基于深度卷积神经网络的电子玻璃缺陷分类方法

电子玻璃是信息显示产业的关键基础材料之一。近年来,显示产业向大尺寸化、超高清和轻薄化发展,对于电子玻璃基板的质量提出了更高的要求。机器视觉检测具有速度快、精度高、成本低、稳定性好等优点,被广泛应用于各种工业场景中。图像处理算法、识别分类算法是机器视觉检测的关键技术。本文针对基于深度卷积神经网络的整图分类方法在电子玻璃表面缺陷检测领域的应用,从图像数据处理、卷积神经网络构建、训练调参、评价标准等方面介绍其研究进展,并总结部分应用实例,对电子玻璃缺陷分类未来的研究方向进行展望。

从高校学科建设角度浅谈培育新材料领域新质生产力

发展新质生产力是把握科技革命机遇的战略抉择,是立足新发展阶段的重大部署,是推动经济高质量发展的内在要求,也是塑造经济发展新动能的根本途径。高校是人才培养、科学研究和社会服务的重要基地,是促进新质生产力发展的关键力量。新材料是培育新质生产力的重要引擎和物质基础,也是新形势下构筑新优势的重要途径。从高校学科建设角度浅谈培育新材料领域新质生产力,主要从学科方向设置、科学研究范式、人才培养模式、师资队伍建设、加速成果转化、国际交流合作方面等六方面开展讨论。

残余应力分布对基板玻璃落球冲击强度影响的数值模拟研究

落球冲击强度是电子基板玻璃力学性能的重要指标,而残余应力对基板玻璃落球冲击强度有极大的影响。本文结合真实落球冲击试验,使用有限元方法对电子基板玻璃在不同残余应力分布模式下的落球冲击强度进行了数值模拟计算。结果表明,有限元数值模拟能够准确地反映落球冲击试验中的真实响应和基板玻璃破碎形貌。数值模拟中电子基板玻璃的落球冲击强度(通过残余质量率表征)和受冲击区域的残余张应力之间存在非线性关系,当残余张应力数值超过阈值时,落球冲击强度迅速下降。冲击区域存在的残余张应力对落球冲击产生的应力具有明显的放大作用,仅1.0 MPa的残余张应力就能使冲击产生的应力较无残余应力时提高约10 MPa,这是造成电子基板玻璃落球冲击强度下降的重要原因。

复合持续时间对P_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)异相复合玻璃结构和力学性能的影响

近年来,分相玻璃以其独特的结构以及优异的物理化学性质引起了广泛关注。本研究结合气动雾化加料和机械搅拌,采用熔融冷却法制备了纳米SiO_(2)-Na_(2)O高硅玻璃颗粒增强的P_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)玻璃。通过改变复合持续时间,研究了玻璃的结构与力学性能之间的关系。结果表明,异相复合玻璃的杨氏模量高于P_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)玻璃,并且随着复合持续时间由10 s增大到8 min,玻璃的杨氏模量呈现先升高后降低的趋势,在复合持续时间为6 min时,杨氏模量达到最大值80.7 GPa。相比于P_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)玻璃,杨氏模量提高了18%。引入SiO_(2)-Na_(2)O高硅玻璃颗粒不仅能够在基体玻璃中形成第二相,而且会改变P_(2)O_(5)-Al_(2)O_(3)玻璃的结构。随着复合持续时间由10 s增大到6 min,异相复合玻璃网络中磷的配位数逐渐增大,并且玻璃网络中的非桥氧数量逐渐减少,网络交联度逐渐增加。而复合持续时间超过8 min,则不利于网络交联度的增加。异相复合玻璃的开发为耐损伤玻璃材料的制备提供了新的思路。

