华南理工大学学报(自然科学版)

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1. 考虑覆盖率下时差式超声流量计的平面声道模型

刘桂雄陈国宇朱斌庚谭文胜

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.001

摘要（420）

PDF（pc）（1526KB）（528）

为考察时差式超声流量计的声道覆盖率、布置方式对测量结果准确性的影响，对立体声道的平面声道模型进行了特性分析，推导出不同覆盖方式下覆盖面积的计算公式、声道段总数范围的确定公式以及声道段中心线至管道横截面中心距离的计算公式，并进行平面声道模型参数的设计．实例计算结果表明，文中提出的时差式超声流量计立体声道的平面声道模型计算方法是有效的．

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2. 基布横动式Z 字型织草装置的研制及摆幅分析

游东东刘鹏

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 6-10. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.002

摘要（345）

PDF（pc）（1703KB）（664）

为提高人造草坪基布的承载能力及草簇分布的均匀性，提出了一种偏心轮式基布横动装置，实现了人造草坪的 Z 字型织造，并研究了 Z 字型摆幅大小对人造草坪基布承载能力的影响．文中建立了基布横动装置的虚拟样机模型，并进行了机构的运动仿真和空机运行实验，针对草簇行距为19 mm( 3/4 英寸) 的基布进行了 4 种不同摆幅的基布拉伸试验．结果表明: 与直线型相比，Z 字型人造草簇在基布上的分布更加均匀，基布的承载能力得到了较大的提升; 当Z 字型摆幅约为人造草坪行距的一半时，基布的承载能力更好．

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3. 功能电极钛合金表面TiN 涂层的原位合成

徐安阳刘志东李文沛邱明波田宗军

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 11-16. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.003

摘要（406）

PDF（pc）（3272KB）（561）

针对功能电极电火花诱导烧蚀加工钛合金的表面缺陷，通过原加工系统向加工区域通入氮气，利用电火花放电对烧蚀加工表面进行修整，放电产生的热量促使氮气和钛合金表面材料发生化学反应，原位合成了TiN 涂层，并利用扫描电子显微镜、X 射线衍射仪、显微硬度计等检测手段对涂层进行测试．结果表明: 加工过程中电火花放电稳定连续，能量利用率较高; 涂层致密、均匀、连续，主要由TiN 强化相组成，厚度可达400 μm 以上;TiN 涂层显微硬度可达1761．8，是基体硬度的5．7 倍; 涂层与基体之间形成结合强度高的冶金结合且 TiN 相分布比较均匀; 合成反应对电极有很强的反镀作用，电极端面以TiN 强化相为主，能有效地降低电极损耗，同时避免了电极材料对涂层形成的污染，较好地保持涂层中TiN 相的纯度．

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4. 细长型液压启闭机液压缸筒活塞杆挠度的计算分析

丁问司张旭范亚军

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 17-21. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.004

摘要（417）

PDF（pc）（1302KB）（838）

基于改进的液压缸阶梯杆模型，对细长型液压启闭机液压缸筒及活塞杆的挠度进行了计算分析，考虑了液压缸安装角度、缸筒与活塞杆配合间隙、液压缸活塞杆自重以及油液质量对杆轴横向变形的影响; 依据固体力学基础理论对缸筒、活塞杆的受力与变形进行计算推导，通过建立和求解挠度方程获得了液压缸筒、活塞杆挠度的解析计算方法，并结合工程实际给出了应用算例．结果表明，与有限元计算方法相比，文中方法的计算误差在 5%以内．

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5. 液压挖掘机的动应力测试与瞬态分析

任志贵陈进王树春庞晓平黄定红马金成

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 22-28. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.005

摘要（471）

PDF（pc）（2155KB）（731）

采用动态测试和瞬态分析方法研究液压挖掘机工作装置在常态挖掘过程中的动应力特性，首先针对某反铲液压挖掘机的常态挖掘过程，搭建动应变、油压和角位移的同步采集测试平台; 然后基于达朗贝尔动静法原理，分别建立动臂、斗杆和铲斗的动平衡方程，并代入测试数据计算出构件各铰点的动载荷谱，将其转换到随体坐标系中再进行瞬态分析．动态测试和瞬态分析对比结果表明，仿真应力与测试应力的变化规律一致，瞬态分析能够得到挖掘机工作装置整体的动应力特性，可以作为判断工作装置动应力分布规律和危险截面的依据．

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6. 弧齿锥齿轮四阶传动误差的设计

苏进展方宗德蔡香伟

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 29-34. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.006

