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基于超声导波技术的双层粘接结构界面质量检测

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中国机械工程 2024年第5期35卷 916-927页

作者：吴慧李晓高沈国浪王兴国马成文景德镇陶瓷大学机械电子工程学院景德镇333403

针对粘接结构界面质量难以检测的问题,提出一种超声导波检测技术方法。基于弹簧模型和波动方程建立超声导波在双层粘接结构中传播的数学模型,获得不同粘接界面的频散方程,通过求解该方程获得不同粘接界面的频散特性。利用COMSOL软件模... 详细信息

针对粘接结构界面质量难以检测的问题,提出一种超声导波检测技术方法。基于弹簧模型和波动方程建立超声导波在双层粘接结构中传播的数学模型,获得不同粘接界面的频散方程,通过求解该方程获得不同粘接界面的频散特性。利用COMSOL软件模拟了声波在不同粘接界面的传播过程。仿真结果表明,在频率为1 MHz时刚性粘接条件下,数值求解的群速度为4.632 km/s,仿真平均群速度为4.505 km/s,误差为2.74%;在滑移粘接条件下,数值求解的群速度为4.855 km/s,仿真平均群速度为5.045 km/s,误差为3.91%;在完全脱粘条件下,双层粘接结构频散曲线为单层频散曲线的叠加。通过对双层介质超声导波实验检测结果的分析,发现实验结果与数值求解和有限元仿真结果吻合较好,验证了该理论模型的正确性。

关键词：粘接结构弹簧模型频散方程有限元仿真群速度

高温还原La_(1–x)Sr_(x)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)钙钛矿的晶体结构研究

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硅酸盐学报 2024年第6期52卷 1832-1840页

作者：陈冬梅徐序罗凌虹王乐莹程亮余剑峰杭琪景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403 国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心江西景德镇333001 景德镇陶瓷大学江西省燃料电池材料与器件重点实验室江西景德镇333001

La_(1–x)Sr_(x)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)(LSCM)是一种因具有优良综合性能而受到广泛关注的固体氧化物电池(SOC)钙钛矿型燃料电极材料,但其在SOC工况下受Sr含量、温度、气氛等因素影响时的结构稳定性方面仍缺乏系统深入的研究。采用柠檬... 详细信息

La_(1–x)Sr_(x)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3)(LSCM)是一种因具有优良综合性能而受到广泛关注的固体氧化物电池(SOC)钙钛矿型燃料电极材料,但其在SOC工况下受Sr含量、温度、气氛等因素影响时的结构稳定性方面仍缺乏系统深入的研究。采用柠檬酸溶胶–凝胶法制备了不同Sr含量的LSCM粉体,对各样品在不同温度下还原处理后的晶体结构和晶型转变情况进行了XRD表征,发现经过还原热处理LSCM会发生菱方相和正交相之间的转变。详细探讨了LSCM的晶体结构随Sr含量和还原热处理温度变化的规律,并结合Fourier红外光谱和X射线光电子能谱表征以及第一性原理计算,从元素价态、金属—氧化学键强度、晶体结合能以及Jahn–Teller畸变等角度出发分析了Sr掺杂对体系结构稳定性的影响,阐明了与Sr含量及还原热处理温度相关的LSCM晶型转变机制。

关键词：固体氧化物电池燃料电极钙钛矿相变 Jahn–Teller畸变

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KNN对BNBST陶瓷储能特性的影响

硅酸盐学报 2024年第4期52卷 1217-1228页

作者：李志鹏沈宗洋李妍王竹梅石旭海邓伟李月明景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403 先进陶瓷材料研究所江西景德镇333403 中国轻工业功能陶瓷材料重点实验室江西景德镇333403 江西省能量存储与转换陶瓷材料工程实验室江西景德镇333403

具有优异储能特能及温度稳定性的电介质电容器是电子工业的理想选择。可用于脉冲功率系统的无铅弛豫铁电陶瓷电容器在低电场条件下表现出较低的有效储能密度(W_(rec))。为了解决这一问题,采用传统固相法设计并制备了Ba_(0.105)Na_(0.325... 详细信息

