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DNA折纸术引导的金纳米颗粒自组装

DNA折纸术引导的金纳米颗粒自组装

作者：王金业江西科技师范大学

学位级别：硕士

由于纳米材料所具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,使其产生了独特的光学、电学、化学性质以及催化性质，其潜在的应用价值和广阔的应用前景一直受到人们的极大关注。其中,金纳米颗粒所具备的独特光学性质——表... 详细信息

由于纳米材料所具有表面效应、体积效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应,使其产生了独特的光学、电学、化学性质以及催化性质，其潜在的应用价值和广阔的应用前景一直受到人们的极大关注。其中,金纳米颗粒所具备的独特光学性质——表面等离子体共振性质已经成为研究热点之一。通过控制金纳米粒子的尺寸、形貌和结构,可调节其表面等离子体共振峰位,使其在众多领域具有广泛的应用前景。理论研究显示呈线性排列的金纳米颗粒自组装链能激发耦合共振，产生增强的场效应，但在结构上要求相邻两个纳米颗粒之间的距离必须在几纳米到十几纳米之间，增强效应才能达到最大，因此在金纳米颗粒自组装上有着很大的挑战。Alivisatos和Mirkin最初使用DNA为模板组装金纳米颗粒，其他研究者比如Bidault等也报道了利用DNA模块组装金纳米颗粒，但由于小结构DNA模块的尺寸和边界难以控制，因此金纳米颗粒自组装链的线性结构和间距都很难控制。以DNAorigami为模板的纳米自组装可以成功解决这个难题，本论文主要通过在DNAorigami上设计不同的修饰位点结合特定序列包裹的DNA链修饰的金纳米颗粒，来实现金纳米颗粒的不同排列和结构控制，并对自组装结构进行了详细的表征。 1.自主合成了直径为10nm的金纳米颗粒，粒度分布均一，并进行了巯基化。 2.以三角形状的DNA origami为模板，在三角形一边上组装了5个金纳米颗粒,形成了一条金纳米颗粒链，相邻2个金纳米颗粒之间的距离最小可以达到2nm。 3.以三角形状的DNA origami为模板，通过设计特定的位点,在三角形两条边上成角度组装了10个金纳米颗粒，两条自组装链角度大约为60度,相邻2个金纳米颗粒之间的距离最小可以达到2nm。

关键词：金纳米颗粒 DNA折纸术自组装

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面向机械下料车间的MES建模与系统开发

面向机械下料车间的MES建模与系统开发

作者：王金业河北科技大学

学位级别：硕士

制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统。随着市场竞争的加剧和制造业信息化的发展,越来越多的制造企业开始在生产车间实施MES系统来优化生产管理、... 详细信息

制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)是位于上层计划管理系统与底层工业控制之间的、面向车间层的管理信息系统。随着市场竞争的加剧和制造业信息化的发展,越来越多的制造企业开始在生产车间实施MES系统来优化生产管理、提高生产效率。本文以机械下料车间为研究对象,对其制造执行系统的体系结构及开发实现进行了研究。论文首先系统地分析了机械制造企业中下料车间的生产业务流程及其功能地位,提出了下料车间MES系统的总体模型,并从系统的功能视图、资源视图、过程视图、信息视图和物理模型等不同角度对系统的总体模型进行了详细的描述。在此基础上,建立了系统的结构功能树,运用IDEF方法设计了机械下料车间MES系统的功能模型和信息模型,为系统的实现奠定了基础。然后,对系统角色权限控制和下料车间MES与ERP系统的信息集成两项关键技术进行了重点研究。在划分用户角色、定义角色权限的基础上,采用菜单定制的方法和菜单自动生成技术实现了系统角色权限的控制;接着分析了下料车间MES与ERP系统的信息交互和集成模式,采用中间文件交换的方式实现了系统的信息集成,并解决了系统集成过程中异构数据的转换问题。最后,在所研究的理论基础上,运用B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)结构模式和Microsoft Visual ***开发工具对下料车间MES系统进行了设计开发,实现了系统的角色权限控制、车间资源管理、下料生产管理、在制品管理以及生产信息统计等功能。

关键词：制造执行系统机械下料车间功能模型信息模型角色权限信息集成

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缪子散射成像算法研究

缪子散射成像算法研究

作者：王金业西北师范大学

学位级别：硕士

人类在享受核能和核技术带来的福祉的同时,也面临着核材料和放射性物质扩散的威胁,因此迫切需要发展核材料检测技术。缪子(muon)作为一种天然辐射射线,具有强穿透性、对重核物质敏感等优点,是用于核材料检测等技术应用的理想工具。宇宙... 详细信息