摘要（371）

PDF（pc）（2222KB）（463）

为获得给定设计重合度和实际载荷工况下传动误差的不同啮合转换点幅值和最小波动量，提出了小轮采用变性法加工的弧齿锥齿轮四阶传动误差设计方法．通过改变接触迹线方向和参考点位置来获得齿轮副预置重合度和啮合位置对称; 预置四阶传动误差的表达式，由逆轮齿接触分析( TCA) 方法获得相应的高阶变性系数．算例分析结果表明:调整滚比多项式的前四项系数，可以获得不同啮合转换点幅值的四阶传动误差，并对承载传动误差的波动量及所对应的载荷产生影响; 四阶传动误差是通过控制齿面相对修形量来实现的．

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7. 多齿啮合行星机构的传动精度分析

林超蔡志钦

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 35-40,46. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.007

摘要（757）

PDF（pc）（2619KB）（427）

针对多齿啮合行星机构这种新型的传动机构，研究了其传动原理; 在此基础上，考虑偏心误差、行星齿轮相位角、弹性变形与负载对机构传动精度的影响，建立了机构随转角变化的传动精度模型，推导出其传动精度方程; 然后，利用虚拟样机技术，在ADAMS环境中进行仿真分析及验证，并进行相应的简化实验，得到该机构的输出转角误差和回差．研究表明: 仿真结果与计算结果基本一致; 与传统行星机构相比，多齿啮合机构的传动精度明显提升．

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8. 考虑报废的K/N 冷备份冗余系统可修复备件优化

薛陶冯蕴雯秦强

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 41-46. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.008

摘要（410）

PDF（pc）（841KB）（711）

K/N 冷备份冗余系统是提高系统可靠性的重要手段．针对已有分析模型未考虑备件在工程实际中存在一定报废率的客观情况，分析了 K/N 冷备份冗余系统的特点和工作流程，以最小化维修成本为目标，构建了单层两级的 K/N 冷备份冗余系统可修复备件优化模型，并基于可修复备件库存分配建模理论，研究了考虑报废后备件保障效能的分析流程和方法; 然后采用边际分析法给出该优化模型的求解方法，并应用研究结论对备件的需求量进行预测; 最后，通过算例分析验证了文中模型的合理性和适用性．

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9. 用于信号盲提取的最大三阶相关峭度反卷积算法

杨光永胡国清陈乐吴海峰宋佳声

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 47-51,58. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.009

摘要（381）

PDF（pc）（1580KB）（892）

传统的低阶自适应滤波器难以抑制或消除激光位移信号的高阶统计噪声，且在微位移测量条件下，基于最大熵或自然梯度的盲源分离方法的收敛速度和信噪比会急剧降低．为此，文中利用混合信号的峭度变化特性，提出了最大三阶相关峭度反卷积算法，设计了反卷积逆滤波器，分析了最大三阶相关峭度反卷积算法的收敛性和稳定条件，并构建了实验平台进行盲提取实验．结果表明，最大三阶相关峭度反卷积算法可有效地盲提取激光位移信号和多重反射信号，较 FastICA 算法具有更快的收敛速度和更高的信噪比．

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10. 多信道认知无线电频谱感知次用户和功率分配

刘鑫仲伟志孔繁锵井庆丰

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 52-58. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.010

摘要（344）

PDF（pc）（1740KB）（977）

为提高多信道认知无线电的吞吐量，提出了协作频谱感知子信道次用户和传输功率的联合分配算法．该算法基于主用户的存在状态，在约束次用户协作检测概率和总功率的基础上，以最大化次用户所有子信道的吞吐量总和为目标，通过交替方向优化获得子信道次用户和传输功率的联合分配．仿真结果表明: 文中提出的联合分配算法通过较少的迭代次数就可以获得最优值，并且能够根据子信道状态动态地分配子信道次用户和传输功率，提高了次用户的吞吐量．

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11. 基于双树复小波域 HMT 模型的煤燃烧火焰图像去噪

吴一全宋昱

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 59-65. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.011

摘要（354）

PDF（pc）（2054KB）（486）

锅炉煤燃烧火焰图像中存在的噪声会对后续的特征提取和温度重建造成不利的影响．为更有效地去除锅炉煤燃烧火焰图像中的噪声，文中提出了一种基于双树复小波域隐马尔可夫树( HMT) 模型的锅炉煤燃烧火焰图像去噪方法．首先对含噪火焰图像进行双树复小波变换，然后依据 HMT 模型分别对双树复小波系数的实部和虚部进行建模，并采用期望值最大算法来估计模型参数，接着利用贝叶斯最小均方误差准则来估计无噪双树复小波系数，最后通过双树复小波逆变换得到去除噪声的火焰图像．实验结果表明，与小波域 VisuShrink 阈值法.

