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椭偏数据智能化处理算法研究进展

激光与光电子学进展 2025年

作者：杜王一心韩雅婷魏铭洋王月明周翔安连洁山东大学光学高等研究中心激光与红外系统集成技术教育部重点实验室山东大学信息科学与工程学院山东省激光技术与应用重点实验室

椭偏测量技术是一种利用偏振光在材料表面反射时偏振态变化来测定材料厚度、折射率和吸收特性的光学分析技术。其以非接触、高精度、非破坏性的特点，广泛应用于物理、化学、材料科学、微电子技术、薄膜技术、表面和界面技术等领域。作... 详细信息

椭偏测量技术是一种利用偏振光在材料表面反射时偏振态变化来测定材料厚度、折射率和吸收特性的光学分析技术。其以非接触、高精度、非破坏性的特点，广泛应用于物理、化学、材料科学、微电子技术、薄膜技术、表面和界面技术等领域。作为一种间接测量技术，椭偏测量需要对椭偏参数进行拟合进一步获得样品的光学性质。国内外学者在椭偏数据处理领域提出了多种方法，其中机器学习和深度学习等人工智能方法凭借更加高效、便利和精确的优势，为椭偏测量技术的发展开辟了新的可能。本文首先介绍了椭偏数据处理的基本原理，并系统回顾了过去三十年的椭偏数据处理拟合最优解的相关算法，进行了分析比较。随后，着重对机器学习及深度学习在椭偏数据处理方面的应用展开详细综述。最后，探讨了椭偏数据处理走向智能化的未来发展趋势，为该领域的研究方向提供了清晰的脉络与前瞻性的展望。

关键词：椭偏测量技术最优化算法机器学习深度学习

激光摆动对TC4钛合金窄间隙焊接接头组织性能的影响

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中国激光 2025年

作者：栗振鑫蔡创余杰陈梓琳熊发帅汤坪陈辉西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室

研究了摆动激光对TC4钛合金窄间隙激光-MIG复合焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明，激光摆动能够显著细化接头晶粒组织并提高接头力学性能。添加摆动激光后，接头焊缝区硬度提升约5.9%，冲击功增加约23%。摆动激光对熔池产生搅拌... 详细信息

研究了摆动激光对TC4钛合金窄间隙激光-MIG复合焊接接头组织和力学性能的影响。结果表明，激光摆动能够显著细化接头晶粒组织并提高接头力学性能。添加摆动激光后，接头焊缝区硬度提升约5.9%，冲击功增加约23%。摆动激光对熔池产生搅拌作用，焊缝晶粒得到细化，马氏体尺寸相比未加摆动时减小约13.6%。施加摆动激光后，焊缝硬取向晶粒明显减少，软取向晶粒显著增多且呈弥散分布，大角度晶界占比增加，焊缝抑制裂纹扩展能力增强，接头力学性能提高。

关键词：激光-电弧复合焊接激光摆动晶粒细化机制力学性能

共晶高熵合金十年发展回顾(2014—2024)：设计、制备与应用

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金属学报 2025年第1期 1-11页

作者：王志军白晓昱王健斌姜慧焦文娜李天昕卢一平西北工业大学凝固技术国家重点实验室山东科技大学机械电子工程学院大连理工大学材料科学与工程学院贵州大学材料与冶金学院大连理工大学辽宁省高熵合金材料工程研究中心

共晶合金是以凝固过程发生共晶反应命名的一类多相合金，具有悠久的历史，是应用最广的铸造合金。高熵合金是多主元的新型合金，自2004年提出以来取得了迅速发展。共晶高熵合金结合了共晶合金和高熵合金的优点，于2014年首次公开报道。... 详细信息

共晶合金是以凝固过程发生共晶反应命名的一类多相合金，具有悠久的历史，是应用最广的铸造合金。高熵合金是多主元的新型合金，自2004年提出以来取得了迅速发展。共晶高熵合金结合了共晶合金和高熵合金的优点，于2014年首次公开报道。经历十年发展，共晶高熵合金已经快速经历了成分设计、组织/性能调控、大规模制备与应用几个阶段。共晶高熵合金独特的微观组织特征和优异的综合性能使其在多个领域展现出广阔的应用前景，成为近年来备受关注的新型合金材料。本文对过去十年共晶高熵合金的成分设计、制备和应用进展进行了回顾，并对未来发展趋势进行了展望。

