 23 ] CSF/Ecoflex 100% 18.7 GFx/GFy > 100 R 2 > 0.79 本工作 表2. 二维柔性电阻式应变传感器工作对比 图4. 二维柔性电阻式应变传感器的各角度下的灵敏度(a)灵敏度大小比较(b)对数坐标下的灵敏度比值随角度的变化曲线 3.4. 二维柔性电阻式应变传感器的稳定性测试 图5. 二维柔性电阻式应变传感器的循环拉伸测试结果，器件稳定后在100%应变下拉伸测试方向分别与x轴夹角成(a) 0˚；(b) 30˚；(c) 45˚；(d) 60˚；(e) 90˚的测试以及(f)0˚下的50%应变500周期循环拉伸 图5为二维柔性电阻式应变传感器的稳定性测试结果，器件在制备完成后首先要进行应变范围100%的100次预拉伸，目的是充分破坏纤维以在局部区域形成稳定的空白区域，从而可以得到一个初始电阻相对稳定的传感器。图5(a)~(e)分别为与x轴夹角成0˚、30˚、45˚、60˚和90˚的5次反复拉伸测试，黑色代表x轴的电阻变化，红色代表y轴的电阻变化，可以观察到，不论在哪一角度下进行反复拉伸，传感器的初始电阻不会有明显的变化。在图5(f)中的500次循环拉伸测试中，除去前10个周期器件尚未达到稳定状态的情况，其余周期器件的性能没有产生明显的衰减，说明本文制备的传感器具有良好的工作稳定性。
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user: 4. 总结 本文提出了一种具有高灵敏选择性的二维柔性电阻式应变传感器，可以实时检测平面应变的方向与大小。传感器的敏感传感层采用的是平纹结构的碳化丝布，该碳布横向由有捻的螺旋状纤维与纵向的无捻的平行状纤维共同构成。在传感时，有捻的螺旋纤维组成主要导电路径，而无捻的平行纤维作为支路辅助导电。当应变方向在传感主轴时破坏螺旋纤维变为两种纤维共同导电，改变导电路径并极大的引起了传感器的电阻变化，而应变方向垂直于传感主轴时破坏平行纤维而导电路径不发生变化，传感器电阻几乎不变起到防干扰的作用。 基于该碳化丝布制备的传感器具有至少100%高应变范围的且GF = 18.7的主轴灵敏度，且具有高度的传感选择性和传感线性用于支持同时表征应变的大小与方向。此外，该传感器具有良好的机械和电气稳定性，在500次的循环加载卸载稳定测试中没有明显的性能衰减。
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user: 摘要 本论文利用脉冲激光沉积法在普通玻璃、SrTiO 3 (100)单晶衬底上分别制备得到La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 /SiO 2 和La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 /SrTiO 3 (100)薄膜，研究衬底对La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 物理特性的影响。实验结果表明：在普通玻璃衬底上制备得到纯相多晶LSMO薄膜，在SrTiO 3 (100)单晶衬底上制备得到具有外延取向生长的LSMO薄膜；在磁性方面，La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 /SiO 2 薄膜的居里温度(Tc)低于LSMO/SrTiO 3 (100)薄膜。在Tc以下，LSMO/SiO 2 薄膜的矫顽力和磁化磁强度均大于LSMO/SrTiO 3 (100)薄膜；在电性方面，两个样品的电阻率温度曲线存在明显区别：LSMO/SiO 2 薄膜存在两个转变点，并且在整个测量温区(5~400 K)均表现出明显的磁电阻效应，最大磁电阻值达到−98%；对于LSMO/SrTiO 3 (100)样品，电阻率温度曲线中仅在高温区(350 K附近)存在一个转变点。且仅在M-I转变温度附近有明显的磁电阻现象，最大磁电阻值为−53.12%。从以上研究结果可以看出，不同衬底条件对LSMO薄膜的微结构有明显影响，进而对其磁性、磁电阻特性产生调制作用。这一结果在钙钛矿锰氧化物复合结构材料物理特性调制研究以及在自旋电子器件中的应用研究具有很好的参考意义。
