检索结果-南通市图书馆

作者：赵广源盐城工学院

学位级别：硕士

W-Cu复合材料属于非真实合金范畴,集成了W和Cu的各自性能优势,具备优异的导电导热性、低热膨胀系数、良好的耐磨损性能以及抗电弧侵蚀能力,应用范围涵盖电子、微电子、航空航天、国防及医疗等众多领域。在大功率器件中,W-Cu复合材料被... 详细信息

W-Cu复合材料属于非真实合金范畴,集成了W和Cu的各自性能优势,具备优异的导电导热性、低热膨胀系数、良好的耐磨损性能以及抗电弧侵蚀能力,应用范围涵盖电子、微电子、航空航天、国防及医疗等众多领域。在大功率器件中,W-Cu复合材料被认为是理想的散热材料。然而,微波器件的持续小型化、高度集成化及高功率化导致发热率逐渐增高,传统均质W-Cu复合材料难以达到电子基板散热性能的要求。W-Cu功能梯度材料被视为应对上述挑战的有效途径,但传统功能梯度材料的制备方法面临诸如低制造效率、结合强度不足和致密度不理想等挑战。选区激光熔化（SLM）技术凭借自下而上的逐层加工特性,能在同一构件中实现材料成分连续变化,为制备功能梯度材料提供了新的途径。因此,本文选用低能球磨处理的W-30wt.%Cu（W-30Cu）混合粉末作为成形材料,研究了其SLM工艺参数对成形质量的影响规律。由于SLM工艺很难获得完全致密的W-30Cu合金,进一步研究了添加少量Ni粉对SLM成形W-Ni-x Cu合金成形质量、显微组织和性能的影响,最终基于优化的工艺参数获得了高质量的W-Ni-x Cu梯度合金。具体研究内容如下:（1）在试验的工艺参数范围内,优化工艺发现SLM成形W-30Cu合金的最佳工艺参数组合为:激光功率400 W、扫描速度400 mm/s、扫描间距0.07 mm和铺粉层厚0.03mm,获得W-30Cu合金致密度可达98.32%,显微组织呈现W颗粒均匀分布在Cu中,两相互不相溶,其显微硬度为144.03 HV,抗拉强度为583.68 MPa,断裂延伸率为4.28%,热导率和热膨胀系数分别为191.42 W·m·K和7.93×10/K。（2）采用SLM成形W-30Cu合金的最佳工艺参数制备了W-Ni-x Cu合金,Ni粉的引入使其相比SLM成形W-30Cu合金的成形性及性能提升,通过对W-Ni-x Cu合金的微观组织分析发现,随着W含量升高,W颗粒的团聚和结合现象变得明显,Ni与Cu形成了Cu Ni相。高Cu量W-Ni-x Cu合金呈现更好的拉伸性能和导热性,高W量W-Ni-x Cu合金具有更高的显微硬度和热膨胀性能。（3）设计并制备了W（5Ni）-15Cu/W（5Ni）-30Cu/W（5Ni）-45Cu三层梯度合金,其各梯度层致密且结合紧密,微观组织呈现明显梯度变化,符合设计。梯度合金中大尺寸的孔隙均分布在封装层中,大部分孔径在100μm以下,热导率为77.496 W·m·K。

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阀体热能去毛刺机理研究及优化

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作者：王昊盐城工学院

学位级别：硕士

工件在机械加工过程中会形成不规则的毛刺,毛刺会直接影响工件的质量和性能,甚至会造成设备损坏,因此,如何有效地去除毛刺是机械加工的一个重要环节。热能去毛刺利用气体的燃烧爆炸,产生高温高压环境,从而去除工件上的毛刺,因为其具有... 详细信息

