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球磨时间对Ti-13Nb-5Sn牙科合金耐蚀与耐磨性能的影响

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材料工程 2024年第3期52卷 100-108页

作者：颉芳霞陆东兴黄家兵张文成孙琪超何雪明江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

采用粉末冶金法制备了Ti-13Nb-5Sn牙科合金,研究了不同球磨时间(3,12,24,48 h)对粉末特性、材料微观结构、电化学腐蚀和摩擦学行为的影响规律。结果表明:随着球磨时间从3 h增加至48 h,粉末形貌由大块状逐渐变成细小颗粒,部分Nb和Sn原子... 详细信息

采用粉末冶金法制备了Ti-13Nb-5Sn牙科合金,研究了不同球磨时间(3,12,24,48 h)对粉末特性、材料微观结构、电化学腐蚀和摩擦学行为的影响规律。结果表明:随着球磨时间从3 h增加至48 h,粉末形貌由大块状逐渐变成细小颗粒,部分Nb和Sn原子扩散到Ti晶格中,形成了一定体积的Ti(Nb)和Ti(NbSn)固溶体;等轴α-Ti减少转变为柱状的晶界α-Ti,网篮组织转变为魏氏组织;动电位极化曲线显示,合金在人工唾液(AS)和模拟体液(SBF)中的腐蚀电位(E_(corr))和极化电阻(R_(p))呈上升趋势,腐蚀电流密度(I_(corr))呈下降趋势,α-Ti减少,β-Ti增多,使得合金耐腐蚀性能提升;合金的硬度升高,而摩擦因数、磨痕深度和磨损率逐渐降低,细化粉末在烧结中会产生更多的晶界,使得合金的耐磨性能提升。机械合金化结合模压烧结制备的Ti-13Nb-5Sn合金显示了良好的耐蚀与耐磨性能,在牙科领域具有潜在的应用前景。

关键词：钛合金机械合金化微观组织耐腐蚀性耐磨性

pH响应性气体渗透CNC/PBAT复合膜的制备与性能

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化工学报 2024年第3期75卷 1040-1051页

作者：丁相斐丘晓琳朱喜成张佳伟陈锦华江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

具有可调控气体渗透的薄膜对包装保鲜领域发展具有重要意义,而设计具有pH响应性渗透和高力学性能的薄膜仍然是一个挑战。设计琥珀酸酐酯化与二乙烯三胺酰胺化的两步取代反应,实现纤维素纳米晶表面胺基(A-CNC)与羧基(S-CNC)功能化修饰,... 详细信息

具有可调控气体渗透的薄膜对包装保鲜领域发展具有重要意义,而设计具有pH响应性渗透和高力学性能的薄膜仍然是一个挑战。设计琥珀酸酐酯化与二乙烯三胺酰胺化的两步取代反应,实现纤维素纳米晶表面胺基(A-CNC)与羧基(S-CNC)功能化修饰,进一步与聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)复合,制备具有互反pH响应性气体渗透的复合薄膜。结果表明,通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和核磁共振^(13)C谱(^(13)C NMR)对纤维素纳米晶及其功能化修饰进行表征,证实改性成功。对复合薄膜性能表征:在力学性能方面,S-CNC/PBAT(3/97)与A-CNC/PBAT(5/95)复合薄膜拉伸强度达到最高,比PBAT分别增加40.44%与50.56%,但断裂伸长率下降,断裂模式由韧性向脆性断裂转变。在气体渗透性方面,复合薄膜展现出互反pH响应渗透特征。S-CNC/PBAT(5/95)复合薄膜渗透性出现正响应变化趋势,随着缓冲液pH(3~12)升高,CO_(2)与O_(2)渗透性分别增加67.98%和48.34%,水蒸气渗透性从2.467×10^(-13)变化到3.039×10^(-13)g·cm/(cm^(2)·s·Pa);而A-CNC/PBAT(5/95)复合薄膜渗透出现pH负响应性现象,CO_(2)与O_(2)渗透性分别降低63.00%与54.61%,水蒸气渗透性从2.747×10^(-13)变化到2.043×10^(-13)g·cm/(cm^(2)·s·Pa)。这种具有pH响应性渗透的复合薄膜在智能包装领域具有广阔的前景。