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12. 实用最优点的概念及求解方法

高立群孔祥勇欧阳海滨邹德旋

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 66-71. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.012

摘要（405）

PDF（pc）（670KB）（800）

从工程实际角度引出实用点的概念，指出对于一个优化问题而言，在某些场合不仅要考虑目标函数的全局极值点，还要考虑函数在此极值点邻域内的性质，进而提出实用最优点的概念——带有一定邻域约束的全局最优点．由于该约束采用传统方法难以处理，文中采用邻域采样的近似方法，基于粒子群优化算法的思想，提出了一种快速搜索算法，以求取不同要求下的实用最优点．仿真实验结果验证了实用最优点的概念以及搜索算法的可行性，该搜索算法具有良好的寻优性能．

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13. 基于 CNN 和随机弹性形变的相似手写汉字识别

高学王有旺

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 72-76,83. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.013

摘要（676）

PDF（pc）（1191KB）（1963）

针对手写汉字中相似汉字的识别问题，构建了一种卷积神经网络( CNN) 模型，并给出了其网络拓扑结构，通过随机弹性形变对样本集进行扩展，以提高模型的泛化性能．相似手写汉字的识别实验结果表明: 相对于常规的 CNN 模型，文中 CNN 模型的手写汉字识别正确率提高 1．66%，特别是对于变形的手写汉字，识别正确率提高 12．85%; 相对于传统的手写汉字识别方法，文中方法的识别错误率降低 36．47%，从而验证了文中识别方法的有效性．

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14. 基于估距方式分类的无线传感器网络定位算法

黄智勇张欣

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 77-83. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.014

摘要（379）

PDF（pc）（1552KB）（473）

针对传统无需测距的无线传感器网络定位算法( DV- Hop 算法) 在估算距离时因存在较大误差而导致定位精度不高的问题，文中提出了基于估距方式分类的无线传感器网络定位算法．该算法引入最优辅助估距锚点，未知节点每次在估算距离时，首先依据所需估算的距离寻找最优辅助估距锚点，再按其估距所属类型进行估距计算，以提高距离估算的精度．为进一步提高定位精度，文中算法在三边定位法中引入“非线性－跳数” 加权因子，通过它获得未知节点最终估计坐标的期望．仿真实验结果表明，在适当增加通信开销的条件下，文中算法的定位精度显著提高．

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15. 高光谱图像纯像元指数计算的 FPGA 实现

郭杰李云松弋方吴宪云

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 84-89. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.015

摘要（400）

PDF（pc）（1590KB）（828）

针对高光谱图像含有上百个谱段数据、计算纯像元指数运算量大的问题，提出了一种现场可编程门阵列( FPGA) 实现结构，该结构采用投影向量并行的矩阵运算策略，以减少接口的数据读取; 在投影计算方面，提出了一种谱段并行的内积运算电路，以提高计算并行度，同时采用简化的投影向量以避免硬件中难以实现的浮点乘法运算．实验结果表明: 对含有 224 谱段、分辨率为 350 ×350 的 AVIＲIS Cuprite 高光谱图像，该结构在端元提取准确性方面优于 ENVI 软件和其他已有结构，对应的 FPGA 实现方案可以在10s 内完成纯像元指数计算，满足星载/机载现场实时处理的要求．

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16. 抑制编码误差扩散的深度图帧内编码

杨旭李兵兵马祥常义林

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 90-96. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.016

摘要（385）

PDF（pc）（1233KB）（520）

为进一步提高深度图编码的质量和三维视频虚拟的合成质量，提出了抑制编码误差扩散的深度图帧内编码方法．首先根据深度图的特性将深度图划分为平坦区域和边缘区域，并分析这两个区域的误差扩散特性．基于此特性，在宏块的率失真优化计算中，利用修正值修正易引起误差扩散的块或子块，使其后续大量受误差扩散影响的块或子块具有较低的率失真代价函数．实验结果表明，与JMVC8．5的帧内编码方法和基于分割的帧内预测方法相比，文中方法虚拟合成的平均峰值信噪比分别提升0．30和0．25dB．

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17. 基于空间混淆位置隐私保护的位置隐私区域生成算法

徐红云许隽龚羽菁徐梦真

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 93-103. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.017