具有优异储能特能及温度稳定性的电介质电容器是电子工业的理想选择。可用于脉冲功率系统的无铅弛豫铁电陶瓷电容器在低电场条件下表现出较低的有效储能密度(W_(rec))。为了解决这一问题,采用传统固相法设计并制备了Ba_(0.105)Na_(0.325)Bi_(0.325)Sr_(0.245)TiO_(3+x)%K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)(BNBST-x%KNN,摩尔分数,x=0、2、4、6、8、10、12)陶瓷,研究了不同KNN掺杂量对BNBST陶瓷的相结构、微观形貌、介电性能、储能特性和充放电特性的影响规律。结果表明:当x=6时,在较低电场(@140 kV/cm)下即可获得较大的有效储能密度(W_(rec)=1.8 J/cm^(3))和较高的储能效率(η=86%)。同时,BNBST-6%KNN陶瓷在–8~215℃的宽温度范围内获得了3128±15%(@1 kHz)的高介电常数,并在80 kV/cm,20~180℃,10000次电循环等条件下,其电储能均保持良好的温度、频率稳定性与抗疲劳特性。此外,BNBST-6%KNN陶瓷的功率密度P_(D)、放电密度W_(d)在20~140℃温度区间内均能维持良好的温度稳定性,说明其可作为低电场驱动高储能密度脉冲功率电容器制作的候选材料。

关键词：储能陶瓷脉冲功率电容器弛豫铁电体钛酸铋钠铌酸钾钠

弹性地基上非对称多孔功能梯度材料夹层板的自由振动

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振动与冲击 2024年第10期43卷 156-163页

作者：黄志诚韩梦娜王兴国褚福磊景德镇陶瓷大学机械电子工程学院江西景德镇333403 清华大学机械工程学院北京100084

基于精细剪切变形理论研究了弹性地基上的非对称孔隙功能梯度材料(functionally graded material, FGM)夹层板的自由振动。结合该理论提出了一种新的非对称多孔FGM夹层板在弹性地基上的自由振动模型,且该模型只包含四个未知变量。控制... 详细信息

基于精细剪切变形理论研究了弹性地基上的非对称孔隙功能梯度材料(functionally graded material, FGM)夹层板的自由振动。结合该理论提出了一种新的非对称多孔FGM夹层板在弹性地基上的自由振动模型,且该模型只包含四个未知变量。控制方程是通过Hamilton原理建立的,并通过Navier法获得了其在四边简支下的固有频率。将模型退化为无弹性地基的非对称FGM夹层板以验证模型的准确性。最后详细讨论了参数变化对弹性地基上的非对称多孔FGM夹层板的自由振动行为的影响。研究发现,在不同的弹性系数下,非对称多孔FGM夹层板的固有频率会随着边厚比的增加而增加,而体积分数指数的增加对于不同弹性系数下的非对称多孔FGM夹层板的固有频率有不一样的变化。

关键词：孔隙功能梯度材料(FGM) 夹层板弹性地基自由振动固有频率

CoZn@NC与CuS的强耦合界面构建及其超薄电磁波吸收

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陶瓷学报 2024年第1期45卷 89-96页

作者：黄惠中李博赵超蒋肖曾小军景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院江西景德镇333403

电磁波的污染促使高性能电磁波(EMW)吸收剂的发展,然而单一组分的吸波材料不能满足目前的性能要求。因此,多组分复合材料是目前的研究焦点。该研究巧妙地设计Co Zn基金属有机骨架(Co Zn-ZIF-L)纳米片,并转化为氮掺杂的碳包裹的Co Zn纳... 详细信息

