婴幼儿非母乳喂养时奶粉是摄取营养的主要制品， “三聚氰胺”、 “香兰素”等添加剂安全事件的频频发生， 引起全社会的高度关注。 如何快速检测并高效识别奶粉中的不良物质， 是国内外乳制品安全领域的研究热点， 对保障婴幼儿成长健康具有十分重要的现实意义。 由于淀粉和香兰素的红外和拉曼光谱均存在大量的吸收峰， 基质与添加物的光谱信号重合区域广信噪比低， 谱峰重叠干扰严重， 仪器越灵敏检测筛选的难度越大。 研究基于X射线衍射（XRD）建立了适用于食品添加剂香兰素的无损快速、 高灵敏度检测方法， 食品乳制品中的淀粉、 蛋白质等基质材料在XRD下均不具有复杂的衍射花样， 基于XRD的香兰素快速检测方法消除了食品乳制品中各类基质的背景干扰， 结合XRD图谱的指纹特性对香兰素的掺杂进行快速鉴别和定性识别检测。 结果表明， 掺杂香兰素后衍射图谱13.03°出现明显尖锐的衍射峰， 峰形好， 响应值高， 该衍射峰是快速检测香兰素是否存在的特征指纹峰。 XRD法快速检测香兰素采用直接进样、 精细扫描， 在去除基质影响的同时， 相对于气相色谱法、 电泳法， 该方法更加方便、 快速， 定性确认更准确， 结果可靠， 适用性强。 香兰素晶体衍射峰明显， 结构稳定， 同时制样简单， 极大地缩短了检测时间。 本研究中香兰素最低掺杂量为202 μg·g-1， 可用于市售加香食品中香兰素的含量的快速检测， 灵敏度可满足建议限量和超量掺加的检测需求。

二值条纹投影技术能够避免三维测量系统中非线性影响，降低测量误差，为了优化二值条纹正弦质量，提高测量精度，提出了一种二值编码结合误差扩散的三维测量方法。以单周期正弦条纹特定方式采样点作为二值编码对象，在时间域上对采样点进行等区间划分，使用误差扩散算法对各区间对应的灰度区域进行处理生成相应的二值图像，在投影仪聚焦投影状态下代替传统正弦条纹获取较高质量的相位信息。在此基础上，采用“S”形路径扫描改善了条纹正弦性。实验结果表明，所提方法生成的正弦条纹相比传统四步相移算法，能够有效提高测量精度，具有良好的正弦性。对比实验证实，所提算法优化后相位误差减少24.19%，正弦条纹质量进一步得到提升。

二值条纹不受三维测量系统非线性伽马效应的影响，同时能显著提高投影效率。基于此，提出一种复用加权二进制编码条纹方法以实现三维测量。首先，对传统正弦条纹的灰度进行特定均匀采样，使用二进制编码条纹方法生成8幅二值条纹。然后，对二值条纹组合进行唯一化处理，将4幅相异的二值条纹投影到被测物体表面，对采集到带有物体表面调制信息的二值条纹进行复用二进制加权运算，生成调制后的正弦条纹。最后，对该方法开展了多组对照实验。实验结果表明，所提方法将用于加权生成正弦条纹的二值条纹优化为4幅后，仍然可以保持良好的测量精度和效果。所得标准球的局部点云与拟合标准球的平均距离，相比于传统三步相移技术降低了72.3%。

为考察受载锂渣混凝土抗氯离子渗透性能, 本文设计了锂渣取代水泥质量0％、10%、20%和30%的C20、C30和C40混凝土, 对混凝土试件施加极限压荷载的10%、30%和50%, 作为持续压应力, 进行氯离子渗透性能试验。结果表明: 水灰比范围在0.40~0.62时, 电通量随着水灰比的增大而增大; 对于施加不同压应力的混凝土, 当压应力比达到0.3时, C20和C30混凝土电通量有明显的提升, 当压应力比达到0.5时, C40混凝土电通量有明显的提升; 对于不同锂渣取代量的混凝土, 电通量随着锂渣取代量的增大而减小。结合 Fick第二定律和质量守恒定律, 建立在持续荷载作用下锂渣混凝土氯离子渗透模型, 结果表明, 氯离子在浸泡环境下的渗透性能符合试验规律, 模拟结果与试验结果一致。