摘要（446）

PDF（pc）（820KB）（635）

为提高位置隐私区域的切换成功率，实现个性化位置隐私保护，基于空间混淆位置隐私保护方法提出了两种位置隐私区域生成算法，初级形心偏移法和高级形心偏移法．初级形心偏移法通过将切换后的位置隐私区域的形心相对切换前的位置隐私区域发生一定的偏移来实现，偏移幅度由用户周围其他用户的分布决定．高级形心偏移法将切换前位置隐私区域的形心偏移至切换后位置隐私区域的外部，再根据用户周围其他用户的分布生成与切换前位置隐私区域无重叠的新的位置隐私区域．实验结果表明: 在中心点攻击下，初级形心偏移法的切换成功率保持在 90% 以上，高级形心偏移法的切换成功率亦接近 100%; 在无差别攻击下，高级形心偏移法的切换成功率亦接近 100%．

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18. 云存储系统的能耗优化节点管理方法

林伟伟贺品嘉刘波

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 104-110. DOI: 10.3969/j.issn.100-565X.2014.01.018

摘要（358）

PDF（pc）（493KB）（629）

为节省云存储系统的能耗，文中考虑在云存储系统利用率较低时关闭部分存储节点．为了保证部分存储节点关闭时数据的可用性，针对如何选择云存储系统中可以关闭的节点集合问题，设计了基于辅助节点的贪心算法，并针对异构云存储系统的能耗优化问题，提出了面向异构云存储系统的能耗优化贪心算法．模拟实验结果表明，文中提出的面向异构系统的能耗优化贪心算法能较好地降低异构云存储系统的能耗，其性能明显优于一般的贪心算法，从而验证了所提算法的有效性．

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19. SoS 滤波器及其在工业超声波成像中的应用

戴光智韩国强林伟毅欧阳显跃

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 111-116. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.019

摘要（431）

PDF（pc）（1413KB）（511）

为减少采样数据和采样频率，文中考虑将有限新息率( FRI) 模型应用于工业超声波成像系统中，但现有的 FRI 模型并不能很好地应用于反射信号频率很高的工业超声波成像系统．为此，文中基于 FRI 滤波器组，提出了一种适用于工业超声信号处理的新型FRI 采集方法——辛格函数之和( SoS 滤波器) 法，推导了该方法应具备的条件，并给出了SoS 滤波器的构造方式．采用该方法对一维超声波成像原始数据进行处理，结果表明文中所提出的采集方法是有效、可行的．

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20. 基于分数阶积分谷底边界检测的路面裂缝提取

王卫星吴林春

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 117-122. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.020

摘要（370）

PDF（pc）（2885KB）（478）

针对路面裂缝图像噪声大、边界弱、裂缝细小导致分割难的问题，提出了一种基于谷底边界的路面裂缝提取方法．该方法首先对原始图像进行邻域平滑处理，在消除噪声的同时扩展了裂缝的相对宽度; 接着对图像进行基于分数阶积分的谷底边界检测; 然后采用形态学方法对图像进行处理，使裂缝趋于光滑后进行短线噪声去除，并结合最大熵阈值断线连接法自动连接裂缝断口，从而得到最终的裂缝检测结果．实验结果表明，该方法能快速检测出细小的路面裂缝，具有抗噪性能好、定位准确及检测精度高的特点．

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21. 图形处理器上CSB⁺- 树索引的并行构建算法

刘勇奚建清黄东平贾连印苗德成

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 123-127,134. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.021

摘要（652）

PDF（pc）（913KB）（770）

为提高缓存敏感 CSB⁺- 树索引的操作效率，在图形处理器( GPU) 上研究 CSB⁺-树的并行构建和查询性能．通过分析索引树内部节点的每一键与对应叶子节点的映射关系，提出了一种一次性并行构建 CSB⁺- 树所有内部节点键值的无锁并行算法，以最大并行度来快速构建索引树．该算法通过设计 GPU 平台上支持 CSB⁺- 树的索引数据任意伸缩的动态数组来解决 GPU 上不能动态分配显存空间的问题，通过在索引内部节点的边界增加填充位来减少线程块的线程分支数，从而提高 CSB⁺- 树的查询效率．实验结果表明，文中所提算法的运行时间比基于单个节点和基于树层的并行算法分别提高了 31. 0 和 1．4 倍．

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22. 强共归纳数据类型上的 Comonadic 共递归

苏锦钿余珊珊

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 128-134. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.022

