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金属LAM表面缺陷的激光超声检测及可视化成像方法研究

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金属LAM表面缺陷的激光超声检测及可视化成像方法研究

作者：万壮壮齐鲁工业大学

学位级别：硕士

金属激光增材制造(LAM)技术近年来发展迅猛,凭借其材料利用率高、制造速度快以及易加工复杂形状样品的能力,在航空航天等高精尖领域得到了广泛应用。然而,由于金属LAM过程会经历快速反复熔凝,并涉及非平衡热动力过程,导致制造过程易出... 详细信息

金属激光增材制造(LAM)技术近年来发展迅猛,凭借其材料利用率高、制造速度快以及易加工复杂形状样品的能力,在航空航天等高精尖领域得到了广泛应用。然而,由于金属LAM过程会经历快速反复熔凝,并涉及非平衡热动力过程,导致制造过程易出现孔隙、裂纹、未熔合等缺陷,大大降低了关键零部件的使役性能,使废品率增加,从而提高制件生产周期和成本,这极大阻碍了金属LAM技术的深入应用。金属LAM技术逐层搭建的特性为打印过程中无损在线监测提供了可能。其中激光超声检测技术,以其非接触性、高频带、适应恶劣环境以及可激发多种模态波形等优势,在LAM冶金缺陷的在线检测方面展现出较大的潜力。因此,基于激光超声技术对LAM过程冶金缺陷进行在线检测,是提高LAM关键零部件成形质量的重要途经之一,相关研究将有利于实现LAM成形过程中冶金缺陷的快速、准确、无损在线检测,大大提高航空航天等领域关键构件LAM产品可靠性,降低产品报废率,提高生产效率,具有极大的经济价值和社会效益。针对激光超声在线检测过程中全矩阵数据采集所带来的庞大数据存储量,导致缺陷成像实时性受影响的问题,以及裂纹类缺陷检测时阴影区域较大带来的挑战,本文深入开展了金属LAM工艺中孔洞及裂纹类缺陷的激光超声在线检测及成像方法的研究。通过优化数据采集策略、提升数据处理效率以及改进成像算法,旨在提高缺陷成像的实时性和准确性。同时减小裂纹类缺陷检测时的阴影区,为金属LAM工艺的在线质量控制提供更为可靠的技术支持。针对全矩阵数据采集存储量大带来的实时性问题,本文提出了一种基于变时窗强度映射及自适应2σ阈值降噪的激光超声检测方法。首先,对激光选区熔化(SLM)技术制造的Al Si10Mg合金进行了激光超声检测,并实时采集了超声信号。为了提升信号质量,采用了单点多次激励求平均以及经验模态分解(VMD)降噪算法对超声信号进行了降噪处理。随后,深入分析了表面波在遭遇缺陷时的传播路径以及幅值变化规律,观察到由于缺陷边界的反射作用,超声探测信号的幅值会显著降低。基于这一发现,进一步提出了变时窗强度映射成像方法,成功实现了SLM制造样品中孔洞缺陷的超声成像。为应对复杂环境下背景噪声和样品表面粗糙度带来的挑战,利用自适应2σ阈值降噪技术进行了有效的降噪处理,从而显著提高了缺陷检测的精度。最后,深入探讨了扫描步长以及激光光斑直径对缺陷尺寸检测精度的影响。实验表明,缺陷尺寸检测的精度与缺陷直径与扫描步长之比呈幂指数函数关系,对于高精度缺陷检测,扫描步长不应超过缺陷直径的十五分之一。同时,激光光斑直径显著影响表面孔缺陷的检测分辨率和精度,本文提出的检测方法可以检测到直径不小于激光光斑直径一半的孔缺陷,成像边缘清晰完整,检测精度超过85%。当缺陷直径小于激光光斑直径的一半时,会出现强烈的背景噪声,导致误检。针对裂纹缺陷检测阴影区的问题,本文提出了一种基于邻波相关分析的裂纹缺陷检测成像方法。首先,分析了邻波相关分析方法的可行性,给出了皮尔逊相关系数与互相关系数两种相关分析方法的理论模型,并建立了缺陷特征提取算法。其次,分析了不同激励位置处激光超声A扫和B扫邻波信号特征,比较了两种相关分析方法在缺陷特征增强方面的有效性。最后,分析了扫描间距对成像精度和清晰度的影响,验证了该方法阈值成像的可行性,讨论了该方法对缺陷方向的敏感性。结果表明,利用缺陷边缘处邻波信号线性相关性显著低于无缺陷处邻波信号的相关性的特性,对相邻扫描点的超声波形进行皮尔逊相关分析,可以实现裂纹缺陷的超声成像显示。该方法不仅显著增强了缺陷边界特征,而且大幅减少了裂纹类缺陷检测中的阴影区。同时避免了强噪声环境下幅值检测不稳定性对缺陷检测精度的影响,且无需对超声波形的复杂模态进行分析,显著简化了缺陷信息的提取步骤,能够准确高效的表征缺陷的位置和边界信息,为缺陷检测与识别提供了更为便捷和高效的手段。

