DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 好氧反硝化菌的分离 经过分离纯化后，得到了5株形态各异的好氧反硝化菌，详见表1。 3.2. 细菌好氧反硝化性能的测定 测定离心后的菌液中的氨氮、硝态氮、亚硝态氮和总氮，去除率如图1所示。结果表明B-3、B-10和B-21对氨氮的去除率很高，具有很好的硝化性能，但反硝化性能欠佳；B-5和B-26的硝化和反硝化性能较好，其中B-5的硝态氮去除率可以达到90%以上，且可以独立完成硝化和反硝化过程，具有较强的脱氮能力，因此对B-5进行进一步的研究。 3.3. B-5的生理生化鉴定结果 菌株B-5的生理生化特性如表2所示。 3.4. B-5的16S rDNA鉴定 将菌株B-5的16S rDNA序列与GenBank中存储的基因序列进行对比分析，菌株B-5与已报道的 Table 1 The isolated aerobic denitrifier 菌株 颜色 形状 表明光滑程度 透明度 B-3 乳白 边缘丝状 粗糙 透明 B-5 浅黄 不规则形状 粗糙 不透明 B-10 浅黄 圆形 粗糙 不透明 B-21 乳白 圆形 光滑 不透明 B-26 乳白 圆形 光滑 半透明 表1. 分离纯化得到的好氧反硝化菌 Table 2 Physiological and biochemical characteristics of B- 革兰氏染色 运动性 葡萄糖发酵 氧化酶试验 过氧化氢酶试验 - + + - + 甲基红试验 硝酸盐还原试验 V-P试验 柠檬酸盐利用试验 H 2 S产生试验 - + - + + 表2. 细菌B-5的生理生化特性 图1. 各菌株的总氮、硝氮及氨氮的去除率 Pseudomonas citronellolis strain L8的相似性为99%，结合生理生化鉴定结果，确定该菌株为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。找出相似性高的细菌做同源性对比，构建系统发育树，如图2所示。 3.5. B-5的生长曲线 以培养时间为横坐标，以细菌在不同培养时间条件下的菌液OD 600 值为纵坐标，绘制B-5的生长曲线，如图3所示，前9 h为菌株的生长停滞期；9~24 h为菌株的对数生长期；24 h~30 h为菌株的生长稳定期；30 h之后为菌株生长进入衰减期。 3.6. 环境因素对细菌脱氮性能的影响 3.6.1. 碳源对脱氮效果的影响 测定结果如图4所示，分析可知，菌株B-5对琥珀酸钠和乙酸钠的利用效果都很好，以琥珀酸钠或 图2. 菌株B-5的系统进化发育树 图3. 菌株B-5的生长曲线 图4. 碳源对硝态氮去除率和亚硝态氮的产生量的影响 乙酸钠作为唯一碳源时，硝态氮去除率达到99%以上，且亚硝态氮没有累积；以柠檬酸钠作为唯一碳源时，效果也较好，硝态氮的去除率为91.1%，但如图所示，24 h后亚硝态氮有一定累积，Richardson等的研究发现，周质硝酸盐还原酶活性很大程度上取决于碳源 [ 15 ] ；而以蔗糖作为唯一碳源时，硝态氮的去除率只有3.3%，这与安健等 [ 16 ] 的研究结果YX-6菌对乙酸钠和琥珀酸钠这类小分子碳源的利用率相对高于葡萄糖、蔗糖等大分子碳源的利用相一致。不同好氧反硝化菌对不同碳源的利用不尽相同，菌株B-5反硝化的最佳碳源是琥珀酸钠或乙酸钠。 3.6.2. 不同C/N对脱氮效果的影响 测定结果如图5所示，分析可知，随着C/N逐渐升高，硝态氮去除率也随之升高，当C/N为15时，硝态氮去除率达到最大，为99.72%；亚硝态氮的累积量随C/N的升高而逐渐降低，因为反硝化是一个消耗碳源的过程，碳源不足会造成反硝化的不完全；C/N为20时，硝态氮的去除率稍有下降，说明此时碳源已达到饱和，过高的碳源会抑制菌的活性。由图可知，当C/N为15时，硝态氮的去除率和亚硝态氮的累积达到最佳状态，确定菌株B-5反硝化的最佳C/N为15。对比其他已经报道的好氧反硝化菌 [ 17 ] ，菌株B-5的最佳C/N较大，相较于C/N需求量小的菌株，该菌更适合高COD工农业废水的处理。 3.6.3. 不同温度对脱氮效果的影响 测定结果如图6所示，分析可知，菌株B-5对硝态氮的去除率一开始随着温度的升高而逐渐升高，到30℃时去除率达到最高，为99.72%；35℃和40℃时略有减少。菌株在30℃~35℃的环境下的脱氮性能较好，反硝化的最佳温度为30℃。国内外的报道也显示出了相似的结果：Alcaligenes faecalis NO.4的最佳生长温度范围为30℃~37℃ [ 8 ] ，ES-SDK-3的最佳生长温度范围为30℃~35℃ [ 18 ] 。 3.6.4. 不同pH对脱氮效果的影响 测定结果如图7所示，分析可知，菌株B-5对pH有较宽的适应范围。当pH为7时，菌株B-5对硝态氮的去除率达到最大值99.72%；在偏酸的条件下，B-5对硝态氮的去除率也较好，因为反硝化是一个产碱的过程，可以中和偏酸的环境；在偏碱的环境下，菌株对硝态氮的去除率也较好，但是亚硝态氮有累积，这有可能是pH偏高会抑制菌体的生长和亚硝酸盐还原酶的活性。其他的报道在此方面也有类似的结果：异养硝化-好氧反硝化菌YL的最佳pH为7 [ 19 ] ，ES-SDK-3菌的最佳pH范围为5~9 [ 18 ] 。此类菌的最佳pH范围在弱酸、中性和弱碱的范围内，不适宜在极端pH环境下生长。菌株B-5脱氮的最适pH为6~7。 图5. C/N对硝态氮去除率和亚硝态氮的产生量的影响 图6. C/N对硝态氮去除率和亚硝态氮的产生量的影响 图7. pH对硝态氮去除率和亚硝态氮的产生量的影响
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user: 4. 结论 从巴陵石化的己内酰胺污水中分离得到5株具有较好脱氮性能的菌株，分别为B-3、B-5、B-10、B-21、B-26。考察这5株菌分别对氨氮、硝态氮、亚硝态氮的降解效果，确定B-5具有很好的硝化和反硝化性能。 对菌株B-5进行鉴定，经形态观察和生理生化反应特征结果初步鉴定其属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)，后结合16SrDNA序列分析，可确定菌株B-5为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。 菌株B-5的降解特性实验结果表明，其最佳碳源为琥珀酸钠或乙酸钠；最佳碳氮比为15:1；最佳温度为30℃~35℃；最佳pH为6~7。由此可知环境因子对菌株的生长繁殖和硝酸盐的好氧反硝化反应影响重大。绘制的生长曲线表明，24 h达到最大OD 600 值1.494。前9 h为菌株的生长停滞期；9 h~24 h为菌株的对数生长期；24 h~30 h为菌株的生长稳定期；30 h之后菌株生长进入衰减期。该菌株生长速度很快，具有很好的脱氮性能，具有广阔的应用前景。
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user: 摘 要 通过严格的计算，对双线性Hardy算子在中心Morrey空间和加权Lebesgue空间上的边界进行了端点情形下的弱型估计，这是对现有理论的有益补充。 关键词 :Hardy算子，双线性Hardy算子，L p 空间，Morrey空间
