检索结果-南通市图书馆

作者：何超慧湖北大学

学位级别：硕士

生物小分子(水、葡萄糖、多巴胺等)是组成生物大分子的结构单元和维持生命正常活动的功能基础。它们在生命体的营养补充、新陈代谢调节、组织修复、信息传递等方面扮演着不可替代的角色。葡萄糖和多巴胺这些生物小分子的含量和活性直接... 详细信息

生物小分子(水、葡萄糖、多巴胺等)是组成生物大分子的结构单元和维持生命正常活动的功能基础。它们在生命体的营养补充、新陈代谢调节、组织修复、信息传递等方面扮演着不可替代的角色。葡萄糖和多巴胺这些生物小分子的含量和活性直接关系到生物体的健康。因此高灵敏检测葡萄糖和多巴胺这类生物小分子是至关重要的。而催化剂材料的选择是提高生物传感器灵敏度和稳定性的关键。常用的铂、钯贵金属容易在氧化过程中被毒化,影响催化性能。而铜、镍等非贵金属材料用作催化材料时虽有较高的催化能力,但检测环境必须是在碱性条件下,这使它们的应用范围大大减小。金具有良好的导电性,而且当金尺寸达到纳米级时表现出较好的电催化能力及生物相容性,这些特点使得金和金基纳米材料在葡萄糖、多巴胺等生物小分子的无酶检测领域具有广泛应用。因此本文中我们选择金基纳米材料作为我们的目标材料用于葡萄糖和多巴胺的检测。目前对葡萄糖和多巴胺等有机小分子常用检测方法有酶法测定、电化学法、荧光分析法、气相色谱法和高效液相色谱法。色谱法检测依赖大型仪器且制样过程复杂不利于即时检测。酶法测定中酶的活性随时间延长而降低,且易受外界条件影响,会降低检测的灵敏性和准确性。而电化学法由于其操作简单,准确性高成为更受欢迎的分析方法。本文结合金纳米材料的可控制备和电化学分析方法进行了以下两方面的研究。1.结合二维材料石墨烯,以金电极作为基底,通过一步电沉积法成功制备了金/石墨烯纳米复合材料。实验结果表明,通过调节沉积电压和时间,可有效的调控金电极表面Au/石墨烯纳米复合材料的形貌。当沉积电压为-30 V,时间为20 min时,所制备的Au/石墨烯纳米复合材料具有较高电催化活性,基于该材料的电化学无酶传感器在对葡萄糖检测时展现了较宽的线性范围(0.05-14 m M和14-42 m M)、较高的灵敏度(604和267μA cm m M)、较低的检出限(12μM)及较好的稳定性(30天测试后保留89%的电催化活性)。实际样品测试表明,该传感器可以实现对于人体汗液葡萄糖的无创无酶的高灵敏检测。2.通过调节生长温度,在铟锡氧化物(ITO)衬底上制备了垂直生长的4微米超长金纳米线阵列(Au NWs/ITO),并研究了其对多巴胺的电催化性能。通过扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等表征发现,50℃时制备的金纳米线可以在ITO表面垂直生长,其长度可达到4微米。基于金纳米线的电化学无酶传感器在多巴胺的检测中展现了较低的检测限(0.1μM)、较高的灵敏度(1.479μA cmμM)和较宽的线性范围(0.1μM-700μM)。同时,常见的共存干扰物质抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)等对其检测没有明显的干扰。以上结果表明,在ITO表面垂直生长金纳米线阵列为将来开发高灵敏度多巴胺传感器提供了新思路。

关键词：电沉积金/石墨烯葡萄糖无酶传感器金纳米线阵列多巴胺检测

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柔性电致发光器件的设计、制备及性能研究

柔性电致发光器件的设计、制备及性能研究

作者：梁国进湖北大学

学位级别：硕士

柔性发光器件是未来可穿戴集成器件系统中必不可少的组成部分,有着巨大的实用价值和商业前景。为了实现柔性发光器件,需要从功能材料的选取、器件结构的设计、制备工艺等各个方面进行探讨。在本论文工作中,通过各种电极材料性能、发光... 详细信息