人类在享受核能和核技术带来的福祉的同时,也面临着核材料和放射性物质扩散的威胁,因此迫切需要发展核材料检测技术。缪子(muon)作为一种天然辐射射线,具有强穿透性、对重核物质敏感等优点,是用于核材料检测等技术应用的理想工具。宇宙射线缪子成像技术是利用宇宙射线缪子穿过物质后的散射信息,使用重建算法实现图像重建和物质鉴别。目前,宇宙射线缪子成像技术在世界范围方兴未艾,但该技术要完成高质量的图像重建,在图像重建算法和探测系统方面仍有许多问题待解决,特别是图像重建和图像质量评估方法,目前仍处于探索阶段。本论文旨在开发缪子成像的新型图像重建算法,并利用模拟数据和实验数据对图像重建算法的有效性进行比较。本文首先提出了一种新的算法—角度权重成像(Angle weighted imaging,AWI)算法,该算法成像提出球形区域和角度权重的方法,增加了体素信息量且削弱了大角度带来的误差,利用事件阈值滤除了图像噪声,该算法在短成像时间内对实际实验场景的成像效果较好。为评估本算法的可行性和有效性,本文应用天然缪子照射一天时间所得实验数据进行散射成像,采用AWI算法对多种场景进行重建,并采用互相关系数和结构相似性(Structural SIMilarity,SSIM)算法定量分析重建图像的质量,从而与传统的最接近点(Point of Closet Approach,Po CA)算法和角度统计重建(Angle Statistics Reconstruction,ASR)算法的成像结果做比较。本文采用AWI、Po CA和ASR算法对口字型钨块、S钨块成像,计算成像场景中不同位置的通量分布,对算法的参数进行了优化研究。对S型钨块的成像表明,AWI算法对钨块成像更清晰,SSIM值相比Po CA和ASR算法结果分别提高了35倍和1.7倍。为研究高原子序数物质快速的识别,本文提出一种新的密度聚类算法,提出根据散射点分布密度和散射偏转程度实现高Z物质的快速识别。本文通过Geant4模拟软件,使用粒子源产生缪子,设定被探测物体的模拟模型,通过模拟缪子与物质的相互作用,得到了缪子的散射角分布从而得到模拟数据。基于这些模拟数据,我们使用密度聚类算法、AWI、ASR和Po CA算法分别研究了成像的效果,并研究了各个算法在高Z物质的快速识别方面的效果。我们的成像结果验证了AWI算法的成像精度和物质鉴别能力,该算法成像精度达到了mm级别且能鉴别铜块和钨块。本论文测试了不同算法的识别时间和识别精度,结果表明密度聚类算法利用散射数据2秒钟内可以识别U形钨块、体积为2cm×8cm×4cm的钨块和钨块间6mm间距。在相同成像时间内对U型钨块成像,密度聚类算法的计算时间比AWI算法减少了36秒。

关键词：缪子缪子成像技术图像重建算法 Geant4模拟

稀土Gd对SLM成型医用Mg-Zn-Gd合金耐蚀性能的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第6期51卷 2167-2174页

作者：杨光王琮玮王琮瑜王金业刘大志河北科技大学河北石家庄050018 唐山威豪镁粉有限公司河北唐山064406

镁合金具有高比强度与良好的生物相容性,是一种理想的骨植入材料。因镁合金降解速率过快在临床应用中受到限制,通过选区激光熔化(SLM)可对其实现合金化并改善耐蚀性能。利用SLM成型Mg-1Zn-xGd(x=0,0.25,0.5,1,2,质量分数,%)合金,测试镁... 详细信息

镁合金具有高比强度与良好的生物相容性,是一种理想的骨植入材料。因镁合金降解速率过快在临床应用中受到限制,通过选区激光熔化(SLM)可对其实现合金化并改善耐蚀性能。利用SLM成型Mg-1Zn-xGd(x=0,0.25,0.5,1,2,质量分数,%)合金,测试镁合金在模拟体液中浸泡72 h平均腐蚀速率的变化趋势,采用SEM、EDS与TEM检测手段辅助分析腐蚀机制。结果表明,Gd含量对镁合金腐蚀速率影响显著,添加0%~2%Gd后镁合金降解速率呈先降低后升高趋势,在添加0.5%Gd时镁合金具有最佳耐腐蚀性能。腐蚀反应产生的表面钝化膜能够在一定程度减缓腐蚀的进行,添加过量Gd后沿晶界析出Mg_(5)Gd相增多,加剧了镁合金的腐蚀。

关键词：稀土镁合金耐蚀性能降解速率显微组织

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机械下料车间MES系统的模型构建与描述

自动化与仪表 2011年第11期26卷 5-8页

作者：岳彦芳王金业河北科技大学机械电子工程学院石家庄050018

制造执行系统(MES)是企业实现信息集成的关键技术之一,而其模型的构建是MES系统设计与实现的基础。在分析典型机械制造企业生产业务流程的基础上,建立了其下料车间MES(制造执行系统)的总体模型,并从系统的功能视图、过程视图、资源视图... 详细信息