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user: 1. 引言 钙钛矿结构锰氧化物材料因其丰富的磁性、电子输运及其电、磁耦合等物理特性而得到人们的广泛研究。早在1954年，Volger在La 0.8 Sr 0.2 MnO 3 多晶样品中首次测量到了约10%的磁电阻效应 [ 1 ]。而直到1988年，Baibich等人在磁性多层膜发现了巨磁电阻效应(gient magnetoresistivity effect， GMR) [ 2 ]。特别是在1993年，Helmolt等人 [ 3 ] 在La 2/3 Sr 1/3 MnO 3 薄膜样品中观测到了庞磁电阻效应(colossal magnetoresistivity effect， CMR)，比在磁性多层膜中得到的巨磁阻效应大得多。由此，人们对具有磁电阻效应的氧化物材料(如钙钛矿结构锰基氧化物La 1−x M x MnO 3 (M = Sr、Ca、Ba等))开展了更为广泛而深入的研究 [ 4 ] - [ 9 ]。其中La 1−x Sr x MnO 3 体系由于拥有铁磁性，较高的居里温度和高的自旋极化率，以及具有新奇电子输运等优异特性而得到人们的极大关注 [ 4 ] [ 10 ]，包括其中的基本物理特性研究以及其在自旋电子器件的应用研究。研究表明，这一体系的磁性、电输运特性对微结构变化、应力等外界条件变化较为敏感 [ 11 ]。为了得到这一问题更为详细的信息，我们通过选择不同衬底材料，利用脉冲激光沉积法制备得到不同微结构的La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 薄膜，从实验上研究其中的磁性、电性和磁电阻特性的变化情况，为后续开展此类材料在自旋电子、场效应及传感等领域的器件研究提供更丰富的实验基础。
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user: 2. 实验 在实验上，我们通过脉冲激光沉积法，分别在普通玻璃(SiO 2 )、SrTiO 3 (100)单晶(简写为STO)衬底上制备得到La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 (简写为LSMO)薄膜。具体实验过程如下。 2.1. La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 靶材制备 通过溶胶–凝胶法(sol-gel)制备LSMO靶材：以六合水硝酸镧(>99.99%)、硝酸锶(>99.99%)及醋酸锰(>99.9%)为原材料，取适量的去离子水为溶剂，按照理论化学计量比称取且进行溶解，形成A溶液；同时以柠檬酸为材料溶解于适量的乙二醇为溶剂，形成B溶液。将B溶液加入A溶液中，并在80℃的温度下水浴120 mins，形成凝胶；将LSMO湿凝胶经过一系列步骤(陈化、干燥、研磨、去有机物、压靶及烧结)得到适用于PLD法制备薄膜的LSMO靶材。其中烧结温度和时间分别为1150℃、540 mins。 2.2. La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 薄膜制备 以上述方法制备得到LSMO多晶块体为靶材，利用脉冲激光沉积系统制备出以SiO 2 和SrTiO 3 为衬底的LSMO薄膜。制备参数如下：激光器的工作气体：KrF气体；衬底温度：750℃，腔体氧压：40 Pa；激光波长：248 nm；激光工作能量：350 mJ，工作频率：5 Hz；薄膜沉积时间：120 mins。