倍增层对雪崩光电探测器内部载流子的碰撞电离至关重要，因此，采用三元化合物In_0.83Al_0.17As作为倍增层材料，借助器件仿真工具Silvaco-TCAD，详细探究了In_0.83Ga_0.17As/GaAs雪崩光电探测器的倍增层厚度及掺杂浓度对其内部电场强度、电流特性和电容特性的影响规律。研究表明，随着倍增层厚度的增加，器件的电场强度和电容呈减小趋势。同时，倍增层掺杂浓度的增大会引起电容和倍增层内的电场强度峰值增加。进一步研究发现，随着倍增层厚度的增加，器件的穿通电压线性增大，击穿电压先减小后增大，但倍增层掺杂浓度的增加会引起器件击穿电压的减小。此外，用电场分布和倍增因子的结合解释了器件穿通电压与击穿电压的变化。

提出一种二进制编码条纹代替正弦条纹的方法，以降低三维测量系统的非线性误差。首先，通过对传统正弦条纹一个周期内呈正弦变化的光强值进行二进制编码，将所有二进制编码的每一位分别组合生成二值条纹，投影到被测物体表面。然后，将采集到的多幅二值条纹进行叠加，生成正弦条纹。最后，结合四步相移技术，并使用互补格雷码辅助相位展开进行实验验证。实验结果表明，所提方法相比于传统四步相移方法可以有效降低非线性伽马效应导致的相位误差，提高测量精度。对直径为50.8140 mm的高精度标准球进行测量，所得的局部点云与拟合标准球的平均距离为0.0697 mm。

Bio-inspired porous metallic scaffolds have tremendous potential to be used as artificial bone substitutes. In this work, a radially graded lattice structure (RGLS), which mimics the structures of natural human bones, was designed and processed by laser powder bed fusion of martensitic Ti-rich TiNi powder. The asymmetric tension-compression behaviour, where the compressive strength is significantly higher than the tensile strength, is observed in this Ti-rich TiNi material, which echoes the mechanical behaviour of bones. The morphologies, mechanical properties, deformation behaviour, and biological compatibility of RGLS samples were characterised and compared with those in the uniform lattice structure. Both the uniform and RGLS samples achieve a relative density higher than 99%. The graded porosities and pore sizes in the RGLS range from 40%-80% and 330-805 μm, respectively, from the centre to the edge. The chemical etching has significantly removed the harmful partially-melted residual powder particles on the lattice struts. The compressive yield strength of RGLS is 71.5 MPa, much higher than that of the uniform sample (46.5 MPa), despite having a similar relative density of about 46%. The calculated Gibson-Ashby equation and the deformation behaviour simulation by finite element suggest that the dense outer regions with high load-bearing capability could sustain high applied stress, improving the overall strength of RGLS significantly. The cell proliferation study suggests better biological compatibility of the RGLS than the uniform structures. The findings highlight a novel strategy to improve the performance of additively manufactured artificial implants by bio-inspiration.

为提高传统激光熔覆涂层中的组织性能和整体质量，采用空载式超声振动辅助设备制备涂层。在45钢表面制备304L+La2O3涂层，分析研究了熔覆层的显微组织、物相组成、显微硬度和摩擦磨损性能。结果表明：超声振动产生的空化效应以及声流作用能够使涂层晶粒更加细小，改善组织性能。施加超声后熔覆层硬度平均为758.2 HV，比无超声工艺提高了7.4%，摩擦因数和磨损量分别降低了6.5%和12.9%。

针对离焦投影二值条纹生成正弦条纹进行测量时，条纹对比度和测量景深降低的问题，提出了一种聚焦投影二值编码条纹的结构光测量方法。以正弦条纹单周期内的强度值为规律，对二值条纹进行编码。按特定方式对编码后的二值条纹进行处理后，可生成用于实际测量的正弦相移条纹。同时，结合二加一相移算法进行改进，复用获取正弦条纹的二值条纹来生成测量所需的背景灰度图像，减少一幅均匀平面图案的投影，进而提高测量速度和精度。实验结果表明，所提方法以标准球为实验对象，测得的均方根误差为0.0425 mm。在投影仪全程聚焦的情况下，采用二值条纹进行测量，在避免非线性影响的同时，能够减少对正弦条纹对比度和测量景深的影响，进而可获取高精度的重建结果。