工件在机械加工过程中会形成不规则的毛刺,毛刺会直接影响工件的质量和性能,甚至会造成设备损坏,因此,如何有效地去除毛刺是机械加工的一个重要环节。热能去毛刺利用气体的燃烧爆炸,产生高温高压环境,从而去除工件上的毛刺,因为其具有操作简便、效率高等优点,所以具有重要的应用价值。尽管目前热能去毛刺法的工艺参数已经较为完善,实验研究也在进行,但是相关的机理以及基于仿真分析的预混合燃气燃烧爆炸产生的高温对阀体和毛刺的作用机制仍然缺乏系统的科学研究。为了进行热能去毛刺研究,本文对其相关机理进行分析,研究阀体材料表面的微观组织、力学性能以及阀体表面毛刺的尺寸、形状等。使用由甲烷/氧气组成的混合气体作为预混合气体,利用Fluent软件以及Transient Thermal模块,建立热能去毛刺过程的数学模型。根据毛刺的位置、毛刺的长宽比以及混合气体初始压力等参数条件,对热能去毛刺效果进行分析比较,得出不同参数对热能去毛刺效果的影响规律,主要研究内容如下:(1)阀体不同位置毛刺的去除效果研究。研究发现,由于靠近点火点位置的气体燃烧更加充分,燃烧温度也相对较高,使得靠近点火点位置的毛刺根部温度相较于远离点火点的毛刺根部温度会高出194℃左右,所以距离点火点更远位置的毛刺去除效果较差。(2)毛刺的长宽比对于热能去毛刺效果的影响研究。结果表明,在厚度一定时,毛刺的长宽比越小,单位时间内毛刺吸收的热量更少,毛刺越难被去除,所以相较于条形毛刺,鳞片类的毛刺以及工件边缘的飞边要难以被去除。(3)混合气体的初始压力对热能去毛刺效果的影响研究。研究得出,混合气体的初始压力在热能去毛刺的过程中会极大的影响其反应速率、爆炸温度和超压,初始压力的上升提高了毛刺的去除效率,但在初始压力为1.2Mpa的情况下,阀体边缘的温度过高,其金相组织会被破坏。同时本文对毛刺位置、毛刺长宽比、初始混合气体压力等参数对毛刺去除效果的影响程度进行正交试验优化,给出最佳参数。优化后毛刺根部的温度更高,去除效果更好,同时阀体边缘的温度也未对金相组织造成破坏。最终使用优化后的参数进行实验验证,实验结果显示阀体表面未留有残留毛刺,毛刺去除效果十分理想,阀体边缘位置也未发现金相组织遭到破坏,与仿真结果一致。

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面向大型风力叶片的机器人喷涂轨迹规划及仿真研究

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作者：陈洪博盐城工学院

学位级别：硕士

随着可再生能源需求量的不断增长,我国风电产业正蓬勃发展。风力叶片作为风力发电机组的核心部件,其质量的好坏决定了风力机组的性能和效益。由于大型风力机叶片的后处理工艺占用了叶片生产时间的三分之一以上,尤其是传统人工喷涂阶段... 详细信息

