基于卷积神经网络的钢铁材料微观组织自动辨识

基于深度学习在计算机视觉上优异的表现,采用深度学习模型对扫描电子显微镜(SEM)所获得的钢铁材料微观组织图片进行自动辨识。提出了适用于钢铁材料微观组织辨识的AlexNet、VggNet、GoogleNet、ResNet改进模型,比较了不同卷积神经网络模型在不同预处理方式下的图片辨识精度,针对从某国家重点实验室收集到的铁素体、珠光体、上贝氏体、下贝氏体、板条马氏体、片状马氏体等6类微观组织图像的数据集进行预测实验,结果表明:与现有技术或人工辨识相比,提出的卷积神经网络能成功辨识不同类型的钢材微观组织,具有较高的适应性和准确度,在测试集上的识别率精度最高可达到100%。     

金属轧制复合过程微观变形行为的分子动力学建模及研究

基于分子动力学方法研究金属层合板轧制复合过程界面区材料的微观变形行为,从力学性能和位错运动的角度,对比研究双金属FeCrNi/Fe与单金属的压缩变形,揭示非共格界面对金属微观变形行为的影响。结果表明,双金属模型与2种单金属模型在应力-应变关系和变形行为规律方面都存在明显差异;由于复合界面的存在,变形过程中双金属模型纯Fe基体中的位错在界面附近积累,界面原子的局部剪切作用使FeCrNi基体中的位错形成变得容易,降低了FeCrNi基体的屈服强度;复合界面对于变形过程中位错传播的阻碍作用,使材料抵抗塑性变形的能力得到提高,变形过程中2种金属基体内位错密度的交替变化导致2种金属基体的变形量也对应呈现交替变化的特殊现象。     

硫化铋@铁酸铜异质结的构筑及光触发抗菌性能研究

病原体细菌感染引起的相关感染在世界范围内严重威胁着人类的生命安全健康。为解决该问题,研究构筑了一种由硫化铋（Bi₂S₃）与铁酸铜（CuFe₂O₄）共筑形成的近红外光触发的异质结功能材料体系Bi₂S₃@CuFe₂O₄,其通过Bi₂S₃与CuFe₂O₄之间的静电吸附作用力相结合。使用近红外光成像仪记录了材料在不同的近红外光功率下的升温曲线,验证了材料的光热效应;以1,3-二苯基异苯并呋喃（DPBF）作为活性氧的捕获剂,验证了材料的光动力效应。结果表明,Bi₂S₃@CuFe₂O₄在近红外光的触发下能够有效地产生热量,单线态氧（¹O₂）与超氧根自由基（·O^-₂）...     

Mo含量对CoCrFeNiMo高熵合金组织及耐蚀性能的影响

高熵合金由于具有优异的机械性能及耐蚀性能在涂层工业领域备受关注。采用同步送粉激光熔覆技术在Q235钢表面制备了CoCrFeNiMo_x高熵合金涂层,研究了涂层的组织结构和耐蚀性能,并结合第一性原理计算分析了涂层耐蚀机理。研究结果表明：CoCrFeNiMo_0.1、CoCrFeNiMo_0.2高熵合金涂层是由fcc相组成,而CoCrFeNiMo_0.3高熵合金涂层则由fcc相和σ相组成。合金的晶粒主要呈树枝晶,枝晶间富集Cr、Mo元素,枝晶内富集Co、Fe元素。在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,CoCrFeNiMo_x高熵合金涂层具有优良的综合耐蚀性能;并且随着Mo元素含量的增加,涂层的腐蚀电位正移,腐蚀电流密度减少,钝化区间变长,阻抗弧半径增大,电极反应阻力增强。通过第一性原理计算证明,涂层较高的耐蚀性能与表面致密的钝化膜形成密切相关。     

基于无人机巡检的输电线路规避系统设计

针对无人机进行输电线路巡检时存在与线路发生碰撞的风险,影响无人机巡线系统及输电线路运行安全。基于毫米波雷达传感器,采用LTCC多层技术,设计了输电线路规避系统,通过采用恒虚警算法和多目标检测算法,设计了规避算法。试验结果表明,输电线路规避系统对输电导线和地线的测试范围在50m左右,误差小于1m,规避效果良好,对保障无人机巡检系统和输电线路运行安全具有重要的意义。     