关键词：纤维素纳米晶功能化修饰复合材料力学性能响应性渗透

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RGB通道增强的草坪杂草识别算法

南京农业大学学报 2024年

作者：化春键宋一鸣蒋毅俞建峰陈莹江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江南大学物联网工程学院江南大学机械工程学院

[目的]为了实现草坪维护的精准化施药，针对自然环境中杂草与草坪草颜色相近导致杂草难以识别的问题以YOLOv5s为基础目标检测网络，提出一种突出输入图片颜色信息的草坪杂草检测模型。[方法]为了扩充RGB颜色通道的维度，对输入图片进行... 详细信息

[目的]为了实现草坪维护的精准化施药，针对自然环境中杂草与草坪草颜色相近导致杂草难以识别的问题以YOLOv5s为基础目标检测网络，提出一种突出输入图片颜色信息的草坪杂草检测模型。[方法]为了扩充RGB颜色通道的维度，对输入图片进行切片，扩展RGB通道数为原来的4倍。然后，为了实现基于颜色特征的注意力机制，对切片后的图片进行全局平均池化和全局最大池化，提取原图片中的颜色信息，对颜色通道进行加权，提高对单色目标检测效果。为了进一步增强网络对于形状相似颜色不同的不同目标的识别效果，改进SPPF模块为SPPFCSPC模块，进一步提高本文网络在不同草坪环境下的杂草识别精度。[结果]改进后的YOLOv5s网络对于单色目标识别效果较好，本文改进的YOLOv5s模型对普通草坪上杂草的检测精确率达到92.8%，召回率为97%，mAP@0.5为94.3%，帧率为104f/s，模型内存占用量13.8 MB；比使用Focus模块的YOLOv5s检测精度提高4.1%，比使用conv模块的YOLOv5s检测精度提高5.4%，在疏林草坪的检测结果mAP@0.5达到95.7%。[结论]本文算法可有效地识别多种自然环境中的草坪杂草，可为草坪杂草精准化施药提供支持，具有明显的实际应用价值。此外，通过试验对比，证明本文改进模块对颜色的敏感度较好，为与背景颜色相似度较高的单色目标检测提供技术参考。

关键词：目标检测 YOLOv5s 草坪杂草精准施药颜色注意机制

基于改进YOLOv7的田间环境下食用玫瑰检测方法

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南京农业大学学报 2024年

作者：化春键黄宇峰蒋毅俞建峰陈莹江南大学机械工程学院/江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江南大学物联网工程学院

[目的] 为了在田间环境下准确检测食用玫瑰的成熟度，针对由于光照、遮挡等因素造成识别精度较差问题，提出了一种基于YOLOv7的改进模型，对食用玫瑰的3个生长状态进行检测识别。[方法]在YOLOv7主干网络中结合SCConv对高效聚合模块ELAN... 详细信息

[目的] 为了在田间环境下准确检测食用玫瑰的成熟度，针对由于光照、遮挡等因素造成识别精度较差问题，提出了一种基于YOLOv7的改进模型，对食用玫瑰的3个生长状态进行检测识别。[方法]在YOLOv7主干网络中结合SCConv对高效聚合模块ELAN进行改进，压缩冗余特征，提高检测性能；引入CARAFE轻量级上采样算子对常规的上采样方法进行优化，提高特征重组质量，更好聚合上下文特征信息；在模型中融入SimAM注意力机制，使模型更好地关注检测目标，改善玫瑰漏检误检现象。[结果] 结果显示，改进后的模型平均精度值达到91.7%，相比于YOLOv7模型平均精度值提升了3.6%，对花蕾期、采摘期和败花期的检测精度达到96.1%、96.0%和83.1%，较原模型分别提高了3.7%、2.0%、5.3%，改进后的模型相较于主流目标检测模型总体精度更高。[结论]本研究可为非结构环境下的食用玫瑰花期检测提供了更加准确的方法。

