Fe3O4化学修饰电极的制备及其在抗坏血酸中的电化学研究

为了解抗坏血酸有机酸类去污剂对核电站化学去污的电化学行为,提高其去污效果,通过Nafion溶液的固定作用,将核电站管道中的主要腐蚀产物Fe_3O_4制作成化学修饰电极。通过三电极体系研究其电化学行为,考察了其扫描速度的影响、溶液浓度的影响和反应的类型。同时进行了循环伏安曲线、极化曲线和交流阻抗等测试。分析了其电化学行为,得到了一系列电化学数据。     

非侵入式电力负荷多目标分解框架

现有基于最优化的非侵入式负荷分解方法存在两个问题:使用一到两个特征对家庭负荷的分解效果差;而使用三个及以上特征作为用电设备辨识的目标函数难度高。提出非侵入式电力负荷多目标分解框架,解决传统方法利用特征数少、加权系数难确定等问题。以有功功率、无功功率、视在功率、谐波和电流波形作为电器运行状态的目标函数,建立多目标优化负荷分解模型。利用多目标进化算法(Multi-Objective Evolutionary Algorithm,MOEA)对实测用电数据进行负荷分解求得Pareto最优解集。最后通过多准则决策方法选出识别结果。实验结果表明,增加特征可提高MOEA算法对多个用电设备同时运行时识别准确率,且与当前主流算法相比,所提框架对家庭负荷分解的准确率更高。     

用于长期神经元放电记录的一体化可步进植入式神经电极

步进式电极是神经科学电生理记录的重要工具。传统电极支架的主要功能是电极丝支撑以及机械驱动电极丝的微推进。在慢性记录过程中，电极的位置可以推进到更深的脑组织中，从而记录更多的神经元放电活动。但传统电极支架制作和组装需要多个步骤和部件，组装过程烦琐困难、结构集成度低，且无法保证支撑板结构之间相互平行，增加了实验误差。该文提出一种可实现集成度高、结构稳定、组装容易的新型电极构架。与传统电极支架相比，新设计的电极支架具有更少的组件，且一体化的支架设计减少了不同支架之间的误差，有助于实验条件的统一。受力分析表明，该文提出的新电极具有优良的抗形变特性，且新电极比传统电极重量更小，可减轻实验小鼠头部负载压力。通过手术在小鼠大脑中植入电极，实验结果表明一体化记录电极可获得高质量的神经信号。因此，该文提出了一种新的电极设计思路，该思路有助于提高实验效率，并可应用于多种小动物在体电生理实验。     

平衡态分子动力学 Green-Kubo 方法计算氮化硼 单层结构热导率的模型尺寸效应研究

分子动力学模拟可以直接表征体系原子的行为,因此成为研究氮化硼相关材料微观导热机理的重要工具,但目前尚没有关于氮化硼材料模型尺寸对其热传导相关性质影响规律的研究。该文采用平衡态分子动力学并结合 Green-Kubo 方法,研究了纯净氮化硼单层结构热导率、声子色散关系以及态密度随模拟尺寸的变化规律,并解释了其内部机理。实验发现,氮化硼单层材料热导率随着模拟尺寸的增大而减小,并在单层面积约 4.1 nm×4.1 nm 时收敛于(349±22)W/(m?K),此收敛值远小于平衡态分子动力学计算中石墨烯热导率的收敛尺寸(10 nm×10 nm),这说明氮化硼单层中声子之间的散射大于石墨烯。此外,不同于热导率,氮化硼单层结构的声子色散曲线、态密度几乎不受模拟尺寸的影响。该研究结果可为采用平衡态分子动力学研究氮化硼相关材料的微观导热机理提供重要参考。     

GH4169晶粒尺寸的类圆映射超声评价方法

GH4169组织结构复杂,使用单一超声参数难以对其进行准确评价,而多超声参数评价方法存在参数集难以合理选择的问题。利用类圆映射提出一种新的全参数超声评价方法,将全部超声参数投影至二维圆内空间,构建投影多边形并提取具有全局超声信息的二阶特征;进而与晶粒尺寸进行高阶多项式拟合,将评价问题转化为以拟合误差最小为目标、类圆映射参数为设计变量的优化问题;最后利用狼群优化算法求解并获得最终的全参数超声评价模型。实验结果表明,相比其他超声评价方法,新方法具有精度高、鲁棒性好等特点。     

