石墨烯-Li2MnSiO4复合正极材料的合成与电化学性能研究

采用水热辅助溶胶凝胶法成功合成了石墨烯-Li₂MnSiO₄锂离子电池复合正极材料. 利用XRD,SEM及TEM等手段表征了复合正极材料的组成和形貌,并测试了不同氧化石墨烯复合量正极材料样品（质量分数为2%,4%,6%,8%,10%,及未复合氧化石墨烯）的电化学性能. 研究结果表明,石墨烯与Li₂MnSiO₄材料均匀地复合在一起;添加适量的氧化石墨烯能促使Li₂MnSiO₄粒子的分布趋向疏松,并形成微孔结构;氧化石墨烯复合量为6%时形成的石墨烯- Li₂MnSiO₄样品电化学性能最佳,扣除碳含量后,以10 mA/g为电流密度,首周放电比容量为166 mAh/g,循环20周后放电比容量仍保持在101 mAh/g. 此外,与石墨烯复合后的Li₂MnSiO₄材料倍率性能也得到了明显的改善. 石墨烯的存在提高了复合材料的导电性,提升了Li₂MnSiO₄正极材料的可逆嵌脱锂容量.     

一种薄膜式的光纤压力传感技术

提出了一种薄膜式的光纤压力传感技术，用于测量冲击波的反射超压峰值。该技术通过建立待测压力与薄膜加速度之间的正比例关系来获取压力。结合Fabry-Perot腔光学干涉测量技术，设计并加工实现了一种光纤压力传感器。开展数值模拟和激波管实验，结果证明，该压力获取技术可行，且该技术具有无须标定、制作简单、成本低廉、测量精度高、响应时间快的优点。     

基于光散射法油雾探测器的设计

大型柴油机曲轴箱内的润滑油油雾浓度过高,有可能引起爆炸事故。为了实现对油雾浓度的准确、实时监控,研制了一种基于单光路光散射法的油雾探测器。介绍了油雾探测器光机电系统的设计原理、温度补偿措施和信号处理技术。探测器响应时间≤1s,引用误差≤10％,具有相应的声光报警、减速及停机等功能。实验结果表明,该探测器结构简单,性能可靠。     

采用基于乙醇体系的一步草酸共沉淀法制备层状富锂锰基正极材料

首次报道了一种新颖的基于乙醇溶液的一步草酸共沉淀法合成富锂锰基正极材料的方法。在这种方法中,包括锂元素在内的所有元素均能在共沉淀反应步骤发生沉淀反应,以此实现更为均匀的元素混合。此外,相比传统的草酸铵共沉淀法,该法省略了前驱体初烧的步骤,节约了合成的时间和成本。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等检测手段表征了所得样品的晶体结构与电化学性能,研究了两种方法所制备的富锂锰基正极材料的结构、形貌与电化学性能。结果表明,一步草酸共沉淀法合成的富锂材料,拥有更好的结晶性、更大的层间距;材料的颗粒更为均匀和细小。这些晶体结构与形貌上的优势,使得该法制备的富锂材料展现出了更高的放电比容量、更好的循环性能和倍率性能。这些结果均展示了我们所提出的一步草酸共沉淀法的可行性与优势。这种新颖而简便的共沉淀法,可推广于其他层状材料的合成与设计。     

一种基于Hopkinson杆的冲量校准方法

在爆炸与冲击实验中,常利用冲击摆等实验装置间接测量载荷的瞬态冲量。但是针对该类装置的校准方法较少,因此难以确定实验装置的测量精度和可信度,对所获取冲量数据的分析处理带来了一定困难。文中通过测量Hopkinson杆中入射与反射脉冲的应力波形σ(t),得出该脉冲动量的变化量,并将该变化量作为标准值对现有冲量测试装置进行校正。根据这一原理建立了一套针对爆炸与冲击环境下冲量测试的校准系统。利用该系统对一种水平导轨方式的冲量测试装置展开校准实验,所得结果确定了该装置的测量精度和可信度,同时证实了该校准方法的可行性。     

石墨烯修饰玻碳电极对多巴胺的电催化氧化

通过3-巯丙基三乙氧基硅烷(METMS)将氧化石墨烯(GO)固载到玻碳电极(GCE)表面, 用电化学方法还原GO制备石墨烯修饰玻碳电极(rGO-METMS-GCE). 利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 拉曼光谱(Raman)、 扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等技术对GO和rGO-METMS-GCE的结构和表面形貌进行表征. 采用循环伏安(CV)和差分脉冲溶出伏安(DPV)法研究了rGO-METMS-GCE对多巴胺(DA)的电催化氧化性能及反应机理. 结果表明, 与裸GCE相比, DA在rGO-METMS-GCE电极上的氧化还原峰电流(i_pa和i_pc) 增大4倍, 氧化峰电位负移106 mV, 氧化峰与还原峰电位差(ΔE_p)从202 mV降低至66 mV, DA电化学氧化可逆性明显改善, 表明rGO-METMS-GCE对DA电化学氧化具有显著电催化作用. DA在rGO-METMS-GCE上的反应机理为单电子转移过程.     

声呐数据融合的期望最大化(EM)算法

现代舰艇通常装备有多部声呐,对这些声呐的检测信息进行融合,并加以综合利用,以提高整个声呐系统对目标的定位精度具有重要的现实意义．本文利用ＥＭ（Ｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎ Ｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎ）算法,对多部声呐检测的方位信息进行了数据融合,获得了满意的结果．该算法也可应用于其他水下定位系统     

260 W波长锁定光纤耦合输出泵浦模块实验研究

半导体光纤耦合输出泵浦源是光纤激光器的核心器件,其性能直接制约光纤激光器的输出水平。采用COS封装的高功率LD芯片,通过VBG外腔光谱锁定和精密光束整形变换技术,结合偏振合束与精密聚焦耦合技术将18个LD单元耦合进105 μm/NA0.22光纤,获得不低于260 W功率输出。实验表明,该模块在注入电流18 A时,可获得稳定输出连续功率264 W,对应电光效率52%,输出光谱中心波长975.92 nm,谱宽0.51 nm。该设计为获得高功率、高亮度波长稳定泵浦源提供了一条可行途径,光纤耦合输出模块工程化后可广泛应用在光纤激光器泵浦等领域。     

在线测量低能离子束电荷态和能量的新型探测器

基于加速器装置的离子与物质相互作用过程研究,在原子物理、材料、生物等诸多领域具有重要的科学意义和应用价值。本工作设计并研发了一种新型磁谱仪离子探测器,主要由高稳定性偏转磁铁、大面积位置灵敏探测器、空间匹配的散射腔室构成,可以准确在线测量不同离子的电荷态分布以及对应的能谱信息。基于HIRFL加速器装置,完成了该探测器装置的在线标定工作,获得了探测器位置信号与离子能谱之间的定量关系,给出了定标实验条件下该探测系统的最佳能谱精度和能量分辨率分别为0.1%及0.8%。     

利用石英微天平技术实时监控纤维蛋白原与改性后氧化钛薄膜的界面反应

利用石英微天平技术实时研究了纤维蛋白原与改性后氧化钛薄膜的界面分子作用. 纤维蛋白原αC和γ链特异性抗体被用来进一步表征和检测纤维蛋白原在界面的吸附形态及构象变化. 结果显示纤维蛋白原在亲水性表面更倾向于通过αC结构域直立着吸附,这种吸附方式减少了位于纤维蛋白原γ链上血小板结合位点的暴露从而减少了血小板的粘附及激活.