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user: 1. 引言和主要结果 对于 上的局部可积函数f，经典的Hardy算子定义为 它满足如下积分不等式： 这里的常数 是最优的。关于Hardy算子的其他经典结果及最新的一些进展可见文献 [ 1 ] - [ 18 ] ，本文拟将已知的一些关于高维Hardy算子的结果推广到多线性情形。 为叙述方便，我们引入一些定义和记号。对于 ， ，记每个y i 的欧氏范数为 ，m元数组 的欧氏范数为 ；同时，我们用 表示 上的以原点为中心，|x|为半径的球体，用 表示n维单位球面，用 和 分别表示 和 的外测度，特别地，用 表示 ；对于 ，我们用p'表示p的共轭指数，即 。 设 是实部为正的复数，记Gamma函数为 。则 。 定义1.1：设 是 上的一个非负局部可积函数，如果 满足 则称 为加权 次可积函数，记作 。 如果 满足 则称 为广义加权 次可积函数，记作 。 其中， 。而 ， 分别为加权 空间和加权弱型 空间。 定义1.2：设 ，称 ，如果 满足 称函数 ，如果 满足 其中， 。 这里，我们称 ， 分别为 上的中心Morrey空间和中心弱型Morrey空间。 历史上，在1995年，Christ和Grafakos [ 19 ] 引入了n维Hardy算子 并得到了如下形式的Hardy不等式 。 Fu Z [ 20 ] 等研究了双线性函数的Hardy算子 。 他们得到了如下结论： (1) [ 20 ] 设 ， ， ， ，且 。那么， 是有界的，且其算子范数为 (2) [ 20 ] 设 ， ，i = 1， 2， ， 且 则 是有界的，且其算子范数为 最近，Long R L [ 13 ] ，Xiao J [ 14 ] ，Gao G，Zhao F [ 21 ] 等研究了n维Hardy算子的弱型估计，并得到了如下的结果： 其中， 。 受以上文章的启发，本文试图考虑多线性Hardy算子在加权Lebesgue空间和Morrey空间上的弱型估计。需要指出的是，本文的方法不同于Gao G [ 13 ] 等的研究方法。我们的结果如下： 定理1.1：设 ， 且 。那么， 注记：令 ，则有 ， ，因此定理1.1蕴含了下面的不等式也是成立的， 定理1.2：设 ， ，i = 1， 2， ， 且 。那么
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user: 2. 主要结果的证明 首先，对于加幂权Lebesgue空间，我们证明了其乘积空间到弱型空间的Hardy算子范数是有界的。 定理1.1的证明： 易见， 蕴含了 ， ，从而，利用 不等式，我们有如下的点态估计， 令 ， 由 可得 因此， 从而， 其次，对于Morrey空间，我们也证明了其乘积空间到弱型空间的Hardy算子范数是有界的。 定理1.2的证明： 类似于定理1.2的证明，由 不等式，我们有如下点态估计， 令 ， 由 可以得到 若 ，那么，因为 ，从而 若 ，由 可得 从而有
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user: 摘 要 二维纳米结构的过渡族金属硫化物MoS 2 有着不同寻常的物理化学性质，在光电性能、可见光催化、润滑性和摩擦性方面有着广泛的应用价值。制备纳米结构MoS 2 有物理的和化学的方法，其中化学气相沉积是一种简便实用的生长大面积高质量MoS 2 的方法。本文详细讨论了化学气相沉积过程中反应时间、载气体流速、先驱体化学计量比和基体放置位置等因素对MoS 2 结构的影响。不同结构的MoS 2 对其性质有决定性的影响，使得这种层状二维材料获得广泛的应用。 关键词 :过渡族金属硫化物，MoS 2 ，化学气相沉积，纳米材料 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. 背景 自从发现石墨烯后，人们认识到二维纳米材料具有不寻常的物理和化学性能，这引起了科学家极大的关注。过渡族金属氧化物和硫化物是一类具有层状结构的二维材料，起初人们在1000℃硫化氢气氛中硫化WO 3 粉末得到WS 2 ，后来，又发现无机富勒烯结构的化合物MoS 2 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。接着，人们发现了纳米棒 [ 6 ] 、纳米线 [ 7 ] 、纳米片 [ 8 ] 、树枝状和三角形 [ 9 ] 等不同形貌的二硫化钼。如图1所示，禁带宽度约为1.2 eV的体材料MoS 2 和其多层结构材料的能带结构表现为间接带隙，且层数的不断减少，其禁带宽度逐渐增加，当它为单层结构时，禁带宽度增大到1.9 eV，能带结构由间接带隙变为直接带隙 [ 10 ] - [ 19 ] 。MoS 2 层内是很强的Mo-S化学键，层与层之间有着较弱的范德华力，使得离子、原子或分子易于插入但不破坏其层内结构，故在化学稳定性、润滑和摩擦磨损方面有着广泛的应用。而且相对于零带隙的石墨烯，拥有更大的带隙的MoS 2 在场致发射晶体管和光电器件中应用非常重要，其中单层的类石墨烯MoS 2 光电性能最佳。 二硫化钼(MoS 2 )是辉钼矿的主要成分，具有金属光泽的蓝灰色至黑色固体粉末，形貌类似于石墨。除强氧化性酸以外，MoS 2 可抵抗大多数酸碱腐蚀，也不太溶于有机溶剂，在空气中320℃被氧化，但稳定存在于1100℃以下的真空或惰性气氛中，表现出良好的化学稳定性。MoS 2 具有层状的六方晶体结构 [ 21 ] [ 22 ] ，层间的范德华力相较弱，容易滑动，有良好的润滑性。因为其良好的化学稳定性及润滑摩擦性，故适合作为固体润滑剂应用在机械、航空航天等不同的苛刻环境中。 二硫化钼具有三方和六方晶系，其中六方晶系是典型的三明治结构 [ 23 ] [ 24 ] 。图2为典型的过渡金属硫化物MX 2 的分子结构和三种晶型的示意图，其中图2(a)可以看出，每个MX 2 分子层分为三个原子层，上下两层X原子层夹着金属M原子层。M可表示为Mo元素，S则由X表示，即每个Mo原子都被6个S原子包围着。在MoS 2 结构中，每个Mo原子在S-Mo-S层内为六配位，形成三种晶体结构即IT (正方)、2H (六方)以及3R (菱形)晶型，如图2(b)所示。IT-MoS 2 结构中Mo原子为八面体配位，正方对称，1个S-Mo-S单分子层构成一个晶胞，该种晶型结构往往具有金属或准金属性。2H-MoS 2 和3R-MoS 2 中Mo原子都为三角棱柱配位，其中2H-MoS 2 六角对称，由2个S-Mo-S单位构成一个晶胞，而3R-MoS 2 菱形对称，结构特点是3个S-Mo-S单位构成一个晶胞。IT和3R型MoS 2 为亚稳相，2H-MoS 2 为稳定相 [ 25 ] 。 我们研究组的王轩曾经介绍过MoS 2 纳米片的制备和表征方法，总结了单层或纳米片在光电器件方面的应用 [ 26 ] 。本文主要评述化学气相沉积法制备MoS 2 纳米片工艺及其在光催化和摩擦磨损领域的应用。