小波-Lagrange方法进行医学图像层间插值

目的 医学图像3维重建通常需要进行层间插值.现有的插值方法虽然种类较多,但在进行医学断层图像插值时,很多方法并不能兼顾图像灰度和目标形状的变化,且计算过程过于复杂.鉴于此,提出一种基于小波与Lagrange多项式相结合的插值方法.方法 首先对原始图像进行小波变换,获得图像边缘对应小波系数的位置信息,在断层图像的相应小波系数之间运用Lagrange多项式进行强度和位置插值.结果 通过实验验证,采用本文方法插值得到的图像与线性、Cubic插值方法相比,不仅在灰度值不等点方面减少了10%~50%,均方误差平均下降了3%,而且目标组织轮廓特别是拐角剧烈变化处可改善伪轮廓现象,介于原始断层图像之间,能够满足医学图像层间插值的要求.结论 与线性插值方法、Cubic插值方法相比,新算法由于引入了小波变换这个工具,可将图像剧烈变换部分提取出来,因此,本文方法在处理图像剧烈变化的情况时略有优势.新算法得到的插值图像质量有所提高,计算误差有所降低,可有效用于医学图像目标组织的3维重建.     

一种简单的人机交互手势识别算法

提出了一种简单的人机交互中的手势识别算法,该算法基于模仿人眼的双摄像头,根据双摄像头获取的视频流,通过该算法即可识别出运动手势的十个运动方向.算法所需内存空间小,运行速度快,可以作为一个很好的功能模块嵌入在其他的人机交互系统中.     

包覆–球磨改性市政污泥制备新型纸包装材料

目的 为了解决我国市政污泥的处理处置以及缓解造纸原材料资源紧缺等问题,提出将市政污泥先用淀粉包覆后再进行球磨改性处理,并作为造纸填料制备纸包装材料的新思路。方法 探究球料比、球磨时间和球磨转速对污泥填料的粒径、Zeta电位,以及制备的纸包装材料性能的影响规律,通过分析其微观形貌和热稳定性,初步探索污泥基纸包装材料的成型机理。结果 实验结果表明,经球磨改性后可以有效减小淀粉包覆后污泥填料的中位粒径,降低其Zeta电位。污泥经淀粉包覆改性后制备的纸包装材料的力学性能得到显著提高,热稳定性更好。结论 市政污泥经淀粉包覆–球磨改性后制备的污泥基纸包装材料是一种理想的包装材料,为市政污泥在包装材料的高值化应用提供了一条新途径。     

基于目标检测的选区激光熔融成形过程熔池与飞溅监测

在选区激光熔融成形过程中,飞溅与熔池包含了能够体现加工质量的重要特征信息,从成形过程采集到的熔池图像中,获得这些信息,实现选区激光熔融的过程监测是近年来研究的重点之一。为了更加精确且有效地从图像中提取熔池和飞溅的信息,提出了一种基于YOLOv5目标检测模型,实现了对成形过程图像中飞溅与熔池的实时定位与捕获。首先,以YOLOv5s目标检测网络为基础,调整骨干网络的深度与宽度,修改检测头的数量。之后,引入自校正卷积与CBAM注意力机制模块,设计了新的特征整合结构,通过上述步骤,提升了网络的检测性能。将工业相机采集到的图像制作为目标检测数据集,进行模型的训练与测试,结果表明该网络能够从原始图像中对飞溅与熔池目标进行准确的定位,在具有良好的检测精度的同时,网络模型的参数量极少,更加符合工业应用的需求。网络的检测精度mAP@0.5:0.95达到了0.466,为基于图像的选区激光熔融过程监测提供了一种新的方法。     

纸张性能和纤维分子结构、纤维形态的相关性研究

目的 通过对纸浆纤维进行不同的碎浆机械作用,研究纤维分子结构、纤维形态与纸张强度性能三者的相关关系。方法 在不同碎浆时间条件下,测量纸张的抗张指数、零距抗张强度、Z向抗张强度等拉伸相关力学性能,并通过生物显微镜、扫描电镜观察纸张内部的纤维形态,采用傅里叶红外光谱和X射线衍射分析纸张中官能团、氢键和结晶度等分子结构的变化规律,从而探究纤维分子结构、纤维形态对纸样性能的影响趋势。结果 随着碎浆时间的增加,纤维结晶度、分子间氢键和纸样拉伸性能均呈现出了先上升后下降的趋势,在14 min时纤维结晶度、分子间氢键含量和纸张的抗张指数均达到最大值,分别为79.63%、43.64%和45.25 N.m/g。结论 一定碎浆时间范围内,纸张的拉伸性能和纤维分子结构(结晶度、分子间氢键等)随纤维尺寸的减小和帚化率的提高呈现出先上升后下降的趋势。