核磁共振成像技术在液-固-液界面接触角测量中的应用

介绍了利用核磁共振成像的办法获得一般光学方法难以得到的水-破璃-油界面、水-玻璃-苯界面影像的实验工作,并利用得到的图像拟合了其界面接触角的值.实验中首次将核磁共振断面成像的办法应用到接触角影像分析中去,并且作了从气-固-液接触角测量到液-固-液接触角测量的有益尝试.     

对液体表面张力系数测量的改进

改进现有的对液体表面张力测量的常用方法中需要事先知道接触角的问题。将毛细管法与液饼法结合,将这两种测量方法的仪器用同一种材料制造,可以消去接触角,更加方便地测出表面张力系数。改进后的方法误差最大不超过1%,操作简便,测量精度高。     

干涉测量的误差分析与并联机床的准确度测量

对雷尼绍激光干涉仪的线性测量原理进行了详细探讨,分析了干涉仪在线性测量中的主要影响因素和误差诱因;作出了线性测量的准直误差特性曲线和阿贝误差特性曲面,并利用最小二乘法拟合得到了干涉仪准直测量误差的数学模型和沿u、v方向离散的阿贝误差特性曲线方程;给出了一种建立误差数学模型的方法.采用激光干涉仪检测了并联数控机床直线轴的运动准确度,并提出了一种适合于并联机床直线轴定位准确度测量的干涉测量方法.     

一种视频图像规则圆目标的超分辨率位置测量方法

介绍了一种用于视频图像规则圆目标的超分辨率位置测量方法。分析了超分辨率测量的原理 ,并提出和完成了测量方案 ,取得了满意的结果。首先在目标静止时 ,连续采集多帧视频图像 ,通过叠加平均进行降噪 ;其次通过罗伯特微分算子进行边界探测 ,求出目标的大致位置 ;最后通过边界重心拟合法、边界圆拟合法和最小二乘法拟合求出目标的精确位置。理论分析和实验表明 ,完整圆目标时 ,测量精度可达 1/4像素 ;而当目标图像有缺陷时 ,边界圆拟合法和最小二乘法拟合测量误差增加较少 ,边界重心法的测量误差增加较多。在具体情况下 ,算法及参数应该作相应的调整     

利用视频分析软件和分析天平改进落球法测液体黏度

通过对传统落球法进行改进,利用分析天平测量小球质量,利用视频分析软件Tracker分析测量小球位置,并利用其内置的最小二乘拟合功能获得小球的终极速度,由此测得出蓖麻油黏度.相比传统测量方法,测量精度提高近一个数量级.     

基于荧光猝灭的新型光纤氧传感方法及其测量精度评价

以邻菲咯啉钌为荧光指示剂,采用溶胶-凝胶法制备敏感膜,构建了可同时以强度法和相移法在线检测密闭系统中氧含量的光纤传感系统。在0~5%范围内,相移法测量的响应值tanФ0/tanФ、强度法测量的响应值I0/I与氧含量的关系可采用Stern-Volmer模型拟合,相关系数R20.998,理论检测下限为50×10-6。通过对比研究测量方法和信号输入模式的影响,对该测量系统的精度进行了评价。在低氧浓度条件下,相位测量具有更高的精度。     

铷原子横向弛豫时间的测量方法比较研究

为测量短暂的碱金属原子横向弛豫时间,分析了改进了的自由感应衰减法、磁共振展宽拟合法以及旋转坐标系下的横向磁矩分量比值拟合法三种测量方法。并设计了实验装置,用这三种方法对10μs量级的铷原子横向弛豫时间进行了测量。测量结果表明,这三种方法的精度皆可达1μs量级。通过对这三种方法的测量环境分析,改进了的自由感应衰减法和比值拟合法的测量值可以直接作为一般的原子磁力仪的参数使用,展宽拟合法可以用于研究无光条件下的碱金属原子弛豫机制。     

数字散斑亚像素小角位移测量的曲面拟合法

与传统测量方法相比,数字散斑相关法由于其目标特征单元网格划分的灵活性,能够更好地满足不同场合小角位移的测量需求。针对该方法亚像素小角位移测量的曲面拟合参数选择问题,研究了亚像素测量图像小角旋转前后的九点二次曲面拟合法,并根据计算机生成模拟散斑进行模拟实验分析,得到最佳误差效率优化条件下的曲面拟合法求解亚像素小角位移的最佳散斑尺寸3.5 pixel、计算窗口尺寸41×41 pixel和拟合窗口尺寸3×3 pixel。实验验证了上述测量参数的有效性,为进一步的曲面拟合法数字散斑成像角位移测量提供参考。     

基础实验中光速和介质折射率测量方法的研究

采用一种新型光速测定仪测量光速和介质折射率,对测量方法进行了研究和改进,分析了测量误差的来源.在此基础上,采用精密数字相位计代替示波器测量相位,设计了新的测量方案,并采用最小二乘法进行线性拟合,从而提高了测量精度,其精度达到±0.1%.     