电磁波的污染促使高性能电磁波(EMW)吸收剂的发展,然而单一组分的吸波材料不能满足目前的性能要求。因此,多组分复合材料是目前的研究焦点。该研究巧妙地设计Co Zn基金属有机骨架(Co Zn-ZIF-L)纳米片,并转化为氮掺杂的碳包裹的Co Zn纳米颗粒(Co Zn@NC)。随后,利用水热工艺在Co Zn@NC表面复合超小的Cu S纳米颗粒,构建强界面耦合结构,有效地将Co Zn@NC与Cu S的介电性能优势结合起来。实验结果表明,优化后的异质结构显著提高了电磁波吸收能力。Co Zn@NC/Cu S异质结构表现出优异的EMW吸收性能,其反射损耗(RL)达到-56.2d B,匹配厚度仅为1.46 mm,有效吸收频带宽(EAB,R_(L)≤-10 d B)达4.13 GHz。该工作为设计一种强界面耦合的高性能EMW吸收材料提供了一条高效的思路。

关键词： CuS 超薄匹配厚度界面耦合介电损耗电磁波吸收

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智能约束层阻尼结构动力学建模及振动主动控制研究

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振动与冲击 2024年第4期43卷 45-51,124页

作者：黄志诚黄帆王兴国褚福磊景德镇陶瓷大学机电学院江西景德镇333403 清华大学机械工程系北京100084

基于耗散坐标与GHM(Golla-Hughes-Mctavish)模型建立智能约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型,并研究智能约束层悬臂梁结构的振动主动控制。针对结构模型自由度过高问题,分别在物理空间和模态空间对结构模型进行联合降阶处理。先通过具体... 详细信息

基于耗散坐标与GHM(Golla-Hughes-Mctavish)模型建立智能约束层阻尼悬臂梁结构的动力学模型,并研究智能约束层悬臂梁结构的振动主动控制。针对结构模型自由度过高问题,分别在物理空间和模态空间对结构模型进行联合降阶处理。先通过具体算例验证了该研究建模方法的正确性,然后比较研究了压电片和黏弹性层铺设位置对系统振动控制效果和控制成本的影响。最后验证了结构简化模型的普遍适用性。研究结果显示,在控制器反馈增益相同的条件下,压电片和黏弹性层的位置越靠近固定端,系统控制效果越好,控制成本越小。简化的模型对含有噪声的输入信号也有较好的控制效果。

关键词：振动主动控制 GHM模型模型降阶智能约束层阻尼(ICLD)

基于深度学习与信息融合技术的陶瓷辊道窑温度智能检测方法

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陶瓷学报 2024年第1期45卷 180-190页

作者：朱永红戴晨雨李蔓华景德镇陶瓷大学机械电子工程学院江西景德镇333403

目前,陶瓷辊道窑烧制温度主要通过热电偶检测。由于热电偶容易老化,造成温度检测精度逐渐变低,以致影响陶瓷制品烧成质量。针对此问题,提出将基于深度学习火焰图像特征识别与热电偶点检测数据融合代替热电偶的辊道窑温度智能检测方法。... 详细信息

目前,陶瓷辊道窑烧制温度主要通过热电偶检测。由于热电偶容易老化,造成温度检测精度逐渐变低,以致影响陶瓷制品烧成质量。针对此问题,提出将基于深度学习火焰图像特征识别与热电偶点检测数据融合代替热电偶的辊道窑温度智能检测方法。该方法是针对陶瓷辊道窑火焰图像采用一种基于移位窗口视觉自注意力机制的多尺度特征提取网络,利用卷积神经网络和Transformer分支的局部和远程特征来保留更多图像信息,获得较准确的火焰图像特征,并与热电偶点检测数据融合,从而实现对陶瓷辊道窑温度的精确检测。该多尺度特征提取网络模型首先是采用一种基于多层Transformer的自编码器网络提取出其中的浅层和多尺度深层特征,其次将多个特征融合到Transformer和卷积神经网络中使其获得足够的能力去捕捉特征信息,最后将热电偶点检测获得的数据输入前面的网络中,利用特征级信息融合来是实现火焰图像特征与关键点检测温度数据的融合。实验结果表明,本文提出的融合网路模型比基于卷积神经网络融合方法特征识别平均准确率提高了1.75%,平均误差产生的减少了2.67%,其大多数指标上优于卷积神经网络分支或Transformer分支图像融合,因而本文的方法有效可行。

