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基于YOLOv5改进模型的金属表面缺陷检测实验研究

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实验技术与管理 2025年

作者：赵辉陈志峰章佳伟李骁凡魏震杨广州大学物理与材料科学学院广东天视智能科技有限公司

金属零部件的表面缺陷检测是汽车等产品生产过程中的重要环节，以往采用人工检视或传统光学筛选方法，该方法难以满足现代工业生产的高效性和准确性要求。本研究源于校企协同育人的创新课题，从企业提出的实际问题出发，选取汽车喷油管... 详细信息

金属零部件的表面缺陷检测是汽车等产品生产过程中的重要环节，以往采用人工检视或传统光学筛选方法，该方法难以满足现代工业生产的高效性和准确性要求。本研究源于校企协同育人的创新课题，从企业提出的实际问题出发，选取汽车喷油管表面缺陷作为研究案例。为了提高对弱小缺陷的检测准确率和速度，提出了一种基于YOLOv5轻量化模型的改进结构：YOLOv5n-STSL。该模型通过改进原模型中的卷积模块C3为C2f模块，保证轻量化的同时获取了更丰富的梯度信息流；通过往浅层特征图移动检测分支，增加不同层次的特征融合，提高了弱小目标的特征提取和检测能力；同时改进锚框anchors的计算评估策略，确保锚框与真实缺陷的边界框有更高的匹配精度，从而提高定位和分类的准确性。实验表明，缺陷检测精度达到97.8%，相对于原基础模型YOLOv5n，检测精度提高了5%，最后将模型部署到嵌入式设备Jeston Nano，采用TensorRT推理引擎加速推理实验，帧速可达21帧，更好地满足了金属表面缺陷自动检测实时性的应用需求。

关键词：缺陷检测模型改进 YOLOv5n-STSL anchors 设备部署

CsPbBr_(3)@TiO_(2)核壳结构纳米复合材料用作水稳高效可见光催化剂

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无机材料学报 2021年第5期36卷 507-512页

作者：肖翔郭少柯丁成张志洁黄海瑞徐家跃上海应用技术大学材料科学与工程学院上海201418

CsPbBr_(3)钙钛矿量子点在水中的不稳定性一直是限制其应用的关键因素。本工作采用钛酸四丁酯水解结合煅烧的方法在CsPbBr_(3)表面包覆TiO_(2)保护层,制备了一种具有良好水稳定性和光催化活性的CsPbBr_(3)@TiO_(2)核壳结构纳米复合材料... 详细信息

CsPbBr_(3)钙钛矿量子点在水中的不稳定性一直是限制其应用的关键因素。本工作采用钛酸四丁酯水解结合煅烧的方法在CsPbBr_(3)表面包覆TiO_(2)保护层,制备了一种具有良好水稳定性和光催化活性的CsPbBr_(3)@TiO_(2)核壳结构纳米复合材料。所合成的CsPbBr_(3)钙钛矿量子点尺寸约为8 nm,包覆层为不完全结晶的TiO_(2),其厚度约为20 nm。采用在可见光下降解水中有机污染物罗丹明B表征了CsPbBr_(3)@TiO_(2)复合材料的光催化性能。结果表明,CsPbBr_(3)@TiO_(2)复合材料的光催化性能远优于纯TiO_(2)和CsPbBr_(3)钙_(3)钛矿量子点。光电流测试结果表明,CsPbBr3和TiO2形成的异质结构能够促进光生载流子的分离,从而提升CsPbBr_(3)@TiO_(2)复合材料光催化性能。更重要的是,TiO_(2)可以作为CsPbBr_(3)的保护层将CsPbBr_(3)和水分隔开来,使得CsPbBr_(3)@TiO_(2)复合材料具有很好的水稳定性。经过光催化降解污染物之后,回收的CsPbBr_(3)@TiO_(2)复合材料的形貌、发光和光催化性能保持不变。

关键词： CsPbBr_(3)@TiO_(2) 纳米复合材料光催化电荷分离

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空间站燃烧实验地面研究平台

清华大学学报(自然科学版) 2025年

作者：李星贤孙佳钰温禹哲孙宇航李龙飞王律田耀杜昌帅罗新春刘有晟清华大学能源与动力工程系燃烧能源中心清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室中国科学院空间应用工程与技术中心凌云光技术股份有限公司

空间站燃烧科学实验柜于2022年10月发射入轨正式进入运营期,为支持空间站燃烧实验研究,凝练微重力燃烧重要科学问题,验证空间燃烧实验的可行性并提供地面对照组,以及培育更多未来空间站燃烧科学实验项目,该文研究团队在北京市怀柔区的... 详细信息