沉积结束后，对薄膜原位退火10 mins。 2.3. La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 薄膜结构及物性测量 使用日本理学生产的型号为MinFlex-II的X射线衍射仪(CuKα靶，波长λ = 1.5406 Å)对LSMO薄膜样品进行结构特性的测试；通过天美公司生产的型号为日立SU8010的扫描电子显微镜对上述薄膜样品进行表面与截面形貌上的表征；利用QuantumDesign公司的材料综合物性测量系统(PPMS DynaCool-9)测试样品的磁特性及电学特性。
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user: 4. 结论 本文采用脉冲激光沉积法在普通玻璃和SrTiO 3 单晶衬底上分别制备得到La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 薄膜，研究不同衬底条件对La 0.7 Sr 0.3 MnO 3 物理特性的影响。结构测试结果表明，在玻璃衬底上所制备得到的多晶LSMO薄膜具有很好的纯相ABO 3 钙钛矿结构；而在SrTiO 3 单晶衬底上的LSMO薄膜具有明显的延衬底晶向取外延生长特征；磁特性测量结果表明，由于衬底晶格常数与LSMO晶格常数匹配程度不同，LSMO薄膜呈现不一样的物理特性：磁性方面，LSMO/SiO 2 薄膜的居里温度为276.01 K，低于LSMO/SrTiO 3 (100)薄膜的Tc (310.65 K)。在Tc以下，LSMO/SiO 2 薄膜的矫顽力和磁化磁强均大于LSMO/SrTiO 3 (100)薄膜，这与LSMO薄膜生长在不同衬底时的微结构变化引起的双交换作用和磁各向异性变化有关；磁电阻特测量结果表明，两个样品表现出不同的电阻、磁电阻特性：LSMO/SiO 2 样品的电阻率温度曲线存在两个转变点，Tp 1 = 223 K即为金属–绝缘体转变温度，Tp 2 = 60 K处，出现了低温区电阻极小值；在测量温区(5 K~400 K)，该样品均表现出明显的磁电阻效应，在5 K、8 T条件下的磁电阻值达到−98%。在室温附近，8 T磁场下的磁电阻值仍达到−42%。分析表明这一磁电阻现象更多属于晶界处的隧穿磁电阻效应。对于LSMO/SrTiO 3 (100)样品，仅在高温区(350 K附近)存在金属–绝缘体(M-I)转变温度。且仅在M-I转变温度附近有明显的磁电阻现象，在M-I转变温度处、8 T磁场下的磁电阻值为−53.12%，这一结果比LSMO/SiO 2 样品小很多。本文的实验结果表明，不同衬底条件对LSMO薄膜的磁性、磁电阻特性有重要影响。这一结果为钙钛矿锰氧化物在复合结构材料构建及其物理特性调制，以及在自旋电子器件中的应用研究提供重要的参考。
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user: 摘要 钢渣在企业内部的循环使用是钢渣资源化利用的一种途径，但仍然有一个亟需解决的问题，即钢渣的循环会造成磷在钢铁流程内的富集，影响冶炼过程和钢材品质。本文探究了通过施加电场脱除熔渣中磷元素的可行性，希望以此来提高钢渣在钢铁企业内部的循环利用率。试验中以钢液和石墨棒为电极，向熔渣中施加1.5 V~6.0 V的电压并改变电压施加方向，来研究在不同的电场作用下熔渣中磷元素的迁移特性。试验结果表明：当负极为钢液时，熔渣中的(P 2 O 5 )含量随电压增加而降低，最低时(P 2 O 5 )含量为空白试样的75%。当负极为石墨棒时，熔渣中(P 2 O 5 )含量的降低程度更大，最低时熔渣中(P 2 O 5 )含量为空白试样的15%。不论电压方向如何，在负极附近熔渣中(P 2 O 5 )含量要低于远离负极的熔渣，同时负极附近熔渣的碱度要高于远离负极的熔渣。通过分析上述结果可知：磷在负极发生还原溶解于钢液中或以气体的形态离开熔渣。当负极为石墨棒时，施加外加电场还具有加速熔渣中的磷向钢液中迁移的作用。