基于机器学习的轻质低膨胀幕墙玻璃组分设计研究

随着机器学习技术的不断发展和玻璃材料数据的逐步积累,基于数据驱动的组分设计方法已成为玻璃新材料开发的一种有力手段。本文采用随机森林回归算法构建了包含56种氧化物的玻璃组分与性能预测模型,并采用SHAP分析等方法进行了可解释性研究,实现了在高维组分空间对线膨胀系数、密度及弹性模量的准确预测。利用该预测模型在Si-Al-B-Ca-Mg-Na六元氧化物组分空间中对约118万个玻璃配方进行快速预测,并对优选的4组硼硅酸盐玻璃样品进行测试。结果表明,样品的线膨胀系数分布在(52.00~58.00)×10^(-7)℃^(-1),密度分布在2.34~2.39 g/cm^(3),弹性模量分布在67.00~74.00 GPa,与模型预测结果相符,且优于相关规范要求。

纳米复合薄膜的制备及其应用研究

纳米复合薄膜材料由于具有传统复合材料和现代纳米材料两者的优点，正成为纳米材料的重要分支而越来越引起广泛的重视和深入的研究。本文全面介绍了纳米复合薄膜的发展历史、制备方法、薄膜性能及其应用前景。提出了纳米复合薄膜材料研究的关键问题以及今后的发展方向。

非晶硅锗/非晶硅超晶格红外敏化感光体的研究

本文详细研究了非晶硅锗／非晶硅（ａ－ＳｉＧｅｘ：Ｈ／ａ－Ｓｉ：Ｈ）超晶格材料作为电荷产生层和非晶硅氮（ａ－ＳｉＮｘ：Ｈ）作为电荷输运层的近红外敏化的新型感光体。光电测量、光衰减特性测量（ＰＩＤ）和渡越时间法测量（ＴＯＦ）等结果表明：电荷产生层和电荷输运层之间的异质界面性质严重影响感光体的性能，具有良好异质界面的感光体有优异的光衰减特性；感光体的表面荷电能力大于２５Ｖ／μｍ，半暗衰减时间大于１０秒，半光衰时间小于０１秒，残余电位约等于零；感光体对近红外光（７５０ｎｍ～８００ｎｍ）的光敏性（Ｅ１／２）优于普通非晶硅感光体的光敏性。因而，这种新型感光体可望用于激光打印机中。

骨组织工程支架及生物材料研究

组织工程的出现为人类治疗骨缺损提供了一种新的选择。在骨组织工程中 ,支架扮演着十分重要的角色。本文就骨组织工程用支架材料的性能要求。

无碱铝硼硅系玻璃结构的红外光谱

用熔融退火方法制备无碱SiO2-B2O3-Al2O3-RO(R=Mg,Ca,Sr,Ba)系玻璃。玻璃的成分范围以摩尔计为:SiO2,64.17%～70%;B2O3,7%～14.12%;Al2O3,9.88%～16.94%;RO总量,12%(2.4%MgO,4.8%CaO,2.4%SrO,2.4%BaO)。用Fourier变换红外光谱研究了上述玻璃系统结构随成分的变化规律,同时,对玻璃结构与热膨胀系数、密度等物理性质的关系也进行了研究。结果表明:在Al含量较高的铝硼硅系玻璃中,B更多的以[BO3]形态存在。随着SiO2和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量有所减少,而热膨胀系数呈增加趋势,密度出现极大值。随着Al2O3和B2O3摩尔比的增大,[BO3]的量出现极值,热膨胀系数也出现极值,密度总体趋势是增加的。铝硼硅系玻璃的热膨胀系数、密度等物理性质与玻璃结构密切相关。

喷雾热解法制备SnO_2:Sb透明导电薄膜

采用喷雾热解技术制备出了光电性能优良的SnO_2:Sb透明导电薄膜,对薄膜的结构特性、光电性质以及制备条件对薄膜性能的影响进行了研究。并进一步研究了喷雾热解法中薄膜的形成过程和工艺参数对薄膜微观结构和性能的影响。实验结果表明:在Sb掺杂量为11％(摩尔分数)和基板温度为500℃的条件下,SnO_2:Sb薄膜具有最佳的光电性能,平均可见光透过率为82％,方块电阻达13.4Ω/□,电阻率为4.9×10^(-4)Ω·cm。