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user: 3. MoS 2 的性能及应用 3.1. MoS 2 具有很好的光学性能 半导体材料MoS 2 纳米线和纳米棒的光学性能不如层状。Andrea等 [ 12 ] 采用微机械剥离法，证明层状 MoS 2 在620 nm和670 nm附近有明显的吸光性，而且吸光性依赖于MoS 2 的层数和厚度。MoS 2 的体材料为间接半导体，随着原子层数的减少，单层MoS 2 过渡到约1.90 eV的直接带隙，其电子的跃迁方式是从导带到价带的竖直跃迁，具有紫外光谱吸收峰 [ 46 ] ，说明单层MoS 2 具有很强的光致发光。因为直接带隙的MoS 2 有高的响应率和低的噪声等效功率，故可以被利用在垂直的光电器件，如光电晶体管和光电探测器等。在室温条件下，使用氧化铪作为闸极介电层时，单层的类石墨烯 MoS 2 迁移率为200 cm 2 /V，单层晶体管的室温开/关比率为1 × 10 8 ，且有着超低待机功耗 [ 10 ] 。Lee [ 47 ] 等研究了单至三层的MoS 2 光电探测器，发现双层和三层的MoS 2 对波长为680 nm的红光有良好的光响应，而单层MoS 2 虽然对红光光响应很弱，但却对波长为550 nm的绿光及365 nm的紫外线有显著的光响应。说明二维MoS 2 的带隙结构依赖于层数而反映，可以用于不同需求的光电器件。 3.2. MoS 2 的光催化性能 不同尺寸大小和形貌结构的MoS 2 的禁带宽度在1.1~1.9 eV之间。当受到λ < 700 nm的光照射时，电子吸收光子能量发生跃迁，导带上形成带正电的空穴，价带上是带负电的高活性电子。有机溶剂的降解主要是由于那些吸附在 MoS 2 表面的电子空穴的作用。被表面吸附的氧分子诱捕在强还原性的光生电子作用下产生H 2 O 2 ，而强氧化性的光致空穴可以直接与有机染料反应生成中间体。以水为溶剂时，空穴的氧化诱捕可以通过水分子来完成，或者是被表面的羟基基团诱捕，生成可以氧化绝大多数的有机物的高活性羟基自由基。高活性的羟基自由基是降解有机染料的关键物质，可以将其分解成CO 2 、H 2 O、 、 等小的有机矿化产物。 在光催化过程中，催化活性的高低不仅与催化剂对可见光的吸收度、禁带宽度和表面捕获光生成的电子-空穴的能力有关，比表面积也是一个评判光催化活性的重要因素 [ 48 ] 。粘附在MoS 2 表面的电子、空穴是MoS 2 光催化有机物的氧化分解的主要因素，一般情况下认为，相同的光催化剂量的体表面积越大，表面吸收的光子越多，意味着有提供了更多的反应面积和活性位。MoS 2 催化中心主要位于夹心层边缘，从根本上讲，要提高MoS 2 的催化效率就是要增大MoS 2 的边缘面积 [ 49 ] 。木耳状硫化钼无法光降解有机溶液的原因是稳定的漂浮在溶液的表面，不能沉降也不能很好地分散在溶液中，影响到光吸收。在合成新型催化剂方面，单分子层的MoS 2 作为前驱体具有潜在的应用价值 [ 50 ] 。禁带宽度窄的MoS 2 纳米结构，比其他半导体材料对可见光吸收更好，在光催化领域有很大应用潜力。 3.3. MoS 2 具有良好的摩擦磨损性能 MoS 2 属于六方晶系，具有层状结构。MoS 2 层间是靠微弱的范德华力结合的，很小的力就可以使层 图4. (a) 超薄MoS 2 纳米片和(b) 3D纳米颗粒的润滑机理 [ 53 ] 断裂形成滑动，因而具有较低的摩擦系数。MoS 2 直接作为金属设备固体润滑剂的摩擦学性能优良，是因为S硫原子与金属之间有很强的粘着力，不会轻易从金属设备表面脱落。MoS 2 因为有着良好的化学稳定性，故不仅不影响润滑脂的腐蚀性及氧化稳定性，并且能明显改善润滑脂的承载能力与抗摩性能，还可以在无法使用液体润滑的苛刻环境中(如高真空、高载及高温)作为航天航空领域的固体润滑剂 [ 51 ] 。由于MoS 2 有高承载能力、强吸附性与低摩擦系数性能，液体石蜡中加入MoS 2 微球可以有效改善了基础油的极压性能和抗磨减摩性能。 MoS 2 的自润滑涂层(薄膜)或含难熔金属的MoS 2 基复合材料润滑性能优异，可采用气相沉积、化学镀、粘结、离子溅射等方法制备，大大降低了基体材料的摩擦磨损 [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] 。超薄片容易进到接触区里，两个相对的凸起不会直接接触，由于纳米片的保护而减小磨损；而对3D颗粒来说，很可能被推开使相对的凸起直接接触导致磨损，如图4所示。 MoS 2 也可以作为填充剂加入到塑料基自润滑材料中 [ 55 ] ，多数情况下，可以提高塑料基体的减摩与耐磨性能，比如聚甲醛 [ 56 ] [ 57 ] 、超高分子量聚乙烯、碳纤维织物、聚酰亚胺等聚合物，但添加MoS 2 的尼龙-6塑料基体的摩擦学性能没有得到提高 [ 58 ] 。
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user: 4. 结论 化学气相沉积法是最简便实用的生成大面积高质量MoS 2 的方法。用S和MoO 3 作为先驱体的化学气相沉积法中，反应时间、载气体流速、先驱体化学计量比和基体放置位置等因素对MoS 2 结构形貌都有影响，而形貌结构决定其性能和应用。不同层状MoS 2 对不同波长的光有光响应，可用于不同需求的光电器件；形貌边缘面积越大的MoS 2 ，其光催化性越好；在润滑油中加入MoS 2 或其复合材料，润滑油热稳定性、承载能力与抗摩性有显著提高。不同形貌的MoS 2 由于性质不同而有不同的应用，制定相应的化学气相沉积参数，实现MoS 2 形貌结构的可控生长，寻找最优的应用性能。
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user: 摘 要 本文采用跟踪观测Fe基合金薄带焦耳热应力退火及多次回火过程中样品应变，并测量经退火和各次回火样品的磁各向异性场的方法研究焦耳热应力感生磁各向异性在多次回火过程的变化行为。利用Gaosuo视频录像原位监测Fe基合金薄带在焦耳热应力退火及多次回火过程的宏观伸长量，由HP4294阻抗仪分别测量经焦耳热应力退火和不同次数回火样品的纵向驱动巨磁阻抗曲线，并由巨磁阻抗曲线计算各样品的磁各向异性场。研究结果表明，焦耳热应力退火产生显著的磁各向异性，而感生的磁各向异性采用多次回火只能减小不能被完全消除。这项研究结果表明，非晶软磁器件生产过程中采用退火方法消除应力对器件性能影响的做法存在严重缺陷，因为存在应力作用的退火过程会感生不可消除的感生磁各向异性。欲提高非晶软磁器件的性能，需要开发在生产过程中不引入或少引入纵向应力作用的新工艺。 关键词 :应力，磁各向异性，焦耳热，退火，回火
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user: 1. 引言 Finemet合金 [ 1 ] ，因其磁导率高、矫顽力低、电导率高、损耗低等优异的软磁性能，被誉为人类人工合成的最佳材料。理论预测，Finemet合金相比硅钢等传统软磁材料具有显著优势，将使变压器、互感器、开关电源、电机等电力电子领域的软磁器件性能大幅提升 [ 2 ] 。但是，在实际应用中，采用非晶合金薄带制备的变压器、互感器和电机铁芯等非晶软磁器件的性能并未达到理论预计的优异性能 [ 3 ] 。除了因高电阻率导致的涡流损耗降低得以较充分体现外，非晶合金高磁导率的优势并未得到充分的体现。尤其是采用非晶合金薄带制备的非晶电机铁芯和大功率非晶变压器，除了明显降低涡流损耗外，综合效率的提升并未得到体现。按理论预测，采用非晶合金薄带制备铁芯替代硅钢铁芯的非晶电机应有10%~25%的效能提升 [ 4 ] ，但是，迄今，世界最高水平的非晶电机最高只能提升3% [ 5 ] ，远远没有达到理论预计。 由于现有的非晶软磁器件制备工艺普遍采用将非晶合金薄带进行盘绕的方法制备铁芯，为了实现较高的填充系数，通常都在较大的应力作用下才能使薄带紧密盘绕，这就不可避免地在非晶磁芯盘绕过程中引入很大的应力作用。李文忠等人研究表明非晶纳米晶材料的磁性能对应力敏感，存在巨应力效应(GSI) [ 6 ] 。为了消除应力的影响，现有工艺，普遍采用退火的方法试图消除应力的作用。但是，Herzer [ 7 ] 和Ohnuma [ 8 ] 等人研究表明，非晶软磁材料在应力作用下退火会感生显著的磁各向异性，严重影响非晶软磁器件的性能。退火是否是消除应力影响提升非晶软磁器件性能的好方法，是本文将要回答的科学问题。该科学问题的回答，对于寻求提升非晶软磁器件性能的新工艺具有重要意义。遗憾的是，迄今未见有报道明确回答该问题，业界普遍存在一个认识误区——适当温度退火可以消除制备过程引入的应力作用，导致现实非晶软磁器件生产过程中普遍采用退火工艺试图消除应力作用，忽略了应力存在条件下会感生不可消除的磁各向异性而严重影响器件性能。众所周知，电机、变压器的耗能占人类总耗能的70%以上，其效能每提高1个百分点所能节省的用电量，就相当于一个长江三峡的总发电量 [ 9 ] 。可见本文所研究科学问题，对于非晶软磁器件性能提升，和节能减排环境友好型新技术研发，具有重要意义。