关键词：激光增材制造激光超声表面缺陷检测自适应阈值邻波相关分析

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当代中国糖业史研究的展开及实现

中共党史研究 2024年第1期 42-46页

作者：赵国壮西南大学历史文化学院

糖品是关系国计民生的重要商品之一,不仅是人们日常消费的必需品,而且是食品加工业和其他多种工业产品制造的原材料。新中国成立后,糖品的生产原料取之于农业,生产过程隶属于轻工业,生产所获资金多用于支持重工业发展。由此可见,糖品生... 详细信息

糖品是关系国计民生的重要商品之一,不仅是人们日常消费的必需品,而且是食品加工业和其他多种工业产品制造的原材料。新中国成立后,糖品的生产原料取之于农业,生产过程隶属于轻工业,生产所获资金多用于支持重工业发展。由此可见,糖品生产是一个连接农业、轻工业、重工业的重要经济活动,由其而形成的制糖工业,因建设周期较短、资金周转较快、获利较多等优势,成为新中国成立初期工业化体系中不可或缺的重要组成部分。

关键词：重要经济活动资金周转食品加工业日常消费工业产品制糖工业工业化体系新中国成立初期

车用燃料电池质子交换膜气体渗透率的理论计算和试验

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化工进展 2024年

作者：王晋贺晓蕊江壮壮冯勇刘城沈星汉上海嘉资新材料科技有限公司贵州梅岭电源有限公司

探究质子交换膜燃料电池中气体渗透的规律。通过理论计算和实验验证相结合的方法，探讨了温度、湿度以及膜厚度对H2、O2、N2渗透性的影响。实验结果表明，随着相对湿度和温度的增加，不同厚度膜的气体渗透性都会增加，H2、O2、N2三种气... 详细信息

探究质子交换膜燃料电池中气体渗透的规律。通过理论计算和实验验证相结合的方法，探讨了温度、湿度以及膜厚度对H2、O2、N2渗透性的影响。实验结果表明，随着相对湿度和温度的增加，不同厚度膜的气体渗透性都会增加，H2、O2、N2三种气体在MX20和M740两种膜的渗透率比例约为5/2/1。此外，膜厚度的增加也会显著降低气体的渗透性，膜的厚度从10μm增加到18μm时，H2、O2、N2三种气体的渗透率分别下降了20.6%、22.1%、21.8%。这些研究有助于更好地理解质子交换膜燃料电池中气体渗透的机理，为优化膜材料的设计提供参考依据。

关键词：质子交换膜气体渗透率理论计算湿度温度

用于高功率交流白光发光二极管的半透明Gd AGG:Ce-SiO_(2)玻璃陶瓷的制备、结构和发光性能

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硅酸盐学报 2024年第10期52卷 3291-3300页

作者：徐祖盛张瑞覃贤壮桂林理工大学材料科学与工程学院广西桂林541004 有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室广西光电材料与器件重点实验室广西桂林541004

透明玻璃陶瓷荧光转换材料是高功率固态照明技术领域的研究热点。以非晶SiO_(2)纳米粉体和Gd_(2.94)Al_(2)Ga3O_(12):0.06Ce^(3+)(GdAGG:Ce)荧光粉为原料,采用低温共烧工艺制备了半透明GdAGG:Ce-SiO_(2)玻璃陶瓷。结果表明:GdAGG:Ce荧... 详细信息

