国家级一流本科专业建设点——应用物理学无损检测特色专业实践教学体系构建与精准实施

《工程教育认证标准(2015版)》提出的12条认证标准均以学生能力培养为核心,强调培养学生综合运用所学科学理论和技术手段,分析并解决工程问题的基本能力和创新能力[1-2]。党的十八大提出实施创新驱动发展战略,强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑。党的十九大提出以立德树人为根本和以创新驱动发展战略、服务区域经济社会发展为导向在实现高等教育内涵式发展中重要性[3]。党的二十大强调深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略。实践教学是应用型创新人才培养的主要环节,实践教学体系是实践教学顺利开展的基础和保证[4-5]。

基于斯卡那维模型的离子晶体介电性能的研究

本文采用玻恩圆周轨道极化模型、双原子分子离子位移极化模型,分别计算了NaCl晶体中各离子的电子位移极化率和离子位移极化率。进一步采用点偶极子近似和双原子分子平均场近似,考虑在极化离子所产生的附加电场的作用下,基于斯卡那维模型计算出包含不同离子数目的NaCl晶体的有效电场结构系数,得到了与实测值更为接近的介电常数,与将晶体内部的有效电场视为外施宏观平均电场的Born理论计算值进行对比,误差值从11.4%降至4.3%。研究结果提供了通过斯卡那维模型精确计算离子晶体介电性能的新思路。

氧八面体扭转及其对CaCu_(3)Ti_(4)O_(12)介电性能影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理超软赝势平面波方法,通过调整氧原子的位置使TiO_(6)八面体扭转,对比了氧八面体扭转前后CaCu_(3)Ti_(4)O_(12)(CCTO)的成键状况、能带结构、原子态密度及光频介电函数等性能参数的变化,发现Ti-O-Ti键扭转方向的变化对各原子的电荷、键长和布居几乎没有影响,但扭转角度的改变发挥了关键性作用。随着Ti-O-Ti键夹角的增大,Cu的电荷量增加,Cu—O键键长增大,布居数减小,同时介电常数显著增大,表明Cu—O键刚性约束被打破后有助于CCTO光频介电常数的增加。研究揭示了TiO_(6)八面体的扭转对CCTO宏观介电性能的影响,为基于微结构调控优化CCTO的介电性能提供了新思路。

高压水喷砂除鳞技术的研究与应用

金属表面的氧化物会造成深加工质量问题,用酸洗去除氧化物的传统方式存在污染环境、成本高等诸多弊端。对高压水喷砂除鳞、酸洗除鳞等多种除鳞方式进行了对比分析,从技术和经济的角度,讨论了采用高压水喷砂除鳞技术替代酸洗除鳞的可行性。阐述了高压水喷砂除鳞的原理、系统方案和应用情况,对高压水喷砂除鳞的发展和应用前景进行了展望。

基于物联网技术的智慧手术室研究与实现

分析手术室信息化的现状与问题以及物联网技术在手术室的应用前景,介绍基于物联网技术和信息技术的智慧手术室系统架构、功能模块,有效整合手术室的设备、器械和药品资源以及手术参与各类人员的信息。

合金盘条高压磨料水射流除鳞系统实验研究

目的对合金盘条高压磨料水射流除鳞系统进行优化。方法建立一条合金盘条高压磨料水射流除鳞系统实验装置,研究材质、工作压力、喷嘴数量、移动速度、磨料浓度、靶距等参数对除鳞效果的影响;应用图像处理技术对除鳞效果量化为除净率并加以分析,采用MATLAB软件对系统压力、喷嘴数、移动速度、磨料浓度及靶距对除鳞效果进行拟合分析。结果设计了年产5000吨合金盘条高压磨料水射流除鳞系统,参数为:额定压力45 MPa、额定流量10 m3/h、最大除鳞速度40 m/min、磨料质量分数35%、靶距20 mm、喷嘴12个。结论高压磨料水射流除鳞系统能满足合金盘条除鳞的设计要求,应用前景广阔。

一种基于不确定语言的决策方法

本文针对不确定语言评价,允许决策矩阵含有缺失值,提出了一种填充语言决策矩阵的方法并给出一种主、客观赋权方法。在权重确定方面,使得各属性值距离主观偏好最小,同时使得所有属性对所有方案的偏差最大,建立了优化模型。最后给出了应用实例验证了方法的可行性与有效性。