用等效法测二极管的伏安特性

提出在测量二极管伏安特性实验性中，用等效的测量方法代替传统的内、外接法和电桥法。     

Measures of wettability of solid surfaces

The surface tension of a solid surface is not amenable to direct experimental measurement. The most common method for assessing this surface tension is by contact angle measurements. The currently optimal way to measure and interpret contact angles is discussed, emphasizing the yet unresolved issues. It is argued that the most meaningful measurements to be done are of the most stable apparent contact angle (from which the surface tension of the solid is eventually assessed) and the contact angle hysteresis range (which indicates the existence and degree of chemical heterogeneities and roughness).     

Determining Contact Angles of Powders by Liquid Penetration

The wettability of a powder is important, especially in chemical and pharmaceutical technologies when considering the manufacturing process and the properties of the final product. However, contact angle methods for powders are problematic. The common measurement techniques are the sessile drop method and the liquid penetration method. In this work the determination of contact angles of powders by liquid penetration is considered. In particular, we investigated the influence of the sample preparation and sampling device on the wetting process. A bulk with constant properties during the measurement must be guaranteed. We postulate a packing procedure to obtain reproducible measurements by ensuring constant powder properties.     

Comparative studies on p-type CuI grown on glass and copper substrate by SILAR method

Depending upon the method of synthesis and the nature of substrate surface, there is variation in the physico-chemical properties of the material. Cuprous iodide films are deposited at room temperature on the glass and copper substrates by a simple SILAR method and the obtained results are compared. The p-type material with optical band gap 2.88 eV is found to be possessing face-centered cubic crystal structure with lattice parameter 6.134 Å. We observed irregular particles for the CuI film on the glass substrate while patterned arrays of micro-rods with cabbage like tips on copper substrate, for the same preparative conditions. Also, the material deposited on copper is showing superhydrophobic nature (contact angle ∼156°) while that on glass it is hydrophilic (contact angle ∼88°). We have characterized the thin films by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, surface roughness and contact angle measurement, thermoelectric power measurement and optical studies. This hydrophobic, p-type material with wide band gap will be helpful in the development of optoelectronic devices.     

电极圆锥内螺纹的无损检测

将CT技术和图像处理技术相结合,提出了电极圆锥内螺纹的无损检测方法。目前普通螺纹常用的测量方法大多为接触测量,有关文献介绍了非接触检测方法,但它们仅限于圆柱内螺纹,圆锥内螺纹的图像处理及非接触测量未见报道。从CT技术入手,探讨了电极圆锥内螺纹的图像检测方法,即在一个系统中实现对工件内部缺陷的检测及几何参数的测量。通过使用图像预处理、阈值选取及二值化、边缘检测及提取等方法,提取了螺纹轴截面齿形轮廓,并对不同处理方法进行了比较。使用自编程序测量计算了内螺纹的螺距、牙型角和锥角,测量精度分别达到了0 03mm,0 24°和0 02°。分析了误差产生的原因。理论分析及实验结果表明该方法正确可行。     

弹丸章动周期的光学立靶测量法

提出了一种新的测量弹丸初始弹道章动周期的方法,采用非接触式光学立靶测量原理测量弹丸章动周期测量弹丸通过立靶的瞬时位置,计算出弹丸章动角,根据多组章动角数据获得弹丸的章动周期并提出了实现这一目标的测量系统的组成与功能,对系统的攻角测量准确度进行了分析.     

Residual stress induced wetting variation on electric brush-plated Cu film

Nanocrystalline Cu film with a mirror surface finishing is prepared by the electric brush-plating technique. The as- prepared Cu film exhibits a superhydrophilic behavior with an apparent water contact angle smaller than 10°. A subsequent increase in the water contact angle and a final wetting transition from inherent hydrophilicity with water contact angle smaller than 90° to apparent hydrophobicity with water contact angle larger than 90° are observed when the Cu film is subjected to natural aging. Analysis based on the measurement of hardness with nanoindentation and the theory of the bond-order-length-strength correlation reveals that this wetting variation on the Cu film is attributed to the relaxation of residual stress generated during brush-plating deposition and a surface hydrophobization role associated with the broken bond polarization induced by surface nanostructure.     