摘要（299）

PDF（pc）（949KB）（671）

针对共归纳数据类型上的 unfold 无法描述带参数的共递归计算的问题，首先证明了笛卡尔封闭范畴上的终结共代数是强终结的，并给出强共归纳数据类型的范畴论定义及其上一种带固定参数的共递归——punfold，使得共归纳数据类型上的共递归计算可以包含额外的参数作为计算的输入; 然后利用基于 Comonads 的 Comonadic 共递归给出了unfold 和 punfold 的一种统一的描述，并进一步分析了 punfold 上的各种计算律，从而将Pardo 对基于 Comonads 的带参数的递归计算研究扩展到共归纳数据类型．

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23. 基于布尔矩阵和 MapReduce 的 FP-Growth 算法

陈兴蜀张帅童浩崔晓靖

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 135-141. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.023

摘要（497）

PDF（pc）（1960KB）（985）

关联规则挖掘是数据挖掘的一个重要组成部分．为提高关联规则的挖掘效率，提出了一种基于布尔矩阵和 MapReduce 的 FP- Growth 算法( BPFP) ，分析了算法的时间和空间复杂度．该算法使用 Hadoop 框架和布尔矩阵以减少对事务数据的扫描次数，利用两次MapReduce 来实现频繁项集的挖掘．在多个数据集上的实验结果表明，与原 FP- Growth 算法相比，BPFP 算法具有更高的执行效率、更好的加速比.

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24. 局部保持的稀疏表示字典学习

陈思宝赵令罗斌

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (1): 142-146. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.01.024

摘要（414）

PDF（pc）（699KB）（562）

稀疏表示分类中的字典选择至关重要，为了用较少的字典原子更好地表示原始训练样本的局部信息，并且使学习出的字典更加具有判别信息，提出了一种基于局部保持准则的稀疏表示字典学习方法．该方法将局部保持准则强加在编码系数上，使得学习出的字典具有相近数据点的编码系数也保持近邻关系的特性，从而保持原始训练样本的局部信息．在扩展YaleB、AR 和COIL20 数据库上的实验结果表明，文中方法的分类识别结果优于其他方法，说明该方法是有效的．

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25. 复合富血小板血浆和贫血小板血浆冻干粉的磷酸钙骨水泥的细胞响应

叶建东吴华娥何福坡张婧

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.001

摘要（374）

PDF（pc）（11481KB）（516）

用冷冻干燥制得的富血小板血浆（PRP）和贫血小板血浆（PPP）干粉对磷酸钙骨水泥（CPC）进行改性，采用X射线衍射、扫描电镜和细胞实验等手段研究了PRP和PPP对CPC水化产物物相、断面显微形貌和细胞响应特性的影响.结果表明：复合PRP或PPP并不影响CPC的水化产物，最终水化产物均是弱结晶的羟基磷灰石；复合一定量的PRP或PPP对CPC表面人骨髓间充质干细胞的粘附、增殖和分化具有明显的促进作用，在细胞培养的后期，复合较少的PRP对细胞增殖和分化具有更明显的促进作用.这表明PRP和PPP均有望用于提高CPC的细胞响应能力和骨诱导性.

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26. 常温下添加剂对有色Ti-Zr转化膜形貌与性能的影响

左茜李文芳穆松林

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 7-13. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.002

摘要（542）

PDF（pc）（4184KB）（297）

为揭示有机物、钒盐作为添加剂研究了两种添加剂对Ti-Zr转化膜膜层生长与耐蚀性能的影响.通过涡流测厚仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、点滴腐蚀法、Tafel极化曲线和交流阻抗等研究了转化膜的厚度、微观形貌、化学成分及耐蚀性能等.结果表明：同时添加钒盐和有机物，在30s内即可获得有色的钛锆转化膜；同时添加钒盐和有机物时形成的膜层致密、均匀，表面平整，膜层中氧化物含量明显增加；相较于无添加剂的Ti-Zr转化膜，膜厚增加了4倍以上，耐点滴腐蚀时间延长了3倍多，腐蚀电流密度降低至原来的1/6、极化电阻提高了3倍以上，耐蚀性能得到显著提高.

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27. 烧结温度对陶瓷基复合材料界面和性能的影响

刘泓刘仲武尹育航

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 14-19. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.003

摘要（412）

PDF（pc）（6278KB）（168）

制备了轴承内圆精密磨削用陶瓷基立方氮化硼(cBN)复合材料.利用扫描电子显微镜和电子探针研究了复合材料的微观组织结构、界面成分分布，并用轴承内圆磨床测试了磨削性能.结果表明：随着烧结温度升高，复合材料界面成分扩散深度缓慢增加，烧结温度从700℃升高到800℃，扩散层厚度从大约3μm增加到6μm左右；界面强度增加速度大于陶瓷基体材料强度增加速度；当烧结温度为750℃时，复合材料界面结合强度与陶瓷基体材料强度相匹配，磨削时复合材料进给量达到8μm/转，磨耗体积比达到310~370，具有良好的锋利度和耐磨性能，磨削后的复合材料能观察到cBN磨损、破裂、脱落和陶瓷基材桥断裂的痕迹.