空间站燃烧科学实验柜于2022年10月发射入轨正式进入运营期,为支持空间站燃烧实验研究,凝练微重力燃烧重要科学问题,验证空间燃烧实验的可行性并提供地面对照组,以及培育更多未来空间站燃烧科学实验项目,该文研究团队在北京市怀柔区的太空实验地面基地建设了空间站燃烧实验地面研究平台。该文主要介绍了地面研究平台的设计思路、运行原理以及初步测试结果。空间站燃烧实验地面研究平台由插件子系统、燃烧支持子系统和燃烧诊断子系统组成。空间站燃烧实验地面研究平台在满足与在轨燃烧柜燃烧实验装置空间布局一致的条件下,充分利用地面实验室供气、排气、供电、热控等基础燃烧实验设施,搭建了多种与在轨燃烧柜同型号或参数的装置,同时利用地面实验优势建设了具有高速摄像、连续激光PIV、双脉冲激光PIV、 PLIF组分空间分布诊断等功能的燃烧诊断设施,可通过电控柜的用户界面对气体射流火焰、单液滴与多液滴燃烧、多样化的材料火焰传播实验进行不同装置的时序设计,并具有软硬件升级空间,可服务于未来所需的多种空间站燃烧科学实验项目。

关键词：空间站燃烧实验通用燃烧平台射流火焰液滴燃烧固体材料燃烧

高效碳量子点/BiOCl纳米复合材料用于光催化污染物降解

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无机材料学报 2020年第4期35卷 491-496页

作者：张志洁黄海瑞程昆郭少柯上海应用技术大学材料科学与工程学院上海201418

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点,本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl,其光催化... 详细信息

为了克服单纯BiOCl光谱吸收范围窄和载流子复合几率高的缺点,本研究制备了一种具有高效光催化活性的碳量子点(CQDs)/BiOCl纳米复合材料。光催化降解罗丹明B染料实验表明CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能远优于单纯的BiOCl,其光催化性能约为后者的3.4倍。当CQDs的复合量为7.1wt%时,样品的光催化性能最佳,能够在2 min之内将罗丹明B完全脱色,而单纯的BiOCl在相同时间内对罗丹明B的降解率仅为29.5%。通过紫外-可见漫反射谱、光电化学测试以及自由基捕获实验揭示了CQDs/BiOCl纳米复合材料的光催化性能提升机理,结果表明CQDs可以拓展BiOCl的可见光吸收范围,这有利于增强其光捕获能力以及促进电子–空穴对的产生。除此之外, CQDs独特的上转换发光行为,以及光诱导的电子转移能力提升了CQDs/BiOCl纳米复合材料光催化性能。

关键词：光催化 CQDs/BiOCl 纳米复合材料上转换发光

浮区法生长Lu_2Si_2O_7:Ce晶体的缺陷、光学和闪烁性能研究

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无机材料学报 2013年第8期28卷 891-895页

作者：冯鹤任国浩丁栋舟李焕英徐军杨秋红徐家跃上海大学材料科学与工程学院上海200072 中国科学院上海硅酸盐研究所上海201800 上海应用技术学院材料科学与工程学院上海201418

通过浮区法制备得到LPS：0.5%Ce单晶样品,并对其包裹体、开裂、闪烁和光学性能进行了研究,获得了晶体的电子探针谱、透过谱、77~500 K下的紫外激发发射谱、X射线激发发射谱和77~500 K下的衰减时间谱。研究发现晶体中存在解理开裂和热应... 详细信息

通过浮区法制备得到LPS：0.5%Ce单晶样品,并对其包裹体、开裂、闪烁和光学性能进行了研究,获得了晶体的电子探针谱、透过谱、77~500 K下的紫外激发发射谱、X射线激发发射谱和77~500 K下的衰减时间谱。研究发现晶体中存在解理开裂和热应力开裂,同时存在两种类型的包裹体,分别包含[Si3O9]6-、23[SiO]n阴离子团和过量的SiO2。由于采用空气为生长气氛,样品中部分Ce3＋被氧化为Ce4＋。浮区法LPS：0.5%Ce表现出较高的发光效率,约为32000 ph/MeV。随着温度的升高,样品的紫外激发发射谱逐渐向长波方向移动,发射谱谱线随着温度的升高展宽,导致自吸收的增加。衰减时间的温度转变点位于450 K,表明LPS：Ce闪烁晶体适用于高温环境,是一种性能优异的闪烁晶体。

关键词： Lu2Si2O7 Ce 浮区法单晶缺陷闪烁性能

坩埚下降法生长La_2Ti_2O_7晶体及其光性能研究(英文)

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人工晶体学报 2011年第5期40卷 1126-1129页

作者：金敏吴宪君李新华何庆波申慧徐家跃上海应用技术学院材料科学与工程学院上海200235 上海晶生实业有限公司上海200443

采用高温坩埚下降法生长La2Ti2O7晶体,获得的晶体尺寸约为18 mm×12 mm×10 mm,其表面出现了一系列(004)解理面。X射线双摇摆曲线表明该晶体具有良好的结晶质量。透过光谱显示退火后的La2Ti2O7晶体在可见光范围内是透明的,当波长在800 n... 详细信息