关键词：共晶高熵合金成分设计组织调控材料制备应用

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改性及取向玄武岩纤维增强烟片胶复合材料的制备及性能

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高分子材料科学与工程 2025年

作者：周博文李伟帅张泽明党东营黄存盛张德伟汪传生青岛科技大学机电工程学院山东省高分子材料先进制造技术重点实验室轮胎先进装备与关键材料国家工程研究中心

用锆酸酯对玄武岩纤维（BF）进行表面改性，并对烟片胶（RSS）基体内的BF进行取向，研究不同长度、添加份数和取向方式对BF/RSS复合材料性能的影响。结果表明，与未添加BF以及添加BF未取向的BF/RSS复合材料相比较，进行BF取向的BF/RSS... 详细信息

用锆酸酯对玄武岩纤维（BF）进行表面改性，并对烟片胶（RSS）基体内的BF进行取向，研究不同长度、添加份数和取向方式对BF/RSS复合材料性能的影响。结果表明，与未添加BF以及添加BF未取向的BF/RSS复合材料相比较，进行BF取向的BF/RSS复合材料的综合性能得到了明显提升。其中，长度为3 mm、添加份数为5 phr并经径向取向的BF/RSS复合材料相较于其它长度、份数及取向方式的综合性能最好，300%定伸应力增加了22.8%，抗撕裂强度提高了25%，且Payne效应较弱，损耗因子峰值小，扫描电镜分析表明BF在RSS基体中的分散性较好。当BF长度为6 mm、添加份数为5 phr并经过径向取向制得的复合材料，在胶轮转速720 r/min，冲击速度120 c/min条件下，耐切割性能最优提高了34%。

关键词：玄武岩纤维烟片胶改性锆酸酯短纤维复合材料

耐候钢锈层在大气环境中的防护机制及其稳定化处理技术

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工程科学学报 2025年

作者：高君懿徐玮辰张斌斌李灿明李国宝侯保荣齐鲁工业大学材料科学与工程学院中国科学院海洋研究所海洋关键材料重点实验室海洋环境腐蚀与生物污损重点实验室山东钢铁集团日照有限公司

耐候钢能够自发形成具有防护作用的锈层。稳定致密且贴附表面的锈层能够有效地阻碍腐蚀介质与基体的接触，可在自然环境中发挥优异的耐腐蚀性。本文从锈层结构、锈层成分和形成机制等方面对耐候钢的锈层保护性能进行了阐述，讨论了初期... 详细信息

耐候钢能够自发形成具有防护作用的锈层。稳定致密且贴附表面的锈层能够有效地阻碍腐蚀介质与基体的接触，可在自然环境中发挥优异的耐腐蚀性。本文从锈层结构、锈层成分和形成机制等方面对耐候钢的锈层保护性能进行了阐述，讨论了初期锈层的形成过程，明确了锈层复层结构的精细划分以及各层腐蚀产物对耐候钢耐蚀性的实际贡献。详细分析了合金化元素、环境因素（盐度、温度、湿度、辐照等）对保护性锈层形成和稳定化的影响机制，明确了传统的Cr、Cu、Ni等合金元素以及Sn、Mo、稀土元素等其他元素对有效腐蚀产物的形成、锈层形核、锈层致密性或粘结强度等的作用机制。目前针对锈层耐蚀性的研究工作正在向人工智能、先进传感器和大数据技术等新兴领域扩展，但在复杂大气环境（如海洋–工业大气复合环境）对锈层形成的作用机制、多种合金元素共存的影响等方面还存在明显不足。更重要的是，由于完整稳定锈层的形成条件苛刻，在恶劣环境中甚至难以形成保护性锈层，仍然需要相应的防护措施。详细讨论了现有的锈层稳定化处理技术，从涂膜技术、喷淋技术、锈层表面重构技术等方面阐述了现有的主要技术路线，对提升耐候钢的可靠性、稳定性和适用性具有重要意义，高效环保的锈层稳定化处理技术将是未来重要的发展方向之一。

