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“南海Ⅰ号”沉船木材的微束XRF面扫描分析

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光谱学与光谱分析 2021年第9期41卷 2930-2933页

作者：黄可佳杜靖朱剑李乃胜陈岳武媛媛北京联合大学考古研究院北京100191 国家文物局考古研究中心北京100013 中国科学技术大学科技史与科技考古系安徽合肥230026 铂悦仪器(上海)有限公司上海231600

“南海Ⅰ号”是一艘南宋时期的木质商船,沉没于我国广东省阳江市东平港以南约20海里处,发现于1987年,经多次水下考古调查后,于2007年严格按照水下考古规范,成功地将其整体打捞出水,迄今为止中国境内发现的年代最早、船体最大、保存最完... 详细信息

“南海Ⅰ号”是一艘南宋时期的木质商船,沉没于我国广东省阳江市东平港以南约20海里处,发现于1987年,经多次水下考古调查后,于2007年严格按照水下考古规范,成功地将其整体打捞出水,迄今为止中国境内发现的年代最早、船体最大、保存最完整的古沉船。由于在海底埋藏达800年之久,因此船体和及其所承载的木质文物,在海水中盐份以及各种微生物的协同作用下,发生了严重的物理化学和生物降解作用,使得原有的木材成分大量降解流失,木质纤维间的支撑力减少,导致强度降低,结构糟朽。硫铁化合物是海洋出水木材的重要病害来源,因此铁、硫元素的含量、分布以及赋存状态,对海底出水有机质材料的研究和保护具有重要的学术价值。由于制样和传统方法限制,难以对出水木材中的铁和硫进行原位无损分析,同时分析速度和测量成本亦是难以克服的困难。微束X射线荧光技术,特别是基于常规X光管的微聚焦技术,为该问题提供了便捷、快速、可靠、无损和低成本的解决方案。基于此,选择“南海Ⅰ号”出水船体为研究对象,应用最新的多导毛细管微聚焦X射线荧光光谱技术,并结合拉曼光谱分析,对出水木材中的铁、硫含量和分布进行了面扫描分析。结果指出,样品中的铁、硫元素分布不均,存在多种赋存形态,揭示了元素分布特点和规律为研究水木材中硫、铁的来源、富集以及耦合关系等提供了线索。研究表明,微束XRF技术可有效分析不规则、不均匀的饱水木材中不同部位铁、硫丰度,在二维尺度上揭示元素的分布情况以及其相关性。研究结果可为探讨海洋出水木材中的硫、铁及其化合物的沉积和循环机制以及相关文物保护和修复工作,提供重要的科学支持和有益借鉴。

关键词：南海Ⅰ号 μ-XRF 面扫描饱水古木材

拉曼面扫描表征氮掺杂6H-SiC晶体多型分布

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无机材料学报 2012年第6期27卷 609-614页

作者：郭啸刘学超忻隽杨建华施尓畏中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 中国科学院研究生院北京100049

采用物理气相传输法(Physical Vapor Transport,PVT)沿[0001]方向生长了一个直径为2英寸的氮掺杂6H-SiC晶体.采用拉曼面扫描方法对晶体中多型的分布进行了细致表征,研究了SiC晶体生长过程中多型的产生和演化.在6H-SiC晶体中观察到了15R-... 详细信息

采用物理气相传输法(Physical Vapor Transport,PVT)沿[0001]方向生长了一个直径为2英寸的氮掺杂6H-SiC晶体.采用拉曼面扫描方法对晶体中多型的分布进行了细致表征,研究了SiC晶体生长过程中多型的产生和演化.在6H-SiC晶体中观察到了15R-SiC和4H-SiC两种多型.在拉曼面扫描得到的晶体多型分布图上观察到了两类次多型结构区域,一类是继承其生长界面上对应的次多型结构形成的次多型结构区;另一类是由温度、压力等生长条件波动导致在6H-SiC主多型中出现的15R-SiC多型结构区.第一类次多型结构区中掺入的氮元素较多,载流子浓度较高,并且随着晶体生长不断扩大;第二类次多型结构区对晶体结晶质量的影响较小,且提高生长温度可以抑制15R-SiC多型结构.

