DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 目前，单层胶体球阵列及纳米阵列结构在许多领域展现出很好应用前景，如化学生物传感器、光催化、能源存储和转换材料、超疏水表面、透明电极及存储器等 [ 1 ] - [ 8 ] 。由于单层胶体晶体制备方法简单、无需大型制备仪器及应用前景广泛，它们越来越受到众多研究者的关注。一方面，对于高质量的二维、三维胶体球阵列可以很好实现光束的有效调控，如光子晶体；另一方面，以单层的胶体球阵列作为模板时，结合氧等离子刻蚀和角度分辨沉积技术可实现多样的金属纳米结构，这些新型的、多样的金属纳米结构在生物分子检测、太阳能电池、光电转换器件等方面取得了一些很好的研究成果。 单分散的胶体球通常是带有负电的聚苯乙烯微球或者二氧化硅微球，通过微球间的弱相互作用(如静电力、范德华力及离子键作用)在基底表面自组装形成有序的二维、三维微球阵列结构。另外，胶体球微球可借助外力的作用(如离心力、毛细力及重力)来实现大面积的微球阵列结构。因此，研究者采用各种各样的自组装方法来制备单层、可控层数及二元的胶体球阵列结构，包括滴涂法、垂直浸渍提拉法、旋涂法、斜面毛细作用组装技术及水汽界面组装法等 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 。 胶体球阵列结构结合刻蚀和沉积技术可制备出多种多样的反蛋白质结构，如纳米锥、纳米柱、纳米铅笔、纳米半环、纳米碗、纳米支叉和纳米网络等结构 [ 14 ] - [ 19 ] 。这种简单、低廉的制备方法在一定程度上是聚焦离子束和电子束刻蚀制备金属纳米结构方面的补充。 在这篇综述中，我们主要介绍大面积单层胶体球晶体组装的最新方法及以它们为模板制备出的反蛋白质金属结构。首先介绍目前大面积单层胶体球晶体的组装方法，通过单层的胶体球晶体为模板结合刻蚀、沉积技术实现多样的新型金属纳米结构；围绕胶体球晶体和反蛋白质的金属纳米结构的光电属性及潜在应用展开讨论，并对胶体球晶体和反蛋白质的金属纳米结构的发展前景和应用做总结和展望。
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user: 2. 大面积单层胶体球晶体的组装方法 2.1. 气液界面组装法 在众多组装方法中，气液界面组装法是制备大面积胶体球阵列结构的简单而有效方法之一。这种方法是以水气界面作为辅助层，采用乙醇将聚苯乙烯微球溶液进行一定比例的稀释，在乙醇挥发的带动下，浮到辅助层表面的聚苯乙烯微球自组装形成阵列结构。为了更加有效的控制微球在界面的有序排列，可以通过在溶液中添加一些表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)来降低液面的表面张力。界面上的微球在表面活性剂的推动下可控性的聚合、排列及整合，形成大面积的胶体球阵列结构。研究结果表明，单层的胶体球阵列结构在界面自组装过程中要受到多个因素的影响，如胶体球溶液的浓度，分散剂的比例，水面的表面张力以及胶体球溶液进入水面速度。另外，为实现大面积、高质量的单层胶体球阵列结构，必须很好控制喷射胶体球溶液的喷头与水面的距离，这样可以使其更好的漂浮在界面上，同时可以避免胶体球溶液进入水中。因此，有效地控制以上几个条件，可实现超大面积的单层胶体球阵列结构的制备。 为实现大面积的单层胶体球阵列结构，北京大学齐利民研究组采用衬底辅助胶体球界面组装方法在水气界面上形成面积超20 cm 2 单层胶体球晶体。首先通过浸渍在水中的衬底作为辅助，乙醇稀释后的胶体球溶液缓慢地注入到水中，在衬底以及混合溶液毛细力的协同作用下，避免胶体球渗入水中，从而有效地提高界面自组装的效率。另外，在溶液表面添加一定量的十二烷基硫酸钠溶液，不仅可以降低溶液的表面张力，而且可进一步提高单层胶体球阵列结构的紧密度。最后，将浮在界面上的单层胶体球阵列结构缓慢的捞在衬底表面，在空气中自然蒸干后，在衬底上形成单层的胶体球阵列结构。中科院宁波材料研究所叶继春研究组采用微推进喷射系统将界面组装方法进一步升级，极大地提高界面组装的效率，可达到(3000片/小时)超大面积的单层胶体球阵列结构。微推进喷射系统制备大面积的聚苯乙烯纳米球阵列过程的示意图如图1所示。具体的方法如下：将衬底浸入到容器中水面下，同时连接微推进喷射系统的喷嘴，如图1(a)所示。调节喷嘴和水面的接触状态位置，达到最佳状态后，启动微推进喷射系统，在水面注入胶体球溶液，如图1(b)所示。胶体球溶液通过微推进喷射系统不断注入到水面上，直到其表面出现多彩干涉图，这说明在水面上形成单层的胶体球阵列结构，如图1(c)所示。通过降低水面或者提升衬底，将浮在水面上的单层胶体球阵列结构捕获到衬底上，如图1(d)所示。目前，微推进喷射系统界面自组装方法将单层的胶体球阵列结构的制备推广到工业领域，为其在产业化的推进做出了重要的贡献。 图1. 微推进喷射系统制备大面积的聚苯乙烯纳米球阵列过程的示意图。(a) 基底提前浸渍在微推进喷射系统的的水面下；(b) 初始阶段注射在水面上的聚苯乙烯纳米胶体球。(c) 在水面形成的六边形排列的PS单层(白光照射下所产生的多彩干涉图)。(d) 通过提高衬底或者降低水位后沉积到基板上的聚苯乙烯单层阵列结构 [ 12 ] 界面自组装依据喷嘴的形状、注入方式以及界面的属性等，将胶体球溶液浮到界面上。Asher研究组设计针尖注入法成功地制备单层的胶体球阵列结构。叶继春研究组的微推进喷射系统就是基于这种方法进行的升级。另外，Asher研究组通过液态的汞界面作为辅助层，胶体球溶液在其表面自组装形成单层的胶体球阵列结构 [ 20 ] 。通过选择不同的界面属性，胶体球可在其他液面上进行可控性自组装，Wu L.等在油水界面自组装形成单层的胶体球阵列结构 [ 21 ] 。界面自组装法作为一种简单、有效的自组装方法，可将直径从几百纳米到几个微米的胶体球组装形成单层的胶体球阵列结构。 2.2. 楔形微通道自组装法 楔形微通道自组装法也是近几年提出的一种简单、有效的制备大面积胶体球阵列的方法，这种微通道为胶体球溶液自组装过程提供稳定的对流空间，让胶体球溶液在干燥过程中保持直线形态，从而有效地避免胶体球在自组装过程中产生团聚、叠层等不利的情况，更为有效地制备出大面积的单层胶体球阵列结构。南京大学王振林研究组采用楔形微通道自组装法成功地在平整衬底上自组装制备出二维的六边形胶体晶体(面积可达到几平方厘米)，如图2所示 [ 22 ] 。楔形微通道自组装法对液面的控制要求比较高，如果液面是凹型或凸型都会导致胶体球自组装过程产生大量的缺陷，因此，通过辅助衬底可很好改善胶体球溶液在自组装过程中液面形态，即保持直线。这样通过楔形微通道成功地制备出大面积的胶体球阵列结构。南京师范大学叶永红课题组在原有楔形微通道自组装法基础上发展出重力辅助对流自组装法，利用胶体球溶液在自倾斜的楔形微通道中所受的重力以及溶液蒸发过程中的毛细力的协同作用，成功地制备出大面积的胶体球阵列结构，如图3所示 [ 23 ] 。 图2. 楔形微通道自组装法制备大面积胶体球微球阵列结构图。(a) 为胶体球溶液在楔形微通道中自组装的过程，通过这种微通道胶体球溶液的液面始终保持直线形态，从而确保胶体球在自组装过程中形成大面积的阵列结构。(b) 大面积胶体球阵列的图像。(c) 胶体球阵列的扫描电镜图。(d) 单层胶体球阵列结构的晶格衍射图样 [ 22 ]
