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激光诱导击穿光谱铝合金在线分类识别系统研究

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光谱学与光谱分析 2020年第12期40卷 3901-3905页

作者：刘佳沈学静徐鹏崔飞鹏史孝侠李晓鹏王海舟钢铁研究总院北京100081 钢研纳克检测技术股份有限公司北京100094

铝合金材料凭借其易加工、耐腐蚀、可循环利用等良好性能,在众多工业领域都得到了广泛的应用,已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。面对矿产资源的日益匮乏以及大量铝产品到达服役年限,因此铝合金的回收利用就尤为重要,再生循环铝对经济... 详细信息

铝合金材料凭借其易加工、耐腐蚀、可循环利用等良好性能,在众多工业领域都得到了广泛的应用,已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。面对矿产资源的日益匮乏以及大量铝产品到达服役年限,因此铝合金的回收利用就尤为重要,再生循环铝对经济、环境和能源的可持续发展都具有重要意义。目前,由于废旧铝合金种类混杂、形态各异,很难高效对其分类,导致优质铝合金降级使用直接铸造成铝锭。航空航天用铝以2xxx系列和7xxx系列铝合金为主,由于特殊的使用环境,其产品质量好、价值高,降级使用会造成巨大的浪费。本文以航空用铝2xxx系列、 7xxx系列以及铸铝A356三个系列的铝合金自动分类为研究目标,基于激光诱导击穿光谱技术搭建自动化分类检测实验平台,通过图像识别方式完成对动态样品的定位,使其准确被激光诱导击穿光谱(LIBS)捕获完成测试,对于单脉冲LIBS光谱信号,结合密度分布函数思想,分别建立三个系列铝合金的多维高斯概率密度分布判别函数,实现了对2xxx系、 7xxx系以及铸铝A356的高效、高精度、连续分类检测。实验结果表明:系统完成对1.2 m·s^-1传送过程中物料的识别时间为18 ms,定位激光激发控制偏差小于20.83 ms,传送中测试样品的最小尺寸为25 mm;对于高度差异3 mm以内的三个系列铝合金样品,多维高斯概率密度分布方法的平均预测分类识别准确率可达到99.15%,平均建模时间仅需7 ms,与应用广泛的支持向量机(SVM)分类方法相比,预测准确率相当,建模时间提高了一个数量级,该方法分类预测的泛化能力较好,建模效率高。该研究验证了基于激光诱导击穿光谱技术对铝合金进行自动化快速分类检测的有效性,为全自动废旧金属分拣系统的建立提供了理论和技术基础。

关键词：激光诱导击穿光谱铝合金分类多维高斯分布

基于集合经验模态分解的拉曼光谱信号特征研究

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光谱学与光谱分析 2020年第1期40卷 54-58页

作者：李明赵迎崔飞鹏刘佳钢铁研究总院北京100081 钢研纳克检测技术股份有限公司北京100094

拉曼光谱信号是一种基于分子振动的散射信号,拉曼光谱仪的激光源波长一般为纳米级,考虑到散射频移,拉曼光谱有效信息主要集中在较高频段。拉曼信号是典型的非平稳信号,并且由于拉曼散射比较弱,信号很容易被高频噪声和荧光背景干扰,想获... 详细信息

拉曼光谱信号是一种基于分子振动的散射信号,拉曼光谱仪的激光源波长一般为纳米级,考虑到散射频移,拉曼光谱有效信息主要集中在较高频段。拉曼信号是典型的非平稳信号,并且由于拉曼散射比较弱,信号很容易被高频噪声和荧光背景干扰,想获取较为全面的拉曼信息,需要对信号进行处理,小波变换对拉曼信号的分析结果取决于小波基的选择,不同小波基处理结果有差异;经验模态分解(EMD)方法可以自适应的分析信号,不需要设置参数,但存在模态混叠的问题;集合平均经验模态分解(EEMD),有效的解决了EMD方法中存在的模态混叠问题,能更加清晰的将信号中的不同频率成分划分开来,因此更加适合频率成分丰富的拉曼信号的特征分析和处理。采集了市面上常见的大豆油、花生油、玉米油和葵花籽油样本,通过拉曼光谱仪获得了各自的拉曼光谱信号。使用集合经验模态分解对食用油拉曼光谱信号进行自适应分解和处理,一共获得了10阶固有模态函数(IMF),根据信号的能量分布以及幅值特性, IMF1和IMF2表征为信号中的噪声部分, IMF3-IMF7表征为拉曼特征信号部分,最后一阶IMF10表征为荧光背景成分, IMF8和IMF9为其他物理意义的频率成分。通过对有效信号段的特征增强并重构拉曼信号,使拉曼信号的信噪比获得了2~5倍的提升,其中,难以探测的酯键羰基伸缩振动位于1 745 cm-1的谱峰得到了显著的增强。最后,将原始信号和经过特征增强的信号通过基于连续小波变换的惩罚最小二乘法进行了二次处理,并将获得的信号进行主成分分析后,可知:没有增强的不同类数据样本相互有重叠,不存在明显的类间距,很难完整的区分类型;基于特征增强的数据样本各自聚集,每种类型都可以相互鉴别,可为拉曼光谱信号处理提供一种新的途径。