柔性发光器件是未来可穿戴集成器件系统中必不可少的组成部分,有着巨大的实用价值和商业前景。为了实现柔性发光器件,需要从功能材料的选取、器件结构的设计、制备工艺等各个方面进行探讨。在本论文工作中,通过各种电极材料性能、发光体系、器件结构和制备工艺的比较研究,我们选用了银纳米线（AgNWs）作为电极材料,设计了顶部发光器件结构,并利用简单、低成本的刮涂和浸涂法分别制备了平面型和线型交流电致发光（ACEL）器件,实现了具有高亮度、高柔性和机械稳定性的ACEL发光器件。此外,具有优异的可穿戴性和可纺织性的ACEL线展示了未来制备ACEL布的潜力。AgNWs作为透明电极材料,已被用于一些柔性/可伸展的发光器件中,但是AgNWs作为ACEL器件的顶电极或底电极,却很少被展示出来。本工作中们首次采用AgNWs同时作为顶电极和底电极构筑了柔性ACEL器件。通过简单的刮涂法,可以制备出大面积的性能优异的ACEL片（50 cm）。当工作电压为195 V（2 kHz）时,器件的亮度高达957 cd/m,如此优异的光电性能,归因于基于AgNWs电极的高透过率以及采用了顶部发光器件结构。本文中制备的ACEL发光片比大多数采用底部发光结构的ACEL发光片,在同样的电压条件下,表现出更高的亮度。另一方面,得益于AgNWs固有的柔韧性、机械强度以及器件功能层在组装后表现出的器件整体性,本论文设计的ACEL发光片呈现出前所未有的柔韧性和机械稳定性:柔性ACEL片能承受高达6.5%的应力;在弯折角为135?,弯折频率为1 Hz的条件下,柔性ACEL发光片经受1000次弯折-恢复测试后,依然能保持88.4%的亮度。然而,通常的柔性ACEL发光片的电极（顶电极或底电极）是由金属浆料薄膜制成,例如银箔、铝箔等,对这种器件而言,在机械应力作用下,比如机械弯折或卷曲过程中,浆料薄膜电极倾向于破裂或者与器件的功能层分离,极大地限制了器件的柔韧性和机械稳定性。因此,同其他柔性ACEL器件的性能相比,我们制备的柔性ACEL器件表现出了高亮度,柔韧性和机械稳定性。柔性电子器件是可穿戴先进电子学领域的重要组成部分,引起众多科研工作者的兴趣。在本文工作中,通过采用AgNWs作为内外电极材料,ZnS作为发光层,硅胶作为电介质和包装层,设计出了一维同轴结构的柔性ACEL线。本文还设计了简单的全溶液浸涂法,用以制备超长的柔性ACEL线（>12 cm）。对于柔性ACEL发光线的光电性能而言,在195 V（2 kHz）的工作电压下,亮度可达202 cd/m;此外,ACEL发光线展示出了与观察角度无关的亮度均匀性。另一方面,柔性ACEL线表现出优异的柔韧性和机械稳定性,即当发光线在弯折角为135?时,亮度不变;在经受500次弯曲-恢复循环测试后,柔性ACEL发光线保持91%的亮度。值得注意的是,通过采用疏水性硅胶作为器件包装层,可以使柔性ACEL线在大气中连续工作后,亮度衰减很小;甚至将柔性ACEL线浸入模拟人体汗液中,其亮度保持不变。再者归因于硅胶包装层的绝缘性以及生物相容性,柔性ACEL线可以直接和人体皮肤接触,实现柔性ACEL线的可穿戴性。最后,将所制备的超长的机械性能稳定的可穿戴的柔性ACEL发光线纺织,得到ACEL发光布,表明了ACEL线极好的可纺织性能。我们期望将来借助于成熟的组装和纺织技术,实现超长柔性ACEL线的可控编织,得到可穿戴的ACEL发光布/发光衣服。