硅掺杂和硅钒共掺杂对TiO_2光催化性能的影响

采用溶胶凝胶法在玻璃表面制备了一定厚度(约120nm)的掺硅TiO2薄膜,在配制原始溶液时,所用钛酸四丁酯、正硅酸乙酯、乙醇、水和硝酸的摩尔比为1∶y∶25∶1∶0.2。用扫描电子显微镜观察其表面形貌,用X射线衍射表征其结构。以甲基橙溶液为体系,考察掺杂后TiO2薄膜的光催化性能。结果表明:当y≤0.3时,随硅掺入量的增加,TiO2薄膜的光催化性能提高;当y>0.3时,硅的掺入使TiO2薄膜的光催化性能降低。另外,用相同方法制备了钒硅共掺杂的TiO2薄膜,发现钒硅共掺杂可以进一步提高TiO2的光催化性能。

溶胶-凝胶法制备声表面波器件用Li∶ZnO薄膜

用溶胶凝胶法在玻璃载玻片上制备Li∶ZnO薄膜 ,涂膜采用旋涂法。薄膜通过二次涂膜而形成。用X射线衍射、原子力显微镜、扫描电镜和电阻仪表征和测量了薄膜的特性和性能。实验结果表明 :通过改变每层涂膜热处理的温度 ,可使Li∶ZnO薄膜具有更好的c轴择优取向性、平整均匀、颗粒细小和高的薄膜电阻率 (≈ 10 7Ω·cm) ,这些性能可满足声表面波器件的使用要求。薄膜形成时每层采用不同成膜热处理温度可使薄膜有较好性能 。

酞菁铜的性能和应用研究进展

酞菁铜是一种重要的多功能高分子材料,其良好的光电性能,正越来越引起人们广泛的研究。介绍了酞菁铜的研究发展历史,简述了酞菁铜的结构及能级特征。详细介绍了酞菁铜的耐高温性、导电性、光电导性、光伏效应、气敏性、热电效应、电致发光性、光存贮性和催化学性等性质及其应用。在此基础上展望了酞菁铜的应用前景。

熔融石英陶瓷的研究及应用进展

主要介绍了石英陶瓷的成型技术、烧结方法、添加剂对熔融石英陶瓷烧结性能的影响及其应用现状。振动压力注浆成型是在传统的注浆工艺基础上改进而成的,能显著提高陶瓷坯体的强度,而凝胶注模成型技术则非常适用于成型复杂形状的陶瓷制品,二者均为石英陶瓷比较成熟的成型技术;在烧结过程中升温速率和冷却速率是影响石英陶瓷性能的关键因素,通过添加B4C和Si3N4能显著提高石英陶瓷制品的致密度;目前石英陶瓷已广泛应用于冶金、玻璃、钢铁、航空等诸多领域。

复相陶瓷(0.5BaO0.5SrO)[(1-y)TiO_(2y)Nb_2O_5]的介电性能研究(英文)

通过对组成进行一定的过量控制,利用传统陶瓷工艺,成功制备了具有钙钛矿相钛酸锶钡固溶体和钨青铜相铌酸锶钡固溶体两相稳定共存的(0.5BaO0.5SrO)[(1-y)TiO2yNb2O5](BSTN)复相陶瓷。用RiguakuD/max-2400型X射线衍射仪和KEITHLEY3330阻抗分析仪对所得样品的相结构状态及介电性能进行了测试。结果表明:y值在0.1～0.7之间的BSTN复相陶瓷为钙钛矿相和钨青铜相两相稳定共存的复合相;在该范围以外,则为单一相的钛酸锶钡与Nb或铌酸锶钡与Ti的固溶体。复相陶瓷的介电性能取决于钙钛矿相和钨青铜相的相对含量及其固溶度,当组成y约为0.7时,介电常数达到最大值;随测试频率的提高,介电常数和损耗降低。复相陶瓷中钨青铜相的铁电/顺电相转变温度与钨青铜相中固溶TiO2量相关,随固溶量增加,转变温度降低。同时,受复相陶瓷中钙钛矿相的影响,随钙钛矿相相对含量的增加,转变温度升高;钨青铜相的最低铁电/顺电相转变温度出现在约110℃,比Sr0.5Ba0.5Nb2O6下降约240℃。