关键词：信号特征增强 EEMD方法拉曼光谱食用油分析

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退役磷酸铁锂材料修复再生专利技术

中国科技信息 2025年第1期 18-20页

作者：黄秀娇谭群英孙丹严艳红湖南金凯循环科技股份有限公司长沙金凯循环科技有限公司

锂离子电池的广泛运用，有力推进我国从传统化石能源过渡到清洁能源的能源结构转型进程。作为锂离子电池的重要成员，磷酸铁锂电池具有结构稳定、循环寿命长、成本低和热安全性能优越等优势，被广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车、...

锂离子电池的广泛运用，有力推进我国从传统化石能源过渡到清洁能源的能源结构转型进程。作为锂离子电池的重要成员，磷酸铁锂电池具有结构稳定、循环寿命长、成本低和热安全性能优越等优势，被广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车、储能基站等领域。近年来，随着电动汽车和储能市场的不断扩大、过渡金属（Ni、Co、Mn等）价格的高位运行、刀片电池的推广应用，加上财政补贴推坡凸显的价比优势，磷酸铁锂电池的产量及市场占有率更是呈爆发式增长。磷酸铁锂电池一般使用年限为7～8年，在达到使用年限后由于材料结构失效，磷酸铁锂电池将退出使用场景，形成退役磷酸铁锂电池材料，若不加以处理，不仅对生态环境造成危害，更造成锂、铁、磷等不可再生资源的浪费和损失。

关键词：

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北斗时空数据的多粒度建模与挖掘算法研究

物联网技术 2025年第1期15卷 139-141页

作者：张显东刘靖逸刘志远万博科技股份有限公司山东济南250101

为了应对大数据环境下对北斗时空数据进行存储与分析时所面临的难题,通过构建多粒度时空数据模型,以实现高效的数据管理。通过结合DBSCAN聚类算法对停留点进行分析,并利用欧氏距离进行轨迹聚类,进而统计时空对象的停留次数、轨迹数量等... 详细信息

为了应对大数据环境下对北斗时空数据进行存储与分析时所面临的难题,通过构建多粒度时空数据模型,以实现高效的数据管理。通过结合DBSCAN聚类算法对停留点进行分析,并利用欧氏距离进行轨迹聚类,进而统计时空对象的停留次数、轨迹数量等关键属性。研究结果表明,所构建的模型在有效提升了数据处理效率的同时,还能够精准分析北斗时空数据的特性。多粒度建模与挖掘算法为北斗时空数据的广泛应用提供了有力支持,在智慧城市、交通规划等关键领域,展现出了不可忽视的重要价值。

关键词：北斗时空数据多粒度建模 DBSCAN聚类算法欧氏距离停留聚类轨迹聚类

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小煤柱沿空掘进瓦斯综合防治技术研究

煤炭技术 2025年第1期44卷 198-201页

作者：胡乐天山西保利平山煤业股份有限公司山西沁水048200

以某矿31018回风顺槽小煤柱沿空掘进为工程背景,对采空区侧煤体卸压范围考察,确定采空区侧煤体卸压范围,并在卸压范围进行残余瓦斯含量测试,划定无突出危险性范围;采用对小煤柱进行注浆加固和巷道全断面喷浆措施防止采空区瓦斯溢出;使... 详细信息