关键词：交流电致发光器件可穿戴器件柔性电子器件机械稳定性

钯/石墨烯复合纳米材料的可控制备及其电催化性能研究

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钯/石墨烯复合纳米材料的可控制备及其电催化性能研究

作者：张玉婷湖北大学

学位级别：硕士

传统能源的过度使用已造成了严重的环境污染、能源危机和气候恶化等问题,因此世界各国都把新型可再生清洁能源的开发作为当前优先发展的重点领域。醇类燃料电池由于其污染低、理论比能量密度高、燃料来源广且便于携带等优点,而成为新能... 详细信息

传统能源的过度使用已造成了严重的环境污染、能源危机和气候恶化等问题,因此世界各国都把新型可再生清洁能源的开发作为当前优先发展的重点领域。醇类燃料电池由于其污染低、理论比能量密度高、燃料来源广且便于携带等优点,而成为新能源领域研究的热点。作为燃料电池的关键材料,电极催化剂是降低电极反应活化能、加快反应速率、提高燃料电池能量转换效率的关键。目前贵金属催化剂是燃料电池中使用最为广泛的电极催化剂材料,但是其制备成本高、催化效率低,制约了醇类燃料电池的大规模商业化应用。因此,如何更好地降低贵金属用量、提高贵金属的催化效率成为燃料电池催化剂当前研究的重要内容之一。石墨烯(Graphene)是由sp2杂化的单层碳原子构成的新型碳纳米材料,这种二维平面单原子层结构决定了其新奇的物理性质、高比表面积以及优异的导电性能和机械强度,是担载高催化活性纳米材料的理想载体。将石墨烯与贵金属纳米材料相结合,在减少贵金属使用量的同时,石墨烯与贵金属粒子还会产生协同增强效应,从而显著提高催化剂材料的整体性能。因此贵金属/石墨烯复合纳米材料为新型燃料电池电催化剂的发展提供了新的契机。此外,碳载体材料上负载的贵金属纳米材料的形貌、粒径和分散程度也与催化剂的电催化性能直接相关。本论文从改变碳载体材料、添加不同辅助表面活性剂以及引进其他金属等方面入手,可控制备了不同形貌与成分的贵金属Pd/石墨烯纳米复合材料,并研究了其作为新型燃料电池阳极催化剂对于醇类物质的电催化氧化性能。主要研究内容及结果如下:1.在通过改进的Hummer法获得氧化石墨的基础上,以抗坏血酸为还原剂,采用一步还原法成功制备了 Pd纳米颗粒/石墨烯复合材料。结果显示,所制备的Pd纳米颗粒在石墨烯表面具有较好的分散性,且石墨烯负载Pd纳米颗粒复合材料相比Vulcan XC-72负载Pd纳米颗粒复合材料对醇类物质的电催化氧化表现出更好的催化活性和抗毒化能力。这证明一步还原法是一种绿色便捷的制备金属/石墨烯复合纳米材料的有效方法,且通过该方法合成的钮/石墨烯复合纳米材料作为电催化剂在直接醇类燃料电池领域有着良好的应用前景。2.为了进一步增强催化剂的催化活性,通过在Pd/石墨烯复合纳米材料的制备过程中加入晶面调控剂溴化钾(KBr),从而有效调控Pd纳米晶体的形貌,得到了规整的具有(100)晶面择优取向的Pd纳米立方体结构,并讨论了不同实验参数对Pd纳米晶体形貌的影响。研究发现,Br-可以特定吸附在Pd的(100)晶面上,有效调节各个晶面的表面能,导致不同晶面的生长速率不同从而得到(100)晶面包覆的Pd纳米立方体结构。由于(100)晶面的择优取向和石墨烯载体材料优良的电子传输性能,Pd纳米立方体/石墨烯复合纳米材料对乙醇的电催化氧化表现出比Pd纳米颗粒/石墨烯复合材料和纯Pd纳米立方体更好的催化活性和更高的稳定性。3.以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,通过一步还原法在石墨烯的模板作用下得到了一种具有特殊形貌的Pd纳米片结构。详细分析了各实验参数对Pd纳米片生长模式的影响,确认了添加剂PVP与石墨烯模板两者的共同作用是形成Pd纳米片结构的关键因素,并考察了 Pd纳米片/石墨烯复合材料对于甲醇氧化的电催化性能。结果表明,与Pd纳米颗粒/石墨烯复合材料和Pd纳米颗粒/Wulcan复合材料相比,Pd纳米片/石墨.烯复合材料显示出更高的催化活性和更好的稳定性,这是因为Pd纳米片结构巨大的活性表面积和(110)活性晶面的择优取向,以及石墨烯载体材料优良的电子传输性能,使得复合材料催化活性提高。4.除了对Pd/石墨烯复合纳米材料进行形貌调控和性能研究,也对金属的成分进行了调控,制备了 Pt、Pd合金/石墨烯复合纳米材料。从提高催化活性的角度出发,对双金属催化剂中Pt、Pd的比例进行了合理优化,比较了不同Pt、Pd比例的双金属催化剂对甲醇氧化的电催化性能。当加入的Pt、Pd比例为1:3时,Pt-Pd合金/石墨烯复合纳米材料获得了最好的催化活性。之后将双金属/石墨烯催化剂与单金属/石墨烯催化剂相比,考察合金纳米颗粒是否具有优势性,以及将双金属/石墨烯催化剂分别与Vulcan负载的和无载体材料负载的双金属催化剂相比,探究载体材料对催化性能的影响。结果表明,Pt-Pd双金属/石墨烯复合纳米材料均表现出更高的催化性能与更好的长期稳定性,显示出双金属/石墨烯纳米复合材料在燃料电池的阳极催化剂上的巨大应用潜力。

