水泥基材料为多相多尺度结构，各组分均不同程度影响整体韧性，将相关组分按宏观、介观、纳观3个尺度分类概述其对水泥基材料的抗裂增韧机理。宏观尺度如胶凝组分、集料、外加剂、纤维、水胶比、养护制度等，分析其物化效应对水泥基材料抗裂增韧特性的影响机理；介观尺度如微珠、晶须、渗透结晶材料等微米级增强材料，阐述其火山灰、填充、桥接、键合、渗透结晶等增强效应；纳观尺度如纳米SiO2、纳米CaCO3、石墨烯、碳纳米管及微生物、纳米聚合物等纳米级增强材料，介绍其对水化产物微观结构、生长方式及硬化浆体孔结构的增强及优化机理；并阐述‘碳纤维+碳纳米管’、‘纤维+晶须+石墨烯’等跨尺度组分的共轭增韧效应。最后，讨论不同尺度增韧组分当前应用、研究中的不足及发展趋势。

设计了用于 G波段行波管的聚焦极调制皮尔斯电子枪, 电子注电压 20 kV, 电流50.9 mA, 注腰半径 0.056 mm, 射程 10.3 mm。利用热-结构耦合分析和电子注轨迹仿真方法, 分析了热形变对电子枪性能造成的显著影响。为了消除电子枪热形变的影响, 设计了装配模具进行补偿, 并得到了实验验证。该电子枪已用于多种 G波段行波管, 解决了关键部件技术问题。

在“两山”理论、“双碳”目标的新形势下, 我国发布了一系列政策及优惠条件鼓励以工业副产石膏为原料制备石膏胶凝材料, 包括建筑石膏、α型高强石膏、混合相石膏等。迄今为止, 国内鲜有关于石膏胶凝材料的碳足迹核算报告。本文基于生命周期评价方法, 针对工业副产石膏制备石膏胶凝材料建立碳足迹核算模型, 并以磷石膏制备α型高强石膏为例进行验证。结果表明, α型高强石膏产品原料获取、生产、运输三个阶段的碳足迹分别为3.95、288.04、14.31 kg CO2 eq/t, 总量为306.3 kg CO2 eq/t, 其中生产阶段碳排放量最大, 是降低能耗、减少碳排放、节约成本的重要环节。本文建立的碳足迹核算模型适用于建筑石膏、α型高强石膏、无水石膏、混合相石膏等产品碳足迹核算。

针对菠萝削皮流水线生产加工过程中菠萝表面有内刺残留，需要人工二次去除内刺的问题，采用图像处理的方法对菠萝内刺进行特征提取与空间定位，从而确定菠萝内刺的精确位置，以实现菠萝内刺的自动化去除。设计了菠萝图像采集系统以及针对当前系统的菠萝内刺检测算法。对菠萝图像进行预处理，将内刺特征从背景中分离出来剔除干扰特征，并将内刺的轮廓作为提取特征。轮廓的面积和轮廓的圆度作为描述子，菠萝内刺轮廓最小外接矩形的中心坐标作为菠萝内刺在图像中的位置，利用菠萝外轮廓将内刺的二维坐标转换成三维坐标从而精确定位菠萝内刺。对比实验表明：菠萝内刺检测算法准确率明显高于传统的斑点检测算法，内刺中心位置拟合精度较高，检测最大误差为0.63 mm，平均检测误差为0.33 mm。研究表明，平均检测速度和精度都能满足菠萝内刺去除工序的需要，这为菠萝流水线加工过程中的内刺去除提供一定的技术基础。

实时图像与标准图像高效配准是保证烟标质量检测效率的关键步骤之一。根据烟标的结构和印刷工艺，提出了一种单角区域配准方法。所提单角区域配准法包括粗配准和精配准两步：粗配准利用烟标的边界特征调整烟标在图像中的姿态和位置，并去除图像中的冗余像素；精配准利用单角区域中的特征点求出实时图像与标准图像之间的单应性矩阵，然后利用单应性矩阵完成配准。实验结果表明，所提单角区域配准方法在烟标图像的配准速度和效果上优于尺度不变特征变换、ORB和AKAZE算法，能满足烟标质量检测的实时性要求。

