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TiNbMoTaW系难熔高熵合金的粉末冶金制备及其组织与力学行为

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TiNbMoTaW系难熔高熵合金的粉末冶金制备及其组织与力学行为

作者：范智渊太原理工大学

学位级别：硕士

高熵合金突破了传统合金设计理念,是一种新型多主元合金。这种合金的元素种类多,相组成简单,具有高强度、高硬度、耐磨性、耐腐蚀性和优异的磁性能等优点,故具有很广阔的研究价值和应用前景。难熔高熵合金（RHEA）作为高熵合金大家族的... 详细信息

高熵合金突破了传统合金设计理念,是一种新型多主元合金。这种合金的元素种类多,相组成简单,具有高强度、高硬度、耐磨性、耐腐蚀性和优异的磁性能等优点,故具有很广阔的研究价值和应用前景。难熔高熵合金（RHEA）作为高熵合金大家族的一个分支,通常是单一BCC晶体结构,并选用第Ⅳ、第Ⅴ和第Ⅵ副族高熔点元素作为合金主元,相较于Co Cr Fe Mn Ni系列的FCC结构高熵合金,RHEA表现出室温下的高强度和高硬度等优点,同时还能在高温下保持热稳定性。但难熔高熵合金缺点也很明显,包括室温塑性普遍较差、抗氧化性差和密度高等问题。本文采用机械合金化（MA）+放电等离子烧结技术（SPS）制备了TiNbMoTaW（x=0、2、4、6、8和10）系难熔高熵合金,并对其显微组织和力学性能进行分析。首先,本文以TiNbMoTaW合金为例,跟踪分析了其混合单质粉末的机械合金化过程。分析发现:经过50h球磨后,混合单质粉末发生合金化,形成双BCC结构固溶体,BCC1相和BCC2相的晶格参数分别为3.245?和3.144?,微应变分别为1.19%和0.54%,体积分数分别为79.6%和20.4%。合金粉末多呈现近似球状和片状,平均颗粒尺寸为120.2μm。其次,本文研究了放电等离子烧结后TiNbMoTaW系块体难熔高熵合金的相组成与显微组织。经XRD分析发现:1650℃烧结的TiNbMoTaW和1750℃烧结的TiNbMoTaW这两种合金均是单一BCC结构。除了这两种合金以外,其他合金在不同温度下烧结制得的块体样品中均包含了三种相,即BCC1、BCC2和FCC相,晶格参数分别在3.250-3.283?之间、3.239-3.273?之间和4.218-4.234?之间,其中FCC相的晶格参数与TiC、TiO和TiN接近,由于不可辨别,故可认为是TiC+TiO+TiN的复合物。经SEM-SEI和相应的EDS分析,发现烧结态TiNbMoTaW难熔高熵合金的成分分布有四类,包括略贫Ti的BCC基体相,略贫Ti富C的BCC基体相,富Ti的FCC析出相,以及富Ti和C的FCC析出相。通过分析可知,杂质元素（C、O）不均匀地间隙固溶于基体相中,导致两种不同晶格常数的基体相产生。其中,富Ti和C的FCC析出相以及略贫Ti富C的BCC基体相由于其体积分数很低,使得XRD分析中并未发现这两种相。在室温下对块体TiNbMoTaW难熔高熵合金进行了压缩试验,其中1650℃烧结的TiNbMoTaW与1750℃烧结的TiNbMoTaW塑性最为优异（分别为25.5%和21.9%）,这种现象归因于其单相BCC结构具有较好的均匀变形能力。但在强度方面,1650℃烧结的TiNbMoTaW屈服强度最低（1532 MPa）,而1750℃烧结的TiNbMoTaW却拥有适中的屈服强度（1813 MPa）,综上所述,1750℃烧结的TiNbMoTaW合金具有最佳强塑性匹配。此外还发现烧结温度对材料的性能,尤其是塑性影响较大,以TiNbMoTaW合金为例,其在1550℃和1600℃烧结的合金塑性分别为16.4%和15.8%,但烧结温度提高至1650℃后,塑性突降至11.0%,降幅高达33%,而这三种合金的屈服强度变化幅度不大。经分析,材料的最佳烧结温度随着W含量的升高以及Ti含量的下降而提升。本文构建了在仅考虑细晶强化和固溶强化条件下1650℃烧结的TiNbMoTaW与1750℃烧结的TiNbMoTaW合金的室温压缩屈服强度模型。模型预测得到上述两种合金的理论屈服强度值分别为1845 MPa和1768 MPa,与实测值的偏差分别为20.5%和-2.5%。通过分析室温摩擦磨损实验数据可知,随着烧结温度的上升,TiNbMoTaW系难熔高熵合金的平均磨损率整体呈现上升趋势,而平均摩擦系数呈现下降趋势。磨粒磨损和氧化磨损是主要的摩擦磨损机制,1600℃烧结的TiNbMoTaW和TiNbMoTaW以及1700℃烧结的TiNbMoTaW和TiNbMoTaW合金中的氧化磨损较严重,本文认为上述四种合金中元素分布的不均匀是导致其氧化磨损较为剧烈的根本原因。鉴于1750℃烧结的TiNbMoTaW合金优异的力学性能,本工作对其进行了900-1200℃,应变速率0.001s-1s,真应变上限为0.5的热模拟压缩试验,发现材料在900-1000℃,0.01s-0.1 s应变速率范围内时易过早失效断裂,这是因为应变速率升高会导致材料内部的位错密度急剧增加和内应力的急剧升高,但是较低温度下动态软化效果不明显,使本身偏脆的难熔高熵合金发生失效破坏,进而影响材料的峰值应力和流变曲线。通过分析不同工艺参数对峰值应力的影响,结果表明,温度较高,变形速率较低时,合金的峰值应力较小,温度较低,变形速率较快时,合金的峰值应力较大。最后根据热模拟压缩