关键词： Pd纳米结构石墨烯一步还原法燃料电池电催化剂

脉冲激光沉积法制备MgxZn1-xO1-ySy四元合金薄膜及其性能研究

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脉冲激光沉积法制备MgxZn1-xO1-ySy四元合金薄膜及其性能研究

作者：邰佳丽湖北大学

学位级别：硕士

ZnO的能带工程和p型掺杂是当前ZnO研究的两大热点和难点。通过等价阳离子部分取代Zn形成ZnMeO (Me=Mg、Be等)合金来调控ZnO带隙的研究已广泛开展,阴离子部分取代ZnOX (X=S、Se等)三元合金的研究也已兴起。而阴阳离子复合取代ZnO四元合金... 详细信息

ZnO的能带工程和p型掺杂是当前ZnO研究的两大热点和难点。通过等价阳离子部分取代Zn形成ZnMeO (Me=Mg、Be等)合金来调控ZnO带隙的研究已广泛开展,阴离子部分取代ZnOX (X=S、Se等)三元合金的研究也已兴起。而阴阳离子复合取代ZnO四元合金ZnMeOX的具体研究国内外尚未见报道。本工作提出采用等价阴(S)阳(Mg)离子复合取代形成MgZnOS四元合金,以实现对ZnO能带结构更自由调控和更大范围的裁剪;同时,通过阴阳离子复合协同改性作用来精细调控ZnO合金的电子能带结构,使其有利于p型掺杂。本工作旨在为ZnO的能带工程和p型掺杂研究提供新的思路和数据。本论文采用脉冲激光沉积(PLD)方法,以自制的MgxZn1-xO1-ySy陶瓷为靶材,O2为反应气体,在c轴取向的蓝宝石衬底上制备了MgxZn1-xO1-ySy薄膜。系统研究了衬底温度和氧压对MgxZn1-xO1-ySy薄膜结构和性能的影响,讨论了薄膜中Mg和S成分变化对薄膜性能的影响。主要研究内容及结果如下：首先,在保持氧压为3Pa不变的条件下,对薄膜的生长温度进行了较为系统的研究,获得了质量较好的MgxZn1-xO1-ySy薄膜。通过研究不同沉积温度对MgxZn1-xO1-ySy薄膜结构和性能的影响,确定了薄膜生长的最佳衬底温度。结果表明,700℃生长的薄膜样品沿c轴高度择优取向生长,晶体质量最好,透光率达到80%以上。其次,在固定衬底温度700℃条件下,系统研究了氧压对MgxZn1-xO1-ySy薄膜表面形貌、晶体结构、组成成分、光学性能的影响。通过改变氧压调节薄膜中硫的含量,得到了一系列硫含量变化的单相MgxZn1-xO1-ySy薄膜。发现当薄膜中Mg含量在10%左右,S含量在48%时,薄膜中出现相分离,其它情况下制得的薄膜均为单一的纤锌矿结构相：当S含量为38%左右(氧分压为3Pa)时薄膜的禁带宽度最小,为2.78eV。最后,我们利用不同Mg含量靶材在同一温度和氧压条件下制备薄膜,得到了一系列硫含量均在80%左右,但Mg含量在7-21%之间变化的单相MgxZn1-xO1-ySy薄膜。