基于X射线掠射法的纳米薄膜厚度计量与量值溯源研究

为了实现纳米薄膜厚度的高精度计量,研制了可供台阶仪、扫描探针显微镜等接触测量的纳米薄膜样片,研究了X射线掠射法测量该纳米薄膜样片厚度的基本原理和计算方法,导出了基于Kiessig厚度干涉条纹计算膜层厚度的线性拟合公式,并提出了一种可溯源至单晶硅原子晶格间距和角度计量标准的纳米膜厚量值溯源方法,同时给出了相应的不确定度评定方法.实验证明:该纳米薄膜厚度H测量相对扩展不确定度达到U=0.3 nm+1.5%H,包含因子k=2.从而建立了一套纳米薄膜厚度计量方法和溯源体系.     

基于近红外光谱的柔性基底紫外臭氧改性效果表征研究

近年来,随着纳米科技、聚合物材料和先进制造技术的发展,以柔性传感器为代表的新兴柔性电子器件在可穿戴、健康医疗、物联网终端等领域发挥着越来越重要的作用。作为柔性电子器件的载体,柔性基底对传感器的机械可靠性和电学传感性能等方面有着重要的意义。但由于其表面非极性键造成的高疏水性限制了功能性材料在其表面的沉积,常常造成柔性基底层与电极层/敏感层之间不稳定的界面结合。因此,利用紫外臭氧处理对柔性基底表面改性受到了广泛的关注。利用近红外光谱技术对柔性基底的紫外臭氧处理效果进行快速精准评估,旨在从基团分子层面探究其改性效果,在实际应用中是对传统依靠接触角测量评估方法的有效补充。具体而言,对四种常见的柔性基底材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚酰亚胺（PI）进行了1/2/5/10 min不同时长的紫外臭氧（UVO）改性处理,并利用近红外光谱对其改性效果进行表征研究,最后利用接触角测量方法对上述的表征结果进行了验证分析。近红外光谱分析表明：对于柔性PDMS基底,紫外光能量不足以切断其中的甲基（—CH₃）官能团和（—C—Si—）等化学键,无法引入羟基、羧基等亲水性基团。对于柔性PEN和PET基底而言,紫外臭氧处理的效果要优于柔性PDMS基底,且对柔性PET基底的处理效果要优于柔性PEN基底,其原因可能是PEN基底材料中萘环的双环结构具有很强的紫外光吸收能力,阻隔了380 nm以下的大部分紫外线能量。对于柔性PI基底,紫外臭氧处理可以有效引入羟基（—OH）和羧基（—COOH）等活性基团,且这些官能团的强度和数量随着处理时间的增加而增加,从而在短时间内使得PI基底表面能增大、接触角减小、湿润性提高。接触角测试结果验证：紫外臭氧处理对于柔性PDMS基底处理效果不明显（接触角下降幅度为8.4%）;对柔性PET基底处理的效果（接触角下降幅度为39.6%）要优于柔性PEN基底的处理效果（接触角下降幅度为9.4%）;紫外臭氧处理的效果对柔性PI基底处理效果最佳,接触角下降幅度达到了62.7%。     

基于视频图像测量的母线折弯技术研究

现有折弯机在母线的角度测量中一般采用光栅尺或编码器,针对这种接触式检测方法存在的局限性,提出了基于视频技术的角度检测方法,这种非接触式测量方法不仅使角度的检测更加方便,而且增加了折弯机机头机械设计的灵活性.分析了母线在进行边缘检测时角度存在跳动的原因,提出了一种通过抑制伪边缘的方法来控制检测角度的不稳定性.以铜、铝母线...     

醇水混合冷却剂表面张力和接触角的测定

喷雾冷却具有散热能力强、冷却工质需求量小等优点,在解决电子器件散热方面具有广阔的应用前景。纯水中添加醇类可以有效提升喷雾冷却性能。为进一步探索醇类添加剂强化喷雾冷却性能的机理,本文开展醇水混合溶液表面张力和接触角的实验测定研究。分别在水中加入不同浓度的乙醇、正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇和正辛醇等醇类,利用悬滴法探究醇类浓度对溶液的表面张力的影响规律;利用Young-Laplace坐滴法探究醇类浓度对接触角的影响规律。结果表明,水中添加醇类后表面张力降低,且其随醇类溶质浓度的增加而变小,且其下降速率均随浓度的增加越来越慢;添加低醇类添加剂均可降低溶液的接触角,而高醇类接触角随浓度变化没有明显的变化规律。