关键词：难熔高熵合金机械合金化放电等离子烧结组织与力学性能

中文医学文献的实体关系提取研究及在糖尿病医学文献中的应用

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生物医学工程学杂志 2021年第3期38卷 563-573页

作者：范智渊何璇梁品吕晶康雁东北大学医学与生物信息工程学院沈阳110819 沈阳东软智能医疗科技研究院有限公司沈阳110819 深圳技术大学健康与环境工程学院广东深圳518118

医学文献含有丰富的有价值的医学知识。目前,在医学文献上的实体关系提取研究已经得到了很大的进步,但是随着医学文献数量以指数形式增加,医学文本的标注工作成为一个很大的问题。为解决人工标注耗时长、工作量大的问题,研究者提出了远... 详细信息

医学文献含有丰富的有价值的医学知识。目前,在医学文献上的实体关系提取研究已经得到了很大的进步,但是随着医学文献数量以指数形式增加,医学文本的标注工作成为一个很大的问题。为解决人工标注耗时长、工作量大的问题,研究者提出了远程监督标注的方法,但这种方法会引入大量噪声。本文提出了一种基于卷积神经网络的新型神经网络结构,可以解决大量噪声问题。该模型可以利用多窗口卷积神经网络自动提取句子特征,在得到句子向量后,通过注意力机制选择对真实关系有效的句子。特别地,提出实体类型(ET)嵌入方法,通过加入实体类型特征用于关系分类。我们针对训练文本存在不可避免的标注错误问题,提出句子级别的注意力机制用于关系提取。使用968份糖尿病医学文献进行实验,结果表明,与基线模型相比,本文模型在医学文献中得到了较好的效果,F1分数达到93.15%。最后,我们将提取的11类关系以三元组的形式存储,并利用这些三元组制成具有33347个节点、43686条关系边的复杂关系医学知识图谱。实验结果证明,本文所使用的算法明显优于用于关系提取的最佳基准系统。

关键词：医学文献实体关系提取卷积神经网络知识图谱糖尿病

粗大晶粒TA2纯钛的准静态拉伸行为及其机制

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稀有金属材料与工程 2021年第7期50卷 2536-2540页

作者：石晓辉曹祖涵范智渊郭瑞鹏乔珺威太原理工大学山西太原030024

采用OM、SEM、EBSD等方法对41、63、323μm3种晶粒尺寸TA2纯钛的准静态拉伸行为及其机制进行研究。结果表明:晶粒粗化导致TA2具有更高的均匀变形能力。究其原因,晶粒尺寸越大,变形时孪晶活性越强。孪晶界起到分割晶粒的作用,可减少位错... 详细信息