结果表明：薄膜的c轴晶格常数随着Mg含量的增加略有减小;同时,MgxZn1-xO1-ySy四元合金薄膜的禁带宽度比相应三元合金MgxZn1-xO(相同Mg含量)的禁带宽度要小,但比ZnO1-ySy薄膜禁带宽度要大,并且随着镁含量增大,禁带宽化程度增加。对于相同Mg含量(10%左右)不同S含量(14%-89%)的MgxZn1-xO1-ySy薄膜,其c轴晶格常数随S含量的增加明显增大;同样,MgxZn1-xO1-ySy四元合金薄膜的禁带宽度比相应三元合金MgxZn1-xO1-ySy相同Mg含量)的要小,但比2ZnO1-ySy薄膜禁带宽度大,并且其随S含量变化规律与ZnO1-ySy三元合金薄膜禁带宽度随S含量变化规律一致。这些结果展示了Mg元素和S元素掺杂对于ZnO相结构和光学性能的响,有助于理解Mg、S共掺对ZnO电子结构和能带结构调制的机理,为日后进一步通过理论和实验实现ZnO的p型掺杂了打下基础。

关键词：脉冲激光沉积(PLD) MgxZn1-xO1-ySy薄膜四元合金纤锌矿结构相分离

基于FPGA的脉冲涡流硬度无损检测系统的研究

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基于FPGA的脉冲涡流硬度无损检测系统的研究

作者：麻雪莉哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

涡流无损检测技术作为五大常规无损检测技术之一,不仅能够探测导体表面的涂层厚度,材料成分,组织状态以及某些物理量和机械量,还能检测材料或构件中是否有缺陷并判断缺陷的形状、大小、分布、走向。脉冲涡流无损检测技术因其激励信号的... 详细信息

涡流无损检测技术作为五大常规无损检测技术之一,不仅能够探测导体表面的涂层厚度,材料成分,组织状态以及某些物理量和机械量,还能检测材料或构件中是否有缺陷并判断缺陷的形状、大小、分布、走向。脉冲涡流无损检测技术因其激励信号的频域特点,具有有效率高,检测准确的特性,因而有着广泛的应用前景。用无损检测方法进行钢铁材质检测的研究工作取得了大量成果,然而对于钢材及其制品的混料、硬度和裂纹质量检测还存在许多难题,如用传统检测方法检测齿轮毛坯的硬度效果不够理想,而且人工记录方法较慢。本文以涡流检测技术理论为基础,系统地分析了脉冲涡流检测的基本理论。在此基础上设计了一套用于检测钢铁材硬度的脉冲涡流检测仪器。该脉冲涡流检测系统可分为硬件、软件两个子系统。整个系统由激励源、涡流传感器、数据处理、结果显示这四个主要部分组成。在涡流探伤中,影响涡流的因素很多,产生大量噪声使得信号分析相对困难。系统以FPGA为开发平台,使得信号激励和信号的采集可以在同一电路中实现,从而提高了信号处理的精确性,接着利用主成分分析方法去除噪音,提取信号的特征值,建立回归方程,利用最小二乘法实现对钢铁材质硬度的测量。实验结果表明,以FPGA为开发平台,采用脉冲涡流激励的方式及相关的脉冲涡流的主成分分析处理方法,使钢铁材质硬度的判别准确率有了很大提高。