关键词：耐候钢大气腐蚀锈层合金化元素环境锈层稳定化处理

基于管阵列-多孔网络复合结构的石墨烯基光热转换材料传热行为研究

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化工新型材料 2025年

作者：王苏炜王重阳卿笳豪宗胡曾郝嘎子姜炜南京理工大学化学与化工学院国家特种超细粉体工程技术研究中心重庆市质量安全考试中心山东非金属材料研究所

针对光热转换材料能量利用率低、结构稳定性差的问题，在石墨烯薄膜的基础上借助微压印技术构筑紧密排列的纳米管阵列上层，并采用定点滴加-多次发泡的方式成型多孔气凝胶底座，进而制得吸光上层与隔热底座结构一体化的石墨烯基光热转... 详细信息

针对光热转换材料能量利用率低、结构稳定性差的问题，在石墨烯薄膜的基础上借助微压印技术构筑紧密排列的纳米管阵列上层，并采用定点滴加-多次发泡的方式成型多孔气凝胶底座，进而制得吸光上层与隔热底座结构一体化的石墨烯基光热转换材料。研究结果表明，由石墨烯空心纳米管构建的光陷阱可以显著提高光线反射次数、降低光反射率，且纳米管长度与材料光吸收能力成正比，可以在85kN及8h的压印条件下将吸光率提高至98%以上。同时，结合多孔气凝胶隔热底座可以有效改善材料的光热转换行为及其水蒸发效果，并在底座厚度6mm时达到87%的光热转化效率及1.3kg/(m2·h)的水蒸发速率。

关键词：光热转换材料微压印技术石墨烯气凝胶管阵列结构水蒸发性能污水净化

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水氮互作对花后谷子果聚糖代谢的影响

山东农业科学 2025年

作者：张梦媛管延安陈二影黎飞飞杨延兵高文伟秦岭新疆农业大学农学院山东省农业科学院作物研究所/特色杂粮作物山东省工程研究中心

为探索水氮处理对花后谷子不同器官果聚糖生理代谢和转运的影响，以抗旱性强的谷子品种济谷22为材料，采用盆栽种植，设置3种水分处理：正常灌溉CK（田间最大持水量的60%～70%）、苗期干旱W1（田间最大持水量的30%～40%）、抽穗至灌浆... 详细信息

为探索水氮处理对花后谷子不同器官果聚糖生理代谢和转运的影响，以抗旱性强的谷子品种济谷22为材料，采用盆栽种植，设置3种水分处理：正常灌溉CK（田间最大持水量的60%～70%）、苗期干旱W1（田间最大持水量的30%～40%）、抽穗至灌浆中期干旱W2（田间最大持水量的30%～40%）和2种施氮量处理：施氮处理N150(纯N 150 kg/hm2)、不施氮处理N0，研究不同水氮处理对谷子叶、茎鞘和穗果聚糖绝对含量及叶片蔗糖-1-果糖基转移酶（1-SST）和果聚糖外切水解酶（FEH）活性的影响。结果表明，W2处理的叶茎鞘穗中果聚糖绝对含量在花后14 d达到峰值，叶和茎鞘中果聚糖绝对含量达到峰值的时间比CK和W1处理提前，且W2N0处理达到峰值时的果聚糖绝对含量均比其他处理高，而穗中则比CK的时间推迟，且W2N150处理达到峰值时的果聚糖绝对含量均比其他处理高。W2处理在花后14 d复水后，叶、茎鞘、穗的果聚糖绝对含量未能恢复到对照水平。各处理叶片的1-SST活性在达到峰值前均呈上升趋势，随后下降，CK和W1处理叶片的1-SST活性均在花后28 d达到峰值，W2处理因干旱胁迫于花后14 d达到峰值，且1-SST活性显著高于CK和W1N0处理，复水后1-SST活性下降；而W2处理的FEH活性在花后0 d（开花期）达到峰值，比CK和W1处理提前，且FEH活性随着生育期延长而急剧下降。W2处理谷子叶、茎鞘的花前转运率和对穗粒重的贡献率均高于花后，W1和W2处理叶、茎鞘的花后转运率和花后贡献率均高于对照，而W1处理茎鞘的花后转运率和花后贡献率高于W2处理，而叶中则相反。综上可知，果聚糖的合成与降解会受到环境、不同器官以及发育阶段的影响。干旱胁迫缩短谷子叶片和茎鞘中果聚糖绝对含量峰值出现的时间，且干旱和氮素胁迫共同作用能提高谷子叶、茎鞘中果聚糖绝对含量峰值，干旱胁迫显著抑制果聚糖绝对含量峰值出现后谷子叶片1-SST、FEH活性，进而促进果聚糖积累，减少逆境胁迫带来的损伤，且苗期干旱（W1）有利于提高谷子果聚糖的花后转运率及对穗粒重的贡献率。