基于改进人工蜂群算法的水电站水库优化调度研究

首先建立了水电站水库优化调度模型。在对人工蜂群算法描述的基础上,为有效避免标准人工蜂群算法局部搜索能力差等缺点,提高寻优能力,设计了一种以反向学习策略搜寻初始解、以自适应比例选择策略代替轮盘赌法、以基于指数分布突变策略更新蜜源位置的改进人工蜂群算法。应用MATLAB软件将改进后的人工蜂群算法应用于新安江电站水库优化调度中。仿真结果表明,改进人工蜂群算法具有更好的全局搜索能力,调度结果优于人工蜂群算法和粒子群算法。

复杂背景下圆形物体分割算法

对如何从复杂的工业图像中准确提取圆形目标进行了研究。阐述了传统分割方法应用于复杂图像中提取圆形目标的局限性,提出了基于双阈值结合数学形态学运算的分割算法。首先分别根据两个阈值进行分割得到两幅二值图像,然后根据目标是圆形以及其大致位置等先验知识分别对两幅图进行腐蚀,开启,闭合等数学形态学运算,将高阈值分割得到的图像中的边界信息叠加到低阈值分割得到的图像中,实现对复杂背景图像中圆形物体的准确分割与提取,解决了复杂背景图像中物体识别率低的问题。实验结果表明本方法对复杂背景的图像预处理是有效的。

ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷晶界对残压的影响

ZnO压敏陶瓷残压的高低决定了MOA的保护水平,针对残压的形成机制尚不清楚,测量了传统工艺制备的ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷的小电流区、大电流区及部分中电流区的伏安特性,通过对中电流区和大电流区伏安特性的数据拟合发现,中电流区晶界电压降与电流密度之间符合隧道电流导电机制,且当进入大电流区时该晶界击穿电压最终达到一稳定值。计算表明,晶界击穿电压所引起的残压占总残压的90%左右,因此降低残压应主要考虑降低晶界上的击穿电压。

钢铁企业合作创新项目选择的模糊聚类分析

在合作创新过程中,针对区间数的评价信息,提出一种基于遗传算法的模糊聚类方法。考虑方案各准则的权重、准则值为区间数,同时要求对聚类中心各准则值有严格序关系。然后结合隶属度变量构建优化模型,利用具有动态惩罚函数的遗传算法求解,计算得到各方案的所属类别。实例证明了该方法的有效性和可靠性。

ZnO的点缺陷结构与p型化转变的研究进展

ZnO是一种典型的直带隙宽禁带半导体材料,是下一代光电材料的代表。但由于p型化转变困难,使ZnO在光电领域的应用受到了极大限制。系统分析了ZnO的本征点缺陷结构和p型化转变方面的理论和实验研究成果,认为ZnO的n型电导应起源于本征点缺陷Zni或VO。通过Ⅴ族元素实现p型化转变的关键在于其稳定性,因此通过亚稳的点缺陷之间的相互作用实现相对较稳定的p-ZnO是Ⅴ族元素掺杂实现p型化转变的研究方向。考虑到Ⅰ族元素在ZnO中的固溶度较高且受主能级较浅,通过Ⅰ族元素的掺杂实现高电导p-ZnO也是实现p型化转变的思路;但是Ⅰ族元素的掺杂会引起严重的自补偿,因此实现Ⅰ族元素在ZnO晶格中的定位是Ⅰ族元素掺杂实现p型化转变的研究方向。

掺杂稀土氧化物的ZnO-Bi_2O_3系压敏陶瓷中的“软心”

研究了掺杂Ce2O3和Gd2O3对ZnO-Bi2O3系压敏陶瓷电气性能的影响,发现大尺寸试样的内层电位梯度明显低于表层,即表现出“软心”特征．“软心”导致试样平均电位梯度随着试样几何尺寸的增大而下降．沿轴向晶粒尺寸没有明显的差异．根据沿轴向截取的等厚薄片的电流与温度的关系,发现表层的晶界势垒高度比内层的高．这种晶界势垒高度的非均匀分布可能与添加稀土氧化物后造成的氧元素分布不均匀有关．