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user: 1. 引言 在钢铁行业所产生的各种固体废弃物中，钢渣占有较大的比例，但是由于钢渣本身的特性，始终没有找到一种很好的利用途径。钢渣在高温熔融状态下降温凝固而成，成分上具有高碱度、铁氧化物含量较高的特点，在探索其利用途径时发现其力学强度较高、体积不稳定、水化活性低的特点，其中有些是优势，有些是存在的问题，有些既是优势也是问题，但是这些特点均为其利用与研究提供了依据。 钢渣高碱度和较高的铁氧化物含量使其可以在钢铁企业内进行循环利用，通常用于配入烧结和转炉的留渣操作 [ 1 ] [ 2 ]。可是钢渣在转炉冶炼过程中吸收了钢液中的磷，如果不对磷进行脱除便在内部循环使用，将会造成磷在冶炼流程中富集，降低钢材品质。有研究人员对钢渣的脱磷进行了研究 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]，脱磷方法有浮选法、磁选法、还原法三种，浮选法和磁选法利用的是钢渣中P元素在(2CaO∙SiO 2 )相中富集的特点而进行磷的分离，这两种方法分离程度不高，且浮选法分离速度缓慢。还原法是在高温条件下通过向钢渣中添加还原剂将钢渣中的磷还原，由于钢渣中含有一定的铁氧化物，在还原过程中会产生金属铁，还原出的磷一部分会以气态的形式脱除，另一部分会进入还原得到的铁中。近年来我国有不少学者对还原脱磷 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] 进行了研究，并有企业在转炉溅渣护炉环节进行了气化脱磷试验，取得了一定的成效。本文试图通过在熔渣中施加电场，以电化学的方式还原并脱除熔渣中的磷。
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user: 2. 试验原料及方法 2.1. 试验材料 试验熔渣为使用试剂配制并预熔而成的预熔渣，钢块为钢棒切割而成，熔渣以及钢块成分如表1、表2所示。 Table 1 The composition of molten sla 成分 CaO SiO 2 Fe 2 O 3 Al 2 O 3 P 2 O 5 MgO F S 其它 Wt% 43.0 30.5 14.5 7.2 2.6 0.75 1.14 0.042 0.0268 表1. 熔渣成分 Table 2 The composition of stee 组成 Fe Mn Si C P S Wt% 97.92 0.7094 1.14 0.12 0.0948 0.0158 表2. 钢块成分 2.2. 试验方法 称量210 g左右的钢块，按照钢块质量的0.45 wt%称取石墨粉，将石墨粉和钢块一同放入刚玉坩埚中，刚玉坩埚外套石墨坩埚放入高温炉内，石墨坩埚上盖有石墨盖片。升温至1380℃时取下石墨盖片，在1430℃时搅拌钢液并加入50%钢块质量的预熔渣，设定程序在1440℃保温42 min，在保温第38 min时开始加入电极，将电极装好以后，对需要施加电压的试样开始施加电压同时以5℃/min的速度降温，并记录电流的大小，直至为零，此时在1000℃左右，关闭电源，将电极和试样一同取出，放入废弃的耐火材料箱中冷却。对不同外貌的熔渣取样，研磨至200目以下，使用扫描X射线荧光光谱仪进行XRF检测来分析成分，图1为试验装置示意图，表3为试验计划表，表中“+”表示钢液做负极，称作电场正加，“−”表示石墨棒做负极，称作电场反加。将块状渣样镶嵌于树脂中，使用砂纸打磨至800目，使用显微镜相机拍摄矿相显微镜下观测到的图像，放大倍数为10 × 10倍，拍摄图片如图2、图3所示。 