随着可再生能源需求量的不断增长,我国风电产业正蓬勃发展。风力叶片作为风力发电机组的核心部件,其质量的好坏决定了风力机组的性能和效益。由于大型风力机叶片的后处理工艺占用了叶片生产时间的三分之一以上,尤其是传统人工喷涂阶段对底、中、面多道喷涂耗时较大,效率较低。因此,这里详细研究了在喷涂机器人运动范围内,如何基于不同曲率下的膜厚误差对叶片表面进行分片处理,并通过多目标优化算法对喷涂轨迹参数进行优化,提高其喷涂质量和效率。最后基于Visual Studio搭建的开发环境,使用C#语言在Robot Studio的基础上进行二次开发,构建一款针对风力叶片的自动化喷涂监控系统。完成的主要工作内容如下。(1)喷涂系统的搭建。基于SOLIDWORKS和ROBOTSTUDIO建模软件搭建大型风力叶片的自动化喷涂架构。针对风力叶片模型特点,设计了叶片固定装置,采用了双边机器人协同工作和风力叶片间歇式移动的工作模式。搭建了喷涂工作站的控制系统,利用上位机离线软件系统下达喷涂指令来调节电机转速和各喷涂参数。搭建了喷涂工作站的电气系统,通过激光定位传感器判断叶片位置,将PLC程序和上位机结合。(2)风力叶片外型的分片造型。基于风力叶片STL模型文件的特点,研究了其模型信息的存储和提取方法,建立了双边协作机器人的风力叶片喷涂系统,针对喷涂模型的表面处理,提出了考虑涂膜误差和机器人运动空间的分片方法。通过蒙特卡洛法求解双边机器人各自运动区域,并得到其喷涂重叠空间和机器人布局,并利用回溯算法遍历机械手末端所能达到的空间范围对其进行分片。利用聚类算法将风力叶片的表面分割为多个曲率近似的大面片。通过仿真对比了不同的全局法线夹角阈值大小对模型分片的形态影响,充分探究了在给定阈值下叶片各面片的具体形态和成型规律。(3)喷涂轨迹参数的优化。喷涂时的轨迹间距、喷涂高度和喷涂速度等参数对最后的涂层效果影响较大,这里通过改进的IMOTDO多目标优化算法对其进行了探究。建立了空气喷枪的数学模型,对比分析了光栅型和螺旋形路径在叶片不同面片上的喷涂效果,将漆膜累积速率模型导入到Plat EMO平台中求解了帕累托前沿最优解。引入Metropolis准则和自适应权重系数处理多目标参数的轨迹优化问题,并使用MATLAB进行仿真验证。最后利用切片法将与模型的交点连接并偏置,得到喷涂轨迹。(4)仿真与实验验证。基于Visual Studio开发环境,在RobotStudio基础上进行二次开发,设计了针对风力叶片的喷涂监控系统。为验证了分片方法和轨迹优化的可行性,并在系统中进行了喷涂仿真,得到了喷涂轨迹优化前后的数据点膜厚方差。可知研究的优化方案得到的喷涂效率提高了16.4%,膜厚均匀性标准差提升了33.2%,验证了其有效性。本研究课题设计了基于离线编程技术的机器人喷涂系统,结合了模型分片和喷涂轨迹规划等工艺技术,通过多目标优化算法对双边协作机器人喷涂轨迹的效率和膜厚质量进行优化,从而使得涂层质量满足工艺要求。此课题对推进“中国制造2025”具有广泛的应用前景,拥有重要意义。

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基于改进混沌蜂群算法优化的SVM漏钢预报系统研究

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作者：张凯俊盐城工学院

学位级别：硕士

在高效连铸技术迅速发展的背景下,漏钢事故频率明显增加,为解决漏钢问题,冶金工作者不断努力优化连铸设备和工艺。国内钢铁厂也纷纷引入结晶器漏钢预报系统,以提高生产的质量和稳定性。虽然国内在这方面起步较晚,但在各方机构以及企业... 详细信息

在高效连铸技术迅速发展的背景下,漏钢事故频率明显增加,为解决漏钢问题,冶金工作者不断努力优化连铸设备和工艺。国内钢铁厂也纷纷引入结晶器漏钢预报系统,以提高生产的质量和稳定性。虽然国内在这方面起步较晚,但在各方机构以及企业的努力下,过程监控技术已经取得了迅速的发展。为适应高效连铸的可视化和智能化趋势,本文采用机器学习技术,针对结晶器工作过程的可视化和异常预测的方法展开研究,以提供新的思路和借鉴。本文的研究工作主要有以下四个方面:(1)分析连铸技术在提升产品质量方面的显著优势以及面临的一些问题,针对粘结漏钢问题展开研究,并分析其形成的原理。通过参考现有的漏钢预报系统和检测技术,选取K型热电偶完成数据采集工作,规划热电偶在结晶器铜板上的布局,并对采集的温度数据进行预处理。引入群体智能优化算法,为解决漏钢问题提供新的解决途径。(2)为优化人工蜂群算法(Artificial Bee Colony,ABC)的全局搜索性能,采用Bernoulli混沌映射进行种群初始化,引入莱维飞行策略平衡全局搜索与局部探索,在单峰测试函数和多峰测试函数上验证了改进混沌蜂群算法(ICABC)的收敛能力和寻优性能,为优化问题的求解提供了有效手段。(3)针对神经网络需要大量数据集训练的难点,采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)理论来解决分类问题。相对于神经网络模型,支持向量机模型的训练无需大量样本,符合漏钢预报问题的数据集特点。同时提出了一种创新性的参数优化方法,采用ICABC算法获得最佳SVM参数,构建ICABC-SVM模型,并与GWO-SVM模型、ABC-SVM模型进行对比。利用现场采集的270组样本数据对模型进行训练和测试,综合考察各模型的性能,为支持向量机在漏钢预报问题中的实际应用提供了有力支持。(4)基于结晶器铜板的传热模型,使用ANSYS工具模拟结晶器的温度云图。通过C#编程技术对文件的高效处理,开发可视化漏钢预报系统。系统集成温度检测、结晶器可视化和漏钢预报功能。同时系统设计了用户界面,通过界面可展示正常运行和检测到漏钢时的预警情况,为操作人员提供可视化的工具,辅助分析浇铸时结晶器的状态,并及时响应异常情况。