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user: 3. 基于胶体球阵列的金属纳米结构的制备 金属微-纳阵列结构材料是目前纳米光学领域的热点研究对象，由于金属与光相互作用下所产生的特殊光学现象，在表面增强拉曼散射光谱、化学和生物传感器、太阳能电池、自旋材料及非线性光学方面有较大的潜在应用价值。由于纳米球印刷技术制备方法简单、便宜、有效、快捷，很快成为制备金属 图3. 重力辅助楔形微通道对流自组装法制备大面积胶体球微球阵列结构图。(a)为胶体球溶液在楔形微通道中自组装的过程的示意图。(b) 胶体球溶液在蒸发过程中液面保持的形态。(c) 大面积的单层胶体球阵列结构，在白光在照射下产生的彩色干涉条纹。(d) 单层胶体球阵列结构的扫描电镜图 [ 23 ] 纳米阵列结构一种重要的组成部分。纳米球印刷技术，也就是胶体球阵列结构结合“自下而上”的沉积技术可在胶体球模板的间隙中实现其反演结构，早期典型的代表工作是Christy L. Hayne和Richard P. Van Duyne等人采用滴涂法成功地制备出单层及双层胶体球阵列结构，并以此为模板制备出金属纳米三角阵列及纳米颗粒阵列结构，该方法为显微技术在金属纳米阵列结构方面的研究提供可能 [ 9 ] 。随着纳米球印刷技术的不断发展，胶体球阵列结构结合刻蚀技术、角度分辨沉积技术已经可以可控地设计制备出各种各样的金属纳米结构。 3.1. 纳米锥阵列结构 胶体球阵列结构结合等离子刻蚀技术可在不同衬底表面制备出纳米锥、纳米柱结构。加利福尼亚大学欧文分校Robert M. Corn的研究组采用聚四氟乙烯板为基底材料，通过自组装方法在衬底表面制备出大面积的聚苯乙烯微球阵列结构，结合氧等离子刻蚀技术在基底表面形成有序的纳米锥结构。通过控制胶体球的尺寸可很好的控制纳米锥的结构分布，通过调节氧等离子刻蚀的时间能够有效地控制胶体球的直径的变化，如图4所示 [ 15 ] 。图4为纳米锥阵列结构的制备示意图，(a)是在聚四氟乙烯衬底上自组装形成的聚苯乙烯胶体球。(b)和(c)为控制氧等离子刻蚀时间所形成的纳米锥腔和纳米锥阵列结构。(d)为在聚四氟乙烯纳米锥表面溅射一层金膜。通过简单的氧等离子刻蚀技术制备出金属纳米锥阵列结构。图4(e)~(h)分别为直径1 um、750 nm、500 nm和350 nm的聚苯乙烯微球通过氧等离子刻蚀后产生的纳米锥阵列的扫描电镜图。另外，对于750 nm的聚苯乙烯微球而言，氧等离子刻蚀的时间为3 min时，聚苯乙烯微球在3 min内无法完全刻蚀掉，但是聚四氟乙烯衬底被刻蚀成锥状分布。因此，在3 min钟的刻蚀条件下，将形成纳米锥附着聚苯乙烯微球阵列结构，如图5(a)所示。当刻蚀时间增加到6 min时，聚苯乙烯微球几乎被完全刻蚀掉，从而衬底上形成锥状分布，如图4(h)所示。 图4. (a~d)是纳米锥阵列结构的制备示意图：(a)是在聚四氟乙烯衬底上自组装形成的聚苯乙烯胶体球；(b)和(c)为控制氧等离子刻蚀时间所形成的纳米锥腔和纳米锥阵列结构；(d)为在聚四氟乙烯纳米锥表面溅射一层金膜。(e~h)分别为直径1 um、750 nm、500 nm和350 nm的聚苯乙烯微球通过氧等离子刻蚀后产生的纳米锥阵列的扫描电镜图 [ 15 ] 图5. (a)~(c)是不同氧等离子刻蚀时间下纳米锥阵列结构的扫描电镜图(上图)，单个纳米锥的扫描电镜图(左下图)和样品的光学图像(右下图) [ 15 ] 中科院宁波材料研究所叶继春研究组通过胶体球模板结合反应离子束刻蚀技术和溶液腐蚀方法制备出硅纳米金字塔、纳米柱和纳米铅笔阵列结构。基本制备过程是首先通过界面自组装方法制备出单层胶体球阵列结构，以此为模板结合反应离子束刻蚀技术将微球之间的间距进行有效的调节 [ 12 ] ；其次，通过磁控溅射在胶体球模板上沉积一定厚度的金属薄膜，将在硅薄膜衬底形成胶体球复合金属薄膜的阵列结构；再次，将样品浸入甲苯溶液，在超声清洗机辅助下将胶体球去掉，将在硅衬底表面形成金属Ti网络结构；最后，通过化学刻蚀溶液在硅衬底上腐蚀形成纳米金字塔，纳米柱结构，同时去除硅表面的金属涂层。另外，如果采用Ag辅助化学刻蚀方法重复多次上述工艺，可在硅衬底表面形成纳米铅笔阵列结构，如图6所示。 图6. 胶体球阵列结构结合化学刻蚀方法制备出硅纳米阵列结构，(a) 纳米金字塔阵列；(b) 纳米柱阵列；(c) 纳米铅笔阵列 [ 12 ] 3.2. 氮化镓纳米结构的制备 半导体材料形成纳米结构时，可以极大的提高材料的表比面积，从而很好的提高半导体器件的发光效率。中科院半导体所的郑海洋研究组利用纳米球模板结合等离子刻蚀技术成功的制备出氮化镓的纳米柱、纳米锥及类火山的纳米结构，很好的提高了氮化镓的发光效率 [ 24 ] 。图7为制备半导体纳米结构的制备工艺示意图及扫描电镜结果。图7(a)在蓝宝石衬底上依次生长的N型氮化镓、电子传输层及P型氮化镓作为衬底，在该衬底上自组装形成单层聚苯乙烯微球阵列。通过聚苯乙烯微球模板，采用感应耦合等离子体刻蚀P型氮化镓，通过控制刻蚀时间形成不同形态的氮化镓纳米结构，包括纳米柱、纳米锥及类火山结构，如图7(e)~(g)。通过扫描电镜的侧面图可以清楚的看出纳米柱，纳米锥及类火山结构的结构形态。 图7. 半导体纳米结构的加工示意图和扫描电镜图。(a) 在半导体材料表面自组装形成的聚苯乙烯微球阵列。(b)~(d)感应耦合等离子刻蚀分别刻蚀70、80、90s形成的纳米结构。(e)~(g)纳米柱、纳米锥及类火山结构的扫描电镜图 [ 24 ] 3.3. 可控结构的纳米网络阵列结构 胶体球阵列结构结合角度分辨沉积技术可制备出各式各样的金属纳米结构，纳米结构的形态不仅与溅射的角度密切相关，而且还和胶体球之间的间距密不可分。通常情况下，从靶材表面溅射出金属纳米颗粒垂直沉积在衬底表面，旋转衬底让金属纳米颗粒均匀的分布在衬底上。如果胶体球作为模板时，金属纳米颗粒将沉积在胶体球阵列结构的间隙中，形成与胶体球阵列结构相反的结构-反蛋白质结构。当以单层的胶体球阵列结构为模板时，其反蛋白质结构呈现出三角金字塔结构。如果能够很好控制沉积的角度，就可以在衬底表面形成多样金属结构(如双三角，伞)。Richard P. Van Duyne在80年代已经提出了角度分辨沉积技术，并且制备出两个相互重叠的三角阵列结构 [ 25 ] 。南京大学王振林研究组通过严格控制沉积的方向以及靶材与衬底间的距离，成功地制备出双三角阵列结构 [ 26 ] 。近期，哈弗大学的George M. Whitesides研究组将角度分辨沉积技术进一步提高，利用氧等离子将胶体球的间隙有效调节，通过控制沉积的角度和方向在衬底表面制备出多样的金属纳米结构阵列，如图8所示。当溅射的角度和方向不同时，溅射出的靶材通过胶体球模板的阴影形成可控的金属纳米结构，如图8(a)和图8(b)所示。当溅射出的靶材在同一角度、三个方向(他们之间相差120˚)下沉积金属纳米薄膜，由于胶体球模板的阴影的作用将在衬底上将形成三支岔阵列，如图8(c)所示。另外，在相同的角度下，分别四个和六个方向上沉积靶材时，将会形成四边形和螺旋结构阵列结构，如图8(d)和图8(e)所示 [ 19 ] 。 图8. 胶体球模板结合氧等离子刻蚀和角度分辨沉积技术制备出的多样金属纳米结构。(a)和(b)为制备多样金属结构的示意图。在相同角度、三个方向下产生的三支岔阵列。(c) (d)和(e)在相同角度、四个和六个方向下产生的四边形和螺旋阵列结构 [ 19 ]
