4,4′-二氨基二苯醚二苯酮固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

采用离子交换法,用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土(MMT),使蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm,制备了环氧树脂/BADK/MMT纳米复合材料,并用XRD等手段研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层及剥离行为.研究结果表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.

含联苯结构环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料的制备及其固化反应动力学

采用含联苯结构环氧树脂3,3',5,5'-四甲基联苯二酚二缩水甘油醚(TMBP)与层间距为2.33 nm的有机蒙脱土(O-MMT)进行插层复合,并选用芳香型固化剂4,4'-二氨基二苯甲烷(DDM),制备了TMBP/DDM/MMT纳米复合材料.采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究该体系的固化反应动力学,求得其表观活化能ΔE=51.25 kJ/mol,反应级数为0.88.采用X射线衍射(XRD)研究蒙脱土的质量分数对其在环氧树脂中的插层及剥离行为的影响.结果表明:只有在蒙脱土的质量分数较低时才能得到剥离型纳米复合材料;性能测试数据表明,该复合材料具有较高的拉伸强度、弯曲模量、冲击强度和较高的玻璃化转变温度.

十六烷基三甲基溴化铵直接处理钙基蒙脱土

采用离子交换法直接用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土,成功制备出理想的有机蒙脱土,经红外光谱分析(FTIR)、差热分析(DTA)和X射线晶体衍射(XRD)分析等测试手段表征.研究了蒙脱土处理方式、离子交换时间和次数对有机蒙脱土结构的影响.结果表明,有机蒙脱土的层间距由1.49 nm扩大到2.21 nm.

超精密级二维工作台的自标定

为了提高超精密级二维工作台的运动定位精度,提出了一种实现工作台系统误差分离的二维自标定算法。基于工作台测量误差模型,该算法利用辅助标记板的5个不同测量位姿,分别得到迭代模型和迭代初始值,最终建立完整的迭代二维自标定模型。应用该算法对系统误差为0.2μm的二维工作台进行仿真,结果显示:当不存在随机测量噪声时,标定精度为0.33nm;引入随机测量噪声时,标定精度与噪声同一量级。对x、y向给定测量精度分别为2.98μm和3.22μm的二维工作台进行自标定,得到x、y向测量精度分别为2.59μm和3.14μm。提出的自标定算法对随机测量噪声有很好的鲁棒性,能够用于精密或超精密级二维工作台自标定。

环氧树脂/粘土纳米复合材料的固化反应动力学

用十六烷基三甲基溴化铵直接处理钙基蒙脱土(MMT),使其层间距达到2.21 nm.采用非等温差示扫描量热(DSC)法研究环氧树脂/粘土体系的固化反应动力学,并用K issinger方法求得其表观活化能ΔE=41.03 kJ/mol,根据Crane理论计算得到反应级数为0.85,确定了使用4,4′-二氨基二苯醚二苯酮(BADK)作为固化剂的固化反应条件,最后采用非等温DSC法研究了环氧树脂/粘土纳米复合材料的热性能.结果表明,纳米复合材料具有较高的玻璃化转变温度.

基于双光纤耦合的微深孔测量方法

为了解决微深孔的精密测量问题,介绍了一种基于双光纤耦合原理的微深孔测量方法。该方法属于瞄准触发式测量方法,通过双光纤耦合器及显微物镜将光纤传感器触测头在微深孔内的微小位移量转变为CCD图像捕捉系统的横向位移量,利用图像空间定位算法得到CCD上的光斑中心位置。由CCD上光斑能量中心位置与传感器触测点在空间位置的一一对应关系即可得出传感器触测头在孔内部与孔壁的接触状况,从而实现对被测孔测量时的高精度瞄准。光纤传感器瞄准后将发出信号给测量长装置,如双频激光干涉仪,以实现对微深孔的精密测量。最后运用该方法对直径为0.2mm、深2.0mm深盲孔的直径进行了测量,其测量结果的重复不确定度优于0.4μm。同时运用该方法对直径为0.3mm、深1.0mm的微深孔的圆柱度进行了测量。

基于Zernike矩的亚像素边缘定位算法

亚像素软件处理技术可以在一定程度上补偿图像测量系统由硬件限制引起的边缘定位精度,提出了一种基于Zernike矩的亚像素边缘定位算法。该算法利用Zernike多项式的正交性与完备性以及复数矩幅度的旋转不变性计算出边缘的亚像素位置。计算出了像素为正方形与矩形(长宽比为4∶3)时的矩模板,使其应用范围进一步扩大。分析了由于矩模板产生的原理偏差,并提出了修正公式,使定位精度得到提高。进一步推导出了实际边缘模型的定位公式,导出了其存在的偏差,并进行了补偿。最终的实验结果表明,补偿后的算法对直线的定位精度达0.05像素,对曲线的定位精度可达0.07像素。