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车用PET保护膜模切成形过程仿真与参数优化研究

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作者：万庭堂盐城工学院

学位级别：硕士

以聚乙烯对苯二甲酸酯类(polyethylene terephthalate,PET)车用保护膜模切加工为研究对象,针对实际生产过程中,保护膜因为变形、翻边等现象导致产品表面质量不合格的问题,通过数值模拟和实验验证的方法,实现PET保护膜模切加工成形过程... 详细信息

以聚乙烯对苯二甲酸酯类(polyethylene terephthalate,PET)车用保护膜模切加工为研究对象,针对实际生产过程中,保护膜因为变形、翻边等现象导致产品表面质量不合格的问题,通过数值模拟和实验验证的方法,实现PET保护膜模切加工成形过程的仿真;并设计试验,分析研究不同模切工艺参数对材料断面形态的影响规律,优化成形工艺。具体研究内容如下:1.仿真过程中的有限元基本理论和关键技术分析。模切成形过程是一个高速碰撞并冲压成形的过程,对比分析隐式算法和显式算法的特点,显式算法更适合解决模切成形这类非线性和瞬态问题;因为模切成形涉及刚体与柔体间的复杂接触,可以采用罚函数法来消除穿透现象和解决成形过程中的接触界面问题;通过调整模型的体积粘度、总体粘性阻尼或附加刚度和细化网格的方法,从而起到有效控制沙漏现象的目的;采用任意拉格朗日-欧拉方法能够更好地模拟材料的变形过程,提供了更灵活的材料描述方式。这些理论和方法的综合应用,为模切成形过程的仿真提供理论支撑。***保护膜模切成形仿真模型的建立。通过拉伸试验和仿真确定了材料模型和参数,在此基础上利用Hyper Mesh软件进行建模和前处理;之后分别用LsDyna和Hyper View软件对模切成形过程进行计算和分析。根据PET材料的实际模切结果,对仿真模型的相关参数进行调整和优化,完成仿真模型与实验结果的校准,获得了与实际误差在5%以内专门用于PET材料模切过程的CAE仿真模型。3.模切工艺参数对断面形态的影响研究。通过正交试验设计和极差分析,探讨了模切工艺参数对断面形态的影响。分析结果表明,厚度、R11角和R21角为主要影响因素,而摩擦因素和进给速度的影响较小。4.模切加工相关工艺参数优化。对比分析相关优化方法,运用多因素权重优化方法对模切加工相关工艺参数进行优化。优化后的工艺参数为PET材料厚度为0.3mm,刀具R21角为0゜,摩擦系数为0.05,刀具R11角为20゜,进给速度为9.6m/min。优化后的产品侧角度和废品侧角度均有小幅减小。对比之前产品侧角度分别减少1.96%、1.42%、13.7%,废品侧角度分别减少0.67%、1.89%、1.70%。

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利用印染污泥焚烧灰渣制备硅酸盐水泥熟料的开发研究

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作者：高令盐城工学院

学位级别：硕士

我国每年大约会产生22亿吨印染废水,经处理后会产生大量印染污泥,印染污泥经过焚烧后又会产生大约220万吨含有氧化物和重金属的灰渣,这些灰渣的利用率不高,露天堆存不仅会占用大量土地,还会给土壤及地下水的环境安全带来极大的隐患。为... 详细信息