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user: 4. 总结 在这篇综述中，我们总结大面积胶体球阵列结构的制备最新进展以及以其为模板制备出多样的金属纳米阵列结构。大面积、高品质的胶体球阵列结构通过对流自组装及界面组装法取得很大的进步，其中，微推进喷射系统控制下的界面自组装可高效的制备出超大面积(>1 m 2 )胶体球阵列结构。纳米球刻蚀技术(或者叫胶体球刻蚀技术)作为一种简单、易行且低成本的技术，以胶体球为模板结合刻蚀和沉积技术制备多种新型的反蛋白质金属结构，如纳米锥、纳米柱、米金字塔、纳米铅笔、米半环及纳米网络阵列结构。这些新型的金属纳米结构在化学生物传感、太阳能电池，超疏水材料，手性自旋材料等方面有重要的潜在应用。
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user: 摘 要 采用分子动力学的方法模拟了铁(BCC)和镍(FCC)在常温下的疲劳裂纹扩展行为，对比分析了裂纹在不同结构的金属中尖端微观结构的演变。研究结果表明单晶铁中[ 001 ](010)裂纹扩展时表现出韧性开裂，裂纹尖端主要的变形机制为剪切滑移带和钝化效应，滑移系为[ 111 ](110)；铁中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹表现出脆性断裂，滑移系为[ 110 ](110)；对于[11 2 ¯ ](111)裂纹，位错是疲劳裂纹尖端主要的变形机制。而在单晶镍中，[ 001 ](010)裂纹在常温下以钝化效应开始萌发，而在裂纹扩展中，驻留滑移带是裂纹前端主要的变形机制，滑移系为[ 110 ](11 1 ¯ )；镍中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹尖端的主要变形为位错线，并且在(111)面形成了滑移带；而[11 2 ¯ ](111)裂纹尖端的滑移带却沿着[ 123 ]和[ 132 ]方向滑移，滑移面为{111}面。 关键词 :分子动力学，裂纹扩展，结构 Copyright © 2018 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 金属材料在循环加载下会发生疲劳现象，从而使材料的内部发生局部塑性变形，塑性变形的不断积累就会引起微裂纹的产生，微裂纹不断的增长和积累就会形成宏观裂纹，当裂纹的尺寸超过了自身的临界尺寸后就会最终导致材料的断裂，严重影响材料使用的安全性 [ 1 ] [ 2 ] 。近年来，针对金属材料疲劳裂纹扩展行为的研究已经成为热点。研究表明裂纹在扩展过程中周围主要的变形机制为位错、孪晶、空洞、堆积层错以及滑移带等 [ 3 ] [ 4 ] 。如王瑾等 [ 5 ] 采用分子动力学的方法研究了晶体取向和He浓度对bcc-Fe裂纹扩展行为的影响；Vehoff和Neumann [ 6 ] 运用扫描电子显微镜(SEM)从金属材料疲劳裂纹增长行为中观察到了交变滑移现象，Tang等 [ 7 ] 用分子动力学的方法模拟了循环加载下镁单晶疲劳裂纹扩展行为，并指出(1 2 ¯ 10)[ 0001 ]方向上的裂纹扩展速率最大，反之，(10 2 ¯ 0)[1 2 ¯ 10]方向上的扩展速率最小，而且随着应变率的增加疲劳裂纹增长速率降低；Potirntiche等 [ 8 ] 也采用分子动力学的方法模拟了纳米铜单晶疲劳裂纹增长的力学行为，结果表明，在裂纹尖端观察到了双滑移带，并指出疲劳裂纹增长过程中主要的特征是裂纹尖端纳米空洞形核的形成。如Guo等 [ 9 ] [ 10 ] 采用分子动力学的方法模拟了单晶铁的拉伸裂纹扩展行为，结果表明相变和再结晶现象在{110}<110>和{111}<110>裂纹中被发现。Farkas [ 11 ] 还调查了FCC结构纳米金属中疲劳裂纹扩展的变形机制，从模拟的结果可以得到，疲劳裂纹在扩展中主要的变形机制是在裂纹尖端形成纳米空洞形核，同时纳米空洞引诱着裂纹不断的扩展。 综上所述，不同结构的金属在发生断裂时，裂纹的扩展方式以及尖端微观结构的演变存在差异。为了更好的对比分析金属结构对裂纹扩展行为的影响，本章以铁(BCC)和镍(FCC)为研究对象，建立不同晶向的裂纹模型，应用分子动力学的方法模拟铁和镍在常温下疲劳裂纹扩展的行为，分析了在不同结构金属中不同晶向的裂纹尖端微观结构的演变差异，讨论裂纹在不同结构的金属中的扩展方式的变化，揭示金属结构对裂纹扩展的影响规律。
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user: 2. 模型和方法 2.1. 模型 图1为裂纹的初始模型。从图中可以看到裂纹为通透性裂纹，贯穿于整个晶体，是通过删除晶体结构中的部分原子实现的。构建了三种不同的裂纹模型，图1(a)为[ 001 ](010)裂纹模型，图1(b)为[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹模型，图1(c)为[11 2 ¯ ](111)裂纹模型，其中裂纹模型表示方法中的中括号表示裂纹的方向，小括号表示裂纹所在的晶面，这三种裂纹循环加载的方向分别是[ 010 ]、[ 110 ]和[ 111 ]方向。按照图1中的裂纹模型，构建了铁和镍在不同方向上的裂纹模型，单晶铁的晶格常数为0.286 nm，在xyz三个方向的尺寸分别为57.2 nm × 57.2 nm × 5.72 nm，总的原子数为160万个，其中裂纹的初始长度为5.72 nm，占盒子总长度的1/10；单晶镍的晶格常数为0.35157 nm，在xyz三个方向上的尺寸为35.157 nm × 35.157 nm × 10.5471 nm，总的原子数为120万个，其中裂纹的初始长度为3.157 nm，也占盒子总长度的1/10。而且所有晶体x方向为非周期边界，y和z方向上采用的是周期性边界条件。 图1. 裂纹的初始模型 2.2. 模拟的方法 采用应变加载和卸载的方法，通过幅值连续增长的形式进行循环加载，其中初始的应变幅值为1%，循环加载和卸载的应变比R = 50%。在分子动力学的模拟过程中，时间步长为1 fs，应变率为1 × 109 s −1 ，在常温下通过NVE系综对裂纹模型进行充分弛豫，直到裂纹模型达到稳定状态，然后在NVT系综下进行应变的循环加载，这时采用Nose-Hoover热浴的方法控制系统的温度使其保持在相应的温度条件下。在分子动力学模拟中采用MAEAM势 [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] 来描述原子之间的相互作用，应用CNA结构分析方法 [ 16 ] 来分析体系中微观结构的演变，应用LAMMPS代码 [ 17 ] 来模拟疲劳裂纹扩展行为。