关键词：成熟度检测 YOLOv7 CARAFE 注意力机制食用玫瑰

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融合改进图卷积的跨模态检索

计算机工程与应用 2024年第11期60卷 95-104页

作者：张宏图化春键蒋毅俞建峰陈莹江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

针对现有跨模态检索在公共子空间度量时难以充分挖掘模态内局部一致性的问题,提出了一种融合改进图卷积的跨模态检索方法。为了提升各模态内的局部一致性,以单个完整样本为节点构建模态图,充分挖掘特征间的交互信息;为了解决图卷积网络... 详细信息

针对现有跨模态检索在公共子空间度量时难以充分挖掘模态内局部一致性的问题,提出了一种融合改进图卷积的跨模态检索方法。为了提升各模态内的局部一致性,以单个完整样本为节点构建模态图,充分挖掘特征间的交互信息;为了解决图卷积网络只能做浅层学习的问题,采用在每一层图卷积添加初始残差链接和权重恒等映射的方法来缓解此现象;为了通过高低阶邻居信息共同更新中心节点特征,提出减少邻居节点、增加图卷积网络层数的改进;为了学习高度局部一致且语义一致的公共表征,共享公共表征学习层权重,并联合优化公共子空间中模态内的语义约束和模态间的模态不变约束。实验结果表明,在Wikipedia和Pascal sentence这两个跨模态数据集上,不同检索任务的平均mAP值比11种现有方法分别提升了2.2%~42.1%和3.0%~54.0%。

关键词：图卷积网络跨模态检索初始残差连接恒等映射邻接矩阵

基于改进YOLOv7-tiny的多光谱苹果表层缺陷检测

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激光与光电子学进展 2024年第10期61卷 228-236页

作者：化春键孙明春蒋毅俞建峰陈莹江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 江南大学物联网工程学院江苏无锡214122

针对苹果表层存在多种缺陷类型、对不同缺陷的检测方法不同的问题,提出一种基于改进YOLOv7-tiny的缺陷检测模型,结合相机采集的RGB+NIR多光谱图像对苹果表层多种缺陷进行了检测和分类。首先,为了提取更多有效的特征信息,提高对缺陷的定... 详细信息

针对苹果表层存在多种缺陷类型、对不同缺陷的检测方法不同的问题,提出一种基于改进YOLOv7-tiny的缺陷检测模型,结合相机采集的RGB+NIR多光谱图像对苹果表层多种缺陷进行了检测和分类。首先,为了提取更多有效的特征信息,提高对缺陷的定位能力,在主干网络中使用坐标注意力(CA)机制聚合坐标信息,同时在主干网络后添加上下文转换器(CoT)模块以增加全局感受野;其次,为了增强高效聚合网络的特征融合能力,将其与加权双向特征金字塔结合,调整结构中各分支的占比;最后,为了解决难易样本不均衡的问题,将损失函数更换为Focal-EIoU损失。改进后网络的平均精度均值(mAP)@0.5提升了1.2百分点,达到93.2%,识别速度为89.3 frame/s。研究结果表明,本文研究内容为苹果表层的缺陷检测提供了更加高效的方法,同时为苹果的分级提供了更加精确的依据。

关键词：缺陷检测苹果表层多光谱图像深度学习 YOLOv7-tiny 注意力机制

高浓度羟基自由基水对室内生物气溶胶消杀的实验研究

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化学工业与工程 2024年第4期41卷 109-116页

作者：王帅况欣怡赵紫琴廖宏国崔政伟江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江南大学机械工程学院

新冠疫情的施虐让空气的绿色高效消毒杀菌成为急需解决的问题。以空气中生物气溶胶为研究对象，创建螺旋切割器辅助制备高浓度臭氧水循环装置，结合逆流式填料过滤器进行空气杀菌。探究不同pH值和温度对臭氧水浓度和羟基自由基浓度的影... 详细信息

