纳米金属功能材料研究进展

纳米金属材料是一类重要的激光惯性约束聚变和强辐射源靶材料。通过靶材料微观结构的调控，将其特征尺寸降低到纳米量级，已成为该研究领域的一种新型研究手段。针对目前ICF和强辐射源物理研究的目标和需求，本单位在纳米金属功能材料研究方向开展了一些研究工作，取得了初步的研究成果，主要有：     

BeH2材料的制备及在ICF中的应用

 简述了BeH_{2材料的制备方法、结构形式和物理化学性质，并分析了其在惯性约束聚变(ICF)中的应用。BeH2材料主要由二叔丁基铍热解法和元素化学气相沉积法制备，其纯度(质量分数)高达99%。非晶BeH2材料的结构是一种共用氢原子作为顶点的BeH4四面体网络结构。非晶BeH2材料不仅具有铍的优点，还具有聚合物的优点，作为ICF靶可以降低瑞利-泰勒不稳定性，而且掺入高Z元素后还可以降低D-T燃料的预热。非晶BeH2材料作为烧蚀层，掺入高Z元素后可以提高激光-X光的转换效率。}     

利用声光效应测量透明固体介质的声速

本实验采用LiNdO_3换能器和熔融石英声光介质,在54.45MHz超高声频激励下,观察到Raman—Nath型衍射和介质中超声驻波场产生的位相光栅波前影像。通过沿声波传播方向平移声光调制器,精确地测量了位移量和移过的条纹数,得到了声速。此外,还讨论了声光调制器使用的温度条件。     

种子法制备三角形银纳米粒子及其性能表征

 以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为软模板剂，采用种子法制备出三角形银纳米粒子，应用透射电镜、能量散射X射线谱仪、紫外 可见分光光度计研究了粒子的性能。结果表明：所得三角形银纳米粒子是面心立方单晶，边长随着种子加入量的减少而递增，可在20～100 nm范围内调节；CTAB以薄膜形式包覆于粒子表面阻止其氧化，粒子胶体的吸收光谱呈现典型的三角形粒子吸收峰。用扫描电镜观测到粒子在硅片上自组装成一定的2维阵列结构。     

（Ti,Al）N Film on Normalized T8 Carbon Tool Steel Prepared by Pulsed High Energy Density Plasma Technique

Under optimized operating parameters, a hard and wear resistant （Ti,Al）N film is prepared on a normalized T8 carbon tool steel substrate by using pulsed high energy density plasma technique. Microstructure and composition of the film are analysed by x-ray diffraction, x-ray photoelectron spectroscopy, Auger electron spectroscopy and scanning electron microscopy. Hardness profile and tribological properties of the film are tested with nano- indenter and ring-on-ring wear tester, respectively. The tested results show that the microstructure of the film is dense ahd uniform and is mainly composed of （Ti,Al）N and A1N hard phases. A wide transition interface exists between the film and the normalized T8 carbon tool steel substrate. Thickness of the film is about lO00nm and mean hardness value of the film is about 26 GPa. Under dry sliding wear test conditions, relative wear resistance of the （Ti, Al）N film is approximately 9 times higher than that of the hardened T8 carbon tool steel reference sample. Meanwhile, the （Ti,Al）N film has low and stable friction coefficient compared with the hardened T8 carbon tool steel reference sample.     

托卡马克微波预电离等离子体

使用回旋管系统产生的电子回旋波段的大功率微波在托卡马克中得到无电流等离子体。其电子密度达8×10¹²cm^-3,电子温度达50eV,粒子约束时间约为0.5ms,加热效率达25％以上。研究了对环向击穿的影响及加热机制。     

支持向量回归在人体血红蛋白无创检测中的应用

采用线性渐变滤光片(Linear variable filter, LVF),优化设计高性能、便携式的人体血液成分近红外检测设备,研究了支持向量回归(Support vector regression, SVR)模型对人体血红蛋白(Hemoglobin, Hb)的预测能力及稳定性,以实现贫血疾病的无创诊断.无创采集100位志愿者食指前端光谱信息并划分定标集、验证集1和2.应用网格搜索方法优选惩罚参数与核函数参数c=5.28, g=0.33,用以建立稳健的SVR模型.随后,分别对验证集1和2中Hb水平进行定量分析.实验结果表明: 预测标准偏差(RMSEP) 分别为10.20 g/L和10.85 g/L,相对预测标准偏差(R-RMSEP) 为6.85%和7.48%,测量精度较高且SVR模型对不同样品的适应性较强,基本满足临床检测要求.基于SVR算法自行设计的LVF型近红外光谱检测设备在贫血症的无创诊断中有着良好的应用前景.     

电化学沉积金属铜的分形枝晶生长控制与性能

 以CuSO_{4/sub>为前驱体,HCl为添加剂,采用电化学沉积方法,在室温条件下制得了μm级、面心立方结构分形铜的枝状晶体,研究了铜离子浓度、硫酸浓度、电流密度、沉积时间、氯离子浓度等实验参数对分形枝状铜晶体尺寸、结构的影响。结果表明：硫酸的浓度对铜沉积物结构无明显影响;随着Cu^{2+/sup>浓度的不断增大,铜沉积物的分形效果越来越明显;增大电流密度（0.4～1.6 A·cm-2/sup>）,铜沉积物由致密向多分枝的开放型转变;延长沉积时间（大于等于5 min）,可获得含大量次级分枝铜的晶体;适当增加盐酸用量（0.05～0.20 mol/L）,铜沉积物枝晶尺寸显著减小。最后讨论了分形枝晶铜在碱性条件下氧化甲醇的电化学性能。}}     

Mn-Cu合金成分对去合金化法制备纳米多孔铜的影响

 采用电弧熔炼制备出前驱体Mn-Cu合金,在稀盐酸溶液中自由腐蚀去合金化,制备出具有双连续结构的纳米多孔铜。研究了前驱体合金的成分对纳米多孔铜微观结构及Mn的选择性腐蚀程度的影响。结果表明：前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数为43%时,其去合金化受到抑制,存在明显的未完全去合金化的岛状结构;前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数为32%～23%时,可完全去合金化,形成平均孔径尺寸为20～100 nm,平均系带尺寸为30～80 nm,具有双连续结构的纳米多孔铜;前驱体Mn-Cu合金的Cu原子分数低至20%时,去合金化后存在大量裂纹,形成纳米颗粒聚集体。纳米多孔铜中存在少量的残余Mn,残余Mn的原子分数随着前驱体合金Mn原子分数的增高而降低。实验表明腐蚀液浓度对纳米多孔铜形貌也存在影响。