采用高温坩埚下降法生长La2Ti2O7晶体,获得的晶体尺寸约为18 mm×12 mm×10 mm,其表面出现了一系列(004)解理面。X射线双摇摆曲线表明该晶体具有良好的结晶质量。透过光谱显示退火后的La2Ti2O7晶体在可见光范围内是透明的,当波长在800 nm左右时,透过率将显著下降。La2Ti2O7晶体的吸收边出现在500 nm波长附近。光折射指数分析表明退火La2Ti2O7晶体具有高的折射率。折射率色散方程确定为n2(λ)=4.61643+0.16198/(λ2-0.01547)-0.47201λ2,利用该公式可计算出300～1680 nm范围内任意波长下的折射指数n值。

关键词： La2Ti2O7 坩埚下降法晶体生长光学性能

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铜溶剂萃取萃余液夹带行为

中南大学学报（自然科学版） 2014年第6期45卷 1772-1777页

作者：申君辉刘晓荣李慧刘妍君盛赵旻上海应用技术学院材料科学与工程学院上海201418 东华大学环境工程与科学学院上海201620

研究铜溶剂萃取时萃余液中有机相的夹带行为及夹带有机相的稳定机理。结果表明:萃取时间延长、萃原液pH升高、萃取剂浓度增加均使萃余液中夹带的有机相明显增加。在Lix984N体积分数为2.5%、pH为2.5、水相与有机相体积比为1:1、萃取6 mi... 详细信息

研究铜溶剂萃取时萃余液中有机相的夹带行为及夹带有机相的稳定机理。结果表明:萃取时间延长、萃原液pH升高、萃取剂浓度增加均使萃余液中夹带的有机相明显增加。在Lix984N体积分数为2.5%、pH为2.5、水相与有机相体积比为1:1、萃取6 min的近常规萃取工艺条件下,萃余液COD质量浓度可达280 mg/L,伴随萃余液COD质量浓度增加,夹带液滴的ζ电位变大、粒径减小,说明液滴间的静电斥力作用和体系中表面活性物质的稳定作用使萃余液夹带的有机相稳定性增强。萃余液中有机相的夹带不容忽视,应严格控制萃取生产工艺参数。

关键词：生物湿法提铜溶剂萃取夹带乳化液稳定机理

钙钛矿结构YFe_(1-x)Cr_xO_3纳米晶的制备与磁性能调控

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人工晶体学报 2014年第10期43卷 2646-2649页

作者：吴宪君申慧徐家跃上海应用技术学院材料科学与工程学院上海201418 上海晶生实业有限公司上海200443

以柠檬酸为燃料,采用低温且快速的溶胶凝胶自燃烧法制备了YFe1-xCrxO3(0≤x≤0.2)纳米材料,通过工艺优化,得到了高纯、结晶均匀的纳米晶。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品强磁计(VSM),系统研究了Cr3+掺杂对YFeO3物... 详细信息

以柠檬酸为燃料,采用低温且快速的溶胶凝胶自燃烧法制备了YFe1-xCrxO3(0≤x≤0.2)纳米材料,通过工艺优化,得到了高纯、结晶均匀的纳米晶。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品强磁计(VSM),系统研究了Cr3+掺杂对YFeO3物相、结构、形貌和磁性的调控作用。结果表明:经过Cr3+掺杂,可以有效降低正交钙钛矿相的合成温度,晶胞参数有一定程度的减小。Cr3+掺杂对YFeO3的磁性具有显著的调控作用,纯相YFeO3表现出铁磁特性,而YFe0.8Cr0.2O3则具有明显的顺磁特性,这与Cr3+较小的磁矩以及掺杂Fe3+造成的结构畸变等密切相关。

关键词： YFeO3纳米晶溶胶凝胶自燃烧磁性

BaMgAl_(10)O_(17)∶Eu^(3+)红色荧光粉的合成及其发光性能

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人工晶体学报 2014年第10期43卷 2611-2614页

作者：吴宪君徐家跃张彦上海应用技术学院材料科学与工程学院上海201418 上海晶生实业有限公司上海200443

采用助熔剂固相合成法,合成了BaMgAl10O17∶Eu3+荧光粉,并分析了材料的光学性能,研究了助熔剂对合成温度、晶体结构和发光性能的影响。结果表明,制备的BaMgAl10O17∶Eu3+属于六方晶系。助熔剂固相法合成温度比传统高温固相法合成温度降... 详细信息

采用助熔剂固相合成法,合成了BaMgAl10O17∶Eu3+荧光粉,并分析了材料的光学性能,研究了助熔剂对合成温度、晶体结构和发光性能的影响。结果表明,制备的BaMgAl10O17∶Eu3+属于六方晶系。助熔剂固相法合成温度比传统高温固相法合成温度降低了300℃。BaMgAl10O17∶Eu3+荧光粉能被394 nm的紫外光有效激发,其发射主峰位于612 nm,属于占据非对称中心格位Eu3+的5D0→7F2的电偶极(ED)跃迁。在394 nm激发下,BaMgAl10O17∶Eu3+荧光粉的色度坐标为(0.655,0.345),这说明助熔剂固相法合成的样品的色纯度较高,光色为橙红色。

关键词： BaMgAl10O17∶Eu^3+ 助熔剂固相法红色荧光粉发光性能