图1. 试验装置示意图。1. 电源；2. 石墨电极；3. 熔渣；4. 钢液；5. 刚玉管；6. 石墨坩埚；7. 刚玉坩埚；8. 石墨电极 Table 3 Test schedul 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电压 0 V 1.5 V+ 3.0 V+ 4.5 V+ 6.0 V+ 1.5 V− 3.0 V− 4.5 V− 6.0 V− 表3. 试验计划表 图2. 正加3.0 V试样上部(左侧)和下部(右侧)矿相照片，图片实际宽度为2 mm 图3. 反加1.5 V试样浅色熔渣(左侧)和深色熔渣(右侧)矿相照片，图片实际宽度为2 mm 对上述试验结果进行分析后又进行了后续试验，后续试验的电压分别为正加6 V、反加6 V和0 V，使用的材料及配比与上述试验一致，但保温时间改为70 min，保温完成后便将电极取出，然后取出坩埚室温冷却。在加入预熔渣后的第25 min和第70 min使用石英管取铁样，将取出的铁样镶嵌于树脂中，使用砂纸打磨至1200目，使用扫描X射线荧光光谱仪进行XRF检测分析成分，分析结果如图4所示。 扫描X射线荧光光谱仪型号为ARLAdvant’X Intellipower TM 3600型扫描，显微镜相机型号为澳浦CMOS相机USB2.0。
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user: 3. 试验结果及讨论 3.1. 试验结果 从图5可以看出，在正加时，熔渣中的(P 2 O 5 )含量随电压增加而逐渐下降，6 V时磷含量降低为空白试样的75%。在反加时，熔渣中的(P 2 O 5 )含量也随电压增加而下降，但是下降速度明显快于正加的时候，在6 V时磷含量降低为空白试样的15%。其中正加3 V试样的数据出现异样，原因是由于之前进行分析研究时用掉了部分熔渣，剩余的熔渣中(P 2 O 5 )含量较高的熔渣所占的比例高，所以(P 2 O 5 )含量偏高，具体的数据参见表4。 图4. 试样反加1.5 V (左侧)和反加3 V (右侧) 图5. 熔渣中P 2 O 5 含量随电压的变化 对于正加的试样，当电压增加至3 V时，负极处(渣金界面)的熔渣由之前的淡绿色转变为不透明的灰黑色，且随着电压的增加灰黑色渣的比例增加，如图6所示。图2为3 V试样上部浅色渣和下部不透明渣的矿相照片，如图所示这两个部位的矿相都是在浅色基底上存在不规则状的暗色斑点，虽然外观上差别较大，但矿相区别不大，而且成分分析也显示两者没有明显的区别。在4.5 V和6 V的试样中在负极处还出现了粉化的渣。 对于反加电压的试样，在1.5 V时，负极处(石墨棒和熔渣界面)的熔渣开始转变为灰黑色，如图4左侧所示，当电压变为3 V时，熔渣全部变为灰黑色，如图4右侧所示，石墨棒附近是粉化的熔渣，向外扩展是棕黑色的不透明渣，再向外扩展则是带有透明感的灰黑色渣。4.5 V与6 V试样与3 V相似。图3是1.5 V试样浅色部位和深色部位熔渣的矿相照片，图中显示两个部位的矿相同样是浅色基底上的不规则状的深色斑点，深色熔渣的斑点较浅色熔渣的少。 图6. 正加4.5 V试样(左侧)和正加6.0 V试样(右侧) 将熔渣破碎并分离不同形貌的渣样，研磨至200目以下，然后进行XRF分析，分析结果如表4所示，表中标注的“上”、“下”、“粉”分别指距离负极最远的浅绿色渣(正加电场试样)或是带有透明感的灰黑色渣(反加电场试样)、距离负极次远的不透明渣和负极处粉化的渣粉。 从表4中的数据可以看出，熔渣中的各个部位的(P 2 O 5 )含量和碱度与该部位距离负极的远近有着较好的相关性，熔渣的(P 2 O 5 )含量随着与负极间距离的缩短而降低，而碱度则随着距离的缩短而增加。在发生粉化的渣样中，其(P 2 O 5 )含量和碱度与其它部位的渣样有着明显的差距。 