关键词：脉冲涡流 FPGA 主成分分析最小二乘法

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二维空间中的方向关系合成及反方向关系研究

二维空间中的方向关系合成及反方向关系研究

作者：边健哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着空间数据库技术的发展,与其相关的应用也逐渐丰富,与其相匹配的是此领域中对于空间推理的研究。空间推理在诸多领域中受到了重视,这些领域包括:地理信息系统,人工智能,数据库和多媒体。目前,一些有用的空间推理被深入地进行了研究,... 详细信息

随着空间数据库技术的发展,与其相关的应用也逐渐丰富,与其相匹配的是此领域中对于空间推理的研究。空间推理在诸多领域中受到了重视,这些领域包括:地理信息系统,人工智能,数据库和多媒体。目前,一些有用的空间推理被深入地进行了研究,例如:拓扑关系、方向关系和距离关系。在空间推理的研究过程中对象之间的方向关系问题是研究的重点,引起了人们越来越多的关注。所以在空间中的方向关系合成和反方向关系的研究便成了重点,本文将就这两个问题进行讨论。由于在空间方向关系的研究中一个合理的准确的表述平台是重要的,所以本文对既有的空间方向关系模型进行了介绍与对比,针对所要研究的问题,提出了本文所要应用的对象间表述模型--方向关系矩阵模型。因为在二维的空间中,所要研究的参考物体和目标物体是不规则的,所以本文采用了MBR(Minimum Bouding Box)近似的表示物体,又使用了方向关系矩阵来对物体间的关系进行描述。首先针对实际情况,以方向关系矩阵为基础给出了相关的定义和定理;又结合了相关矩阵间的运算给出了合成的三种情况:原子方向关系间、原子方向关系与基本方向关系、基本方向关系间的合成公式;最后对三种求解方法进行了验证,证明了他们的正确性。针对反向关系的研究是近几年刚起步的,它对于全面的阐述空间对象的位置关系有着重要的意义。本文首先对反关系计算方法的基础进行了总结,以现有的模型为基础提出了基于矩阵的反关系计算方法,理论联系实际加以验证,最后运用实例对整个的求反过程进行阐述。以上的对于方向关系的合成与反向关系的研究增加了空间推理和空间网络一致性校验的手段,为今后的空间方向关系的相关研究奠定了基础。

关键词：空间数据库主方向关系方向关系合成反方向关系方向关系运算

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障碍空间中不确定数据聚类研究

障碍空间中不确定数据聚类研究

作者：李昊哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着信息技术的发展,不确定数据聚类在经济、军事、电信互联网络中具有越来越重要的作用。而在现实世界中往往存在的江河、湖泊、山谷等障碍物,因此障碍空间中不确定数据聚类的研究具有很高的实用价值,使聚类分析的结果更加具有实用性... 详细信息

随着信息技术的发展,不确定数据聚类在经济、军事、电信互联网络中具有越来越重要的作用。而在现实世界中往往存在的江河、湖泊、山谷等障碍物,因此障碍空间中不确定数据聚类的研究具有很高的实用价值,使聚类分析的结果更加具有实用性。为解决传统聚类无法有效处理障碍空间中存在级不确定数据聚类的问题,首先提出一种快速计算两数据点间障碍绕过距离和障碍连通距离的方法,随后在DBSCAN算法的基础上提出OEU-DBSCAN算法,使用障碍距离作为数据之间的相似度度量,根据数据存在的概率将核心点重新定义为障碍概率核心点,通过障碍概率核心点对数据进行扩展聚类。随后提出FPA-EU-DBSCAN算法,通过过滤障碍距离计算进一步提高了算法的效率。实验分析表明提出的算法在处理障碍空间中不确定数据时具有更高的效率和准确性。为提高障碍空间中不确定数据聚类算法的效率,提出障碍空间中基于区域树（Range Tree）的不确定数据聚类算法,算法对不确定数据建立区域树,以及对障碍顶点建立区域树,查询矩形区域内数据以及障碍顶点来确定矩形区域内数据的可视性,为减少整个算法中区域查询的次数,算法采用选取代表点的方法,在几乎不损失聚类精度的条件下进一步提高了聚类的效率。当障碍物较大,障碍物穿过矩形区域而没有障碍顶点在矩形区域内,使得判断矩形区域内数据的可视性精度降低。为解决此问题,给出了Range T-ROUDBSCAN算法,在障碍物边上取等分顶点,将障碍物顶点和边上的等分点分别建立区域树,通过区域树查询矩形区域内的障碍物顶点和边上的等分点来确定矩形区域内数据的可视性。实验表明,Range T-ROUDBSCAN算法具有较高的效率和聚类精度。