关键词：谷子水氮互作果聚糖代谢果聚糖转运

基于主动半监督学习的镁合金激光焊接表面缺陷识别

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中国激光 2025年

作者：唐昆黄钊朱勇建张航曾钢肖宏超周小杰唐伟东张明军毛聪长沙理工大学机械装备高性能智能制造关键技术湖南省重点实验室深圳技术大学工程物理学院湖南省航天航空新型轻合金材料技术创新中心湖南省变形镁合金材料及表面防护工程技术研究中心

针对缺陷识别领域中完全监督学习依赖大量标注数据，以及半监督学习存在的伪标签质量低与类别不平衡等问题，本文提出了一种基于主动半监督学习的镁合金激光焊接表面缺陷识别方法。该方法设计了自适应动态阈值调整模块（ADTAM）和样本... 详细信息

针对缺陷识别领域中完全监督学习依赖大量标注数据，以及半监督学习存在的伪标签质量低与类别不平衡等问题，本文提出了一种基于主动半监督学习的镁合金激光焊接表面缺陷识别方法。该方法设计了自适应动态阈值调整模块（ADTAM）和样本筛选机制（SSM），根据各类别特征动态调整置信度阈值，结合分类与回归损失，设置交并比阈值，优化类别不平衡问题，提高标签的整体质量；采用主动采样与半监督学习相结合的策略，基于概率分布熵进行最具价值未标注数据的主动采样，大幅减少数据标注，提高模型泛化能力。实验结果表明：对于镁合金焊缝表面的小样本复杂形态表面缺陷，所提出方法在识别精度上较其它方法均有不同程度提升，显著降低了误检与漏检，鲁棒性较优，并具备通用性。

关键词：镁合金激光焊接缺陷识别半监督主动学习

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飞秒激光制备双材料微型致动器的方法研究

中国激光 2025年

作者：梁凯文潘登范胜颖任中国吴东中国科学技术大学工程科学学院安徽大学信息材料与智能感知安徽省实验室山东省科学院激光研究所

微型致动器在许多领域具有广阔的应用场景，然而微纳米尺度下的致动器大多数只能由单材料组成，为适应复杂多变的环境，双材料或多材料致动器的需求不断扩大。本文基于飞秒激光分步加工的方式，提出一种将温敏水凝胶和光刻胶耦合到同一... 详细信息

微型致动器在许多领域具有广阔的应用场景，然而微纳米尺度下的致动器大多数只能由单材料组成，为适应复杂多变的环境，双材料或多材料致动器的需求不断扩大。本文基于飞秒激光分步加工的方式，提出一种将温敏水凝胶和光刻胶耦合到同一微型器件的方法。温敏水凝胶可响应外部环境刺激变形，光刻胶具有良好的力学性能，复合两种材料的微型器件可编程变形，同时有着优异的机械性能，可以通过改变温度控制致动器执行指定的任务。作为验证，成功制备了微型阀门和仿生贝壳两种双材料微型致动器，为微流控和微粒捕获领域的应用提供了新的思路和解决方案。

关键词：飞秒激光温敏水凝胶复合加工微型致动器微阀微粒捕获