硬碳拥有容量高、工作电位低、成本低等优势，在钠离子电池负极中展现出潜在的应用前景。其最重要的特点是拥有丰富的微晶结构，这对钠离子的吸附及嵌入/脱出过程十分有益，使硬碳展现出优益的储钠性能。在实际应用中，硬碳存在首效低、稳定性不足以及倍率性能较差等问题，功能化设计是针对性改善硬碳上述缺陷的有效策略。结合目前硬碳功能化改性方面的研究工作，系统介绍了近年来关于硬碳负极在功能化设计方面的典型策略及最新研究进展，并探讨了功能化设计的优势与不足，为指导未来钠离子电池硬碳负极的商业化应用提供理论基础和技术支撑。

以壳寡糖(COS)为碳前驱体, 三嵌段共聚物(F127)和正硅酸乙酯(TEOs)为模板剂, 通过溶胶-凝胶法制备了一种用于超级电容器的原位氮掺杂介孔碳材料(COS-NMC-x)。借助质谱仪、TG-DTG、XRD、Raman光谱、N2吸附/脱附、XPS、FT-IR、亲水性以及电化学评价等手段对材料进行了表征, 以研究材料的物化性质和电化学性能。结果表明, COS-NMC-x材料的比表面积、孔容、氮原子数分数随超声时间的增加呈先增后减的趋势, 当超声时间为15 min时, 样品的比表面积、孔容、氮原子数分数到最大, 接触角最小, 分别为144.94 m2·g-1、0.19 cm3·g-1、7.59%和23.16°。同时对COS-NMC-x进行了电化学性能评价, 在电流密度为0.5 A·g-1时, 样品的比电容为189 F·g-1, 远高于同组其他材料, 说明较大的孔隙结构和氮原子数分数等有利于材料的电化学性能提升。在10 A·g-1下经过5 000次循环之后, 该材料的电容保持率达到114%, 表现出良好的电化学性能, 在超级电容器应用方面展现出巨大的应用潜力。

将硅藻土制成硅藻土/分子筛复合材料, 其比表面积和吸附能力将显著提高。本文利用水洗-烧结-酸性水热系列组合处理工艺制备硅藻土/磷酸铝分子筛复合材料, 同时验证外加铝源形成磷酸铝分子筛的可行性, 探讨高品质硅藻土形成时的微观组织演变行为及孔隙结构变化规律。结果表明: 硅藻土的孔隙结构包括大孔、介孔和少量的微孔结构, 水洗处理仅有物理提纯作用; 500 ℃烧结可以疏通硅藻土壳体的孔洞, 但烧结温度过高会导致管状结构的坍塌; 酸性水热处理能够合成具有介孔结构的磷酸铝分子筛, 而且随着外加铝源的加入, 硅藻土/分子筛复合材料中磷酸铝分子筛含量增加, 当外加铝源为硅藻土中铝含量的1.5倍时, 其比表面积和吸附性能达到最大。

激光自混合干涉在测量时容易受到噪声的干扰，从而影响测量的精度和稳定度。为此，在利用双光反馈提高自混合干涉信号信噪比的基础上，结合随机偏振激光自混合干涉双偏振差分探测技术，进一步降低系统噪声。实验结果表明，双光反馈与双偏振差分结合使用，可将自混合干涉信号的信噪比提高7 dB。因此，所提方法和技术在自混合干涉测量中具有良好的应用价值。

针对眼底视网膜血管细小、轮廓模糊导致血管分割精度低的问题,提出一种多尺度框架下采用小波变换融合血管轮廓特征和细节特征的视网膜血管分割方法。通过预处理增强血管与背景的对比度,在多尺度框架下提取血管轮廓特征和细节特征,并进行图像后处理;采用小波变换融合两幅特征图像,通过计算各尺度对应像素的最大值,得到血管检测图像,最后采用Otsu法进行分割。通过在DRIVE数据集上进行测试实验,得到平均准确率、灵敏度和特异度分别为0.9582,0.7086,0.9806。所提方法能够在准确分割血管轮廓的同时保留较多细小血管分支,准确率较高。