透明玻璃陶瓷荧光转换材料是高功率固态照明技术领域的研究热点。以非晶SiO_(2)纳米粉体和Gd_(2.94)Al_(2)Ga3O_(12):0.06Ce^(3+)(GdAGG:Ce)荧光粉为原料,采用低温共烧工艺制备了半透明GdAGG:Ce-SiO_(2)玻璃陶瓷。结果表明:GdAGG:Ce荧光粉颗粒未受到明显破坏,均匀分散于SiO_(2)玻璃基体中;玻璃陶瓷保留了GdAGG:Ce荧光粉的发光性能,在450 nm激发下呈现峰值位于536 nm的宽发射带,量子效率约为63%,且荧光热猝灭效应不显著;停止激发后,玻璃陶瓷呈现明亮的黄绿色余辉,余辉强度衰减到初始强度80%时的寿命约为27 ms;将玻璃陶瓷与450 nm蓝光芯片或激光器耦合,所得白光发光二极管器件在150 mA直流电驱动下的光效为81.7 lm/W、色温为5 805 K、显色指数为70.8,在交流电驱动下的闪烁指数降低为68.9%,所得白光激光器件的光效为132.6 lm/W、色温为6 528 K、显色指数为70.6;因此,GdAGG:Ce-SiO_(2)玻璃陶瓷是一种优良的交流白光发光二极管用荧光转换材料。

关键词：玻璃陶瓷低温共烧法发光性能交流白光发光二极管

中国气候领导力的突出特点、呈现方式及全球影响

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国际论坛 2024年第2期26卷 71-94,157,158页

作者：王壮壮北京外国语大学国际组织学院北京100089

领导力对全球气候治理具有重要作用,推动了联合国气候制度的建立和演变,促进了气候条约的履约和遵约。但仅以温室气体减排为衡量依据、从“领导者—落后者”视角出发的对立性领导力概念无法反映各国在适应、资金、技术及合作上的表现。... 详细信息

领导力对全球气候治理具有重要作用,推动了联合国气候制度的建立和演变,促进了气候条约的履约和遵约。但仅以温室气体减排为衡量依据、从“领导者—落后者”视角出发的对立性领导力概念无法反映各国在适应、资金、技术及合作上的表现。因此,本文引入关系性领导力概念解释中国的气候领导力。研究发现,中国气候领导力具有互容性、互惠性和融合性特点,将气候治理与社会发展紧密融合,与发达国家和发展中国家平等互利地开展谈判和行动,并结合规则治理和关系治理两种模式参与气候治理。总体上看,中国通过国内目标管理和低碳行动、国际互惠合作和气候援助等方式展现气候领导力,赢得了许多发展中国家和发达国家的认同。相对而言,中国气候领导力兼顾气候与民生、公平性与可行性,明显区别于崇尚规则的欧盟领导力和依赖结构实力的美国领导力,这种区别于欧美“绿色霸权”的特点促进了联合国气候制度的公平合理与合作共赢,帮助全球南方国家提升应对气候变化的能力,推动集体努力不断接近《巴黎协定》的治理目标。

关键词：关系性领导力气候领导力气候变化气候治理中国影响力

中国古代农牧政权地缘结构转换与“大一统”国家建构

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中国社会科学 2024年第7期 165-183,208页

作者：刘壮壮中国社会科学院民族学与人类学研究所北京100081

汉唐时期高强度的农垦、超载的畜牧业和自然环境的变迁,导致唐中期以后阴山南北难以兴起强大的游牧力量,而燕山南北经过长期的文化交融和各民族的共同开发,成为北方游牧政权新的政治中心。在游牧政权中心西东转换的同时,中原农耕王朝政... 详细信息

汉唐时期高强度的农垦、超载的畜牧业和自然环境的变迁,导致唐中期以后阴山南北难以兴起强大的游牧力量,而燕山南北经过长期的文化交融和各民族的共同开发,成为北方游牧政权新的政治中心。在游牧政权中心西东转换的同时,中原农耕王朝政治重心也由关中平原东移至洛阳、开封一带,农牧政权政治重心地缘格局形成“阴山—关中”“燕山—中原”两个前后相继的南北互动交融轴心。在这两个南北对应的交融轴心之下,历代王朝为实现兼跨农牧两大区域的“大一统”国家建构进行了长期探索。辽朝以后,处于农牧区交互地带的燕山南北,成为推动农牧区整合、实现“大一统”国家建构的关键区域。

关键词：游牧政权阴山燕山地缘特征南北整合

何谓“文明”:文明交流互鉴与国际传播秩序的概念基础

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新闻与写作 2024年第6期 14-24页

作者：虞鑫苗培壮清华大学新闻与传播学院

当前国际传播秩序呈现以发达资本主义国家为核心的轮辐状结构:中心向外辐射到各个发展中国家,而发展中国家彼此间缺乏横向联系。发达资本主义在向外扩散与辐射的过程中将自身叙述为“文明”,并凭借其经济与军事实力,经由国际传播将资本... 详细信息