以某矿31018回风顺槽小煤柱沿空掘进为工程背景,对采空区侧煤体卸压范围考察,确定采空区侧煤体卸压范围,并在卸压范围进行残余瓦斯含量测试,划定无突出危险性范围;采用对小煤柱进行注浆加固和巷道全断面喷浆措施防止采空区瓦斯溢出;使用钻屑指标法对掘进工作面进行预测和验证。统计表明:31018回风顺槽小煤柱沿空掘巷过程中,预测指标K_(1max)=0.24,S_(max)=3.4,平均进尺5.8 m/d,回风流平均瓦斯浓度为0.15%,单日绝对瓦斯涌出量平均为1.04 m^(3)/min,实现了巷道安全掘进。

关键词：沿空掘进瓦斯治理小煤柱卸压范围注浆加固

Al-Nb-B细化剂形核质点的弥散化及其对铸造铝合金组织及力学性能的影响

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金属学报 2025年第1期 117-128页

作者：万杰李皓天刘书基路洪洲王立生张振栋刘春海贾建磊刘海峰陈豫增西北工业大学凝固技术国家重点实验室中信戴卡股份有限公司中信金属股份有限公司

Al-Nb-B细化剂兼具优异的组织细化效果和良好的抗Si毒化性能，是铸造铝合金的理想细化剂。为改善传统熔炼法所制细化剂母合金中形核质点分布不均匀的问题，本工作通过熔融盐反应制备细化剂母合金，从而使细化剂中形核质点弥散分布。结... 详细信息

Al-Nb-B细化剂兼具优异的组织细化效果和良好的抗Si毒化性能，是铸造铝合金的理想细化剂。为改善传统熔炼法所制细化剂母合金中形核质点分布不均匀的问题，本工作通过熔融盐反应制备细化剂母合金，从而使细化剂中形核质点弥散分布。结果表明，与传统的熔炼法相比，熔融盐反应法不仅促进了形核质点的弥散分布，还降低了细化剂中形核质点的平均尺寸(10μm→1μm)，进而提高细化剂对铝合金晶粒尺寸的细化效率(34%→79%)。在此基础上，对铸态熔融盐细化剂进行了热挤压/冷轧变形处理，进一步提高了形核质点分布的弥散性，其中热挤压态细化剂的细化效果更好，且抗衰退性能优异。最终，研究了热挤压态熔融盐细化剂对铸造铝合金ZL104和ZL114A微观组织及力学性能的影响。结果表明，该细化剂将ZL104和ZL114A合金的晶粒尺寸分别细化79.2%和78.5%，并显著降低了合金的铸造缺陷，提高了塑性和冲击韧性，具有较高的工程应用价值。

关键词：铸造铝合金细化剂熔融盐反应微观组织力学性能

强碱分离-硫酸铁铵滴定法直接测定钛合金中钛

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冶金分析 2023年第10期43卷 90-95页

作者：张霞王艳敏于雪陈雪莹张真焕孟庆榕钢研纳克检测技术股份有限公司

钛合金中除钛外的其他元素含量的测定有很多方法，但是钛含量的直接测定却鲜有报道。通过对各种类型的钛合金元素含量进行分析发现，在用硫酸铁铵溶液直接滴定钛时，会有很多元素干扰测定。将钛合金溶解之后，补加6 mL 80 g/L三氯化铁... 详细信息

钛合金中除钛外的其他元素含量的测定有很多方法，但是钛含量的直接测定却鲜有报道。通过对各种类型的钛合金元素含量进行分析发现，在用硫酸铁铵溶液直接滴定钛时，会有很多元素干扰测定。将钛合金溶解之后，补加6 mL 80 g/L三氯化铁溶液，之后加入氢氧化钠溶液分离可能存在的干扰元素如钒、钼、铬、锡等，过滤得到钛的氢氧化物沉淀，将钛的沉淀经酸溶解之后，加入70 mL盐酸溶盐，4 g铝箔还原钛，以20 mL 100 g/L硫氰酸铵做指示剂，迅速用硫酸铁铵溶液进行滴定，通过对结果进行换算，实现了钛合金中钛的直接测定。对钛合金样品进行精密度考察，结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.09%～0.12%;钛合金标准样品中钛测定结果的相对误差为0.12%～0.22%。