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user: 2. 实验 本文使用单辊快淬法制备的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶薄带，宽1 mm，厚40 um，截取长14 cm的薄带。退火装置如图1所示，调整夹具之间的距离，使在夹具两端之间非晶薄带的长度为10 cm。在两端夹具之间的非晶薄带通以直流电，利用电流产生的焦耳热对样品实现退火，同在退火过程在两端的夹具上施加张应力实现电流应力退火。 电流应力退火感生的磁各向异性的定义根据杨燮龙等人 [ 10 ] 定义：横向磁各向异性场(H K )等于纵向驱动巨磁阻抗(LDGMI)曲线下降沿斜率变化最大处的外加磁场。定义LDGMI比如下： 式中Z(H ex) 和Z(H max )分别是在任意外磁场和最大外磁场下测得的阻抗值。 图2是经应力退火样品典型的LDGMI曲线，定义磁各向异性场H k 。 与 的取值如图2所示，取半高宽对应的磁场为下降沿斜率变化最大处。 伸长量： 其中 为样品退火后的实际观测值， 是样品退火前的原长。 Fe 73.5 Cu 1 Nb 3 Si 13.5 B 9 非晶薄带在电流密度为30 A/mm 2 ，应力为198 MPa条件下保温30 min，测量其LDGMI曲线。再将该样品通以密度为30 A/mm 2 的电流持续30 min进行回火处理，然后测量其LDGMI曲线。随后再用相同条件对同一样品重复回火13次，并在每次回火后测量样品的LDGMI曲线。
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user: 3. 实验结果与讨论 图3是Fe基合金薄带经应力退火及回火样品的典型LDGMI曲线，a曲线是经应力退火样品的LDGMI曲线，b曲线是经第1次回火样品的LDGMI曲线，c曲线是经第3次回火样品的LDGMI曲线，d曲线是经第10次回火样品的LDGMI曲线，e曲线是经14次回火样品的LDGMI曲线。由图3可见，经应力退火的样品的LDGMI曲线经前几次回火有明显变化，表现为回火使LDGMI曲线往中心收缩和升高的行为，即样品的磁各向异性场明显减少和最大巨磁阻抗比增加，但是，随着回火次数的增加，这种变化迅速减缓。回火10次和回火14次样品的GMI曲线基本重叠在一起，表明10次以上回火样品的磁各向异性场和巨磁阻抗基本不变。 根据杨燮龙等人给出的磁各向异性场的计算公式，得出样品的磁各向异性场H K 随回火次数的关系曲线如图4所示，图中N为零时是样品应力退火的磁各向异性场，回火1次磁各向异性场减小了60%。图5即回火一次到十四次的磁各向异性场的变化曲线，从图中可以看出，磁各向异性场的变化大致分为两个阶段，回火四到六次磁各向异性场平均减小了2.2%，回火六到十三次磁各向异性场平均减小了0.9%， 图1. 应力退火装置示意图 图2. Fe 73.5 Cu 1 Nb 3 Si 13.5 B 9 退火后GMI曲线图及各向异性场计算原理 可以看出多次回火后磁各向异性场趋于稳定。图6是回火四到六次的磁各向异性场的变化曲线，其变化规律经过线性拟合后符合 ；图7是回火六到十三次的磁各向异性场的变化曲线，其变化规律经过线性拟合后符合 ，从以上两个变化规律发现前六次回火磁各向异性场减小呈现一个规律，后几次回火磁各向异性场变化很缓慢。样品14次回火后磁各向异性场剩余27%。 图8是样品的宏观伸长量随回火次数的变化曲线，其中N为零的点是样品经过退火后的伸长量，样品经过退火后伸长了5.4%。图9是样品回火的收缩量随回火次数的变化曲线，回火第一次后样品的回缩了0.1%，回火第两次后回缩了0.02%，回火第三次后样品回缩了0.015%，回火第四次后样品回缩了0.01%，回火第五次后样品不再回缩。 所以为了提高软磁器件的性能，应采用叠片式非晶磁环。图10是非晶态叠片式磁环和盘绕式磁环的 图3. Fe 73.5 Cu 1 Nb 3 Si 13.5 B 9 退火以及几种典型回火过程的GMI曲线 图4. 回火次数与磁各向异性场的关系曲线 磁导率随频率的变化曲线，l是叠片式磁环的磁导率随频率的变化曲线，c是盘绕式磁环的磁导率随频率 图5. 回火次数与磁各向异性场的关系曲线 图6. 回火次数(3~5)与磁各向异性场的关系曲线 的变化曲线，从图中看出，非晶态叠片式磁环的磁导率高于非晶态盘绕式磁环的磁导率 [ 11 ] ；图11是叠 图7. 回火次数(6~13)与磁各向异性场的关系曲线 图8. 应力退火及回火次数与伸长量的关系曲线 片式和盘绕式磁环经过热处理后的磁导率随频率的变化曲线，l是经过热处理后叠片式磁环的磁导率随频 图9. 回火次数(3~5)与伸长量的关系曲线 图10. 两种磁环的磁导率随频率的变化曲线 率的变化曲线，c是经过热处理后盘绕式磁环的磁导率随频率的变化曲线，由图可以看出经过热处理后的叠片式非晶磁环的磁导率明显高于盘绕式磁环的磁导率。叠片式的饱和磁感应强度、磁导率均高于盘绕式磁环，叠片式磁环的矫顽力、损耗均低于盘绕式磁环。所以非晶态和退火态的叠片式非晶磁环性能优于盘绕式磁环。 图11. 经退火后的叠片式与盘绕式磁环的磁导率两种磁环的磁导率随频率的变化曲线
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user: 4. 结论 Fe基合金薄带经电流应力退火后感生显著的磁各向异性场，采用相同的退火电流对经电流应力退火的样品进行回火只能消除部分感生的磁各向异性场，难以完全消除，经10次以上回火样品的感生磁各向异性场趋于稳定，不再随回火次数的增加而下降，仍残余27%。这是导致盘绕式磁环的性能不如叠片式磁环的性能的主要原因，是导致非晶软磁器件性能提升难以达到理论预期的重要原因。本研究结果表明，现行采用退火手段消除非晶软磁器件制造过程中引入应力的做法，不够科学。本研究结论对于非晶软磁器件的性能提升具有重要指导意义。