当前国际传播秩序呈现以发达资本主义国家为核心的轮辐状结构:中心向外辐射到各个发展中国家,而发展中国家彼此间缺乏横向联系。发达资本主义在向外扩散与辐射的过程中将自身叙述为“文明”,并凭借其经济与军事实力,经由国际传播将资本主义文明刻画为绝对唯一的理想文明。通过对文明的概念回溯和两种国际传播秩序的历史考察,认为应当从生产力发展、人的解放与和谐理解的文化传统三方面重新认识文明概念,完成对西式文明观的否思,提出了基于人类文明新形态与人类命运共同体的全球文明观,并在此基础上展开了对推进文明交流互鉴、构建国际传播新秩序的想象。

关键词：国际传播秩序世界体系文明交流互鉴人类文明新形态

ZnCr_(2)O_(4)(111)表面合成气选择性加氢反应机制的理论研究

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稀有金属 2024年第7期48卷 955-964页

作者：刘慧慧来壮壮魏呵呵王志强郭耘胡培君华东理工大学化学与分子工程学院绿色化学工程与工业催化国家重点实验室工业催化研究所上海200237 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210

尖晶石相ZnCr_(2)O_(4)作为CO/CO_(2)加氢反应的重要催化材料,其表面活性氢物种的产生机制及其对CO加氢反应的作用一直备受争议。首先计算了最稳定的ZnCr_(2)O_(4)(111)表面H_(2)物种的活化,结果表明H_(2)分子在ZnCr_(2)O_(4)(111)表面... 详细信息

尖晶石相ZnCr_(2)O_(4)作为CO/CO_(2)加氢反应的重要催化材料,其表面活性氢物种的产生机制及其对CO加氢反应的作用一直备受争议。首先计算了最稳定的ZnCr_(2)O_(4)(111)表面H_(2)物种的活化,结果表明H_(2)分子在ZnCr_(2)O_(4)(111)表面异裂解离产生的Zn-H和O-H物种比H_(2)均裂解离产生两个O-H物种更加容易,且H_(2)通过异裂解离可以有效产生高活性的Zn-H物种,这主要归因于ZnCr_(2)O_(4)(111)表面Zn物种具有灵活的3d轨道,同时由于Zn 3d轨道具有较高的对称性,因此有利于H负物种的稳定。最后,研究了ZnCr_(2)O_(4)表面CO选择性加氢的反应机制,发现ZnH物种进攻CO分子的C~(δ+)/O~(δ-)生成COH或HCO物种能垒均比O-H物种作为氢源产生相同的关键中间物种能垒更低,说明Zn-H物种是CO选择性加氢反应具有高活性的关键物种;其次,还可以发现Zn-H物种活化CO产生HCO物种能垒最低,表明Zn-H物种对CO选择性加氢反应也体现出较高的活性。实验结果可为Zn基合成气选择性加氢催化材料的理性设计提供一些指导。

关键词： ZnCr_(2)O_(4)(111) 氢负物种合成气选择性加氢密度泛函理论

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违反强制性规定的侵权责任构成

法学评论 2024年第1期42卷 85-97页

作者：张红武汉大学法学院

自治与强制协力塑造法治,民法为此建立沟通机制。我国《民法典》总则编、合同编和物权编中设置诸多转介条款,但侵权责任编付之阙如,违反强制性规定影响侵权责任构成的判断机制亟待建立。着眼于强制性规定的自身特征与侵权责任的过错、... 详细信息

自治与强制协力塑造法治,民法为此建立沟通机制。我国《民法典》总则编、合同编和物权编中设置诸多转介条款,但侵权责任编付之阙如,违反强制性规定影响侵权责任构成的判断机制亟待建立。着眼于强制性规定的自身特征与侵权责任的过错、因果关系的关联,可以建构其进入侵权法场域的法理路径。强制性规定筛选需综合有无具体行为义务、行为义务的风险防范功能、保护范围、法政策等判断。强制性规定中的行为义务具有表达民事权益的功能,设定行为义务时需考虑强行之可能,被违反时可推定行为人对权益侵害具有过错。强制性规定设定行为义务,会综合考量相关行为导致损害发生的客观概率与法律上的价值评价,与因果关系相当性判断的法理相通,当受害人及其损害属于强制性规定的保护范围时,可推定因果关系成立。强制性规定实现了私人监督与民事责任的强化,明确了行为自由的界限。裁判者不得混淆行政责任与侵权责任的责任基础,应权衡行为自由、权益保护与强制秩序间的关系。

关键词：强制性规定侵权责任过错因果关系自治

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