双能谱CT的迭代重建模型及重建方法

双能谱CT能够重建被测物体的等效原子序数和电子密度或是基材料的密度图像.与传统的单能谱CT相比,有更好的物质区分能力,有着广泛的应用前景.但是双能谱CT重建问题的非线性性给重建带来了困难.针对该问题,本文提出一种适于双能谱CT的Newton型迭代重建方法.该方法首先将双能谱CT对应的非线性问题线性化得到一个线性方程组,然后利用SART方法对该线性方程组进行求解,最后利用求得的方程组的解对图像进行更新.该方法的主要优点是其灵活性.它能够适用于常用的各种扫描模式,对于几何一致和不一致投影均有效.同时容易将该方法推广到多能谱CT和慢电压切换的CT系统.数值实验表明,该方法能够正确重建出基材料的密度图像.另外该方法能有效去除重建图像中的硬化伪影.

利用含碳废砖生产钢包用镁碳砖和铝镁碳砖

通过对济钢第三炼钢厂的钢包镁碳残砖、转炉镁碳残砖和铝镁碳残砖的特殊处理,生产出性能优良的再生料。以这些再生料为主要原料制成的再生镁碳砖和铝镁碳砖,与不加再生料的同规格产品具有同等或相近的理化性能指标,在160t钢包工作衬上使用,效果较好,残砖厚度与使用原砖的类似。

采用数码相机的图像测量方法研究

针对被测工件精确尺寸的要求,将数码相机用于尺寸的测量,采用了新颖的基于B样条算法进行边缘的定位,通过对实际工件进行测量得到了亚像素级的测量尺寸。试验结果反映了该方法的有效性。

航空发动机涡轮叶片热障涂层研究进展

涡轮叶片的热障涂层技术是保障和提升航空发动机性能的关键技术之一,涡轮叶片的工作环境要求热障涂层需要具备隔热性能好、热膨胀系数与基材相匹配、抗氧化性能好、抗熔盐腐蚀性能好等一系列特点,这对热障涂层的材料、结构以及制备工艺提出了巨大的挑战,是当前航空发动机领域的热点研究之一。本文对构成热障涂层的金属粘结层和陶瓷层材料,以及热障涂层体系结构的研究现状做了详细介绍,并简要介绍了常用的热障涂层制备方法,展望了金属粘结层和陶瓷层材料体系和制备技术的发展趋势,以期为未来航空发动机涡轮叶片热障涂层体系的构建提供有益参考。

硼对第二代镍基单晶高温合金显微组织的影响

硼(B)是强化镍基单晶合金小角度晶界的重要微量元素,但目前关于B对镍基单晶合金显微组织影响的系统报道非常有限。通过对3种不同B含量(质量分数分别为0、0.01%、0.02%)的第二代镍基单晶合金DD11铸态及热处理态组织定量表征,研究了B对相转变温度、(γ+γ′)共晶组织、硼化物的影响。结果表明:B显著降低合金的固液相线,提高铸态共晶组织体积分数;0.01%B的加入,合金中未出现M3B2型硼化物相;而0.02%B的加入,显著促进了骨架状硼化物的形成,降低合金初熔点,引起残余共晶含量的大幅度提高;骨架状硼化物吸收较多的Cr、Mo和W等元素,降低合金的固溶强化效果,可导致单晶合金基体的蠕变性能大幅度降低。研究结果对认识单晶合金中微量元素B的作用机理及优化B成分范围具有理论指导意义。

有限角CT成像研究进展

有限角CT成像在工业和医学CT成像中都有重要的应用需求,但由于获得的投影数据不完备,有限角CT成像问题高度病态,以致传统算法重建的CT图像中出现严重的有限角伪影,从而影响CT图像的阅片和判读。为了解决该问题,国内外学者对有限角CT成像理论和算法做了大量研究。本文首先简要介绍了有限角CT图像伪影的特点;然后重点综述了有限角CT图像重建算法的研究进展,包括作者所在团队所做的相关研究和探索;最后概述了目前存在的问题以及对进一步研究的展望。

热等静压对第二代单晶高温合金DD6显微组织和力学性能的影响

通过1280,1300℃和1320℃3个温度的热等静压实验,对比分析热等静压对第二代单晶高温合金DD6显微组织和力学性能的影响。结果表明:热等静压能够显著减少显微疏松,尤其是经过1300℃/100MPa,4h热等静压处理的合金内部显微疏松含量从0.31%降低到0.04%。提高热等静压温度能显著减少共晶含量。热等静压对合金的持久性能没有明显影响,但能显著提高DD6单晶合金的低周疲劳性能。经过1300℃/100MPa,4h热等静压处理的合金疲劳寿命较经过标准热处理的疲劳寿命提高了一个数量级,这与热等静压显著减少合金中的疏松孔洞相关。