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user: 摘 要 为了解决传统观赏鱼缸养护烦琐、耗时，以及可交互性差等问题，本文设计了一种基于WIFI模块实现智能远程监控的观赏鱼缸智能养护系统。该系统主要有基站服务端和与远程客户端组成，基站服务端主要功能是对信号采集和对执行元件的控制；远程控制端实现实时信息显示和远程控制功能。基站服务端和远程客户端通过无线路由器实现数据传输和信息交换。经过大量实验证明，该系统操作简单、运行稳定、控制精确。 关键词 :观赏鱼缸，基站服务端，远程客户端，WIFI模块 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 随着生活水平的提高和美化生活环境意识的增强，观赏鱼缸已经成为家居环境、办公场合和休闲娱乐场所不可缺少的饰品之一。由于生活节奏的加快和人们养护知识的缺乏，人为地保持鱼缸里的清洁适宜的生存环境却是一件很繁琐并且消耗精力的事情，鱼缸水族环境对观赏鱼的生存是至关重要的。针对这些问题，对鱼缸的创新想法也不断地被提出，一些智能化观赏鱼缸的创新想法也应运而生 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。 目前投入市场上的新型鱼缸采用的控制系统有过滤器、加热器和氧气泵等改善鱼缸里环境的设备的应用，在很大程度上改善了鱼缸里的生存环境。但是这些设备一般都是在传统的鱼缸上添加单个的器件，并没有实现真正的智能自动化控制，需在人为操作下来启动和关闭这些单独运行的器件，这使得操作很不便 [ 4 ] [ 5 ] 。 针对以上的种种问题，设计出了一种以Cortex-M4微控制器为核心，基于WIFI模块实现对观赏鱼缸远程监控的系统。该系统不但实现了对观赏鱼缸的远程监视，还实现了对其远程自动恒温控制、水质浑浊度控制、自动喂食、灯光杀菌等控制功能，在很大程度上提高观赏鱼养护效率。
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user: 2. 系统的整体结构设计 2.1. 系统功能需求 本系统控制的对象为观赏鱼缸生态环境，目的是实现鱼缸的智能自我调节和通过客户端对鱼缸的远程实时监控。该系统实现的功能有水温、水内溶氧量、水质浑浊度、水位的检测和控制、定时喂食和光照以及远程实时监控功能等。水质环境要求如表1。 2.2. 系统结构设计 本文设计一种智能化家用鱼缸控制系统，该系统主要有基站服务端和远程客户端组成。基站服务端又包括机械、通信以及控制等模块组成，机械部分主要温度、含氧量等传感器和氧气泵、温度棒灯等执行元件；控制部分主要有以K60芯片为核心的控制板和各路继电器组成；通信部分主要有WIFI模块和路由器组成。基站服务端主要功能是实现信号采集以及对执行元件的控制，实现各路传感器对观赏鱼缸进行信号采集，经处理后通过WIFI模块发送到远程客户端进行实时监测；同时又依据来自远程客户端的指令对相应的执行元件进行控制。 远程客户端的主要功能是对来自基站服务端的信息参数进行实时显示、基于专家信息的智能控制决 策以及控制指令发送到基站服务端，实现对基站服务端的实时监视和远程控制功能。基站服务端和远程客户端是通过WIFI模块借助路由器进行数据传输；路由器一端和控制板上的WIFI模块建立通讯，另一端连接通过无线网与客户端进行数据传输，实现与基站服务端远程数据传输与信息交换。整体设计如图1所示。
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user: 3. 基站服务端的设计 3.1. 服务端硬件设计 各路传感器、芯片信号处理电路和放大电路相连，K60芯片自带的UART模块与WIFI模块建立连接，通过WIFI无线模块将数据发送给无线接入点，然后传给客户端。硬件主要包括核心处理器、电源电路、WIFI模块、以太网功能模块复位电路等。硬件结构框如图2所示，模块功能如表2所示。 Table 1 Aquarium parameter 参数 参数内容 温度 控制箱体温度范围在22℃~26℃ 溶氧量 根据不同鱼类的不同生长周期控制谁溶氧量分布在8~12 mg/L 光照 定时对鱼缸补充光照 水位 水位应该控制在箱体容量的60%~80% 喂食时间 定时每天3次适量投食物 浑浊度 控制水质浑浊度范围为0~0.3 mg/L 表1. 鱼缸参数 图1. 系统总结构图 Table 2 Module parameter 参数 参数内容 电源电路 采用AMS1117-3.3稳压芯片供电 处理器 飞思卡尔K60芯片作为核心处理器，自带UART模块和ADC模块 WIFi模块 WIFI模块C32系列USR-C322模块，实现无线通 滤波电路 高通和低通滤波采用压控电压源电路形式，去除干扰信号 放大电路 采用INA121P差分放大电路，对多点信号进行放大 EEPROM 外设EEPROM存储芯片起断电数据保护作用 SDRAM 外设SDRAM模块备以后功能扩展使用 JLINK接口 对K60芯片下载程序和调试使用 表2. 模块参数 图2. WIFI终端硬件结构框图 3.2. 服务端软件设计 在软件设计过程中，本着模块化设计方式思想，进行每一个模块的设计。设计之前，对服务端制器软件进行合理的模块划分，清晰了编程逻辑，提高编程效率。该系统的软件程序是在IAR平台上用C语言编写。主要包括串口的初始化、UART模块波特率及波特率配置、WIFI模块的初始化配置、定时器中断的配置、串口数据接收中断配置等一系列的初始化配置，同时也包含UART模块的接收和发送数据编程，WIFI模块切换、数据传输以及EEPROM数据擦除和编写等模块 [ 6 ] 。 服务端制器软件是系统的核心，为了保证软件设计的质量，提高软件的可维护性和系统运行的可靠性，服务端制器软件设计遵循应用软件设计工程的一般规律，采用模块化设计的方法。软件流程如图3所示。
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user: 4. 远程客户端的设计 4.1. 客户端的功能实现 远程客户端软件接收从远程服务端传输的数据报文，对其进行解析、存储、显示和分析。远程客户 图3. 服务端软件流程图 端实现的主要功能是对WIFI模块传输的基站服务端数据进行接收与显示、基于专家智能决策进行信息处理以及向基站服务端发送远程命令指令，从而实现对观赏鱼缸的远程智能控制。远程服务端报文采集后，进行TCP数据传输。系统网络由无线路由器构成局域网络。远程终端WIFI模块在烧录程序的时候默认配置就是这台无线路由器的名称和密码。系统监控终端WIFI连接LED指示灯亮起，显示系统监控端已经连接入无线局域网络。 为了实现鱼缸远程客户端与基站服务端间进行数据接收和发送通讯，通讯上采用Socket编程，通信协议为TCP协议 [ 7 ] 。该协议提供的是一种可靠的、面向连接的通信协议。TCP通信的传输连接有三个阶段，包括通信链路的建立、数据的交互和通信连接的释放。TCP通信链路通过“三次握手”建立的，在建立链路中，鱼缸远程客户端作为请求服务的一方，发送连接请求；鱼缸基站服务器端作为提供服务的一方，等待并接收连接请求。具体通信流程如图4所示。 4.2. 客户端开发界面 客户端界面主要包括智能决策、实时监测和实时控制。实时监测主要功能是显示WiFi无线网络传输的基站服务端传感器数据；智能决策主要功能是基于专家经验信息的控制决策；实时控制主要功能是对基站服务端执行单元控制指令，实现对鱼缸的远程控制功能。客户端主界面和远程端如图5所示。 图4. 通信流程图 图5. 远程客户端应用程序界面和实物图
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user: 5. 结论 本文从观赏鱼缸养护消耗精力大、养护不及时等实际问题出发，设计了一种基于WIFI模块的智能控制鱼缸。该控制系统有基站控制部分和远程客户端组成，基站控制部分的对鱼缸进行数据的实时采集和对执行器件的控制；远程客户端实现对鱼缸的实时监测和远程控制。基站服务端和远程站客户端是通过WIFI模块和无线路由器进行数据传输。该系统的设计在很大程度上减少了鱼缸养护机理的消耗，同时也使得对鱼缸的养护变得更为及时和科学，具有良好的市场价值和发展前景。
