Undercooling and Unidirectional Solidification of CuNi Alloy Melts

Cylinder-shaped CusoNi20 alloy melt is undercooled and solidified by the combination of the electromagnetic levitation technique and the flux treatment method. Nearly constant temperature gradient of 8-10 K/cm is realized for the cylindrical melts with differen~ undercooling levels at the bottom ends. The experimental results reveal that with the increase of the undercoo]ing of the melts from 35 to 220 K, the microstructures undergo transition from coarse dendrites to granular grains, unidirectional dendrites, and finally to equiaxed grains.     

半导体桥等离子体温度的原子发射光谱法测量

半导体桥生成的等离子体由于温度高、尺度小、持续时间短等特点,对其温度的瞬态测量是个难题.本文采用高速数字存贮示波器应用原子发射光谱双谱线法对半导体桥等离子体温度进行了实时瞬态测量,并对在22μF电容下不同充电电压对半导体桥等离子体温度的影响进行了系统的研究,得到了22μF电容下等离子体最高温度与充电电压的关系式Tmax=700.6 115.2U.     

信号光的调制对基于光纤光参量放大光脉冲源的改善

在理论上从四波混频的强度耦合方程出发,给出了基于光纤光参量放大(FOPA)光脉冲的光场表达式,并进一步分析了信号光被相位调制或强度调制后,光脉冲的频率啁啾和强度演化.结论指出：若信号光被强度调制,对所生成脉冲宽度无明显的影响,但可以提高消光比;若信号光被相位调制,所生成的脉冲具有更大的线性正啁啾,可以在相同的抽运功率条件下得到比无相位调制时更窄的脉冲.实验上给出了10 GHz工作速率下的结果,其结果与理论分析符合得很好.通过信号光的相位调制,在05 W平均抽运功率条件下得到了消光比22 dB,脉宽为5 关键词： 光纤参量放大 四波混频 光脉冲源 频率啁啾     

简便方法制备氮掺杂的碳球用作高效非金属氧还原催化剂（英文）

随着人们环保意识的不断增强,社会对清洁能源的需求也日益增加.燃料电池具有效率高,燃料来源丰富,可直接将化学能转化成电能且污染小等优点,因而受到了广泛关注.然而,燃料电池的阴极氧还原反应(ORR)速率较慢,成为提高燃料电池整体效率的制约因素.因此,开发高性能的ORR催化剂,加快ORR反应速率具有非常重要的意义.目前,Pt基催化剂被认为是活性最好的商用ORR电催化剂.尽管此类催化剂具有较高的催化活性和良好的稳定性,但Pt的储量有限,价格高昂,抗燃料毒化性能差,限制了其大规模应用.近年来,为了减小Pt的用量,降低催化剂成本,人们除了致力于研究贵金属合金催化剂及非贵金属催化剂外,还把目光聚焦在了非金属催化剂,特别是碳及其复合材料的研究上.在众多碳材料中,碳球因具有良好的表面渗透性和较高的机械稳定性而被广泛应用于催化、吸附、药物输送和能量存储及转化等领域中.然而,碳球的表面化学惰性较强,比表面积较低,使其部分应用受到了限制.因此,人们采用了多种方法来调控碳球的物理化学性质.其中,向碳材料中掺入杂原子,尤其是氮原子的方法广受青睐.因为杂原子的掺入会显著增强作为主体的碳原子给电子的能力和表面吸附性质,从而对ORR表现出优异的催化活性和稳定性.本文以蔗糖作为碳源,三聚氰胺作为氮源,采用水热法及高温热解法制备了一系列氮掺杂的生物质碳球.并对氮掺杂量及热解温度进行了优化.结果表明,石墨化程度及石墨氮含量的提高,能有效地提高催化剂的活性.在优化了的条件下得到的催化剂N0.1C1.9S-900,表现出了比商业Pt/C催化剂更好的ORR催化性能.在0.1 mol/L KOH中,该催化剂催化ORR的起始电位和半波电位分别为–22.6和–133.6 mV(vs.Ag/AgCl),极限电流密度为4.6 mA/cm~2,分别比商业Pt/C高出7.2 mV,5.9 mV和0.2 mA/cm~2.同时,在经过30000 s的稳定性测试中,N0.1C1.9S-900催化剂的电流损失也远低于Pt/C,表明该催化剂具有良好的稳定性.此外,在抗甲醇毒化实验中,相比于商业Pt/C,N0.1C1.9S-900催化剂对甲醇有更好的耐受性.另外,该催化剂催化的ORR属于高效的4e~–途径.可见,该催化剂作为燃料电池的阴极氧还原反应催化剂具有广阔的前景.     