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 对比分析铁和镍中[ 001 ](010)裂纹的扩展行为 图2为单晶铁[ 001 ](010)裂纹在常温下的疲劳扩展行为。图中蓝色原子表示单晶铁BCC结构，绿色原子表示位错滑移，裂纹前端的白色为钝化原子。从图2中可以得出，裂纹在第五个循环开始萌发，到第六个循环时，周围出现了局部的塑性变形。随着加载的进行，到了第七个循环时，裂纹前端由于应力集中现象出现了韧性开裂，形成了尖端微裂纹，同时在微裂纹的前端出现了大量的滑移带，滑移系统为[11 1 ¯ ](110)。滑移带的形成有利于降低裂纹尖端的应力集中现象，从而对裂纹的扩展起到延缓和阻碍的作用，同时它也是裂纹扩展过程中最主要的变形机制。到了第八循环时，裂纹不断扩展，尖端主要的变形机制为钝化效应和滑移带。 图3为单晶镍中[ 001 ](010)裂纹在常温下的疲劳扩展行为。图中绿色为单晶镍FCC结构，红色为剪切滑移带，白色的为钝化原子。从图中可以得到，[ 001 ](010)裂纹在第八个循环开始扩展，应力集中引起尖端发生钝化效应。到了第九个循环时，在裂纹的前端出现了刃型位错，位错沿着[ 110 ]晶向不断的运动最终导致短程滑移带的形成，滑移面为(11 1 ¯ )，这与单晶铁中的滑移机制完全不同。到了第十个循环，裂纹尖端的滑移带消失了，滑移带逐渐的转移到裂纹的周围，并且出现了双滑移现象，从而导致裂纹尖端的塑性区域不断扩大。到了第十一个循环，裂纹不断的扩展，裂纹周围的塑性区域也不断的扩大，双滑移和交叉滑移是裂纹前端主要的变形机制。 图2. 单晶铁中[ 001 ](010)裂纹的扩展行为。(a) 第五个循环；(b) 第六个循环；(c) 第七个循环；(d) 第八个循环 图3. 单晶镍中[ 001 ](010)裂纹扩展行为。(a) 第八个循环；(b) 第九个循环；(c) 第十个循环；(d) 第十一个循环 3.2. 分析铁和镍中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹和[11 2 ¯ ](111)裂纹的扩展行为 图4表示单晶铁中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹和[11 2 ¯ ](111)裂纹的疲劳扩展行为。从图4(a1)和图4(a2)中可以得出，[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹的扩展方式为脆性开裂，在裂纹的尖端形成了滑移带，滑移系为[ 1 ¯ 10]( 1 ¯ 10)。而在[11 2 ¯ ](111)裂纹模型中，如图4(b1)和图4(b2)所示，裂纹初始扩展机制为钝化效应。随着循环加载的进行，裂纹尖端以钝化的形式不断的扩展，而且在垂直于裂纹的尖端的区域形成了位错。由此可知，晶体的结构不同，疲劳裂纹的扩展方式及周围微观结构的演变不同。 图4. 单晶铁中(a) [ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹和(b) [11 2 ¯ ](111)裂纹的疲劳扩展行为。(a1) 第八个循环，(a2) 第九个循环，(b1) 第八个循环，(b2) 第九个循环 图5为单晶镍中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹在循环加载下的扩展行为。从图中可以得到，镍中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹在扩展中主要的变形机制为位错线，位错线沿着[0 1 ¯ 1]方向不断增长，沿(111)面不断滑移，从而形成了两条平行的位错线，并且位错线的初始位置始终沿着裂纹尖端的边缘运动。随着循环的加载，从第六个循环到第七个循环，裂纹随着微观结构的变形也发生了形变，位错线之间的宽度也不断的增大，这说明单晶镍中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹模型有很好的塑性，能有效的限制住疲劳裂纹的快速扩展。 图5. 单晶镍中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹的扩展行为。(a) 第四个循环，(b) 第五个循环，(c) 第六个循环，(d) 第七个循环 图6. 单晶镍中[11 2 ¯ ](111)裂纹的扩展行为 (a) 第四个循环，(b) 第五个循环，(c) 第六个循环，(d) 第七个循环 除此之外，图6给出了单晶镍中另一个裂纹模型[11 2 ¯ ](111)裂纹在常温下疲劳裂纹扩展行为。从模拟的结果可以得到，[11 2 ¯ ](111)裂纹在初始扩展阶段时尖端出现了两个对称的滑移带，滑移方向分别为[ 123 ]和[ 132 ]晶向，滑移面为{111}，随着疲劳裂纹的不断扩展，在第五个循环裂纹前端滑移带的数目不断的增多，塑性区域也不断的扩大。除了滑移带之外，在第六个循环的塑性区域中还出现了少量HCP相变。而到了第七个循环载荷时，随着局部应力的不断增加，裂纹尖端的应力集中现象消耗掉了大部分的滑移带，从而导致滑移的数目减少，此时，塑性区域中出现了大量的HCP相变。综上所述，晶体中不同晶向的裂纹模型在疲劳扩展中周围出现不同的扩展方式，使得裂纹尖端的滑移系也各不相同，因此，晶向对疲劳裂纹扩展行为即尖端的变形机制具有重要的影响。
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user: 4. 结论 采用分子动力学的方法模拟了铁(BCC)和镍(FCC)在常温下的疲劳裂纹扩展行为，对比分析不同晶向的裂纹在不同结构的金属中扩展时周围微观结构的演变。研究结果表明，单晶铁中[ 001 ](010)裂纹表现出韧性开裂，裂纹尖端主要的变形机制为剪切滑移带和钝化效应，滑移系为[ 111 ](110)；铁中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹表现出脆性断裂，滑移系为[ 110 ](110)；对于[11 2 ¯ ](111)裂纹，位错是疲劳裂纹尖端主要的变形机制。而在单晶镍中，[ 001 ](010)裂纹在常温下以钝化效应开始萌发，而在裂纹扩展中，驻留滑移带是裂纹前端主要的变形机制，滑移系为[ 110 ](11 1 ¯ )；镍中[ 110 ]( 1 ¯ 10)裂纹扩展时主要的变形机制为位错线，并且在(111)面形成了滑移带；而[11 2 ¯ ](111)裂纹尖端的滑移带却沿着[ 123 ]和[ 132 ]方向滑移，滑移面为{111}面。因此，在不同结构的金属中，不同晶向的裂纹模型的扩展机制不同，裂纹尖端的微观结构的演变也不同。