采用OM、SEM、EBSD等方法对41、63、323μm3种晶粒尺寸TA2纯钛的准静态拉伸行为及其机制进行研究。结果表明:晶粒粗化导致TA2具有更高的均匀变形能力。究其原因,晶粒尺寸越大,变形时孪晶活性越强。孪晶界起到分割晶粒的作用,可减少位错有效滑移距离,阻碍位错运动,故对材料的整体应变硬化率起到正向作用。当晶粒尺寸由41μm增至323μm左右时,应变硬化率曲线可由持续降低趋势转变为降-升-降3阶段变化趋势。粗大晶粒中孪晶所引发的高应变硬化率是TA2呈现高均匀变形能力的根本原因。

关键词： TA2 晶粒尺寸应变速率拉伸孪晶

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TC11钛合金低温冲击韧性及其组织相关性

材料热处理学报 2020年第11期41卷 53-60页

作者：曹祖涵石晓辉范智渊尹佳敏太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024

采用光学电镜(OM)、扫描电镜(SEM)、Image Pro Plus 6.0等表征手段,结合数学及理论分析,构建了TC11钛合金低温冲击韧性-组织参数定量关系,阐明了其内在影响机理。结果表明:组织中初生α相体积分数通过影响塑性变形功及裂纹扩展撕裂功而... 详细信息

采用光学电镜(OM)、扫描电镜(SEM)、Image Pro Plus 6.0等表征手段,结合数学及理论分析,构建了TC11钛合金低温冲击韧性-组织参数定量关系,阐明了其内在影响机理。结果表明:组织中初生α相体积分数通过影响塑性变形功及裂纹扩展撕裂功而影响TC11钛合金低温冲击韧性。当初生α相体积分数小于50%时,低温冲击韧性符合sine函数变化规律,大于50%时,则维持在25 J/cm2左右。初生α相体积分数约为30%~35%时,合金的塑性变形功及裂纹扩展撕裂功均取得极大值,此时低温冲击韧性达到峰值。相较于裂纹扩展路径曲折程度对低温冲击韧性所带来的影响,试样在冲击过程中所吸收的塑性功起到更为关键的作用。

关键词： TC11钛合金低温冲击韧性组织

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基于深度学习的车载环视相机位姿在线校正

激光与光电子学进展 2024年

作者：方遒郭星浩黄智渊厦门理工学院机械与汽车工程学院厦门大学航空航天学院

针对环视系统中相机位姿发生改变，需要重新进行外参标定的问题，本文提出了一种基于深度学习的方法来校正环视相机位姿。首先，将采集的原始图像添加随机的位姿偏差值，将偏差后的图像转换成鸟瞰图输入特征提取网络中；其次，采取了一... 详细信息

针对环视系统中相机位姿发生改变，需要重新进行外参标定的问题，本文提出了一种基于深度学习的方法来校正环视相机位姿。首先，将采集的原始图像添加随机的位姿偏差值，将偏差后的图像转换成鸟瞰图输入特征提取网络中；其次，采取了一种分阶段训练策略，使用不同的损失函数来学习图像中相机关键角度和位置的变化；最后，聚合四个方向的特征并回归出每个相机的6自由度位姿偏差值。实验结果表明，所提出的方法能够实时估计相机位姿偏差值，且优于同类型的标定方法，校正后的环视影像精度满足实际应用场景。

关键词：深度学习相机位姿在线校正环视影像

高植物蛋白饲料中添加丁酸钠对鲤鱼幼鱼生长、抗氧化及肠道健康的影响

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高植物蛋白饲料中添加丁酸钠对鲤鱼幼鱼生长、抗氧化及肠道健康的...

作者：范智程山东农业大学

学位级别：硕士

实体肿瘤Car-T免疫疗法的数学建模及研究

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实体肿瘤Car-T免疫疗法的数学建模及研究

作者：乔智渊上海师范大学

学位级别：硕士

基于聚合物/二氧化硅微环谐振器的波长选择开关的研究

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基于聚合物/二氧化硅微环谐振器的波长选择开关的研究

作者：徐智渊吉林大学

学位级别：硕士

随着超高速光信息处理技术的迅猛发展,光互联成为解决未来芯片间通信技术瓶颈的关键方案。波长选择开关作为全光网络中的关键节点器件,正在向波长可调谐、抑制串扰等更高性能的方向发展,逐渐成为光通信领域究的热点。其基本组成单元微... 详细信息