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28. SiO2/ FSiPA超疏水杂化涂层的制备

肖新颜时银龙刘建峰

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 20-24,30. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.004

摘要（488）

PDF（pc）（5081KB）（217）

采用溶胶-凝胶法在含氟硅聚丙烯酸酯(FSiPA)乳液中，以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体，甲基三乙氧基硅烷(MTES)为改性剂合成疏水性二氧化硅(SiO2)纳米粒子，将所制杂化乳液喷涂在玻璃表面得到超疏水涂层。考察了FSiPA乳液用量和MTES/TEOS物质的量比(M/T)对涂层表面性能的影响；分析了M/T值对涂层微观形貌的影响；讨论了杂化涂层的形成机理；比较了具有相同倾角的超疏水涂层与普通疏水涂层表面的自清洁特性。结果表明：，当FSiPA乳液用量为15%，M/T为5时，涂层表面具有很好的成膜性和自清洁特性，疏水性SiO2纳米粒子能够在涂层表面建立起微/纳米粗糙结构，涂层与水的静态接触角(WCA)为154.0°。

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29. 螺环-双环笼状磷酸酯的合成与性质

刘述梅冯猛孙志松赵建青袁彦超

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 25-30. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.005

摘要（438）

PDF（pc）（835KB）（253）

以含季戊四醇骨架的螺环磷酸酯二酰氯（PDD）和双环笼状磷酸酯（PEPA）为反应物，合成既有螺环又有双环笼状的磷酸酯阻燃剂PDD-PEPA，对该阻燃剂的合成条件（三乙胺催化剂用量、反应时间）进行优化，通过质谱、红外光谱和核磁等方法对PDD-PEPA的结构进行表征，采用热重分析对PDD-PEPA在氮气氛下的热稳定性和成炭性进行了分析。结果表明：以乙腈为溶剂、三乙胺与理论释放氯化氢的摩尔比为1.2:1、回流温度下反应10 h时可得到较高产率的PDD-PEPA；该条件下制得的阻燃剂理论磷含量为21.2%，起始分解温度为351 ℃，650 ℃时的残炭率为63.6%。

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30. 冷速对X80管线钢淬火组织和应变硬化特性的影响

端强阎军朱国辉蔡庆伍

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 31-35,43. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.006

摘要（401）

PDF（pc）（6620KB）（183）

采用微观组织观察和准静态拉伸试验分析了冷速对X80管线钢的淬火双相组织及其应变硬化行为的影响。结果表明：，X80管线钢通过淬火热处理获得铁素体+贝氏体的双相组织；随着冷速的降低，铁素体体积分数增加，强度降低，均匀伸长率增加；当铁素体体积分数不小于5.27%时，应变硬化指数与材料的均匀伸长率正相关，与屈强比负相关；当铁素体体积分数达到22.8%时，加工硬化率经历先快、后慢的两个下降阶段，后一阶段推迟了颈缩变形；淬火组织中的贝氏体随着冷速的降低，形貌由板条状转变为粒状，并生成了MA组元，通过位错强化、第二相强化机制的转换保证加工硬化性能，提高了均匀塑性变形能力。

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31. 不同流场特性下的PS/HDPE共混物性能

殷小春汤邦曾文兵杨智韬瞿金平

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 36-43. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.007

摘要（417）

PDF（pc）（19095KB）（232）

介绍了动态拉伸形变支配的叶片式混合装置的结构及工作原理，在该混合装置及商品化的以剪切形变为主的Brabender转子密炼机上进行PS/HDPE熔融共混实验，分析了转子轴转速和混合时间对共混物力学性能、流变性能及微观形貌的影响。结果表明：与Brabender转子密炼机类似，叶片式混合装置制得的PS/HDPE共混物的拉伸强度随混合时间的延长和转子轴转速的升高先增加之后基本保持不变；与Brabender转子密炼机相比，叶片式混合装置的转子轴转速对共混物分散相粒径的影响较小，且转速相同时达到相同的分散相粒径叶片式混合装置需要的混合时间较短；随转子轴转速升高和混合时间延长，利用转子密炼机共混所得共混物表观黏度基本保持不变，而叶片混合装置共混得到的共混物表观黏度降低。叶片混合装置比Brabender转子密炼机的混合效率高，混合效果更好。