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user: 摘 要 社交网络媒体已经成为当今社会重要的资讯传播平台。人们通过社交媒体进行联络、表达意见、分享生活以及谈论社会上的时事热点。随着社交媒体的不断发展，它对社会以及人们日常生活的影响力愈加强大，在特定情况下甚至可以影响社交媒体使用者的社会观、政治观以及价值观。本研究以国际网络视频社交媒体YouTube上的一则中英政论访谈节目为例，以批评性话语分析为理论视角，通过分析谈话中的语言特征、话语意图以及对话策略，发现英文访谈节目中隐藏在对话者背后的政治态度与意识形态差异。同时，通过分析该节目的169条网络评论，发现国际网民看待中国的意识形态及具体态度。通过语料收集及定性分析，并使用描述性统计方法，本研究得出以下三个结论。第一，在访谈背景下，谈话双方的话语权力关系试图在冲突中达到平衡，即双方都尽力争夺话语权并捍卫各自的政治立场与观点；第二，针对该访谈节目的网络评论有三个主要的语言特征，即语言口语化与频繁使用表情符号、评论句子结构多样化、以及情绪性攻击性语言使用频繁；第三：针对该节目，国际网民对中国表现出三种不同的态度，即友好、模糊和消极。本文认为国际社交媒体在表达网络公众意见上正扮演着日益重要的角色，对它的研究有助于了解在特定社交媒体平台上部分国际网络用户对待相关中国议题的观点及意识形态倾向。 关键词 :政治语篇，批评性话语研究，社交媒体，网络语言，网络评论，意识形态 Copyright © 2018 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. 引言 社交媒体在互联网2.0时代有了巨大的发展，各式网络社交媒体，如美国的Facebook，Twitter，Instagram，YouTube与国内的各种网络论坛、博客、新浪微博、腾讯微信等纷纷涌现。关于社交媒体，Boyd and Ellison (2008: p. 210~230) [ 1 ] 把它定义为“一种基于互联网络的服务，它允许用户在系统内建立一个公开或半公开的个人配置档案，通过共享关系来生成用户列表，并可在这一系统内查看与其相关联的其他用户成员的相关信息。”用户生成内容与共享信息及其互动传播的特性使得社交媒体迅速发展并逐渐渗透大众生活的方方面面，国际与国内几大主流社交媒体，如Facebook，Twitter，新浪微博，微信等的用户都数以亿计，这在一定程度上意味着使用了社交媒体的用户都以某种形式相互联系着，正如Hanna (2011: p. 265) [ 2 ] 等学者所说的“我们透过社交媒体都被连接在了一起”。 网络社交媒体在人们的日常人际交流中发挥着日益重要的作用，同时也对社会文化与政治环境产生深刻的影响。例如，在2016年美国总统大选期间，总统候选人唐纳德·特朗普与希拉里·克林顿就广泛借助社交媒体，如Facebook、Twitter、Instagram、YouTube等，为自己的竞选工作进行全面的网络宣传并与民众互动。其实，进入2000年以来，随着互联网的发展，社交媒体已成为美国政治竞选活动当中不可忽视的一项重要助选工具。根据Enli & Skogerbø (2013: p. 763~764) [ 3 ] 的研究，早在挪威2009年的大选活动中，参与角逐的政党候选人就使用了Facebook和Twitter进行竞选宣传，提高公共知名度，并与各自的支持者在网络上对话。另外，Halpern and Gibb (2012: p. 1159) [ 4 ] 研究了7230条美国白宫社交媒体账号在Facebook与Youtube上发的相关信息，包括相关网民的留言等，其中一项有趣的发现是匿名用户的留言和评论在语言上的礼貌程度较低，并且更为大胆地或情绪化地表达个人意见。近十多年来，随着社交媒体的快速发展，对社交媒体的相关研究层出不穷，特别是针对Facebook与Twitter这两大国际社交媒体在社会文化、人际交往与政治传播上的影响。然而，对YouTube在社会文化与政治上影响的研究似乎相对较少。虽然YouTube主要是作为一个国际的视频分享网站，视频观看与分享是其核心功能，但针对其中自媒体和机构发布的相关视频所发表的评论和公共意见也有研究的必要，以此探究国际网民对某一时事政治活动所表达的观点与其所隐含的意识形态。 国际网络视频分享网站YouTube允许世界各地的注册用户上传并分享视频内容，注册用户可以自制视频内容或对观看的视频发表评论，是一个以视频内容创作和分享为主的社交媒体网站，也是一个重要的全球性自媒体平台。根据谷歌2015年第二季度财报显示，YouTube的用户在全球范围内大致有10亿人左右(Tencent Technology News， 2015) [ 5 ] ，随着近几年的发展，其用户数量也在不断变化，但庞大的用户基数毋庸置疑。不仅个人用户在YouTube上分享视频，企业机构与政府组织，如英国广播公司(BBC)，英国第四新闻频道(Channel 4 News)，美国有线电视新闻网(CNN)，美国白宫(White House)，中国的中央电视台(CCTV)等，也在该平台上开设账户并将其作为重要的媒体宣传平台。因此，对相关国际机构所发布的视频及其网络评论进行分析研究可以从中了解该机构的意识形态及其网络意见，特别是对与中国相关的视频与评论进行研究分析，有助于深入了解国际社会与国际网民对当前中国发展的看法与态度。本研究以YouTube上的一则关于中国时事热点的谈话节目为案例，对其产生的政治话语及其网络评论进行批评性话语分析，以此揭示话语中所反映的谈话者的意识形态倾向与其网络评论话语中的观点与情感态度。
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user: 2. 文献概述 关于网络社交媒体在社会文化与政治传播领域影响的研究已有很多，本节对国内外相关研究做简要地梳理与讨论。例如，Miller and Bobkowski et al. (2015: p. 377~391) [ 6 ] 研究了Facebook上网络政治讨论的主题与网民所在的地理位置之间的关系。其中一项研究结果建议，在西方国家的政治体制环境下，“政治分析家应该考虑到位于不同网络地理位置的网民是如何影响或塑造网络上的政治行为的”。这一研究使人们进一步了解了网络社交媒体、网络区域与政治行为之间可能存在的关系。Elizabeth and LaMarre (2014: p. 368~382) [ 7 ] 深入研究了Facebook在美国政治参与上所起到的作用。他们建立了一个分析模型对美国的政治选举活动在社交媒体上的行为进行分析。该研究还调查了美国政治选举候选人与Facebook用户如何通过这一社交媒体平台建立起信任关系，并探究这一社交媒体平台是如何扮演“中介”角色的。在网络社交媒体与政治参与方面，Lim (2008: P. 961~982) [ 8 ] 调查了不同的社交网络类型如何影响民众的政治参与程度。这一研究的其中一个重要发现是“社交媒体上双方共享的关系和身份内容构成了政治活动中人际影响力的其中一个关键的基础”。在对国际社交媒体的研究中，Facebook和Twitter因其广大的影响力，是主要的研究对象。 以上所示的几个研究案例以西方政治及网络环境为基础，显示出网络社交媒体对公众政治参与的影响。在国内，也有相关研究探讨了中国的社交媒体对公共参与的影响。例如，Song and Bian (2014: p. 112~129) [ 9 ] 以中国外交部的官方微博为例，探讨了如何通过微博发挥公共外交的作用，促进国内外民众对中国外交政策的理解。Li (2015: p. 95~112) [ 10 ] 从政治宣传的角度探讨了政府的政务微博在传播相关政策以及对政策解读上的积极作用。Wang and Chen (2017: p. 171~176) [ 11 ] 研究了如何治理社交网络上的谣言传播以及网络虚假信息，并呼吁相关网络管理机构加强监管引导，保护民众的网络权益，建立新时代的网络管理体系。 国内外对网络社交媒体有着不同程度的研究且关注点各有不同，都取得了一定的研究成果，但仍有很大的探索空间。如，社交媒体用户是如何表达他们对某一特定网络视频的态度的？有什么样的意识形态因素隐藏在特定视频及其网络评论背后？为填补相应的研究空白，本研究以国际网络视频社交网站YouTube为例，探讨一则与中国事务相关的视频及其评论，以批评性话语分析(Critical discourse analysis)为理论分析视角，探讨其中的对话策略、话语特征及其话语权力关系以揭示话语背后隐含的中西方政治意识形态差异。