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user: 摘 要 Landau-Lifshitz方程是描述磁性物质动态磁化现象的方程，而研究磁性物质是非常有意义的。目前学者们构造了部分精确解，本文利用Fourier展开研究无外加磁场且耗散项为零时的Landau-Lifshitz方程，给出方程有限项的迭代关系。 关键词 :Landau-Lifshitz方程，Fourier展开，积分，迭代格式
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user: 1. 引言 1935年，Landau和Lifshitz在研究铁磁体的磁导率时，给出了如下的磁化运动方程 [ 1 ] [ 2 ] ： 其中 ， 是常数， 效应场 被定义为 。 在静态条件下或阻尼很强时，得 在没有外加磁场的情况下，方程可写为 方程中的第一项表示磁化强度 绕效应场 的运动，第二项表示耗散，称之为耗散项或Gilbert项。 上述三个方程是人们对铁磁体的磁化运动研究从定性分析到定量分析的飞跃。弄清这三个模型对于进一步认识铁磁体的磁化运动规律很重要，因此它们引起了许多物理学家和数学家的重视。
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user: 2. 对Landau-Lifshitz方程的常微分求解 这里针对无外加磁场的Landau-Lifshitz方程 本文优先考虑将方程化为常微分方程并求解，假设 通过 计算能够计算出 则 将 ， 带入原方程便得到如下常微分方程组： 其中 。 对上述方程组等号两边同时对 求积分得： 分部积分得 同理可得
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user: 3. Landau-Lifshitz方程的Fourier展开 3.1. 通过计算 ， 得 将上述结果代入原方程 运用积化和差公式化简得： 3.2. 两边与 做点乘后，在 上分别积分 注意到 则有 合并同类项得 当 时，有 ，此时 因此得出 为任意的常向量。 3.3. 两边与 做点乘后，在 上分别积分 注意到 则有 得 3.4. 有限项的Landau-Lifshitz方程 假设方程是有限项的，且前 项都已知，用前 项表示出第 项。因此假设 有 [ 3 ] [ 4 ] 因为 且 ，所以有如下结论成立： 故方程可以化简为 同理 因为 且 ，所以有如下结论成立： 对于上面两个方程，令 ， 又 为方便我们令 所以原方程可以写成如下形式 即 令 两边同乘 得 [ 5 ] [ 6 ] 。
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user: 摘 要 本文主要探讨了Android手机软件通过手机地图服务在现场建立围栏开展血吸虫病防治。血吸虫防治系统采用C/S架构，手机客户端通过HTTP通信与后台JAVA服务器建立通信，用户登录之后从后台服务器获取任务信息，通过百度地图API实现定位和圈定围栏功能，完成任务后将现场的查灭螺数据填写到客户端，并且将数据同步至后台服务器，JAVA服务器通过Spring和Hibernate框架关联数据库，将获得的数据更新至数据库，并且查询数据库获取相关的任务信息给客户端，方便了血吸虫病数字化的检测和治理工作。经测试，软件工作效果良好，具有良好的发展前景和研究价值。 关键词 :安卓，手机地图服务，数据库，JAVA 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 血吸虫病是由血吸虫寄生于人和多种哺乳动物而引起的一种地方性人畜共患的寄生虫病。钉螺是血吸虫病主要的中间宿主，连续两年以上查不到感染性钉螺是实现血吸虫病传播控制目标的一个关键指标 [ 1 ] 。在工程现场进行查螺和灭螺工作是检测和治理血吸虫病的重要途径。在移动终端技术高速发展的今天，具有GPS定位功能的移动设备迅速普及，基于位置的服务(LBS)将成为互联网的重要发展趋势。Android系统的发展和4G网络的普及为此提供了技术支持。本文主要使用了Baidu Maps API，实现了准确查找任务区域，减小了现场查灭螺的误差，从而实现了血吸虫病数字化的检测和治理工作。
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user: 2. 整体方案设计 2.1. 软件总体设计 血吸虫病防治系统主要由两部分组成：基于WebGis和MIS的Web端负责管理和发布任务，并对结果进行分析显示；基于Android的手机客户端领手机地图服务完成Web端指派的任务，并将工程现场的数据更新至数据库。两者通过数据库进行交互。整个系统结构如图1所示。 2.2. 手机软件功能 手机软件主要由前台用户界面和后台服务组成。用户界面UI设计主要使用的是Google的Materail Design实现的。Material Design 是专为设计适用于多个平台和设备的视觉、运动与互动效果而制定的综合指南。主要包括登录注册、查看定位状态、任务显示、新建任务、查螺任务、灭螺任务等几部分组成的。后台服务包括GPS功能的开启，获取当前的经纬度信息，使用HTTP与服务器通信，存储相关的现场信息、校验API Key和当前的网络状态并发送广播、百度地图SDK对应的服务。后台服务获取和处理数据，将相应的数据呈现给用户。图2为软件的功能图。 图1. 系统结构 图2. 软件架构图
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user: 4. 软件测试结果 本软件在Android 5.1.1的版本上运行良好，与服务器以及数据库的交互良好，并且地理位置验证和新建围栏功能运行正确，可以系统的完成血吸虫病防治过程中的查螺和灭螺的任务。 图5为软件的功能界面，图6为任务显示界面，显示该用户所有尚未完成的任务，图7为领取任务后跳转的界面，由于尚未完成验证，所以无法进行相应任务，图8位验证完成后的界面，验证完成后就可以执行任务，图9为验证完成后需要填写的表格。
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user: 5. 结束语 本课题成功搭建了基于Android平台的血吸虫病的预防和治理系统，系统可以完整的实现从领取任 图3. Http协议的业务流程 图4. 信息获取和交互示意图 图5. 功能界面图 图6. 领取任务界面 图7. 位置验证 图8. 位置认证成功 图9. 查螺表 务、新建任务、查螺任务、灭螺任务等一系列流程，改进了传统的现场查螺需要手动填表，并且进行抄录的缺点，并且将获得的数据存储到数据库，通过手机地图服务的电子围栏来进行地理位置验证并且来辅助完成现场任务，从而高效、准确地帮助现场人员完成查螺、灭螺的工作，对于血吸虫病的预防和治理有很重要的指导意义。