关键词：聚类算法不确定数据障碍空间区域树

偏压磁控溅射法制备TiN薄膜的微观结构及其性能研究

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偏压磁控溅射法制备TiN薄膜的微观结构及其性能研究

作者：徐振湖北大学

学位级别：硕士

氮化钛(TiN)薄膜由于其优良的特性、广泛的应用,深受科研工作者的关注。近些年来,科研工作者对TiN材料的织构变化、形貌特征、宏观性能等开展了广泛研究,但是对其微观结构的深入研究却鲜见报道。本论文采用磁控溅射沉积方法,在Si衬底施... 详细信息

氮化钛(TiN)薄膜由于其优良的特性、广泛的应用,深受科研工作者的关注。近些年来,科研工作者对TiN材料的织构变化、形貌特征、宏观性能等开展了广泛研究,但是对其微观结构的深入研究却鲜见报道。本论文采用磁控溅射沉积方法,在Si衬底施加不同偏压,制备了一系列TiN薄膜,不仅系统研究了衬底偏压对TiN薄膜样品的结构、成分、择优取向、表面形貌、电学和力学性能的影响,还利用球差矫正高分辨透射电镜对薄膜的微观结构进行了深入研究,在原子尺度上探究了衬底偏压对薄膜生长的影响,主要研究内容及结果如下:首先,利用XRD、XPS、AFM等一系列测试手段对TiN薄膜的结构、化学成分、性能等进行了表征。结果表明,所制备薄膜均为面心立方TiN薄膜。无衬底偏压下制备的薄膜样品中出现显著的(111)择优取向,随着偏压的增加,薄膜择优取向从(111)向(220)转变。薄膜表面粗糙度随衬底偏压的增加呈减小趋势,即薄膜表面越来越平整。薄膜的电阻率随着衬底偏压的增加而降低,-80 V偏压下生长的薄膜显示出良好的导电性。在力学性能方面,薄膜的硬度和弹性模量随偏压增加先显著增强,在-60 V时达到峰值,然后稍稍下降。其次,我们对TiN薄膜柱状晶的生长进行了细致研究。结果表明:低偏压时,薄膜结构不致密,柱状晶之间存在空隙;随着衬底偏压的增加,薄膜越来越致密,且TiN晶粒由柱状晶向等轴晶发展的趋势。根据区域结构模型,无偏压下生长的薄膜样品为典型的Zone I型结构,然而-80 V偏压下生长的薄膜样品却表现出Zone T型结构。最后,利用高分辨透射电镜,我们对TiN薄膜的缺陷进行了深入研究。分析表明,薄膜中位错密度随着衬底负偏压的增加而增加。特别值得注意的是,我们在-40V和-80 V样品中发现了孪晶的存在,然而,-60 V样品中却没有发现孪晶。利用理论计算证实了孪晶的存在几率与薄膜的N/Ti值密切相关。本论文探索了衬底偏压对TiN薄膜微观结构和性能的影响,通过高分辨透射电镜和各种表征手段,建立起了薄膜微观结构和宏观性能两者之间的联系,并且深入探究了薄膜生长的过程,对TiN材料的进一步发展有着重要的借鉴意义。