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user: 3. 研究设计 本研究以定性分析法为主，定量描述统计为辅。首先，以批评话语分析(critical discourse analysis)为理论视角，对YouTube上的一则政论谈话节目所产生的政治语篇及其网络评论进行批判性地分析。其次，借助描述性统计方法，统计归类YouTube用户的网络评论类型和政治观点，以分析YouTube上不同用户之间的言语、情感以及意识形态冲突。最后，结合定性定量分析所得数据，总结本案例中的社交媒体的话语特征及其所背后所隐藏的意识形态差异。在本节中，将对相关的研究问题与目的做简要讨论。 3.1. 研究问题 本论文的研究对象有两部分。其一是英国《第四频道新闻》 (Channel 4 News)主持人乔·斯诺(Jon Snow)与中国驻英大使刘晓明(Liu Xiaoming)的电视访谈文本数据；其二是关于这一访谈节目的YouTube注册网友的评论。通过对这两部分话语文本的分析，本研究期望能回答如下三个研究问题。 研究问题1：在政论访谈中，英国《第四频道新闻》 (Channel 4 News)的主持人与受访者即中国驻英大使之间存在怎样的权力关系？在此语境下，中国驻英大使采用何种策略回应对方的尖锐问题并维护自身立场？ 研究问题2：国际视频分享网站YouTube的注册用户针对这一政论访谈节目如何表达他们的态度与观点？ 研究问题3：针对此政论访谈节目，YouTube上的网络评论或网络用户表现出什么样的对华态度？ 3.2. 研究目的 基于本研究的焦点即针对国际网络社交媒体话语的批评性分析，再根据上述提出的研究问题，在此相应地提出如下三个研究目的。 研究目的1：确定话语参与者之间的权力关系以及其背后所代表的权力意识形态，分析并理解其对话策略。 研究目的2：总结国际网络视频分享网站YouTube上用户针对此中英关系的政论访谈节目的评论方式及其情感表达的语言特性。 研究目的3：针对该访谈节目，确定并归纳国际网络视频分享网站YouTube上对于中国的网络评论态度。 上述三个研究目的中，研究目的1探索话语参与者之间根据特定的对话情景和事件环境所采用的话语策略，话语背后所隐含的权力意识形态及其所映射的社会行为，即Fairclough (1992) [ 12 ] 所言的“话语是再现客观世界的一种社会实践(a kind of social practice of representing the world)”。研究目的2分析网络用户针对政论类访谈节目的评论所反映出的语言与情感表达特征，这些语言与情感的表达可能会涉及评论之间观点冲突的影响。另外，由于YouTube上的用户来自世界各地，有助于了解不同文化背景及其意识形态的网民对待中国的意见态度，由此提出研究目的3。 3.3. 数据收集 在本研究中，政论访谈节目的对话文本通过人工听写得出，文本字数为1300字，完整的对话转录文本请查阅文末附录。YouTube网络评论总计169条评论，字数总计8220字，评论收集的时间跨度为2015年10月14日至2017年11月12日，时间跨度共25个月。该节目播出于中国国家主席习近平访英 1 前，涉及对中国国家元首访英的相关话题的讨论。 政论访谈中得出的话语文本用于话语的批评性分析，该文本产生于英国《第四频道新闻》(Channel 4 News)在YouTube上的官方账号主页。该节目的参与者有两人，即《第四频道新闻》(Channel 4 News)主持人乔·斯诺(Jon Snow)与中国驻英国大使刘晓明。访谈的议题主要有三个：中国国家主席习近平访问英国、行为艺术家艾未未的艺术展以及英国工党领袖杰里米·科尔宾(Jeremy Corbyn)对中国的市场经济政策评论。 3.4. 数据分析 政论访谈中的话语文本数据将采用Fairclough (1995: p. 96~102) [ 13 ] 的三维分析框架做批评性话语分析，以便发现对话中的话语策略，权力关系以及隐藏在对话参与者之间的意识形态冲突。对于这部分话语文本，三维分析框架内的三个维度，即描述(Description)、解读(Interpretation)与阐释(Explanation)将是分析的重点。在网络评论的分析方面，首先，本研究对169条评论做文本分析，确定其基本的文本语言特征；其次，分析其文本风格与情感态度并根据Martin and White (2005) [ 14 ] 的评价理论(Appraisal Theory)的相关框架对网络评论所体现的情感特征进行归类分析；最后，应用描述性统计分析法(Mann， 1995) [ 15 ] 统计分析网络评论中语言的使用及其情感特征，以此得出国际网络社交媒体关于中国事务的政论访谈节目的网络评论的态度与意识形态趋向。
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user: 4. 理论框架 如前文所述，Fairclough (1995) [ 13 ] 的批评话语分析三维框架是本研究的主要理论分析框架。根据Fairclough (1995) [ 13 ] 的论述，批评性话语分析可以有三个阶段，即描述(Description)、解读(Interpretation)与阐释(Explanation)。具体而言，如图1所示，描述(Description)即文本分析(Text analysis)的过程，这是一个较为微观的分析阶段，专注于文本本身，如文体、语法、句法、词汇、修辞、语气、语态与主述位等语言结构与特征的微观分析；解读(Interpretation)即是处理分析(Processing analysis)的过程，这一阶段涉及文本(Text)与话语实践(Discourse practice)，即探索话语如何在特定的社会环境下产生，又是如何被传播和消费的；阐释(Explanation)上升到了社会分析(Social analysis)的宏观阶段，这一阶段包含话语实践(Discourse practice)与社会文化实践(Socio-cultural practice)的参与，进一步揭示社会因素，如政治、经济、文化、宗教信仰以及利益集团等，对话语的塑造，以及话语对社会结构的再现与强化作用。从文本(Text)到话语(Discourse)再上升到社会文化(Socio-cultural practice)层面，这是Fairclough三维分析框架的基本分析逻辑。 图1. 诺曼·费尔克劳的批评性话语分析的三维框架 2 此外，本研究还借鉴了Martin and White (2005) [ 14 ] 的评价理论(Appraisal Theory)框架。这一理论框架被用于分析网络评论的情感以及态度。评价理论(Appraisal Theory)把语言的评价资源分为三类，即，态度(attitude)、介入(engagement)和级差(graduation)三个次级系统(转引自Yang， 2010: p. 41) [ 16 ] 。在态度(attitude)子系统内，根据White (2015: p. 2~3) [ 17 ] 的论述，该理论对于态度的评估又定义了三个广义上的分类，即鉴赏(Appreciation)、判断(Judgment)与情感(Affect)。鉴赏(Appreciation)指“通过参考美学和其他社会评估系统评估器物，实体，事件与事态”；判断(Judgment)指“参照道德和其他社会规范评估人类行为和/或性格”；情感(Affect)指把“评估作为一种情绪反应”。结合本研究的目的，评价理论(Appraisal Theory)的情感(Affect)分类被采用来分析网络评论的情感与态度表达，以此归纳出研究中网络评论中对于中国形象的情感与态度倾向。