关键词：强碱分离硫酸铁铵滴定法钛合金钛氢氧化钠直接测定

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单宁酸沉淀分离-硫酸高铈滴定法测定钛铝铌合金中铌

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冶金分析 2024年第2期44卷 60-65页

作者：张霞谈笑王艳敏于雪陈静钢研纳克检测技术股份有限公司

钛铝铌合金因其密度小、抗氧化、耐高温等良好的性能在航空航天领域得到广泛应用，准确测定钛铝铌合金中铌具有重要意义。采用硫酸高铈标准溶液滴定铌元素时，大量存在的钛会对滴定结果产生影响。实验将钛铝铌合金经硫酸、氢氟酸、硝酸... 详细信息

钛铝铌合金因其密度小、抗氧化、耐高温等良好的性能在航空航天领域得到广泛应用，准确测定钛铝铌合金中铌具有重要意义。采用硫酸高铈标准溶液滴定铌元素时，大量存在的钛会对滴定结果产生影响。实验将钛铝铌合金经硫酸、氢氟酸、硝酸溶解后，用单宁酸沉淀铌与大部分钛分离；再将沉淀溶解之后，在硫酸介质中加入过氧化氢与铌元素形成稳定的1∶1过氧化氢铌络合物；通过定量加入过量的硫酸亚铁铵标准溶液将过氧化氢铌络合物破坏，剩余的硫酸亚铁铵标准溶液再用硫酸高铈标准溶液进行滴定，最终通过计算得到铌含量，从而建立了钛铝铌合金中铌元素的测定方法。试验考察了钛元素对铌的干扰，在含有4.00 mg铌的待滴定溶液中钛的最大允许量是1.60 mg,钛铝铌合金经单宁酸沉淀分离后待测液中钛含量远小于1.60 mg,因此不影响铌的滴定。按照实验方法测定钛铝铌合金样品中铌，结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.21%～0.25%,极差为0.30%～0.33%;回收率为99%～101%。

关键词：钛铝铌合金铌钛单宁酸沉淀分离硫酸高铈滴定法过氧化氢硫酸亚铁铵

电感耦合等离子体质谱法测定金属铍珠中痕量杂质元素

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冶金分析 2023年第9期43卷 28-34页

作者：郭文韬王雷孟祥娥方哲王超刚王瑞钢研纳克检测技术股份有限公司

铍中杂质元素的含量直接影响铍材的各种性能，准确测定其含量具有重要意义。用盐酸-硝酸体系溶解样品，以标准模式测定同位素7Li、114Cd、147Sm、153Eu、157Gd、163Dy,控制氦气流量为6.0 mL/min,在氦气碰撞池动能歧视(KED)模式下测定27A... 详细信息

铍中杂质元素的含量直接影响铍材的各种性能，准确测定其含量具有重要意义。用盐酸-硝酸体系溶解样品，以标准模式测定同位素7Li、114Cd、147Sm、153Eu、157Gd、163Dy,控制氦气流量为6.0 mL/min,在氦气碰撞池动能歧视(KED)模式下测定27Al、52Cr、55Mn、56Fe、60Ni、208Pb,建立了电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定铍珠中锂、铝、铬、锰、铁、镍、镉、钐、铕、钆、镝、铅12种痕量杂质元素的分析方法。考察了基体效应，确定采用逐级稀释样品溶液以降低基体浓度和在线加内标校正这两种方法克服基体效应。考虑到铍珠中铁、铝杂质的含量要比其余杂质元素含量高，使用稀释因子为200的试液测试铁、铝杂质元素含量，其余元素含量使用稀释因子为50的试液进行测试。采用内标45Sc校正锂、铝、铬、锰、铁、镍，内标103Rh校正镉、钐，内标187Re校正铕、钆、镝、铅。实验表明，各待测元素校准曲线的线性相关系数均大于0.999 5,方法检出限为0.002～2.90μg/g,定量限为0.006～9.67μg/g。将实验方法用于纯度牌号为Be-2的金属铍珠样品中锂、铝、铬、锰、铁、镍、镉、钐、铕、钆、镝、铅这12种痕量元素的测定，并进行加标回收试验，结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.76%～7.0%,加标回收率95%～118%;采用标准GJB 2513A—2008进行方法对照试验，实验方法与标准方法测定结果的绝对误差均在标准方法规定的允许差范围内。

关键词：金属铍珠电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) 基体效应动能歧视碰撞池(KED)