我国每年大约会产生22亿吨印染废水,经处理后会产生大量印染污泥,印染污泥经过焚烧后又会产生大约220万吨含有氧化物和重金属的灰渣,这些灰渣的利用率不高,露天堆存不仅会占用大量土地,还会给土壤及地下水的环境安全带来极大的隐患。为了实现印染污泥焚烧灰渣（TDSIA）无害化、资源化、减量化处理的目的,本文以TDSIA为原料制备硅酸盐水泥熟料。研究了TDSIA制备硅酸盐水泥熟料的可行性以及羟基磷灰石对水泥熟料性能及其重金属固化的影响。用甘油-乙醇法测定了熟料游离氧化钙（f-Ca O）的含量,用X射线衍射（XRD）对熟料的矿物组成以及水泥水化产物进行了分析,用扫描电子显微镜（SEM）对熟料以及水泥水化产物的微观形貌进行了观察,测定了水泥的物理指标、力学性能以及水化热,通过电感耦合等离子原子发射光谱仪（ICP）测定了水泥熟料以及水泥中的重金属浸出浓度。主要结论如下:（1）TDSIA作为铁质校正材料制备硅酸盐水泥熟料。结果表明:TDSIA的掺入可以改善水泥生料的易烧性,降低熟料的f-Ca O含量,不会改变熟料的矿物相,仍为CS、CS、CA及CAF。TDSIA的掺入能促进水泥早期水化、水化产物的成核和晶体生长,提高水泥早期抗压强度,降低后期抗压强度。最佳制备工艺:TDSIA 4%,煅烧温度1400℃,保温时间30min。此时水泥3d、28d的抗压强度分别为31.8MPa、76.4MPa,强度等级达到62.5级。（2）TDSIA作为原料制备高铁硅酸盐水泥熟料。结果表明:TDSIA的掺入,熟料的f-Ca O含量降低,从熟料的微观形貌可以看到大量六方板状的CS,圆粒状的CS以及大量的中间相。TDSIA掺量的增加,水泥的早期抗压强度提高,后期抗压强度降低。石灰饱和系数（KH）的提高,水泥3d、28d的抗压强度增加。最佳制备工艺:TDSIA 13%,KH=0.96,煅烧温度1400℃,保温时间30min。此时水泥3d、28d的抗压强度分别能达到21.3MPa、64.7MPa。（3）TDSIA作为矿化剂制备硅酸盐水泥熟料。结果表明:TDSIA和萤石组成的复合矿化剂能有效改善水泥生料的易烧性,降低熟料烧成温度,降低熟料的f-Ca O含量,促进CS的形成,在1300℃就能生成大量的CS。萤石的矿化效果比TDSIA好,水泥抗压强度随着TDSIA与萤石比例的降低而增加,但萤石的掺入会阻碍水泥水化进程。KH的提高,水泥的抗压强度增加。当TDSIA与萤石的比例为7/3,TDSIA 2.8%,萤石1.2%,KH=0.95,煅烧温度1350℃,保温时间30min时,水泥3d、28d的抗压强度分别能达到35.6MPa、76.4MPa,且安定性合格。（4）羟基磷灰石对水泥熟料性能及其重金属固化的影响。结果表明:羟基磷灰石的掺入能加快水泥水化进程,水泥的抗压强度随着羟基磷灰石掺量的增加而提高。当羟基磷灰石的掺量为1.5%时,水泥3d、28d的抗压强度分别达到了27.7 MPa、67.3MPa。所制水泥熟料重金属浸出浓度符合国家标准。羟基磷灰石掺入水泥中,在水化过程中能通过吸附和离子交换作用有效固化重金属,Cd和Ni未检出,Zn、Ba和Cr的浸出浓度随着羟基磷灰石掺量的增加而减少且符合国家标准。

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车用金属网拉伸成形仿真及工艺优化研究

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作者：靳尚烨盐城工学院

学位级别：硕士

喇叭防尘网罩作为扬声器的重要部件,可以有效防止灰尘颗粒进入音圈,确保音圈和喇叭单元免受污染,从而保持其最佳性能。同时,减少灰尘的堆积也有助于维持喇叭的散热效果和延长其使用寿命。本文以某公司生产的车用导航、语音提示喇叭防尘... 详细信息