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user: 6. 总结 本研究分析了在国际视频社交媒体网站YouTube上的与中国议题相关的政治访谈节目。首先，对其产生的政论性话语进行了批评性话语分析，探索了其中所包含的话语参与者间的权力关系以及话语策略；其次，对169条网络评论进行了定性分析并归纳出三种主要的语言特征，即，口语化与表情符，语法弱化与句子结构的多样性，以及为表达极端情感而经常使用粗话和攻击性语言；最后通过定性分析与描述性统计的结合初步得出评论所表现的三类对中倾向，即“对中友好”，“对中消极”和“模糊态度”，其中，“模糊态度”占比达7成，而且，值得注意的是，“对中消极”的比例却大于“对中友好”的比例。简言之，本项研究为进一步了解国际社交媒体平台上关于中国形象和中国议题相关的内容和网络公众意见提供了新的研究观点，为今后的媒体话语研究做出了有益的尝试。 诚然，本研究尚存不足，现列举三点，可在后续研究中进行弥补。其一，本文所收集的社交媒体的语料数据还较小，只有169条评论8000多字，且仅限于一个网络平台，即YouTube。其二，关于网络用户的评论研究缺乏详细的数字民族志(Digital Ethnography)的研究法，没有调查发表评论的网络用户的具体背景，是否有特定的社会文化与意识形态偏好等。再者，由于国际互联网络用户的评论来自世界各地，很难确认其评论账户是否为这一用户所有，抑或是某一用户同时使用多个网络账户进行留言评论。由此可能造成意识形态意见统计的结果与解读的误差。其三，对于网络评论中情感态度的分析尚不够细致，且对评论内容的分析框架有待加强。另外，对于三类态度资源的分类存在一定程度的主观色彩，尚需要在将来的研究中进行调整，或加入更为严谨的统计分析方法加以完善。再者，关于网络英语中粗话/脏话(Bad Language Words)的研究以具体案例分析为主，后续研究可扩大语料样本借用语料库工具进行大规模的语料分析。 总之，本研究针对YouTube上的一则关于中国议题的政论访谈节目及其网络评论进行了批评性话语分析，进一步了解了国际社交网络平台上西方网络意见对中国印象的总体倾向。然而这一类型的研究仍需借助社会语言学/语用学、批评性话语研究、媒体研究与政治传播学等学科的理论框架与研究方法，从多领域跨学科的视角进行深入探究。正如Bouvier (2015) [ 18 ] 所说，对网络社交媒体(Social Networking Sites)如Facebook、Twitter、YouTube、SinaWeibo等的话语呈现及其沟通互动行为的研究尚处于初步阶段，进而不可否认，关于中国形象议题的社交媒体话语研究还有着巨大的探索空间，有待进一步研究。
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user: 摘 要 10种单项政策工具出动次数增加或稳定，经济激励型和管制型政策工具的采用数均稳中有升，可再生能源政策工具在实践中表现良好的有效性。文献分析表明，单项政策工具针对可再生能源发展目标、利益相关者的有效性存在差异，管制型政策工具的效果在一定程度上优于经济激励性政策工具。固定效应模型分析表明，绝大多数政策工具对于可再生能源发电份额的增加具有不同程度的正效应，管制型政策工具均具有正效应，可靠性理想，而经济激励型政策工具效应存在正负反差，需审慎使用。 关键词 :可再生能源政策工具，有效性，固定效应模型 Copyright © 2018 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 以上世纪70年代第一次石油危机为契机，世界各国特别是发达国家认识到可再生能源的重要作用，开始采用支持政策来推动可再生能源的发展，使其在90年代之后进入增长阶段。然而，时至今日，可再生能源发展依旧面临着许多障碍，如初始投资大、成本高、收益差等。因此，从多个视角评价政策工具和政策类型在推动可再生能源发展中的作用，验证其有效性，为全球各国特别是我国可再生能源发展政策的制定和实施提供参考，具有重要的现实意义和理论意义。
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user: 2. 从采用情况看可再生能源政策工具的有效性 2.1. 单项政策工具的采用情况与有效性 采用某项政策工具的国家数量及其变化，能在很大程度上反映出该政策工具的可操作性、适应性的高低以及政策效果强弱等，是选择政策工具的重要参考。特别是当某个国家开始采用可再生能源政策时，会参考其它国家的采用经验，选择具有良好效果的政策工具，因此采用某项政策工具的国家增多或保持稳定，能够表明该政策工具具有一定的有效性。我们根据REN21 (Renewable Energy Policy Network for the 21st Century)网站发布的2010年至2016年的年度报告，对各种政策工具的使用情况进行分析，从实践角度考察各种政策工具的有效性等。 从图1中可以看出，2010年至2015年，固定价格等10种政策工具的采用国家数均增加或保持稳定，整体上看10种政策工具的有效性均比较理想。采用国家多且在出动可再生能源政策所有国家中占比高的政策工具，如销售税能源税和增值税减免、固定价格、投资税生产税减免、公共投资贷款等应该具有更为理想的有效性(见图2)，特别是销售税能源税和增值税减免、固定价格的采用国家数一直居于第一、第二位，是应用最广泛的两种政策工具，可以说具有最高的有效性。采用净计量的国家由2010年的14个增加到2015年的53个，采用招标的国家同期由29个增加到64个，采用国家数增加幅度大、占比升高幅度大，可以说明各个国家认识到这两种工具有效性显著，创新性高，因而积极采用。净计量、招标等显著增加，意味着从全球来看，可再生能源政策工具从相对集中于销售税能源税和增值税减免、固定电价等向多样化发展，这也为各个国家提供了更多的政策工具选择。 图1. 政策工具的采用国家数量及其变化 图2. 政策工具的采用国家占比变化 将可再生能源政策工具的采用与收入水平结合起来看，政策工具采用总数(各个国家采用各种政策工具的合计数)持续增加，表明全球可再生能源发展的政策出动力度不断加大(见图3)。高收入国家的政策工具采用数在采用总数中的占比下降，由2010年的50.6%降至2015年的42.6%。中高收入国家和中低收入国家的政策工具采用数在采用总数中的占比上升，由2010年的41.3%升至2015年的49.8%，中高收入国家和中低收入国家出动政策工具的数量和占比已经高于高收入国家。