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32. 医用细菌纤维素的制备及其细胞相容性

李立风任力刘卅王迎军

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 44-49,56. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.008

摘要（366）

PDF（pc）（10797KB）（200）

以椰汁作为基本的碳源和生长因子来源，通过添加成分明确的乙醇及酵母膏作为补充碳源和氮源，并补加相应的微量元素，获得了成分简单明确的医用细菌纤维素培养基；该培养基各成分含量相对稳定，提高了细菌纤维素的发酵速率和产量，所获得的产物厚度可满足不同的医用需求。将碱液分别与十二烷基硫酸钠（SDS）、超声波及乙醇联用对发酵产物进行纯化处理。结果表明：碱液与SDS联用时纯化效果最好；纯化所得样品的杂质N含量低于检测限，透光率高、在可见光范围内与活体角膜透光率相近，L929细胞相容性良好。

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33. 高倍率无硫低温可膨胀石墨的电化学法制备

刘定福梁基照戈明亮

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 50-56. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.009

摘要（416）

PDF（pc）（979KB）（242）

为使用低污染的方法制备低温可膨胀石墨（LTEG），以天然鳞片石墨（NFG）为原料，以高氯酸溶液为电解液，通过电化学法制备了起始膨胀温度低，低温膨胀容积大且不含硫的LTEG。探讨了电流密度、电解时间、电解液中HClO4的质量分数和膨胀温度对膨胀容积（EV）的影响，采用FTIR、TGA和XRD对制得的LTEG进行了研究。结果表明：电解液中HClO4的质量分数可以低至50%，与化学法相比大幅降低，电解液易于循环使用，对环保有利；LTEG在200 ℃和950 ℃时的EV分别高达282 mL/g和594 mL/g，具有高倍率、无硫和低温膨胀性能；LTEG表面有羰基和羧基生成，层间存在ClO4－和HClO4插层物；在2θ为25.76 º处的特征衍射峰强度非常弱，而在2θ为9.41 º处有一宽峰，对应层间距为0.941 nm；在60～330 ℃之间发生明显热失重，失重率约28%，在60～800 ℃之间的总热失重率约35%。

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34. 磁场作用下的磁流变液导电性和导热性

贾润泽王义春周飞

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 57-62. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.010

摘要（522）

PDF（pc）（2681KB）（432）

通过自制的实验装置，对制备的两种不同的铁钴镍磁流变液进行了实验研究，分析了其在不同磁场强度下的导电、导热规律，并与铁钴镍磁粉本身的导电性和导热性进行了对比。结果表明：在磁场作用下，铁钴镍磁流变液和铁钴镍磁粉的导电性和导热性均发生明显的变化；在磁场强度在0~0.92T内增大时，铁钴镍磁粉的电阻会有两到三个数量级的下降，其导热系数从4W/(m•K)增加到13.2W/(m•K)，导热性显著提高，两种磁流变液的导热系数也均有提高。

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35. 木质素改性产物的吸附与分散性能

邓永红郭运清邱学青楼宏铭

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 63-69. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.011

摘要（375）

PDF（pc）（3667KB）（190）

为了研究木质素改性产物(GCL1-JB)的结构对其分散稳定性及吸附特性的影响，通过向GCL1-JB水溶液中添加二氧六环制备一系列不同构象的GCL1-JB模型。利用分散稳定仪和逐层自组装技术研究不同构象GCL1-JB对水泥的分散稳定性及其吸附特性，发现GCL1-JB的构象越伸展，吸附量越小，但对水泥的分散稳定性更好。GCL1-JB构象较伸展时，能平坦地吸附在固体表面，形成致密平整的吸附膜，有效阻止水泥颗粒间的相互凝聚。这也是GCL1-JB分散稳定性优于木质素磺酸钠的重要原因。

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36. 木质素单体模化物热解过程的理论分析

武书彬邓裕斌刘超

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 70-74. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.012

摘要（715）

PDF（pc）（842KB）（349）

为了深入研究木质素的热解机理，选用香草醛、香草醇和香草酸作为木质素单体模化物模拟热解过程.运用密度泛函理论探讨不同化学连接键的解离顺序，并设计了4条反应路径（Path 1—Path 4）：Path 1和Path 2都生成愈创木酚，但中间过程不同，Path 3和Path 4则分别以优先过程生成邻苯二酚和苯酚.结果表明:模化物的侧链甲基会优先解离生成CH4，C1取代基的解离顺序取决于其吸电子能力；在热解过程中，C1取代基不易直接解离，而是会优先发生外界参与下的解离；3种目标产物（愈创木酚、邻苯二酚和苯酚）都是可能的，且会优先生成邻苯二酚，其次是苯酚，较难生成愈创木酚；从动力学角度分析，Path 2和Path 4要优于Path 1和Path 3进行；生成同种目标产物时总是香草醇最易进行，香草醛次之，最难进行的是香草酸.