喇叭防尘网罩作为扬声器的重要部件,可以有效防止灰尘颗粒进入音圈,确保音圈和喇叭单元免受污染,从而保持其最佳性能。同时,减少灰尘的堆积也有助于维持喇叭的散热效果和延长其使用寿命。本文以某公司生产的车用导航、语音提示喇叭防尘网罩为研究对象,针对喇叭防尘网罩在实际生产过程中因起皱、折叠、收缩等问题而导致产品质量的不合格,以及繁琐的成形过程。通过有限元仿真分析,对喇叭网罩拉伸成形过程进行优化研究,主要研究内容如下:1.金属丝网拉伸成形基本理论分析。根据金属丝网成形的实际情况,分析了有限元仿真中的屈服准则、有限元理论及相关算法。确定了米塞斯屈服准则、刚塑性有限元法、显式积分算法来实现有限元仿真。2.建立喇叭网罩有限元模型及仿真验证。根据喇叭网罩8次拉伸成形方案,利用NX软件对金属丝网及模具进行三维建模。通过Deform和Abaqus仿真软件,分别建立焊接和非焊接两种金属丝网拉伸成形的有限元分析模型,并对喇叭网罩成形过程进行模拟。将仿真结果与实际结果进行对比,结果误差在5%以内,符合工程应用要求。验证了CAE分析模型的可靠性,模拟结果精度较高。3.工艺参数对拉伸成形工件质量的影响分析。通过工艺参数对零件冲压成形质量影响的研究结合生产实际,确定影响因素为压边间隙、摩擦系数、冲压速度、凹凸模圆角。并采用单因素分析法,研究工艺参数对金属丝网最大拉伸高度的影响规律,进而确定各因素合理取值范围。4.基于正交试验的金属丝网拉伸成形工艺参数优化。对于焊接金属丝网,选取丝网直径、压边间隙、冲压速度、摩擦系数为自变量,以拉伸极限为评判指标设计4因素3水平正交试验;对于非焊接金属丝网,选取压边间隙、冲压速度、摩擦系数为自变量,以拉伸极限为评判指标设计3因素3水平正交试验;分别进行极差和信噪比分析进一步研究以上工艺参数对丝网成形质量的影响,并获得最佳工艺参数。针对其公司使用较多的焊接金属丝网,基于最佳工艺参数结合拉深系数的分配对其拉伸次数进行简化,由8次拉伸简化为7次拉伸。本文应用有限元法模拟金属丝网的拉伸成形过程,建立了各成形工艺参数与最大拉伸高度的关系,结合极差和信噪比分析,优化得到了最佳工艺参数,并对焊接金属丝网的拉伸成形过程进行了简化。为企业降本增效、量化调整拉伸工艺参数、以及金属丝网的生产提供了有益的指导。

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原位热解MXene基材料衍生TiO2的光催化降解2，4，6-三氯苯酚性能研究

原位热解MXene基材料衍生TiO2的光催化降解2，4，6-三氯苯酚性能...

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作者：赵琦盐城工学院

学位级别：硕士

氯酚类（Chlorophenols,CPs）有机化合物作为化工行业的基本原料和中间体,广泛应用于杀菌剂、除草剂等生产。然而,其高毒性、难降解和三致作用,对人体健康和生态环境造成严重危害。光催化技术作为一种高级氧化工艺,已被广泛用于环境污... 详细信息