基于ORB和最小凸包的感兴趣区域检测方法研究*

随着科技的发展,如何准确检测出复杂背景情况下的感兴趣区域(ROI)和提高检测方法的实时性已经成为图像处理领域亟待解决的问题。针对此问题,提出了基于ORB(ORiented Brief)算法检测特征点,并采用最小凸包检测感兴趣区域的方法。首先,采用ORB算法提取出图像中的特征点,然后从中挑选出效果良好的点对图像进行描述,最后采用最小凸包算法检测出感兴趣区域。在和其它算法的检测速度对比和复杂情环境况下的检测实验结果表明,ORB和最小凸包算法的结合在保证的检测精度基础上提高了检测速度。     

Z-2000石墨炉原子吸收光谱法测定化探样品中的痕量金

使用泡沫塑料富集金,经硫脲解脱,采用斜坡升温模式和热解涂层石墨管,经管壁原子化,分析测定化探样品中的痕量金,讨论不同曲线对测定结果的影响。通过标准回收实验和不同分析方法结果对照及对国家一级标准物质的分析测定,表明该方法具有良好的准确度和精密度,方法检出限为0.1×10^-9,方法回收率在97%～106%之间,精密度(RSD,n=12)为3%～11% ,满足1∶5万化探样品中痕量金的分析要求。     

温室大棚地热能与空气能多能互补能源配比研究

“双碳”目标下采用可再生能源解决温室大棚的供冷、供暖,构建安全、绿色、智慧、高效的能源系统成为了温室大棚的发展方向。近年来,中深层地热能、浅层地热能、空气能在温室大棚供热中的应用得到快速发展。以河南省周口市扶沟县某农业产业园为例,结合区域地热资源情况,提出了中深层地热+地源热泵+水源热泵、中深层地热+地源热泵+空气源热泵、地源热泵+空气源热泵、地源热泵+水源热泵4种可再生能源配比方案。结果表明：地源热泵+水源热泵投资最高,地源热泵运行费用是中深层地热的2.01倍,空气源热泵运行费用是水源热泵1.95倍,地源热泵运行费用与水源热泵相相近。能源利用优先级排序为中深层地热能>地源热泵>水源热泵>空气源热泵,采用中深层地热+地源热泵+水源热泵方案为最优的能源搭配方式。     

Zr-Cu薄膜生长及力学性能的分子动力学模拟

根据磁控溅射实验条件, 采用分子动力学方法, 在Si(100)面上模拟沉积了三种Zr_xCu_100-x(x=50, 70和90)合金薄膜.通过计算径向分布函数(RDF)及X射线衍射(XRD)分析了沉积薄膜的形貌结构, 并探讨了玻璃形成能力和五重局部对称性之间的关系.最后研究了沉积薄膜的力学性能, 及薄膜厚度对拉伸过程的影响.研究结果表明: Zr-Cu合金玻璃形成能力与五重局部对称性之间存在一定的相关性, 沉积玻璃薄膜比晶体薄膜表现出更好的延展性, 其中Zr₅₀Cu₅₀沉积玻璃薄膜比近共晶成分玻璃薄膜(Zr₇₀Cu₃₀)具有更大的拉伸强度; 沉积薄膜存在一定的尺寸效应, 薄膜相对厚度越小, 其拉伸强度越大.      

同带泵浦光纤激光器用泵浦光纤设计

同带泵浦结构是使激光器单根光纤达到输出功率极限的实现方法之一.文章针对同带泵浦结构激光器开展了研究,首先通过建立简化模型进行数值模拟,确定了同带泵浦结构激光器的最佳泵浦波长应位于1010~1030nm;然后研制了高效率1018nm 光纤并进行了激光性能测试和对比分析.结果表明,通过共掺使Yb3＋ 离子发射次峰蓝移,能促进1018nm 激光的输出;增大芯包比有助于提高1018nm 输出激光效率.