模糊控制与图像处理技术实现的聚焦方法

为提高图像测量系统的精度,提出了一种由模糊控制与图像处理技术实现的自动聚焦方法。通过线性拟合与同态滤波滤除噪声后,用改进的梯度平方函数作为聚焦评价函数,提高了聚焦灵敏度;运用模糊控制技术改换搜索方式,实现了实时自适应变步长搜索,保证系统快速准确聚焦。实验结果表明,该聚焦方法具有单峰性,响应快,鲁棒性强,在±100μm范围内自动搜索,定位时间小于2″,聚焦不确定度达±1μm。

约束抽样Hough变换的光纤端面精确定位

为提高经光纤传输后光束方向的稳定性,提出了一种新的光纤端面精确定位方法。该方法针对光纤端面光能量中强模间噪声干扰的特点建立了约束抽样Hough变换,可实现对噪声的去除和对轮廓的准确提取,并根据轮廓的特征把特征点分为基元类和噪声类,对两类点分别进行约束抽样Hough变换,可显著减少存储所需要的内存空间,有效抑制噪声对轮廓的干扰,准确得到属于轮廓的特征点。根据各特征点对轮廓的贡献,采用弦长加权拟合法对轮廓点进行处理,从而得到轮廓的中心位置。实验结果表明,该方法对光纤端面的定位不确定度优于0.2 pixel,成像物镜放大倍数为10时,定位不确定度优于0.4μm。

环氧树脂/粘土纳米复合材料固化反应动力学及其性能的研究

用十六烷基三甲基溴化铵直接处理钙基蒙脱土(MMT),采用非等温DSC法研究了E-51/MMT/DDM体系的固化反应动力学,并用Kissinger方法求得其表观活化能(ΔE)为49.66kJ/mol,根据Crane理论计算得到反应级数为0.88,确定了使用DDM作为固化剂的固化反应条件,并且测定了复合材料的力学性能,最后又采用非等温DSC法研究了环氧树脂/粘土纳米复合材料的热性能,研究结果表明纳米复合材料具有较高的玻璃化转变温度.

精密微小内尺度测量技术研究进展

针对微小内尺度的精密测量问题介绍了非接触式、补偿式与瞄准触发式等几种测量新技术。分析了每一种测量技术的测量机理,通过对其结构设计分析得出该技术适用的测量范围,并对其测量性能进行了讨论;重点分析了瞄准触发式测量技术,并对其性能进行了比较。最后对微小内尺度的精密测量发展方向进行了总结。

基于约束抽样H ough变换的圆轮廓快速检测技术

针对Hough变换进行圆轮廓测量存在的问题,提出了一种新的Hough变换圆轮廓检测方法.该方法综合利用图像本身灰度信息和梯度信息,对图像空间的抽样进行约束与优化,减小参数的累加数目,得出图像空间中属于目标的轮廓点;并根据目标本身的性质进一步搜索,去除伪轮廓点;采用了“多对一”映射与并行算法来提高检测速度.实验结果证明应用本方法对于对比度低、有噪声污染的图像同样可以检测出真实轮廓,定位不确定度<0.15像素,运算速度是传统随机Hough变换的2倍.

基于梯度信息的随机Hough变换圆轮廓测量技术

在图像处理及计算机视觉中,Hough 变换是一种应用非常广泛的图像边缘检测技术。分析了 Hough变换的基本原理,指出了传统 Hough 变换以及随机 Hough 变换存在的缺陷,提出了一种基于随机 Hough 变换、综合利用图像本身灰度信息和梯度信息,并根据图形本身性质搜索边缘点的适用于圆周及圆弧轮廓的边缘检测算法。该算法采用"多对一"映射,显著减少了存储所需的容量;采取并行算法提高了运算速度;采用亚像素细分技术对边缘进行进一步的细化处理,提高了测量精度:最后用弦长加权法对边缘点进行拟合,得到被测参数。依据上述原理研制了高精度、高效率图像采集与处理系统,并在该系统上进行了实验.实验结果表明,对于对比度较差的轮廓,其测量不确定度在0.15像素以内.

4,4’-二氨基二苯砜固化环氧树脂/蒙脱土纳米复合材料反应动力学的研究

选择4,4’-二氨基二苯砜(DDS)作为固化剂,采用非等温DSC法研究了双酚A缩水甘油醚型环氧树脂(E-51)/有机蒙脱土(MMT)纳米复合材料的固化反应动力学,根据Kissinger方程计算出该反应的表观活化能(ΔE)为59.91 kJ/mol,基于Crane方程计算得到该反应的反应级数为0.89,表明该反应为一复杂反应,根据固化反应动力学测试结果确定了E-51/DDS/MMT体系固化成型工艺.