新冠疫情的施虐让空气的绿色高效消毒杀菌成为急需解决的问题。以空气中生物气溶胶为研究对象，创建螺旋切割器辅助制备高浓度臭氧水循环装置，结合逆流式填料过滤器进行空气杀菌。探究不同pH值和温度对臭氧水浓度和羟基自由基浓度的影响。结果表明：在pH=7,25℃的条件下，平衡臭氧水浓度可达11.65 m·L-1,羟基自由基浓度达到95.84μmol·L-1。并进一步探究不同pH值、温度、喷淋流量和风速对杀菌率的影响。结果表明：在pH=7、25℃、喷淋流量500 L·h-1和风速2.5 m·s-1的条件下，杀菌时间20、40和60 min的杀菌率分别为77.3%、87.6%和96.7%。因此，高浓度臭氧水循环装置结合填料过滤器对空气中气溶胶微生物具有良好的杀菌效果。

关键词：臭氧羟基自由基填料过滤器生物气溶胶杀菌率

基于IDACL深度度量学习的零件表面缺陷检测

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华中科技大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 32-38页

作者：李可储世伟顾杰斐宿磊薛志钢江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 江南大学机械工程学院江苏无锡214122 江苏省特种设备安全检验监督研究院无锡分院江苏无锡214071

针对深度度量学习模型应用于机械零件表面缺陷检测存在易受噪声标签干扰、训练时间长、分类精度不高等问题,提出了一种基于改进深度注意中心损失(IDACL)的深度度量学习方法.首先,用O2U-Net模型对样本数据进行清洗,减少噪声样本对模型训... 详细信息

针对深度度量学习模型应用于机械零件表面缺陷检测存在易受噪声标签干扰、训练时间长、分类精度不高等问题,提出了一种基于改进深度注意中心损失(IDACL)的深度度量学习方法.首先,用O2U-Net模型对样本数据进行清洗,减少噪声样本对模型训练的影响;然后,将O2U-Net模型参数迁移至深度度量学习模型,并提取各类样本中心作为深度注意中心损失的初始类中心;最后,根据样本点与类中心的距离设置权重以优化损失函数,提高模型的分类精度.中间壳体零件表面缺陷的实验结果表明,提出的方法相较其他方法具有更快的训练速度和更高的检测精度.

关键词：表面缺陷检测深度度量学习深度注意中心损失 O2U-Net模型机械零件

静电纺丝制备玉米醇溶蛋白/乙基纤维素负载香芹酚纳米纤维垫及应用

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食品与发酵工业 2024年

作者：孙思远卢立新江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江南大学机械工程学院

为了探究静电纺丝活性材料的缓释和气相抑菌性能，扩展其在食品保鲜领域的应用，以香芹酚（carvacrol， CRV）为抑菌活性剂，玉米醇溶蛋白（zein）/乙基纤维素（ethyl cellulose， EC）为基质，采用静电纺丝技术制备了Zein/EC/CRV纳米... 详细信息

为了探究静电纺丝活性材料的缓释和气相抑菌性能，扩展其在食品保鲜领域的应用，以香芹酚（carvacrol， CRV）为抑菌活性剂，玉米醇溶蛋白（zein）/乙基纤维素（ethyl cellulose， EC）为基质，采用静电纺丝技术制备了Zein/EC/CRV纳米纤维垫。采用SEM、FTIR、水接触角表征纤维垫的物理结构，并对其包埋率、负载率、抗氧化、抑菌、释放性能进行考察。结果表明，CRV被成功包埋在Zein/EC基质中，随着CRV添加量的增加，纺丝液的黏度、电导率、纺丝纤维直径均下降；纤维垫的抗氧化性和抑菌性能存在“剂量-效应”关系，CRV添加量为15%时，24 h后纤维垫DPPH自由基清除率为70.4%，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别为76%和93.4%。将5% CRV浓度的纤维垫应用于蛋糕包装，10 d内能显著抑制蛋糕的脂质氧化和微生物生长。

关键词：玉米醇溶蛋白乙基纤维素香芹酚静电纺丝活性包装蛋糕