氯酚类（Chlorophenols,CPs）有机化合物作为化工行业的基本原料和中间体,广泛应用于杀菌剂、除草剂等生产。然而,其高毒性、难降解和三致作用,对人体健康和生态环境造成严重危害。光催化技术作为一种高级氧化工艺,已被广泛用于环境污染物的降解与矿化。二氧化钛（TiO）被认为是最有应用前景的光催化剂,但其自身的纳米颗粒团聚,光生电子-空穴复合率高、光吸收范围窄等问题导致其在实际应用过程中光催化效率低。针对上述问题,本文利用MXene的元素组成和层状结构,通过原位热解MXene及其复合材料衍生TiO纳米片,探究其光催化降解2,4,6-三氯苯酚（2,4,6-Trichlorophenol,2,4,6-TCP）的性能。通过SEM、TEM和XPS等表征衍生TiO纳米片结构。利用高效液相色谱和理论计算测定中间产物,解析2,4,6-TCP降解路径,揭示催化剂结构与2,4,6-TCP光降解性能之间的构效关系。具体研究内容如下所示:1、原位热解MXene衍生C-F-TiO纳米片光催化降解2,4,6-TCP。通过刻蚀过程中Li F的使用和原位煅烧MXene,制备出C和F共掺杂的高效光催化剂C-F-TiO纳米片。紫外-可见漫反射光谱结果验证了具有超薄纳米片结构的C-F-TiO增强了光吸收范围,减小了带隙。光电流和阻抗测试表明,与商品纯TiOP25相比,C和F共掺杂的TiO纳米片具有明显增强的电荷转移、光电流密度和更高的瞬态电子寿命,这有利于强化光催化降解2,4,6-TCP的效率。自由基淬灭实验和电子自旋共振结果表明,C-F-TiO/UV体系中产生了更多具有高氧化还原性能的自由基,其中·O是2,4,6-TCP降解的主要活性物种,其产生的量是P25的1.5倍。这部分研究为利用MXene的物理化学特性合成非金属共掺杂的TiO纳米片作为催化剂提供了新的思路,在降解有机污染物的潜在应用中表现出优异的反应活性。2、缺陷工程构筑富氧空位-混晶E-TiO@rGO复合纳米片光催化降解2,4,6-TCP。针对MXene热解的堆积问题,进一步对MXene衍生TiO的晶相及结构进行调控,强化光催化降解2,4,6-TCP的效能。在不同气体组分下煅烧,利用晶体缺陷工程在TiO纳米复合材料中构建氧空位（OVs）,合成具有混晶特征和OVs的介孔E-TiO@rGO纳米片。XRD和XPS分别证明了锐钛矿/金红石混晶和OVs的生成。混合晶体缺陷工程的使用诱导OVs的产生,降低了带隙,拓宽了光吸收范围。OVs作为活性位点促进了O和HO分子的吸附和活化,有利于形成高反应活性的自由基。与P25和N-TiO@rGO（纯锐钛矿相）相比,E-TiO@rGO(0.06874 min)对2,4,6-TCP的降解速率常数分别提高了4倍和1.3倍。理论计算表明混晶和OVs协同降低了决速步的能垒,强化了2,4,6-TCP的脱氯降解过程,降低2,4,6-TCP及其中间产物的毒性,在光催化处理含氯废水中具有良好的应用前景。本研究有望为光催化剂的设计合成以及高效去除水中氯酚类污染物提供新的思路。

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基于深度学习的钢材表面缺陷检测算法

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作者：宋育斌盐城工学院

学位级别：硕士

钢材具有强度大、韧性佳、重量轻等优点,是工业生产中不可缺少的原材料。钢铁工业作为工业国家的基础产业之一,是衡量一个国家经济实力的重要指标。钢材在生产过程中因加工工艺的不完善以及环境因素的影响,容易形成包括裂纹、划痕、孔... 详细信息

钢材具有强度大、韧性佳、重量轻等优点,是工业生产中不可缺少的原材料。钢铁工业作为工业国家的基础产业之一,是衡量一个国家经济实力的重要指标。钢材在生产过程中因加工工艺的不完善以及环境因素的影响,容易形成包括裂纹、划痕、孔洞等表面缺陷。这些缺陷不仅影响美观,更是会改变钢材内部的受力结构,降低钢材的性能,进而影响使用寿命。钢材的表面缺陷检测是钢材生产过程中十分重要的一环,提升钢材的表面缺陷检测能力可以降低原材料的浪费以及提高企业的生产效率和经营效益。近年来,我国钢材产量一直稳居世界第一,研究如何提高钢材表面缺陷的检测能力对于我国钢材产业乃至整个国家工业的发展具有重要意义。传统的钢材表面缺陷检测方法包括人工检测、传统无损检测法以及传统机器视觉检测法。这些方法存在劳动强度大、成本高、检测标准不统一等缺点。针对上述问题,本文采用深度学习技术实现钢材表面缺陷的检测,并基于Faster RCNN和YOLOv8目标检测模型设计了钢材表面缺陷检测算法。主要工作包括:(1)基于双阶段目标检测模型Faster RCNN设计了SF Faster RCNN模型用以实现钢材表面缺陷图像的检测。采用Res2net作为新模型的Backbone实现多尺度感受野的特征融合。用CPCA注意力机制和FPN+PAN结构设计了SF Faster RCNN的特征融合网络,实现不同层级特征图的加权融合。引入ROI Align替代ROI Pooing操作,以减少量化误差。(2)改进了单阶段目标检测模型YOLOv8实现缺陷检测。采用SPDConv卷积结构代替传统卷积,用以减少空间丢失,提升小目标检测效果。融合可变形卷积模块DCNv2改进C2f模块以强化对形状不规则缺陷的检测能力。引入HAFPN模块提升模型的特征融合能力。基于NEU和GC-DET钢材表面缺陷数据集做了实验验证,结果表明,所提出的算法相比原算法拥有更好的检测效果。(3)设计了基于深度学习的钢材表面缺陷检测系统,提供了图片识别、文档批量识别、视频识别、相机实时识别检测等功能,有利于算法的应用。