关键词：氮化钛薄膜衬底偏压高分辨透射电镜缺陷择优取向

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网络中移动对象轨迹查询算法研究

网络中移动对象轨迹查询算法研究

作者：刘明亮哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

时空数据库技术是计算机科学的新兴领域。由于时空数据库本身的一些特性，所以被广泛应用到多种领域。本文重点比较了适用于网络中移动对象轨迹查询的索引结构，提出了一种适用于此类查询的扩展的SQL语言。本文对时空数据库做了基本的... 详细信息

时空数据库技术是计算机科学的新兴领域。由于时空数据库本身的一些特性，所以被广泛应用到多种领域。本文重点比较了适用于网络中移动对象轨迹查询的索引结构，提出了一种适用于此类查询的扩展的SQL语言。本文对时空数据库做了基本的介绍，并对空间数据进行了简要的概括。对现有的移动对象轨迹描述方法做了简要介绍。在现实生活中，我们可以发现移动对象大多运动在相对固定的轨道内。目前针对移动对象轨迹查询的索引结构有很多，针对不同的移动对象类型有不同的索引结构，本文对网络中移动对象轨迹查询所适用的索引结构进行对比，得出最优的索引结构算法，并对此索引结构在插入和查询操作时的高效性给予证明。本课题在仔细研究目前多种时空数据库查询方法的后，提出了一种新的查询方法。这种查询方法主要是以SQL语言为基础进行的扩展。添加了TIME和NETOUTE关键词，这里的NETOUTE是区别传统SQL语言的关键。NETOUTE表示网络路径查询条件。按照TIME条件可以将查询分为移动对象过去轨迹查询，移动对象现在轨迹查询及移动对象将来轨迹查询。可以对不同类型的查询提供不同的索引结构，从而得出高效的索引结果。本课题的研究对时空数据库查询技术的发展具有重要意义。

关键词：时空数据库移动对象网络轨迹轨迹查询和索引

基于FPGA的电磁无损检测系统的设计与实现

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基于FPGA的电磁无损检测系统的设计与实现

作者：刘小平哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

近年来,在钢铁材质质量检测的研究领域,电磁无损检测方法以其非破坏性和简便快速的优点取得了大量成果,然而对于钢材及其制品的混料、硬度和裂纹质量检测还存在许多难题。如用传统检测平台检测钢铁件硬度的检测精度和速度都不够理想。... 详细信息

近年来,在钢铁材质质量检测的研究领域,电磁无损检测方法以其非破坏性和简便快速的优点取得了大量成果,然而对于钢材及其制品的混料、硬度和裂纹质量检测还存在许多难题。如用传统检测平台检测钢铁件硬度的检测精度和速度都不够理想。基于上述情况,论文将先进的SOPC技术应用到钢铁件的电磁无损检测中。SOPC技术将处理器、存储器、IO接口、各种外围设备等系统设计需要的部件集成到一个可编程逻辑器件上,构建成一个可编程的片上系统。论文详细论述了基于FPGA的电磁无损检测试验装置的理论基础,并在此基础上给出了总体设计方案。全文着重叙述了系统的模拟部分,系统配置以及软件部分的整个设计过程。利用Quartus II自定义外设和Avalon总线多主并行处理的特点,采用Verilog HDL语言实现激励信号发生器和高速数据采集器,使得信号激励和信号采集在同一片芯片中实现,从而提高了信号及信号处理的精确度。由于电磁检测对多种参数的敏感反应,必须抑制由此引入的多种因素的干扰,利用FIR数字滤波和相关方法从众多的干扰信号中提取出有效信号的幅度和相位,同时利用Nios II C2H功能对滤波模块进行硬件加速处理,大大提高了信号处理的速度。利用最小二乘法建立回归方程模型进行无损检测。最后运用此电磁无损检测系统对轴承钢的硬度进行了定性测试,取得了较好的检测结果。试验结果表明,将SOPC技术应用到电磁无损检测系统中,系统的检测速度和检测精度都有所提高,并使得整个系统在规模、可靠性、性能指标、开发成本、产品维护及硬件升级等多方面实现了优化。

关键词：无损检测相关方法可编程片上系统现场可编程门阵列