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37. 热化学储能体系Ca(OH)2/CaO的分解动力学

龙新峰吴娟

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 75-81. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.013

摘要（497）

PDF（pc）（861KB）（215）

Ca(OH)₂/CaO体系是非常有前景的热化学储能介质，其动力学研究是了解整个储能体系的反应速率及能量储、释速率的重要途径。文中采用热重分析法，对Ca(OH)₂在氮气气氛、不同升温速率下的热分解过程进行了探究。结果表明：，Ca(OH)₂样品分别在623.15~773.15 K和873.15~973.15 K出现两个分解失重过程，且失重率分别接近21%和2%。应用多重速率扫描法对热分解过程进行动力学分析，发现所得动力学参数与反应转化百分率、升温速率以及选用的模型方法有关。最概然机理函数分析表明：实验条件下， Ca(OH)₂热分解动力学模型符合相边界反应的收缩圆柱体模型。研究还发现在不同升温速率条件下，指前因子A的自然对数和活化能E之间都存在着线性关系。

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38. 毛细动力学在超亲水膜分离过程中的应用及其力学模型

袁腾陈卓刘文济周显宏涂伟萍王锋

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 82-89. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.014

摘要（501）

PDF（pc）（7462KB）（311）

目前基于特殊润湿性的油水分离膜方面的研究大多只是针对于膜材料的制备方法和分离效率的考察，很少涉及到膜分离过程中相关的动力学过程的考察以及量化计算。文中运用毛细力学的思想考察超亲水膜分离过程的相关物理量，将基于特殊润湿性的膜材料的膜孔归类为毛细管孔道，在此基础上建立数学模型，对超亲水膜分离油水混合物中的受力情况进行了详细分析。从表面张力的角度计算分析了空气中超亲水超亲油膜在水下超疏油的原理；从毛细动力学的角度出发对膜分离过程中的毛细流动速率、毛细管总渗透速率、膜通量以及临界穿透压力等量进行了详细的计算，并通过实验进行了检验；在此基础上初步从毛细力学角度探讨了超亲水及水下超疏油分离膜的分离机理。

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39. 一种用于氟离子可视化检测的荧光探针

杨小东汪磊路新卫刘瑞源瞿金清

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 90-94. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.015

摘要（341）

PDF（pc）（3464KB）（548）

丙二腈与 6-羟基-2-萘甲醛反应合成 2-(6-羟基萘-2-亚甲基)丙二腈（探针1），并将其作为荧光探针用于检测氟离子。在测试体系中，探针1的二甲基亚砜（DMSO）溶液为浅黄色，几乎没有荧光；加入氟离子后，溶液颜色立刻变为粉红色，且溶液显示蓝色荧光；而加入其他阴离子，溶液未显示荧光。研究还发现探针1对氟离子具有较强的选择性和较高的灵敏度；Job’s法得出探针1与氟离子之间的配比为1∶1；核磁滴定结果表明：加入氟离子后，探针1上的酚羟基发生去质子化反应；分子轨道理论计算得出，探针1去质子化后HOMO-LUMO能级差增大，明显改变了溶液颜色和荧光光谱。

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40. 添加流变助剂的烟草薄片性能

高文花陈克复杨仁党杨飞

华南理工大学学报（自然科学版） 2014, 42 (10): 95-101. DOI: 10.3969/j.issn.1000-565X.2014.10.016

摘要（354）

PDF（pc）（3463KB）（190）

涂布工艺是造纸法烟草薄片加工过程中的核心技术之一。通过添加流变助剂CMC、GG-50、CGG于涂料中，调整涂料性质，改善涂布工艺，分析流变助剂添加与涂布加工后薄片性质之间的关系。研究表明：，随着流变助剂添加量的增大，涂料的黏度增高，涂布后烟草薄片的松厚度、透气度和填充值降低，而抗张强度和撕裂指数提高，主流烟气中焦油、总粒相物和一氧化碳的释放量增高。涂布后薄片的SEM分析表明：，当3种流变助剂的用量均为0.1%时，薄片表面呈现较好的涂层结构，涂料均匀填充于薄片纸基内部，且涂层表面没有片状结构生成。

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