CCD图像的轮廓特征点提取算法

采用最大方差法将图像二值化,用图像形态学的梯度﹑细化和修剪算法来提取边缘轮廓,利用十一点曲率法得到轮廓的角点和切点的大致位置。提出了一种基于最小二乘拟合的改进算法,来进一步确定角点和切点,并对轮廓分段识别。该算法应用在基于图像处理的刀具测量系统中,实际结果表明具有良好的抗噪声性能,能准确提取出图像的特征点。

Ru对DD22镍基单晶高温合金组织和持久性能的影响

通过对两种不同Ru含量（0%和2%,质量分数）的新一代镍基单晶高温合金DD22铸态及热处理态组织定量表征与1100~1150℃持久性能测试,研究了Ru对相转变温度、（γ＋γ′）共晶组织、凝固偏析、合金元素相成分、合金元素分配比及持久性能的影响。结果表明：Ru降低了合金的固液相线、铸态共晶组织体积分数以及凝固偏析程度。合金热处理后,与无Ru合金相比,含Ru合金γ′尺寸更为细小,γ/γ′两相中对TCP相析出有重要影响的Re和Cr元素分配更加均匀。Ru通过降低γ′相尺寸,增加γ/γ′错配度,提高固溶强化效果,抑制持久加载过程中TCP相析出,显著提高DD22合金持久性能。

一种镍基单晶高温合金的高温蠕变行为

采用扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在1000℃的高温低应力蠕变行为。实验结果表明:合金蠕变速率呈现出先减小再增大的变化趋势,当应变量达到一定临界值(1±0.2)%后,变形速率迅速上升,蠕变进入第三阶段。高温蠕变初始阶段的主要变形机制为a/2〈110〉{111}型位错环在基体内运动。合金在高温蠕变稳态阶段的主要变形机制为位错切割γ'相,切割位错主要有螺型位错对和[001]超位错两种形式。

热处理对第二代镍基单晶合金DD11显微组织及持久性能的影响

采用光学显微镜和扫描电镜对铸态、固溶态和时效态的第二代镍基单晶合金DD11的显微组织进行定量表征,并测试了不同一级时效处理后的合金1 100℃/140MPa和980℃/250MPa条件下的持久性能。结果表明:合金经过1 320℃/6h固溶处理后,(γ+γ′)共晶相全部溶解,凝固偏析显著降低,合金组织均匀。一级时效温度低于1 160℃时,γ′相为方形,一级时效温度高于1 180℃时,γ′相为球形,γ通道显著变宽,并在通道内析出细小的γ′相。随一级时效温度提高,合金的持久寿命先增大后降低。持久性能与γ′相尺寸、体积分数及形态密切相关。

热等静压对第二代DD6单晶高温合金高温高周疲劳性能的影响

对第二代DD6单晶高温合金进行了标准热处理和热等静压处理＋标准热处理,然后再在850℃和300-850 MPa应力条件下进行高温高周疲劳试验,观察了不同处理状态合金的显微组织,分析了热等静压处理对合金显微组织和高温高周疲劳性能的影响。结果表明：与仅进行标准热处理的合金相比,增加热等静压处理后,合金内部显微疏松的数量和尺寸显著降低,其体积分数从0.31%降低到0.04%,合金的高周疲劳强度由331MPa提高至433MPa,高周疲劳寿命也显著提高。

一种镍基单晶高温合金的热机械疲劳行为

采用热机械疲劳试验、扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在600-900℃的同相位热机械疲劳行为。结果表明：该合金在试验中承受的平均应力表现为压应力；随着机械应变幅的增大，疲劳寿命逐渐下降，应力范围和塑性应变量逐渐增大；合金在试验中表现为高温半周循环软化、低温半周循环硬化；合金热机械疲劳的主要变形机制为a／2（110）{111}型位错在基体内的滑移和交滑移运动；合金的断裂方式为微孔聚集型断裂，拉应力对合金的断裂起到了主导作用。

基于图像处理技术的刀具测量系统

阐述了一种高精度刀具测量系统。被测刀具采用白炽灯照明。其图像由数码相机摄取并通过USB接口传输到计算机中 ,图像处理程序采用Zernike正交矩亚像素算法提取刀具轮廓 ,计算出刀具的精确几何参数 ,并从串口输出。文章详细讨论了Zernike正交矩算法 ,并对实际测量结果进行了分析 ,证明系统精度可达到 4 μm。