关键词：拉曼碳化硅多型面扫描

辽宁弓长岭铁矿床蚀变围岩中石榴石LA-ICP-MS面扫描分析及元素分布特征

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岩矿测试 2023年第4期42卷 707-720页

作者：何旭科栾燕孙晓辉陈炜牛澳斌高隆强长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室陕西西安710054 西安市关键金属成矿与高效利用重点实验室陕西西安710054

LA-ICP-MS面扫描分析能直观细致地展示元素在矿物中的分布特征及相互关系,在揭示矿床成因、精细刻画成矿流体演化过程等方面具有显著优势。辽宁弓长岭铁矿床二矿区以产出沉积变质型磁铁矿富矿石而闻名,且富铁矿石的蚀变围岩中大量产出... 详细信息

LA-ICP-MS面扫描分析能直观细致地展示元素在矿物中的分布特征及相互关系,在揭示矿床成因、精细刻画成矿流体演化过程等方面具有显著优势。辽宁弓长岭铁矿床二矿区以产出沉积变质型磁铁矿富矿石而闻名,且富铁矿石的蚀变围岩中大量产出石榴石,其与富矿体成因关系密切。本文以二矿区富铁矿蚀变围岩中的石榴石为研究对象,为明确元素扩散对石榴石元素分布特征的影响,选择两颗大小不同的石榴石(1.5cm×1.5cm和0.6cm×0.7cm),应用LA-ICP-MS在10~20Hz、20~150μm正方形激光束斑、20~150μm/s扫描速度的条件下,在4h内完成其面扫描分析,并利用无内标法对数据进行半定量校正,详细研究石榴石主量、微量和稀土元素组合及分布特征,进而有效地分析热液流体演化过程和磁铁矿富矿体的成因。LAICP-MS面扫描结果揭示了弓长岭厘米级石榴石连续型环带和次厘米级石榴石突变型环带的特征,准确区分了突变环带的位置和界线。分析结果表明,弓长岭二矿区厘米级石榴石中Si、Al、Fe等主量元素成分较为均一,未显示环带特征;而Mg、Mn、Ca、重稀土及Y元素均保留了原始的生长环带,具有重要的成因指示意义。该石榴石从核部到边部,其Mg含量逐渐升高,Mn含量逐渐降低,指示石榴石形成温度从核部到边部逐渐升高;而Ca含量从核部至边部先升高后降低,指示压力先升高再降低,显示进变质成因石榴石的特点。同时,该石榴石δEu值变化规律指示变质热液流体的氧逸度先减小再增大;重稀土和Y元素与Ca元素一致的变化特征表明其分布主要受压力控制。因此,结合前人研究成果综合推测,弓长岭富铁矿蚀变围岩中的石榴石形成于早元古代晚期胶—辽—吉带大陆碰撞造山过程中的进变质作用阶段,在该阶段形成的变质热液流体沿断层运移,对断层两侧的贫铁矿和围岩进行改造,从而形成富铁矿石及蚀变围岩。

关键词：石榴石 LA-ICP-MS 面扫描金属元素和稀土元素分布磁铁矿富矿石弓长岭

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面扫描模式下的涡流热成像缺陷重构方法研究

石油机械 2021年第11期49卷 73-78页

作者：李建宇张来斌郑文培中国石油大学(北京)机械与储运工程学院中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院

为有效检测海上平台结构损伤,评定结构的安全性和可靠性,提出一种基于面扫描动态检测模式下的涡流热成像缺陷重构方法。研究了涡流热成像的加热过程,并将加热过程进行分阶段分析;采用面扫描方法提高信息采集的完整性及扫描速率,生成检... 详细信息

为有效检测海上平台结构损伤,评定结构的安全性和可靠性,提出一种基于面扫描动态检测模式下的涡流热成像缺陷重构方法。研究了涡流热成像的加热过程,并将加热过程进行分阶段分析;采用面扫描方法提高信息采集的完整性及扫描速率,生成检测区域的热图像序列,并定位目标区域(缺陷位置);提取特定加热阶段的温度进行分析,对缺陷的轮廓范围及深度尺寸分别进行研究,将两者相结合,最终利用神经网络对缺陷进行重构,再将结果与缺陷的真实尺寸进行对比,可以反映出该重构方法的实际效果。试验结果表明,基于面扫描动态检测模式下的涡流热成像缺陷重构方法对缺陷长度及深度的重构效果较好,对缺陷宽度检测效果不佳,主要原因是缺陷宽度尺寸较小,试件表面热传导效应对检测结果影响较大。研究结果可为海上平台结构损伤检测方法的研究提供一定的指导。

关键词：海上平台面扫描动态检测涡流热成像缺陷重构

高强度CrMo钢的EELS和EDS面扫描研究

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电子显微学报 2002年第5期21卷 729-730页

作者：马钺章晓中袁俊清华大学电子显微镜实验室北京100084

在很多金属材料中，界面处元素的偏聚对材料的力学性能往往起到至关重要的作用。随着电子显微学的进步，电子能量损失谱（EELS）已被用来研究界面处的性能。例如，对Ni_3Al晶界处电子能量损失谱的研究表明，B在晶界处的偏聚改变了晶界... 详细信息