随着超高速光信息处理技术的迅猛发展,光互联成为解决未来芯片间通信技术瓶颈的关键方案。波长选择开关作为全光网络中的关键节点器件,正在向波长可调谐、抑制串扰等更高性能的方向发展,逐渐成为光通信领域究的热点。其基本组成单元微环谐振器具有结构紧凑、容易集成等优点。其使用的聚合物/二氧化硅材料具有响应速度快、折射率易控制、制作工艺简单等优点,被广泛应用于光开关和光调制器。本文综合利用微环谐振器和聚合物材料的优点,优化设计了基于多模干涉的微环谐振器,并设计了四微环谐振器级联的波长选择开关。本论文的主要内容如下:首先介绍聚合物/二氧化硅微环谐振器波长选择开关的研究背景及其在实际应用中的重要意义,介绍了当前国内外在该领域的研究进展。其次介绍了基于微环谐振器的波长选择性器件,并通过理论推导解释了其波长选择性的实现原理。并且对全通型微环谐振器、跑道型微环谐振器、上下载微环谐振器和串联双微环谐振器这几种器件的输出频谱响应进行了推导。接下来基于具有低成本优势的聚合物/二氧化硅材料和多模干涉器结构进行设计、仿真并制备了可调谐的微环谐振器,其中85:15的多模干涉器作为微环谐振器的耦合部分。在微环上设有铝电极,可以对波长进行调谐。最终制备了弯曲半径分别为300μm和800μm的基于多模干涉器的微环谐振器,得到300μm微环的自由光谱范围为331 pm,消光比为22.03 d B,半峰全宽为104 pm,品质因子为12619;得到800μm微环的自由光谱范围为163 pm,消光比为26.53 d B,半峰全宽为74 pm,质因子为17494。测得该微环谐振器的热光开关的上升时间为68μs,微环谐振器的下降时间为72.6μs。利用前述微环谐振器进行了串联微环谐振器的仿真和版图绘制,得到器件在谐振峰中心波长为1246.432 nm处的自由光谱范围219 pm,半峰全宽为115 pm,计算得到当前谐振峰的品质因子为11012,在单微环谐振器的优点基础上串联微环能够有效的扩展自由光谱范围。最后介绍基于聚合物/二氧化硅单微环谐振器设计的四个级联微环的波长选择开关的基本结构和主要性能指标,分析了四级联结构,得到了主信道与每条竖直波导输出端口的振幅,对波长选择开关输出光谱进行了仿真,表明该开关具备出色的复用/解复用功能,以及往返性,同时提升了光通信的容量和效率。对波长选择开关进行了版图绘制和实验制备。

关键词：聚合物/二氧化硅混合集成平面光波导微环谐振器波长选择开关

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低对称性能谷光子晶体中的拓扑光传输

物理学报 2024年第10期73卷 194-202页

作者：陈鸿翔刘墨点范智斌陈晓东中山大学物理学院广州510275

能谷光子晶体是研究拓扑光子学的重要平台之一,基于能谷光子晶体的新型光波导支持抗散射传输的能谷依赖边界态,提高了波导中的急弯传输效率,为光信息高效传输提供了新思路.另一方面,对称性在拓扑学和光子晶体研究中具有重要的物理意义... 详细信息

能谷光子晶体是研究拓扑光子学的重要平台之一,基于能谷光子晶体的新型光波导支持抗散射传输的能谷依赖边界态,提高了波导中的急弯传输效率,为光信息高效传输提供了新思路.另一方面,对称性在拓扑学和光子晶体研究中具有重要的物理意义和研究价值.例如,能谷光子晶体在破缺空间反演对称性的情况下表现出类量子能谷霍尔效应.目前,大多数能谷光子晶体具有C3对称性,而具有更低对称性的能谷光子晶体是否能够支持拓扑光传输仍然需要研究.本文通过调整能谷光子晶体的原胞形貌,构建了低对称性能谷光子晶体,并研究了其边界态的传输特性.研究结果表明,相对于C3对称性能谷光子晶体,低对称性能谷光子晶体的光子禁带变窄,但其边界态仍然能够实现单向激发以及抗散射传输.这一发现丰富了拓扑光子结构的多样性,为在低对称性结构中寻找拓扑保护光传输行为提供了指导.

关键词：能谷光子晶体对称性拓扑光传输