Table 4 The relation between P2O5 content and basicity in different parts of moltensla 编号 电场方向 电压大小及位置 w(P 2 O 5 )/wt% 碱度R 1 正加 3.0 V上 0.435 1.10 2 正加 3.0 V下 0.225 1.13 3 正加 4.5 V上 0.338 1.10 4 正加 4.5 V下 0.200 1.11 5 正加 6.0 V上 0.395 1.09 6 正加 6.0 V下 0.201 1.14 7 正加 6.0 V粉 0.074 1.55 8 反加 1.5 V上 0.389 0.98 9 正加 1.5 V下 0.222 1.16 10 正加 4.5 V上 0.066 1.05 11 正加 4.5 V下 0.048 1.12 12 正加 4.5 V粉 0.054 1.36 表4. 熔渣中不同部位的w (P 2 O 5 )含量及碱度关系 图7为后续试验钢样中的磷含量变化，从图中可以看到，在添加电场前钢液中的磷含量接近，在添加电场完成后的钢液中，6 V反加试样的磷含量明显的高于其它两个钢样，换算为熔渣中的(P 2 O 5 )含量为w(P 2 O 5 ) = 0.23%，可以推断在反加电场的试样中熔渣中的磷向钢液发生了迁移。 图7. 施加电场前后钢液中磷含量变化 3.2. 结果讨论 试验结果表明，不论是正加还是反加电场，负极处熔渣的碱度更高而P 2 O 5 含量更低。 负极附近碱度高于其它地方是由于在负极处金属阳离子被还原，需要正极一侧的阳离子来补充，根据熔渣的离子理论，在熔渣中Si 4+ 、Al 3+ 、P 5+ 以络合阴离子的形式存在，移动困难，而Ca 2+ 以简单阳离子的形式存在，移动要比络合阴离子容易，也就是说熔渣中阳离子的电迁移率要高于阴离子，因而Ca 2+ 由正极向负极迁移，在施加电场的同时，炉内的温度也在逐渐降低，因而熔渣内部通过对流来均匀成分的作用受到很大的限制，所以出现了负极处氧化钙含量增加的现象。 负极处渣样磷含量低是由于熔渣中的磷在负极发生还原，以气态或溶解于钢液的形式脱离熔渣，反加电场渣样中负极处磷可能以气态的形式脱除，而正加电场渣样中磷以溶解于钢液的形式脱除。 同时还存在三个明显的现象，首先是反加电场渣样中熔渣里的磷向钢液中迁移，这明显和以电化学还原的方式进行气化脱磷不同，因而推测在反加电场渣样中不仅存在着气化脱磷，同时还有磷由熔渣中向钢液中的迁移，这两种方式中的气化脱磷方式与外加电场的电化学作用相符合，而磷由熔渣中向钢液中的迁移与电化学作用相矛盾，因而推测磷由熔渣中向钢液中的迁移是由于渣金之间尚未达到平衡所致，反加电场可能对渣金界面、渣金界面的反应以及界面两侧的物质传输等方面产生影响，加速反应向平衡态的进行。具体可描述为下面三个方面： 1) 施加电场后钢液与熔渣界面的双电层发生改变，由于电毛细作用 [ 10 ]，渣金界面张力也发生变化，可能会对反应速度有一定的影响。 2) 反加试样中正极处发生氧离子的氧化，与钢液中的碳反应生成CO及CO 2 并排出，气体排出时对熔渣具有搅动作用，有利于降低熔渣中磷的浓度差。 3) 在低碱度的熔渣中阴离子主要是硅离子、铝离子和氧离子形成的复杂络阴离子，简单氧离子比较少，在正极发生氧离子的氧化反应时，可能会有络阴离子的分解，使得Si 4+ 、Al 3+ 、P 5+ 由络阴离子中分离出来，反应活性增加，加快了反应向平衡态移动。 对反加电场试样，熔渣取样后可以发现其中含有较多的小气泡，并且反加电场试样的钢块表面有许多细小的凸起，正加电场试样表面则没有。这些现象也表明反加电场试样的渣金界面的情况与正加电场试样有所不同。因此认为在反加电场既存在电化学气化脱磷作用，也存在由于反加电场带来的加快反应向平衡态移动的作用。 其次是图4试样中6 V正加电场铁样的磷含量与0 V铁样的磷含量在施加电场前后都十分相似，这与之前的正加电场会降低熔渣中的(P 2 O 5 )含量不相符，这里推测可能是由于图4试验中的反应一直在1440℃保温的条件下进行，而非图5试验中的降温条件，所以使得两者之间的差距减小。 最后是对于试验结果需要进一步探讨的问题。依照上述结论熔渣与钢液之间尚未达到平衡态，在正加电场试样中钢液负极发生了熔渣中磷的还原和磷溶解于钢液中，这与渣金间原本的反应的方向是一致的，这样的话在外加电场的电化学作用下，正加电场试样熔渣中的磷含量应该有更加明显的降低，而试验结果表明正加电场试样中熔渣的磷含量却高于反加电场试样。