在很多金属材料中，界面处元素的偏聚对材料的力学性能往往起到至关重要的作用。随着电子显微学的进步，电子能量损失谱（EELS）已被用来研究界面处的性能。例如，对Ni_3Al晶界处电子能量损失谱的研究表明，B在晶界处的偏聚改变了晶界处的电子态，从而对于改善Ni_3Al的脆性具有明显的作用。在过渡金属的合金中，如下的定性结论可以判别界面处键合的趋势：当界面处EELS谱的白线较块体高且尖锐的情况下，界面处强度比块体低，界面为易断裂处；如果界面处的白线强度比块体较低，且有展宽效应，则界面处的强度高于块体强度，断裂方式将主要为穿晶断裂。这一结论在Ni_3Al:B和Cu:Bi系统中都得到了很好的证实。然而，该结论是否适用于钢铁材料，尚未有明确的结论。

关键词：高强度CrMo钢 EELS EDS 面扫描电子能量损失谱合金钢晶界分析场发射电子显微镜

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相似材料试验模型破坏区面扫描数据提取研究

煤炭科学技术 2012年第8期40卷 28-31页

作者：张云鹏吴侃中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221008

针对传统的相似材料试验观测方法无法有效地获取模型破坏区域信息的问题,将工业测量技术引入相似材料试验观测,利用面扫描系统获取模型表面的点云数据,针对模型点云数据的特征,提出一种点云边界提取方法。该方法首先利用扫描线法提取裂... 详细信息

针对传统的相似材料试验观测方法无法有效地获取模型破坏区域信息的问题,将工业测量技术引入相似材料试验观测,利用面扫描系统获取模型表面的点云数据,针对模型点云数据的特征,提出一种点云边界提取方法。该方法首先利用扫描线法提取裂缝边界点,然后利用最小距离法连接各边界,最后通过判断点云密度和边界闭合情况剔除标志点边界。对模型观测数据进行提取试验,结果表明:除了少数被标志点覆盖和破裂十分严重的边界以外,该方法能够较好地从相似材料模型点云数据中提取出非连续破坏区域边界,提取结果可应用于开采沉陷研究中。

关键词：相似材料模型面扫描裂缝提取点云数据边界点标志点

用高分辨X射线衍射面扫描评估4H-SiC晶片结晶质量

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半导体技术 2019年第6期44卷 477-482页

作者：杨丹丹王健孙科伟张胜男金雷程红娟郝建民中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220 深圳大学广东深圳518000

介绍了高分辨X射线衍射(HRXRD)面扫描技术在评估4H-SiC抛光片整体结晶质量方面的应用。对4H-SiC抛光片整片及局部特定位置进行HRXRD摇摆曲线面扫描,并拟合摇摆曲线半高宽(FWHM)峰值得到的极图,观察4H-SiC抛光片表面的FWHM分布范围、分... 详细信息

介绍了高分辨X射线衍射(HRXRD)面扫描技术在评估4H-SiC抛光片整体结晶质量方面的应用。对4H-SiC抛光片整片及局部特定位置进行HRXRD摇摆曲线面扫描,并拟合摇摆曲线半高宽(FWHM)峰值得到的极图,观察4H-SiC抛光片表面的FWHM分布范围、分布特点和多峰聚集区。结合表面缺陷测试仪和偏振光显微镜测试方法,对因螺旋生长产生的晶界分布聚集区以及边缘高应力晶界聚集区进行了表征。二者测试结果与HRXRD摇摆曲线面扫描的结果一致。对多片样品在不同区域使用不同测试方法得到的结果均验证了HRXRD摇摆曲线面扫描可以宏观识别晶畴界面聚集区,清楚辨别出位于晶片中心附近由于螺旋生长面交界形成的晶畴界面,以及位于晶片边缘、受生长热场影响晶粒畸变产生的高应力晶畴界面。

关键词： 4H-SiC单晶高分辨X射线衍射(HRXRD) 面扫描摇摆曲线半高宽(FWHM) 晶界

基于移动DLP光栅面扫描的大物体表面三维重构

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基于移动DLP光栅面扫描的大物体表面三维重构

作者：武彦林华南理工大学

学位级别：硕士

随着工业现代化进程的发展,制造业水平得到大幅提升,制造业对于空间三维信息的获取成为发展的趋势。结构光三维测量方法因其非接触性、速度快、测量范围广、测量精度高的特点,在工业生产、文物保护、逆向工程、医疗诊断等领域得到了广... 详细信息