低收入国家的政策工具采用数在采用总数中的占比偏低且波动较大，即便最高年份的2014年也仅有10.2%。因此可以说，高收入国家、中高收入国家和中低收入国家是发展可再生能源的主体，中高收入国家和中低收入国家已经取代高收入国家成为政策投入的主力，低收入国家的政策投入与其它国家之间有扩大的趋势。 图3. 政策工具采用数与收入水平 2.2. 政策工具类型采用情况及其有效性 REN21将可再生能源工具分为两大类型来，一是财政激励和公共筹资政策(以下简称为“经济激励”)，包括销售税能源税和增值税的减免、投资税和生产税减免、资本补贴奖励及返还、公共投资贷款及返还、能源生产支付等，二是管制政策，包括固定价格(FIT)、可再生能源配额制度、净计量、可交易的绿色能源证书、招标等。从工具类型来看，尽管采用经济激励的国家数稳中有升，但是占比下降，采用管制工具的国家数和占比均上升(见图4)。 图4. 政策工具类型的采用数占比变化 如果结合收入水平来看，高收入国家、中高收入国家和中低收入国家表现出同样的取向，即减少经济激励，增加管制，说明这些国家认为相对于经济激励而言管制更有效果，因此对管制工具更为偏好和重视(见图5)。同时，两种类型政策工具的采用占比之间的差距逐步缩小，说明这些国家通过合理的政策类型的有效组合来促进可再生能源发展的趋势愈加稳定。低收入国家几乎依赖于经济激励，特别是销售税能源税和增值税减免，经济激励在政策工具采用数中的占比一直在80%左右，反映出这些国家运用管制的能力和基础不足，几乎不能使用净计量、可交易的绿色能源证书(Tradable Green Certificate， TGC)等需要相应技术和制度支持的政策工具，换言之在低收入国家经济激励的有效性更为可靠。 图5. 政策类型采用数与收入水平
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user: 3. 从研究文献看可再生能源政策工具有效性 3.1. 针对政策目标的有效性 关于可再生能源政策工具的“有效性”，目前在学术界尚没有统一的定义和评价标准，研究学者大多根据所研究的国家或地区的实际情况，如公布的政策目标、采用的政策工具、相关数据的可获得性等，选择适当的研究方法来评价针对政策目标而采用的政策工具是否有效或有效程度如何，换言之政策工具是否或者多大程度上支持了政策目标的实现。 各个国家可再生能源发展政策的目标，通常被概括为“3E”目标，即(Energy Security/能源安全，Environmental Protection/环境保护，Economic Growth/经济增长) 3个目标。从国内外研究文献来看(见表1)，绝大多数研究集中于政策工具对能源安全和环境保护的影响上，而且这两个目标又被进一步细化成若干目标。衡量政策工具对能源安全目标的贡献主要看是否能够提高可再生能源的成本控制能力并激励技术变革，是否能增加新能源的装机容量、发电量或者发电份额以及是否能促进新能源产业发展等等。衡量政策工具对环境保护目标的贡献主要是能否降低碳排放。同时，有效性研究主要集中在可再生能源配额制度、固定电价、补贴等使用时间长、使用频度高的几项政策工具上。 Table 1 Empirical evaluation of the effectiveness of renewable energy policy tools targeting policy objective 政策工具 政策目标 FIT RPS 补贴 税收 减免 招标 净计量 实证方法 文献来源 选取样本对象 以及时间段 选取的可 再生能源 能源 安全 可再生能源发电量 + + − 固定效应回归模型 Palmer and Burtraw (2005) [ 2 ] 风电、地热能、 生物质能 + 图表分析 Ragwitz et al. (2011) [ 3 ] + 马卡尔能源优化模型 Todd et al. (2011) [ 4 ] * Tobit模型 Delmas et al. (2011) [ 1 ] + 固定效应回归模型 Carley (2009) [ 5 ] 美国48个州 1998~2006 风电 + 普通最小二乘方法 Dong (2012) [ 6 ] 53个国家 2005~2009 风电 表1. 针对政策目标的可再生能源政策工具有效性的实证评价 Continued 注释：+代表有正向影响；−代表存在负影响； * 代表无显著影响。 从表1中列举的国内外学者所做的评价结果可以看出，固定电价从可再生能源发电量和装机容量、控制发电成本三个细分目标来看均能支持能源安全目标的实现，有效性评价的一致性高。总体上看，可再生能源配额制度能够同时支持能源安全和环境保护目标的实现，有效性理想，但是在是否能增加可再生能源发电量上存有疑问 [ 1 ] 。值得注意的是，对这两项政策工具的评价，有53个国家5年、26个欧洲国家16年、美国50个洲16年和14年等样本和固定效应模型等量化方法的支撑，其结论的科学性和可靠性值得信赖。补贴支持能源安全目标，而不支持环境保护目标。税收减免对能源安全目标的作用存在相反意见，效果难以判断。招标支持能源安全目标，净计量不支持环境保护目标。 由于可再生能源配额制度、固定电价属于管制型政策工具，而补贴和税收减免属于经济激励性政策工具，所以根据表1，在一定程度上可以说管制型政策工具的效果优于经济激励性政策工具。 3.2. 针对利益相关者的有效性 利益相关者是否接受可再生能源政策工具的激励并按政策意图积极展开行动，对可再生能源政策工具是否能获得效果具有重大影响，因此从利益相关者视角评价可再生能源政策工具有效性也为国内外研究者所关注。可再生能源发展的主要利益相关者有可再生能源发电企业、电力公司(电网)、金融机构等投资商、发电设备制造商、能源研究机构与研究者、非营利机构和为能源发展融资的公益基金单位等。 通过整理和概括主要政策工具对利益相关者是否有效的研究文献(见表2)，我们发现固定价格对发电厂、电网等大多数利益相关者有效；可再生能源配额制度、可交易绿色能源证书、发电补贴和招标的政策效果与发电厂和电力公司的规模大小相关，规模较大或者国有企业的有效性为正，反之为负；公共基金对发电厂与非盈利机构有效，资产补贴对投资商和制造商有效，而净计量对发电厂无效。 Table 2 Evaluation of effectiveness of policy instruments against stakeholder 利益相关者 政策工具 发电厂 电力公司 发电设备制造商 金融机构等投资商 非营利机构 大型 小规模 国有 私有 固定价格 + + + + − + + RPS + − + − − TGC + − + − 公共基金 + + 投资税抵免 + 发电补贴/退税 + − 招标 + − + 资产补贴 + + 净计量 − − 表2. 政策工具针对利益相关者的有效性评价 注释：+代表某一政策工具对某类利益相关者有效；−代表无效。文献来源：Sovacool (2009) [ 22 ] ，Lee and Shih (2010) [ 23 ] ，Holburn (2012) [ 24 ] ，Manuel et al. (2012) [ 25 ] ，Wolf et al. (2012) [ 26 ] ，Masini and Menichetti (2013) [ 27 ] 。