基于扩展的信息熵的决策表属性约简算法

从一种扩展的信息观的角度出发,讨论了Rough集理论的信息论观点。提出了一种基于扩展的信息熵的决策表核属性计算算法,并设计了以属性重要性为启发信息的自下而上的决策表属性约简算法EIEAAR。同时针对不一致表,将属性对不相容对象的包含值作为第二标准选择属性以加快约简速度。EIEAAR算法能处理一致和不一致决策表,并将核属性计算和非核属性约简统一起来。最后,对算法进行复杂度分析并用实例验证算法的有效性。实验表明该算法能有效得到决策表的最小约简。

铼含量微量调整对第三代镍基单晶高温合金组织和高温持久性能的影响

制备了名义成分为Ni-9Ta-6Al-6W-4Co-2Cr-0.4Mo-xRe(x分别为6.2,6.8,质量分数/%)的两种单晶高温合金,研究了铼含量对合金铸态显微组织和相转变温度以及热处理态显微组织和高温持久性能的影响。结果表明:微量增加铼后,铸态合金的凝固偏析程度和γ+γ′共晶组织含量均增加,固溶过程中共晶组织快速溶解的峰值温度提高;热处理态合金中的γ′相尺寸略微减小,持久加载过程中拓扑密排相的析出量增加;铼的微量增加显著改变了铼和铬的成分分配比,增强了固溶强化效果,明显提高了合金的高温持久性能。

镍基单晶高温合金DD11杂晶形成的过冷度时间判定

以第二代镍基单晶高温合金DD11为研究对象,参照工程单晶铸件横向突变结构设计平台试样进行浇注及定向凝固实验。采用光学显微镜(OM)观察平台晶体组成及其形貌特征,并借助差热分析法(DSC)研究DD11合金的过冷效应。以过冷度时间(ΔT/v)判定杂晶形成条件,探讨平台尺寸、空间位置及抽拉速率对杂晶形成倾向性的影响机制,并研究定向凝固过程中的杂晶形成规律。结果表明,当抽拉速率为2mm/min时,外侧平台长度从8mm到26mm均未形成杂晶,而内侧平台尺寸超过18mm时开始形成杂晶,表明较大的平台试样长度和内侧位置会增加杂晶形成的倾向性。随着抽拉速率提高到6mm/min,不同尺寸的外侧平台均形成杂晶,内侧平台则在尺寸大于12mm后出现杂晶,表明增加抽拉速率均提高内外侧平台试样的杂晶形成倾向。与内侧平台试样相比,抽拉速率对外侧平台试样形成杂晶的影响更显著。平台尺寸、空间位置及抽拉速率影响了定向凝固过程中的环境温度和冷却速率,其通过产生较小过冷度时间(ΔT/v)从而增加了杂晶形成的倾向性。

一种镍基单晶高温合金的反相热机械疲劳行为

采用扫描电镜、透射电镜等方法研究了一种镍基单晶高温合金在600~900℃的反相位热机械疲劳行为,旨在探讨单晶合金的热疲劳变形及断裂机制,丰富单晶合金热机械疲劳理论。试验结果表明:当应变幅由0.6%增大至0.9%时,热机械疲劳寿命下降,塑性应变量和应力范围增大。合金的循环应力响应曲线在低温半周表现为循环硬化行为,而在高温半周则表现为循环软化行为。合金主要的变形特征是局部区域滑移带的运动。热机械疲劳裂纹起始于试样表面应力集中处,并沿着滑移带在{111}面向合金内部扩展,拉应力对合金的断裂起到了主导作用。

固溶热处理对一种第三代镍基单晶高温合金组织及高温持久性能的影响

研究了固溶热处理对一种Re含量为6.5%(质量分数)的第三代单晶高温合金组织及持久性能的影响,实验结果表明:合金铸态下存在明显的凝固偏析,枝晶间区域存在大量的(γ+γ′)共晶组织。固溶过程中,共晶组织在1 335℃以上开始快速溶解,但难熔元素,尤其是Re元素的偏析需要在1 360℃以上才能有明显改善;经过1 365℃固溶后疏松含量增加至0.21%(体积分数),接近铸态下疏松含量的5.2倍。铸态及经1 360℃和1 365℃固溶热处理后合金的持久性能测试结果显示:固溶热处理显著改善了合金的持久性能,且固溶温度越高,持久性能越高。在高温持久加载过程中,铸态合金的裂纹主要沿枝晶间分布,在(γ+γ′)共晶组织处萌生;当固溶温度较低时,且枝晶干处析出了较多的TCP(topologically close-packed)相,未能充分降低Re元素的偏析可能是导致枝晶干处TCP相大量析出的主要原因;当固溶温度较高时,TCP相析出量较少。

CT切片图像的三维重建

三维成像技术是计算机图形学的一个重要研究方向,在现代临床医学及工业等各方面都有重要的应用。本文介绍了由二维图像序列生成三维图像的重建算法和显示方法;并介绍了如何在Visual C++6.0环境下,由上述算法开发出基于OpenGL的相应程序。