随着工业现代化进程的发展,制造业水平得到大幅提升,制造业对于空间三维信息的获取成为发展的趋势。结构光三维测量方法因其非接触性、速度快、测量范围广、测量精度高的特点,在工业生产、文物保护、逆向工程、医疗诊断等领域得到了广泛的应用,是最具有发展和应用潜力的非接触式三维测量方法。本文设计和实现了两套结构光三维重构系统。第一套结构光三维重构系统是基于局部单应性原理的系统标定和采用完整正反格雷码编码策略实现的,第二套结构光三维重构系统是基于径向基础矩阵分解的系统自标定和采用完整正反格雷码结合八步相移法的编码策略实现的。研究对象主要是复杂金属工件和柔性袋装米。重点研究了系统标定、编码解码策略、解码有效区域提取、点云感兴趣区域提取、点云去噪、精简、拼接、局部点云补齐、柔性袋装米的体积和表面积计算等方面内容。首先介绍结构光三维重构系统组成,推导计算被测物体空间三维坐标的过程,重点研究系统标定,实验比较常用系统标定方法与本文实现的基于局部单应性原理的系统标定和基于径向基础矩阵分解的系统自标定方法的效果。在编码解码策略方面,重点研究本文采用的完整正反格雷码法和完整正反格雷码法结合八步相移法。在提取解码有效区域方面,重点研究基于光分量判别的有效区域提取策略。在三维点云获取方面,通过两套系统分别获取复杂金属工件点云,进行效果对比。在点云处理方面,提出将三维点云通过透视投影变换到二维图像空间,在二维图像空间选取感兴趣区域,相应地对原三维点云进行操作。为了获取复杂金属工件整体模型,本文通过多视拼接方法从多个不同角度获取的三维点云进行拼接,得到复杂金属工件整体点云。本文提出局部点云补齐的方法对柔性袋装米三维点云进行处理,获得柔性袋装米整体点云。最后讨论各种点云体积和表面积算法,分别计算柔性袋装米三维点云体积和表面积,选取最佳体积和表面积算法,设计实验进一步验证稳定性。通过实验证明本文结构光三维重构系统测量精度高、稳定性强、操作灵活、成本低廉,能够提供较为全面的信息给堆垛机器人。

关键词：移动面扫描大物体三维重构

面向面扫描测量机器人的测量规划基础算法研究

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面向面扫描测量机器人的测量规划基础算法研究

作者：李浩合肥工业大学

学位级别：硕士

三维测量系统的测量规划是复杂曲面自动检测研究中的一个关键问题。本文主要针对面扫描测量机器人，研究测量规划中的基础算法，为实现基于面扫描测量机器人的复杂曲面自动检测奠定基础。测量规划的主要问题是根据待测件的CAD模型，计... 详细信息

三维测量系统的测量规划是复杂曲面自动检测研究中的一个关键问题。本文主要针对面扫描测量机器人，研究测量规划中的基础算法，为实现基于面扫描测量机器人的复杂曲面自动检测奠定基础。测量规划的主要问题是根据待测件的CAD模型，计算合理的视点，从而保证在待测件上采集到完整的点云数据，用于待测件的几何外形误差分析。本文主要的研究内容包括面扫描测量机器人测量规划中的三个基础算法：曲面的最小包围盒算法、视点规划算法以及视场内曲面的可视性分析算法。方向包围盒(Oriented Bounding Box，简称OBB)因其方向的任意性和包围的紧密性而被广泛应用，本文针对曲面的三角网格模型计算其OBB。三维点集的最小包围盒是一种基于点集的三维凸多面体最小包围盒的快速算法，利用点集的三维凸多面体与其高斯球面的映射关系，根据三对“游标卡尺”在高斯球面上的移动路径，给出包围盒两相邻面遍历凸多面体两条边的路径，最终搜索出体积最小的包围盒，即曲面的最小包围盒。本文基于曲面的最小包围盒研究了一种视点规划算法。为了合理计算扫描视点，利用待测件CAD模型的最小包围盒，对模型进行递归分块直至满足扫描测头的系统参数;利用分块后的每一块小曲面的最小包围盒，初步确定扫描视点的位姿。最后，利用高斯映射与可视映射之间的对偶关系计算曲面的可视映射，并采用可视映射对视场内曲面的可视性分析进行探索，为最终确定扫描视点的位姿提供了依据。在VC6.0开发平台上，在MFC框架下采用C++语言完成了相关算法的设计与实现，最终采用OpenGL库函数显示出计算结果。

关键词：测量规划面扫描最小包围盒视点规划可视映射