制造执行系统(MES)是企业实现信息集成的关键技术之一,而其模型的构建是MES系统设计与实现的基础。在分析典型机械制造企业生产业务流程的基础上,建立了其下料车间MES(制造执行系统)的总体模型,并从系统的功能视图、过程视图、资源视图和物理视图等不同角度对机械下料车间MES系统的体系结构进行了详细的描述。应用上述系统模型对下料车间MES系统进行了开发,并将其应用在某机械制造企业,实现了底层车间下料过程的信息化管理。

关键词：制造执行系统机械下料车间模型构建

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增材制造连续碳纤维增强金属基复合材料性能

化工进展 2021年第12期40卷 6777-6784页

作者：杨立宁王金业张永弟常宏杰杨光河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018

采用增材制造工艺方法进行具有高比强度、密度小等优良性能连续碳纤维增强金属基复合材料的直接制备。研究了连续碳纤维表面改性、路径搭接率、打印喷头温度、基板温度、打印速度等过程处理方法及工艺参数对所制备金属基复合材料抗拉强... 详细信息

采用增材制造工艺方法进行具有高比强度、密度小等优良性能连续碳纤维增强金属基复合材料的直接制备。研究了连续碳纤维表面改性、路径搭接率、打印喷头温度、基板温度、打印速度等过程处理方法及工艺参数对所制备金属基复合材料抗拉强度的影响。研究结果表明,对连续碳纤维原材料实施表面改性处理,可以实现制备过程中熔融金属基体与连续碳纤维之间的良好浸润复合,以提高复合材料的抗拉强度;增大路径搭接率,可以有效提高增材制造复合材料内部纤维的体积占比,从而增大其抗拉强度;升高打印喷头温度、基板温度、打印速度,可以减小熔融金属表面张力,提高其流动性,并有利于沉积层间实现良好重熔,从而有效避免在已沉积层表面裂纹处和路径搭接区凹坑处形成气孔缺陷,进一步提升复合材料的抗拉强度。

关键词：增材制造金属基复合材料连续碳纤维锡铋合金三维直写

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连续碳纤维增强金属基复合材料增材制造工艺

浙江大学学报（工学版） 2021年第11期55卷 2084-2090页

作者：杨立宁张永弟王金业常宏杰杨光河北科技大学机械工程学院河北石家庄050018

针对连续碳纤维增强金属基复合材料增材制造工艺开展系统性实验探索,研究结果表明:在对碳纤维进行表面改性后,可以实现打印过程中熔融金属基体与碳纤维的良好浸润复合;送丝速度对单道沉积路径表面质量、路径宽度及其纤维体积分数影响较... 详细信息

针对连续碳纤维增强金属基复合材料增材制造工艺开展系统性实验探索,研究结果表明:在对碳纤维进行表面改性后,可以实现打印过程中熔融金属基体与碳纤维的良好浸润复合;送丝速度对单道沉积路径表面质量、路径宽度及其纤维体积分数影响较大,当送丝速度为4 mm/s时,沉积路径表面质量较好,路径宽度约为1.5 mm,碳纤维体积分数约为3.43%;沉积路径搭接率对打印单层表面质量影响较大,当搭接率为50%时,单层表面质量较好;基于优化后的实验参数,实现了连续碳纤维增强金属基复合材料薄壁件以及拉伸样件的直接增材制造,薄壁件内碳纤维与金属基体形成了较好结合,而且连续碳纤维对于复合后材料的抗拉强度起到了显著增强作用.

关键词：增材制造金属基复合材料连续碳纤维锡铋合金三维直写

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船用、陆用压力容器设计之异同

江苏船舶 1988年第2期 32-41页

作者：王金业南京绿洲机器厂工程师

压力容器是生产和生活中广泛使用的、有爆炸危险的承压设备。搞好压力容器的安全监察工作,确保安全运行,对于保障人民生命和财产的安全,有着重要意义。据不完全统计,1981—1985年期间发生的压力容器爆炸事故中属于设计结构不合理、选... 详细信息

压力容器是生产和生活中广泛使用的、有爆炸危险的承压设备。搞好压力容器的安全监察工作,确保安全运行,对于保障人民生命和财产的安全,有着重要意义。据不完全统计,1981—1985年期间发生的压力容器爆炸事故中属于设计结构不合理、选材不当,强度不够的占22％;属于低压容器的占46.8％(其中43.1％属设计不合理、制造质量差)。本文就两大类压力容器设计所遵循的规范、选材原则、计算公式、结构设计等几个主要方面作一简单的叙述、分析和比较。一、对设计单位资格的认可我国船检局对船用压力容器设计单位无特

关键词：压力·容器设计

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船用,陆用压力容器设计之异同

绿洲技术 1989年第1期 1-11页

作者：王金业