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user: 4. 结论 1) 正加电场时，熔渣中的(P 2 O 5 )含量随电压增加而降低，在6 V时降为空白试样的75%。反加电场时，熔渣中(P 2 O 5 )的含量也随着电压增加而降低，且降低速度与幅度都要大于正加时，在6 V时降为空白试样的15%。 2) 以石墨做正极，钢液做负极或是调转两者，均是负极处熔渣的碱度更高而(P 2 O 5 )含量更低。熔渣中的磷在负极发生还原以溶解于钢液的形式或以气体的形式脱离熔渣使得熔渣中磷含量降低。在负极发生的阳离子的还原引起了正电荷的缺失，而熔渣中的钙离子相对于其它离子具有较高的电迁移率，因此主要钙离子向负极移动来补充负极正电荷的缺失，增加了负极处氧化钙的含量。 3) 在正加电场的试样中，熔渣中的磷通过在负极还原并溶解于钢液中的形式脱离熔渣。在反加电场试样中，熔渣中的磷以两种脱离熔渣，第一种是在负极还原并以气体的形态脱离熔渣，第二种是受到施加电场影响加速了渣金间反应向平衡态进行，使熔渣中的磷向钢液中迁移。
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user: 摘要 目的：探讨说课培训在外科监护室临床护理师资培训中的应用与效果。方法：采用整群抽样法，遴选15名外科监护室护理骨干进行说课培训，通过为期8周的培训–演示–实践–评价，组织专家和同行互评以比较两轮说课实施情况，同时比较参训人员对自身培训前后的教学能力自我评价。结果：15名参训师资经过两轮培训均掌握了说课方法，能根据教学目的与大纲进行教学设计，但在授课设计中关于专业外语词汇应用方面较少，差异无统计学意义(P > 0.05)。两轮说课前后参训师资的教学能力自评得分与说课实施情况专家和同行互评得分均有明显提升，差异有统计学意义(P < 0.05)。结论：组织临床护理师资参加说课培训，能够提升参训师资的教学能力，提高团队的授课质量与临床教学培训效果，进而实现患者受益目标。
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user: 1. 前言 说课是授课教师在独立备课的基础上，向领导或同行系统介绍自己的教学设想、教学目的及理论依据，随后由听者评议的一种以口头叙述为主的教研形式 [ 1 ]。外科监护室(surgical intensive care unit， SICU)是集中收治围手术期危重、复杂与疑难病例的特殊护理单元，是医院内护士晋职晋级及各层次护生实习轮转的必转科室之一 [ 2 ]。SICU的护理骨干在护理工作同时承担着临床教学“双师型”身份。鉴于SICU理论知识内容多、更新快，主题授课是临床带教不可缺少的内容。我院SICU作为市级ICU适任护士实训基地，承担着不同类别人员的临床带教。该SICU自2020年7月起，尝试对病区内的护理骨干进行说课培训，以培养提高其授课能力，取得了较好效果，现报道如下。