ZnO-Bi_2O_3系MLCV内电极扩散现象的研究

为了确定Bi系MLCV的最佳烧结温度。借助于SEM直接观察、内电极间不同位置处的能谱分析及高斯扩散公式的拟合,研究了内电极的扩散过程,并测量了内电极扩散对MLCV电气性能的影响。发现烧结温度高于1040℃时,内电极的扩散较显著;Ag和Pd沿晶界扩散的扩散系数相同,约10–11cm2/s。以Ag/Pd为内电极的MLCV的最佳烧结温度为1000℃左右,在该温度下烧结的试样其非线性指数可达28。

轧钢厂水处理自动控制系统

轧钢厂水处理自动控制系统是轧钢生产线控制系统中的一个关键又相对独立的系统,采用现场总线和冗余技术,提高了信号传输的精度和准确性,既解决了敷线过多的问题,又提高了系统的可靠性和扩展性,使其与轧线自动化系统的联络简单、方便、可靠。

第一性原理对CaTiO_3和CaCu_3Ti_4O_(12)的对比研究

通过Ca替换CaCu_3Ti_4O_(12)晶胞中的所有Cu,建立了包含TiO6八面体扭转的CaTiO3;通过Cu替换CaTiO32×2×2超胞中3/4的Ca,建立了不包含CuO_4正方形的CaCu_3Ti_4O_(12)。采用Materials Studio软件的CASTEP模块,对比了上述晶体和标准晶体成键状况、能带结构、态密度及介电函数,分析了TiO6八面体扭转和CuO_4正方形的影响,发现了Cu-O键或CuO_4正方形对CaCu_3Ti_4O_(12)光频介电常数的关键性作用。研究结果提供了通过内禀机制优化CaCu_3Ti_4O_(12)材料介电性能的新途径。

窝洞内内毒素对牙髓组织LPS结合受体TLR4表达的影响研究

目的动物实验观察窝洞内内毒素对牙髓组织LPS结合受体TLR4表达的影响,探讨牙髓组织在LPS刺激后的信号转导途径。方法在8头小型猪磨牙和前磨牙上制备不同深度窝洞,窝洞分为牙釉质深层组、牙本质浅层组、牙本质深层组。封入一定量的内毒素,分别于术后3天、7天、14天、28天处死动物取牙,采用免疫组织化学染色的方法,观察小型猪磨牙和前磨牙窝洞内封入内毒素后牙髓组织中TLR4的表达和分布。结果小型猪正常牙髓中未见TLR4阳性细胞。内毒素实验组随着窝洞深度增加,TLR4阳性细胞数增加。在深窝洞组3d窝洞下方牙髓组织中TLR4阳性细胞多为中性粒细胞表达,其他实验组多为单核细胞表达。结论牙髓组织中TLR4的表达提示内毒素通过牙本质渗透至牙髓,通过LPS信号受体TLR4在牙髓组织的炎症发展过程中发挥作用。

基于思政育人导向的电动力学课程教学实践与反思

电动力学是应用物理学和光电信息类本科专业一门必修的学科基础课。在国家课程思政教学改革的大背景下,该文就电动力学课程教学,结合研究现状和自身教学实践,对目前存在的问题进行剖析,并提出改革措施,同时强调思政育人导向对教师和学生的双向作用。这一教学改革的实践和探索,对专业课程思政育人课堂效果的提高有明显的促进作用。

稀土氧化物掺杂ZnO-Bi_2O_3系压敏陶瓷“软心”现象的研究

掺杂稀土氧化物的大尺寸ZnO压敏陶瓷具有明显的“软心”特征,即内部电位梯度远远低于表层。经过XPS关于Zn结合能的研究、SEM关于杂质分布状况的研究及XRD关于相态的研究表明:试样内部氧和添加剂的匮乏及晶态的不完善是影响内层电位梯度的三大主要因素。

高压水除鳞控制系统的结构与功能

应用高压水除去钢坏表面的氧化铁皮(俗称除鳞),可有效提高钢材的表面质量。但要实现有效除鳞,控制钢坯速度、水的流量及水压大小至关重要。文章介绍了高压水除鳞控制系统的结构与功能。指出,采用这一控制系统可获得满意的除鳞效果;使用该系统的用户反映,系统具有设计合理、操作简便、可靠性高等特点。