4,4’-二氨基二苯甲烷固化环氧树脂/粘土纳米复合材料的研究

首次采用离子交换法直接用十六烷基三甲基溴化铵处理钙基蒙脱土,制备出具有理想层间距的有机土,X射线衍射(XRD)分析的结果表明有机蒙脱土的层间距由1.49nm扩大到2.21nm.然后制备了环氧树脂/DDM/MMT纳米复合材料,并用XRD研究了有机蒙脱土在环氧树脂中的插层、剥离行为.研究表明,蒙脱土含量及环氧树脂与有机土的混合温度和时间均对固化后复合材料的剥离产生影响,只有在特定条件下才能得到剥离型纳米复合材料.

正交雅可比-傅里叶矩的亚像素边缘定位

为了进一步提高图像的亚像素边缘定位精度,提出了一种基于高阶次正交雅可比-傅里叶矩(OJFM's)的边缘定位算法.该算法利用OJFM's的幅值旋转不变性和独特的小图像描述能力,在充分提取图像边缘细节信息的同时抑制图像噪声的影响,对图像边缘旋转后垂直方向上3个不同阶次的OJFM's之间关系进行分析,将图像轮廓定位至亚像素级.结果表明,该方法定位精度高,对标准直线、标准曲线、CCD采集的实验图像的定位精度分别达到0.05、0.08、0.13像素,可以实现对边缘的高精度定位.

由正交傅里叶-梅林矩定位的双光纤耦合微内尺度测量

为了解决微内尺度的精密测量问题,提出了一种基于正交傅里叶-梅林矩(OFMM’s)定位的双光纤耦合瞄准触发式微内尺度测量方法。该方法通过耦合器实现光能量在不同光纤间的反向传输,把双光纤传感器测头的横向位移量转化为光束的偏转量,通过显微成像系统把此偏转量转化为CCD图像捕捉系统更大的横向位移量。为提高测量精度,运用OFMM’s的幅值旋转不变性和独特的图像形状细节特征的描述能力对CCD图像捕捉系统的图像信号进行亚像素定位;根据OFMM’s的实际位置进行补偿以提高输出图像边缘的定位精度,从而提高测量精度。对OFMM’s的定位精度及传感器性能进行了实验验证,并依据JJF(黑)8-2008,利用自行研制的微小孔径测量机实现了对直径为200μm、深2 000μm深盲孔的直径测量,其测量重复性不确定度优于0.25μm。

问题情境视域下的化学教学实践——以“金刚石、石墨和C60”为例

基于问题情境的化学教学,既有助于增强学生的学习动机,也使得课堂中的化学知识变得更加多维和立体,提高教学质量,培养学生化学核心素养,促进学科育人目标的实现.以人教版九年级化学第六单元中碳单质的第一课时为例,从学生已有生活背景和经验出发,以“问题情境”为引导,结合金刚石、石墨和C60的教学目标,设计了问题情境视域下的化学教学实践案例,达到寓乐于教的目的.

药学专业无机化学实验教学改革的一点探索

为了适应高等医药专业教育的发展形势和当前社会对于创新型人才的迫切需要,近几年来,我们在药学专业无机化学实验教学中不断摸索,选择部分实验教学班建立无机化学实验教学改革试点,以能力培养为核心进行改革探索与实践研究,努力探索适合当前时代要求的无机化学实验教学模式和师资队伍培养模式,改革重心是增加设计性的实验项目,丰富实验教学内容;引入讨论式教学方法,构建新型实验教学体系;增加科研思维的培养,优化实验教学过程;更新实验教学手段,改革实验考核模式,目的在于培养出具有创新能力的新世纪人才,培养出综合素质较高的药学专业的学生,这对于有效提高本科教育质量、增强高校毕业生的核心竞争力具有重要的意义。

基于MAP与POCS混合算法的微内腔尺寸测量方法

光纤微力接触式测量方法是测量内腔体尺寸的一种新方法,但其采集的图像受光学系统景深等各种因素的影响而使其质量下降,从而导致测量精度的下降.为此提出了一种基于最大后验概率算法与凸集投影算法的混合处理方法,以提高测量精度.该处理方法结合MAP整体收敛性好和POCS细节保持能力强的特点,首先利用MAP算法使图像达到全局最优,再为图像的局部增加凸集,使局部同时达到最优.该方法能够降低图像中噪声对高频恢复的影响,保证最优图像的唯一性,同时保持图像的边缘与细节,可以显著提高测量精度.实验结果表明,应用此处理方法对微内腔体尺寸进行测量时可以实现对内腔体尺寸的精密测量,其定位不确定度可提高3倍,测量不确定度可达0.7μm.