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基于绿色溶剂的纳米纤维膜的构筑及其对抗生素的吸附特性研究

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作者：王孝远盐城工学院

学位级别：硕士

随着抗生素使用量的快速增长和抗生素污染的危害日益显现,如何从水体中去除抗生素受到了广泛关注。吸附法作为快速且高效的处理技术,具有操作简单、无二次污染等优点。作为一种常用的吸附材料,纳米纤维膜具有比表面积高、孔径可调等优点... 详细信息

随着抗生素使用量的快速增长和抗生素污染的危害日益显现,如何从水体中去除抗生素受到了广泛关注。吸附法作为快速且高效的处理技术,具有操作简单、无二次污染等优点。作为一种常用的吸附材料,纳米纤维膜具有比表面积高、孔径可调等优点,广泛应用于抗生素的去除。静电纺丝以其制造简单、成本低廉和工艺可控等优点,已成为制备纳米纤维膜的主要途径之一。聚乙烯醇(PVA)非常适合用于静电纺丝制备纳米纤维膜,其具有优异的纺丝性能,并且还具有低成本、无毒无害等特点。但是PVA纳米纤维膜吸附性能较差,因此,本文将PVA与其他功能材料共混,通过静电纺丝并结合表面改性技术制备出三种PVA基纳米纤维膜,并考察了其对抗生素的吸附性能。主要的研究工作和结果如下:(1)以PVA、2-羟丙基-β-环糊精(2-HP-β-CD)和聚丙烯酸(PAA)为原料,通过静电纺丝制备纳米纤维膜,将得到的纳米纤维膜通过热处理进行交联。将得到的2-HP-β-CD/PAA/PVA纳米纤维膜用于去除水溶液中的盐酸左氧氟沙星(LVFH)并研究其吸附特性。结果表明,纳米纤维膜的吸附量随纺丝液中2-HP-β-CD含量的增加而增加,最大吸附量为100.08 mg/L。采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和差示扫描量热仪(DSC)考察了复合纳米纤维膜对抗生素的吸附机理。结果表明,该纳米纤维膜通过静电作用、氢键和包合作用吸附LVFH。此外,经过5次吸附-脱附循环后,纳米纤维膜仍表现出相对稳定的吸附能力。(2)以PVA、羧甲基壳聚糖(CMCS)和金属有机骨架(Fe-BTC)为原料,通过静电纺丝制备纳米纤维膜,然后使用戊二醛对得到纳米纤维膜进行蒸汽交联。将得到的纳米纤维膜用作吸附材料,用于去除水溶液中的盐酸四环素(TCH)。结果表明,纺丝液中Fe-BTC的含量越高,纳米纤维膜的吸附量越大。随着TCH初始浓度的增加吸附量随之增加;随着温度上升吸附量随之减小。在温度为25℃、浓度为100 mg/L时吸附量达到248.5 mg/g。吸附机理的研究表明该纳米纤维膜通过孔隙扩散、配位键、静电作用、氢键和π-π作用吸附TCH。(3)以PVA、氧化石墨烯(GO)为原料,通过静电纺丝进行制备纳米纤维膜。然后,使用戊二醛对得到纳米纤维膜进行蒸汽交联。最后,采用原子转移自由基聚合技术将聚(2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱)(PMPC)接枝到纳米纤维膜上,得到PVA/GO@PMPC纳米纤维膜吸附材料,并用于去除水溶液中的盐酸环丙沙星(CPH)。结果表明,CPH的吸附量随纺丝液中GO含量的增加而增加,并且也随着PMPC的接枝量的增加而增加。吸附过程受p H值影响较大,吸附的最佳p H值为6,最大吸附量为245.6 mg/L。吸附机理研究表明该纳米纤维膜通过静电作用、氢键和π-π作用吸附CPH。

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