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user: 摘 要 本文针对晚期非小细胞肺癌，用层次分析法这一著名的综合评价数学模型给出了个体化治疗方案。首先我们编制了面向病人的包含疗效性、安全性，耐受性、缓解时间以及经济性这5个指标的相对重要性比较问卷。接着通过统计分析10位非小细胞胃癌治疗领域的专家反馈回的专家打分表，综合确定出了手术、化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗这5种治疗方案相对于疗效性、安全性，耐受性、缓解时间以及经济性的相对重要性得分表。在此基础上，我们应用层次分析的专业软件yaahp分析“个体化”的病人，得到了手术、化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗这5种治疗方案的重要性排序，实现了晚期非小细胞肺癌的个体化治疗。 关键词 :非小细胞肺癌，个体化治疗，层次分析法，专家打分表
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user: 1. 前言 非小细胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer， NSCLC)是肺癌中最常见的组织学类型，近年来发病率不断增高，无论在我国还是全球，都已成为致死率最高的肿瘤。肺癌的治疗包括手术、化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗这五种常见的治疗方案(参见 [ 1 ] - [ 6 ] )。 对于新诊断的NSCLC患者，传统的治疗方案往往是争分夺秒不加区分的治疗，近年来“个体化”治疗成为一大趋势，即在开始治疗前把患者的肿瘤所表现的“信息”掌握清楚，然后再具体情况具体分析，进而制定出最适合患者的“个体化”治疗方案(参见 [ 7 ] [ 8 ] )。 但如何患者的肿瘤所表现的“信息”从手术、化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗中选择、制定出最适合患者的治疗方案呢？这需要综合考虑治疗的疗效性、安全性，病人的耐受性、病情缓解时间以及治疗费用的经济性等多重因素，而如何将其有机、合理的结合起来是一个较难于完全定量分析的综合评价的问题，为此我们引入了层次分析法这一著名的综合评价数学模型。
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user: 3. 结果 对于“个体化”的病人，我们可以综合表4与表6算出的权重对其进行权重叠加，叠加公式如下： 最终得出对于该病人而言，手术、化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗这5种治疗方案的权重如下表。(表9) 因此得到重要性由高到低排序依次为：免疫治疗、靶向治疗、化疗、放疗、手术。故对于该病人而言，最优的“个体化”治疗方案为：免疫治疗与靶向治疗相结合。
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user: 4. 讨论和结论 本文给出的基于层次分析模型的晚期非小细胞肺癌“个体化”治疗方案，既充分尊重了病人的“个体化”要求和意愿，又将非小细胞肺癌治疗领域专家的治疗方案进行了定量的整合，是一种定量的制定 Table 7 Stochastic consistency inde n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 RI 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49 1.51 表7. 随机一致性指标 Table 8 Consistency rati 晚期非小细胞肺癌治疗指标 一致性比率 安全性 0.0829 疗效性 0.0599 经济性 0.0788 耐受性 0.0902 缓解时间 0.0841 表8. 一致性比率 Table 9 The weight of the five treatment regimen 治疗方案 权重 手术 0.0473 化疗 0.1506 放疗 0.0887 靶向治疗 0.3471 免疫治疗 0.3663 表9. 5种治疗方案的权重 “个体化”治疗方案的方法。可以有效的避免因为单个主治医生的主观臆断、技术水平的限制而导致的治疗方案制定上的不足，还可以通过编制软件实现“个体化”治疗方案智能化设计。 另一方面，从层次分析模型的建立也可以看出，其关键在于专家对5个手术、化疗、放疗、靶向治疗和免疫治疗这5种治疗方案相对于疗效性、安全性、耐受性、缓解时间以及经济性5个指标相对重要性打分表，这可以在临床实践中不断修正使之日趋完善。
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user: 摘 要 本文收集2013年31个省市自治区部分高校有关人文社科科研方面的相关数据，利用多元统计方法对科研综合实力进行评价研究。针对主成分综合评价存在的问题，提出一些改进措施，给出了主成分综合评价的应用条件；以信息熵为工具，利用指标的变异程度度量信息差异，为科研综合实力评价提供方法参考；若第一主成分的评价结果与熵值法的评价结果通过Kendall协同系数检验，可以集成新的评价方案；通过对主成分得分进行k-均值聚类，并以最终聚类中心为类间排序标准，以第一主成分评分作为类内评价依据综合考量科研综合实力。 关键词 :科研综合实力，主成分分析，熵值法，Kendall检验，k-均值聚类
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user: 1. 引言 在当今信息爆炸时代，数据已渗透到每一个行业和业务职能领域，成为重要的生产因素，引起了产业界、科技界和政府部门的高度关注，大数据挖掘技术已经上升为国家战略。分类、估计、检验、回归分析、相关性分析等构成数据挖掘的核心内容。多元统计分析是处理多维同体观测数据的数学方法，是数理统计学近几十年迅速发展的一个分支，计算机技术的发展为多元统计方法应用提供了便利的计算工具 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 。多元统计方法在工业、农业、医学、环境以及经济管理等诸多领域中有着十分广泛的应用。 主成分分析是多元统计的核心内容之一，广泛应用于多指标的综合评价体系，得到了科研工作者的一致认同，但在应用中存在这样或那样的问题，研究者从不同角度分析问题存在的原因并给出相应的解决办法。如林海明等 [ 4 ] 给出了主成分分析综合评价的应用条件；胡永宏 [ 5 ] 认为，第一主成分后面的主成分 出现比较多的负数时，是否反向为 没有公认的准则；阎慈琳 [ 6 ] 将主成分分析改进用因子分析综合评价，指出用主成分分析综合评价的问题之一在于同一特征值对应方向相反的特征向量，选取不同的特征向量组合对综合结果造成很大影响；叶双峰 [ 7 ] 认为采用标准化处理数据会造成信息的丢失，并从改进主成分分析的数据无量纲处理方法和采用非线性变换的主成分分析评价优化模型；孙刘平等 [ 8 ] 借用熵值法和主成分综合集成评价；徐静雅 [ 9 ] 指出通过综合评价函数计算得分不仅不能提高信息量(增加方差贡献率)，反而会减少方差贡献率；王学民 [ 10 ] 指出，不对主成分综合评价函数的实际含义加以解释，直接用这些指标对样品进行排序意义不大。符一平等 [ 11 ] 利用ARCH模型研究了上证综指的系列性质；王思哲等 [ 12 ] 利用方差分析对葡萄酒的评价进行了可信性研究，利用主成分分析和聚类分析方法对葡萄酒进行分级研究，并指出了葡萄酒理化指标与酿酒葡萄理化指标之间的相关关系。 本文收集2013年31个省市自治区部分高校有关人文社科科研方面的相关数据 [ 1 ] ，利用多种方法对各省市科研综合实力进行评价研究，并指出各种方法的优劣。收集的变量有投入科研活动的人年数、投入高级职称人年数、立项课题数、投入科研事业费、发表论文数、发表专著数、获得奖励数等。本文的主要结构是：针对主成分综合评价存在的问题，提出一些改进措施，给出了主成分综合评价的应用条件；以信息熵为工具，利用指标的变异程度度量信息差异，为科研综合实力评价提供方法依据；若第一主成分的评价结果与熵值法的评价结果通过Kendall协同系数检验，可以集成总的评价方案；通过对主成分得分进行k-均值聚类，并利用最终聚类中心为类间排序标准，第一主成分评分作为类内评价依据综合考量科研综合实力。SPSS20给出了各种方法的总评结果，并指出各种方法的优劣。