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user: 2. 培训对象与方法 2.1. 研究对象 采用整群抽样法，借鉴廖唐洪等人 [ 3 ] 设计的《教学医院临床带教老师教学能力评价体系》从思想品德、认知能力、带教能力三个维度对病区内所有护士进行综合测评(总分100分)。最终经考核 ≥ 90分，且自愿参加本次培训的15名护理骨干遴选纳入培训对象。本研究通过伦理审查与许可，一般资料见表1。 2.2. 培训方法 2.2.1. 前期准备 护士长在总护士长指导下，根据遴选师资人数，结合教学计划与目标，梳理护生或轮转人员在SICU学习期间必须掌握的重要知识点，确定了16个讲座主题，具体为“危重症患者镇静镇痛管理、危重症患者营养治疗、机械通气护理、血管活性药物使用、感染控制管理、气道湿化的护理管理、呼吸机相关性肺炎的预防与管理、压疮的预防与管理、血流动力学检测、临床危急值报告与处置、危重患者早期功能锻炼、SICU患者静脉输液管理、危重症患者脏器功能支持与监护、围术期危重症患者监护常规、围术期液体治疗与监护规范和SICU患者心电监护”。 Table 1 General data of clinical nursing teachers included in the training (n = 15 项目 内容 人数 百分比(%) 工作年限 5~10年 11 73.3% >10年 4 26.7% 学历 大专 2 13.3% 本科 13 86.7% 职称 护士 3 20% 护师 12 80% 表1. 纳入培训的临床护理师资一般资料(n = 15名) 2.2.2. 说课演示 由总护士长对纳入培训的15名师资进行7学时的说课培训，分为：① 介绍说课培训方案2学时，包括培训的目的、拟行方案、组织实施与参训人员配合要点等；② 说课方法培训2学时，包括说课与授课的异同、说课的设计与准备、现场表达与点评等；③《危重症患者镇静镇痛管理》说课演示3学时，将授课设计、参考教材选择、文献资料查阅、教学工具应用、教学反馈与考核等直接关系到教学效果的内容融入到相应知识点进行诠释。培训结束给予受训人员2周时间领会培训内容，目的是让每一位受训人员掌握如何通过说课把自己的授课设计，即如何根据教学大纲梳理教学内容并实施授课的思路清晰表达。 2.2.3. 说课实践 在说课演示后的第3周，布置每位参训人员从除《危重症患者镇静镇痛管理》以外的15个主题中选一个进行说课准备。准备期间总护士长、护士长随时给予辅导支持。4周后，即方案实施的第7周安排受训人员轮流说课，邀请总护士长、SICU医师与护士长担任点评专家，对大家的授课设计、课件制作、语言表达等逐一给予评价反馈；其他参训人员作为同行也参与点评。第一轮演示结束，布置大家结合点评进行修改补充，1周后组织再说课。第8周，组织所有人员进行第二轮说课，仍由参与第一轮点评的专家和参训师资进行点评与互评。 2.2.4. 教学评价 每一轮说课结束，借鉴余华等人 [ 4 ] 设计的《课堂教学竞赛评分标准》共3个维度11个条目，1) 实施情况的科学性：明确教学目的和大纲、精选教材内容、理论依据严谨、正确运用专业外语词汇等4个条目。2) 艺术性：启发式教学、重点突出、表达清楚、板书清楚、配合教具器材或病例示教5个条目。3) 思想性：教学态度端正、对学生要求严格2个条目。每个条目10分，共计110分，并按照百分制进行换算。由专家和受训人员分别对除自身以外的受训师资的说课实施情况进行现场评分，比较分析15名受训师资的两轮说课实施情况；同时借鉴贾彦彦 [ 5 ] 研究的《临床护理教师教学能力评价表》共计4个维度10个条目，1) 教学选择：教学目标、教学内容、教学方法；2) 教学整合：目标与内容、内容与方法；3) 教学沟通：教学对话、临床指导、教学协调；4) 学生学习评价：学生学习评价、自我教学评价。共计10个条目，每条10分，共计100分。在两轮说课结束后组织所有受训人员，对护生或轮转人员实施临床带教，一轮临床带教后(即1个月后)，对受训人员参加说课培训前后的教学能力进行自评。 2.2.5. 统计学处理 采用SPSS 20.0软件，计数资料用x 2 检验，计量资料用t检验，以P < 0.05为差异有统计学意义。