关键词：陶瓷辊道窑深度学习信息融合智能温度检测

基于剪切波变换对Si_(3)N_(4)陶瓷轴承内圈沟道表面缺陷检测的分析

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航空动力学报 2024年第1期39卷 226-234页

作者：廖达海殷明帅罗宏斌张鑫李汶洁景德镇陶瓷大学机械电子工程学院江西景德镇333403 景德镇陶瓷大学江西省陶瓷材料加工技术工程实验室江西景德镇333403

为有效检测航空动力系统中Si_(3)N_(4)陶瓷轴承内圈沟道表面凹坑、划痕、擦伤的缺陷。采用中值滤波除去Si_(3)N_(4)陶瓷轴承内圈沟道原始图像零散噪点,对其处理图像进行剪切波变换,归一化阈值曲面法对变换后的剪切波系数进行重构、剪切... 详细信息

为有效检测航空动力系统中Si_(3)N_(4)陶瓷轴承内圈沟道表面凹坑、划痕、擦伤的缺陷。采用中值滤波除去Si_(3)N_(4)陶瓷轴承内圈沟道原始图像零散噪点,对其处理图像进行剪切波变换,归一化阈值曲面法对变换后的剪切波系数进行重构、剪切波逆变换获取缺陷增强图像,对缺陷增强图像进行灰度阈值分割与识别分类,定位提取缺陷。基于剪切波变换的Si_(3)N_(4)陶瓷轴承内圈沟道的表面缺陷检测方法能有效的检测出Si_(3)N_(4)陶瓷轴承内圈沟道表面的缺陷。该方法对Si_(3)N_(4)陶瓷轴承内圈沟道表面缺陷提取的准确率可达97.50%,具有高精度与高准确性,满足预期要求。

关键词： Si_(3)N_(4)陶瓷轴承内圈剪切波变换表面缺陷检测缺陷增强缺陷提取

专利视域下“卡脖子”关键技术识别及突破策略——以OLED技术领域为例

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情报杂志 2024年第5期43卷 106-115页

作者：付振康朱庆华柳炳祥鄢春根南京大学信息管理学院南京210023 景德镇陶瓷大学信息工程学院景德镇333403 景德镇陶瓷大学知识产权信息中心景德镇333001

[研究目的]建立科学高效的“卡脖子”技术识别框架,有效识别关键核心技术领域的“卡脖子”技术,可以为中国实现“卡脖子”关键核心技术攻关和高水平科技自立自强提供科学依据。[研究方法]该研究首先对“卡脖子”技术的内涵和特征进行了... 详细信息

[研究目的]建立科学高效的“卡脖子”技术识别框架,有效识别关键核心技术领域的“卡脖子”技术,可以为中国实现“卡脖子”关键核心技术攻关和高水平科技自立自强提供科学依据。[研究方法]该研究首先对“卡脖子”技术的内涵和特征进行了剖析,明晰“卡脖子”技术的概念。其次采用改进PageRank算法和HITS算法对核心专利及关键核心技术进行识别,在此基础上从技术差距、产业安全和战略竞争三个维度设计识别指标和研判标准筛选出“卡脖子”技术。最后,采用“卡脖子”技术突破策略矩阵,提出“卡脖子”关键核心技术的突破路径。[研究结论]以OLED技术领域为样本,共识别出3项优势技术、4项轻度“卡脖子”技术和23项重度“卡脖子”技术,结果表明识别结果与我国OLED技术领域的发展现状一致,证明了模型的有效性和科学性。最后,论文也分别为重度“卡脖子”关键核心技术提供了颠覆、攻坚、挖壕和卡位4种不同的技术突破策略。

关键词：关键核心技术 “卡脖子”技术核心专利技术差距产业安全国家战略 OLED