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user: 2. 主成分综合评价研究 主成分分析起源于20世纪初Karl Pearson和Charles Spearmen等人有关智力测验的统计分析中，广泛应用于多指标的综合评价体系。它的主要优点在于消除评价指标之间的相互影响，能更客观地描述变量的相对地位，同时，数学变换过程生成的信息量权数和系统权数比人为确定的权数更客观，操作性更强。本例中通过计算变量之间的简单相关系数和反映像相关矩阵(对角线上元素较接近1，其余元素的绝对值都较小)，适合进行因子分析，进一步，对数据进行巴特利特球度检验(Bartlett Test of Sphericity)和KMO (Kaiser Meyer Olkin)检验，表1给出了KMO值为0.846，变量间相关性较强，巴特利特球度检验统计量观测值为400.067，相应概率为0，小于给定的显著性水平(0.05)，变量适合进行因子分析。 根据原始变量的相关系数矩阵，采用主成分分析方法固定提取3个因子，为了对提取的因子有更好的解释，用方差最大法对因子载荷矩阵实施正交旋转，得到因子载荷矩阵。 林海明 [ 4 ] 指出，如果因子载荷矩阵每行载荷有绝对值靠近1，且列数较小，称因子载荷矩阵达到简单结构，并且前 列主成分载荷矩阵达到简单结构，或者初始主成分载荷矩阵与旋转后的因子载荷矩阵都是差异不大的简单结构，则主成分有较为清楚的解释。表2的初始因子载荷矩阵(主成分矩阵)的第2列和第3列，旋转后因子载荷矩阵的第5列和第6列达到简单结构， 且第2列与第5列有差异不大的简单结构，主成分有较为清楚的解释；若显著性水平5%，显著相关的临界值 ，表2第二，三，四列的绝对值最大值分别为0.992、0.673和0.265，主成分 与各指标显著相关，可以选取两个主成分 ，累计方差贡献率达到94.886%。 主成分 与全部指标显著正相关，载荷都很大，且综合影响越大越好， 为正向的，可以解释为科研竞争力水平成分；主成分 与获奖数显著正相关(0.673)，与投入科研事业费(−0.313)和专著数(−0.277)负相关，获奖数是可以理解为前期科研成绩的累积，专著数理解为高水平科研人员前期长期工作成果的成果， 是正向的，可以解释为科研工作累积成分。相关系数矩阵的前两个特征值为 ，将前两个主成分与各指标之间的关系(各指标标准化)表示为成分得分系数矩阵。 = 0.143投入人年数 + 0.181投入高级职称人年数 + 0.381投入科研事业费(百元) + 0.149课题总数 + 0.357专著数 + 0.027论文数 − 0.442获奖数 = 0.080投入人年数 + 0.022投入高级职称人年数 − 0.332投入科研事业费(百元) + 0.063课题总数 − 0.283专著数 + 0.261论文数 + 0.946获奖数 构造主成分综合评价函 (7为特征值之和，权重系数按照方差贡献率确定)， 计算各省市科研综合实力得分并排序(见表5)。因子得分的均值为0，标准差为1，正值表示高于平均水平，负值表示低于平均水平。 需要指出的是，上述综合评价函数是当第一主成分方差贡献不够高(64.64%)时，采用以方差贡献率 Table 1 Test results of KMO and Bartlett in scientific research factor analysi 取样足够度的Kaiser-Meyer-Olkin度量 0.846 近似卡方 400.067 Bartlett 的球形度检验 df 21 Sig. 0.000 表1. 科研因子分析KMO和Bartlett的检验结果 Table 2 Factor load matri 变量 初始因子载荷矩阵 旋转因子载荷矩阵 主成分1 主成分2 主成分3 因子1 因子2 投入人年数 0.984 −0.004 −0.139 0.840 0.683 投入高级职称的人年数 0.992 −0.050 −0.071 0.871 0.632 投入科研事业费(百元) 0.904 −0.313 0.265 0.934 0.304 课题总数 0.960 −0.016 −0.037 0.826 0.586 专著数 0.935 −0.277 0.060 0.942 0.490 论文数 0.955 0.135 −0.189 0.743 0.709 获奖数 0.717 0.673 0.179 0.258 0.277 表2. 因子载荷矩阵 为权重，构造的综合得分函数，这种方法看似能提高信息含量(提高方差贡献率)，其实是一种错觉 [ 2 ] 。事实上，设 分别为第 个主成分，综合得分函数 的方差为 也就是说，综合得分的方差 小于第一主成分的方差 ，第一主成分是所有原始变量线性组合(组合系数为单位向量)中方差最大者，通过综合得分不仅不能提高信息量(增加方差贡献率)，反而减少方差贡献率。因此，我们综合考虑第一第二主成分得分和排序效果会更好。
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user: 3. 熵值法评价方法研究 熵的概念产生于热力学，用来描述离子或分子运动的不可逆现象，后来引入到信息论中广泛应用于赋权，熵值法是一种客观赋权法，根据各项指标观测值所提供信息的大小来确定指标权重。设有 个变量， 个指标，形成原始指标数据矩阵 ，对于某项指标 ，指标值 的差距越大，该项指标在综合评价中的作用越大，如果某项指标值全相等，则该项指标在综合评价中不起作用。在信息论中，熵是对不确定性的一种度量。信息量越大，不确定性就越小，熵值就越小，信息量越小，不确定性就越大，熵值越大。根据熵的特性，我们可以通过计算熵值来判断变量的随机性及无序程度，也可以用熵值来判断某个指标的离散程度，指标的离散程度越大，该指标对综合评价的影响越大。因此，可根据各项指标的变异程度，利用信息熵这个工具，计算出各个指标的权重，为多指标综合评价提供依据。熵值法是根据各项指标值的变异程度来确定指标权数的，这是一种客观赋权法，避免了人为因素带来的偏差，但由于忽略了指标本身重要程度，有时确定的指标权数会与预期的结果相差甚远，同时熵值法不能减少评价指标的维数。熵值法的基本步骤： 1) 将各指标同度量化，第 个指标下第 个变量比重为 ； 2) 计算第 个指标的熵值： ，这里 ，当某个指标的贡献趋于一致时， 趋于1，特别地，当指标值全相等时，可以不用考虑该指标在决策中的作用，即该指标的权重为0 3) 计算第 个指标的熵权： ，其中， 反应第 个指标下各变量贡献的一致性程度。 4) 计算综合评价值： 为第 个变量的综合评价值。 SPSS20计算出熵值法各省市评分和排名见表5。