溶胶-凝胶法制备巨介电常数材料CaCu_3Ti_4O_(12)

通过溶胶-凝胶法制备CaCu3TiO12干凝胶,再经700-900℃,6-10h预烧和950-1100℃,16-20h烧结,成功制备了CaCu3Ti4O12粉体和CaCu3Ti4O12巨介电常数陶瓷材料。用X射线衍射、扫描电镜分别确定了样品的结晶性能和形貌。用阻抗分析仪在10～106Hz范围内测试了陶瓷样品的介电性能。结果表明:粉体的结晶性能与煅烧温度有关,陶瓷介电性能与其晶粒大小有关。相对于传统固相反应合成法制备的粉体和陶瓷,粉体的预烧和陶瓷的烧结温度都有明显降低,烧成温度至少降低100℃。在800℃预烧的CaCu3Ti4O12粉体并在1 100℃温度下烧结制备的陶瓷,其介电常数可达194753。

钛酸铝固溶体陶瓷的制备与性能

用工业级原料采用固相反应法合成了钛酸铝固溶体[Al2(1-0.2)Mg0.2Ti1+0.2O5]。研究了氧化镁(MgO)在钛酸铝(Al2TiO5)结构中的固溶对粉体合成的影响,通过测量Al2(1-0.2)Mg0.2Ti1+0.2O5陶瓷的体密度、热膨胀系数和抗弯强度,进一步研究了其烧结行为、热膨胀行为和机械性能。结果表明:由于MgO的固溶,在相对较低的温度(1300℃)煅烧便合成纯相Al2(1-0.2)Mg0.2Ti1+0.2O5粉体,并且具有良好的烧结活性。用1380℃合成的粉体,经1450℃保温4h烧结的Al2(1-0.2)Mg0.2Ti1+0.2O5陶瓷,不仅具有低膨胀特性,而且有足够高的抗弯强度。

纳米含氟磷灰石涂层及其在模拟溶液中的行为

以Ca(NO3)2(4H2O和P2O5乙醇溶液为先驱体,六氟磷酸(HPF6)为氟引入剂,采用溶胶(凝胶法在钛合金基板上制备含氟羟基磷灰石涂层. 获得的涂层晶粒尺寸为120～150 nm. 实验结果表明,加入HPF6后形成的含氟磷灰石涂层在模拟体液中有良好的生物活性特性,在柠檬酸改性的磷酸缓冲溶液中表现出较好的稳定性.

气敏材料的研究进展

从气敏材料种类、制备方法、改善气敏材料缺陷的手段等方面介绍了气敏材料的研究进展,论述了气敏材料研究中的新动向,展望了它的未来发展。

聚偏氟乙烯压电薄膜的制备及结构

采用溶液浸渍提拉法制备了β型PVDF压电聚合物薄膜,采用X衍射、扫描电镜等手段测定了PVDF薄膜的物相结构,结晶形态及薄膜厚度等.结果表明,基板的诱导作用使PVDF在较低温度下结晶形成极性的正交相β晶,在较高温度下结晶形成非极性的单斜相α晶.在低温下得到的PVDF薄膜中β晶呈典型的球晶结构,晶粒粒径随着膜厚的增加而增大,晶体颗粒的堆积疏松,薄膜致密性差;在较高温度下形成的α晶相,以二维生长为主,晶粒大小随着膜厚的增加基本上保持不变,α晶颗粒间接触紧密,薄膜致密性好.