声表面波梁式加速度传感器的优化设计

为获得传感器的优化设计,对一种声表面波梁式加速度传感器敏感机理进行了研究。从声波波动方程出发,结合有限元分析以及微扰理论对加速度作用力作用下声表面波传播特性进行分析,以此构建梁式声表面波加速度传感器敏感机理的理论模型,特别分析了压电梁材料及几何结构、振子质量对传感响应的贡献以确定传感器优化的几何参数。为验证理论分析结果,实验研制了基于ST-X石英悬臂梁结构的差分振荡式声表面波加速度传感器,并利用精密振动台对所研制传感器性能进行评价。实验结果显示,在给定加速度测试范围内,采用ST-X石英梁并延长梁长度、降低梁厚度以及采用较大的阵子质量将有效的改善传感器检测灵敏度,在±2 g范围内加速度灵敏度可达27 k Hz/g,且实验结果很好的验证了理论模型。     

利用光窄带滤波器加快帧时钟消失速度的理论和实验研究

帧内时钟提取是高速率的光分组交换中关键技术之一.帧时钟建立和消失的快慢决定了线路中的最小分组间隔, 从而影响了线路的分组速率.提出了一种利用半导体放大器(SOA)的自相位调制效应(SPM)导致的红移,利用光学滤波器减小分组时钟消失时间的方法, 并最终完成了10 Gb/s的分组时钟的提取, 建立和消失时间分别为2个和6个码元周期.     

一种可拆装式的脑外科手术用磁共振成像线圈

在临床磁共振成像(MRI)应用中,射频线圈的设计是非常关键的,针对不同的应用目的,合适的线圈能获得质量更好的图像. 有的应用需要线圈提供均匀性较好的射频场,而有的应用则需要线圈在特定区域内提供高的信噪比(SNR). 但是线圈很难同时得到好的射频场（B₁场）、空间均匀性和高的SNR,需要根据实际应用情况进行折衷设计. 针对MRI在脑外科手术中的应用特点,设计并制作了一种新颖的、适用于脑外科手术的MRI接收和发射共用射频线圈. 该线圈采用可分拆式结构,在脑外科手术支架上可以进行反复组装和拆卸,减少了MRI对医生手术的影响. 仿真结果和人体成像实验表明,该线圈能产生均匀的射频场、有较高的SNR和较大的成像范围,满足脑外科手术的需要.     

3,5-二硝基水杨酸铕/聚合物的合成及光致发光性能

合成了3,5-二硝基水杨酸铕配合物(EuDNS)及其聚合物材料,通过元素分析和红外光谱等测试技术推测了配合物的结构,考察了配合物的用量和聚合物基质对聚合物材料荧光性能的影响。 结果表明,配合物EuDNS可能存在的螯合杂环结构使其有较宽的紫外吸收,且与其荧光激发波长能较好的吻合,能发射很强的稀土Eu3+离子特征红光;当EuDNS质量分数为0.25%时,EuDNS/PMMA（甲基丙烯酸甲酯）聚合物材料仍有很强的荧光强度;3种不同聚合物基质中,最强发射峰强度顺序为:P(MMA-co-St)＞PMMA＞P(MMA-co-AA),丙烯酸（AA）共聚单体会强烈猝灭材料发光;EuDNS对MMA/St自由基共聚有阻聚和缓聚作用,随苯乙烯（St）的比例提高,阻聚作用增大,且材料透明性降低;与EuDNS配合物相比,EuDNS/PMMA聚合物材料形成后表观荧光寿命延长了467.5 μs。     

以R134a为工质的分离式热管换热性能分析

以核电站乏燃料水池散热及太阳能热利用等为应用背景,实验分析了R134a作为工质的分离式热管在不同热源温度和不同充液率条件下的换热特性。在热源温度从40℃以5℃间隔递增到65℃的条件下,共进行了6组不同的充液率实验,分别为43.7%,51.7%,60.1%,68.5%,75.2%,82.9%。实验结果表明,系统充液率达到68.5%以后,换热量和换热系数随着充液率的增加波动小,存在最佳充液率区间,并且管内蒸发温度和换热量随着热源温度的升高而升高。与氨工质关于蒸发段换热系数和换热量两方面进行数据分析对比,结果表明随着充液率的增加,两种工质在管内换热系数和换热量上存在较大差异。     

一种尼龙老化评价的新方法

作为一种广泛使用的工程塑料,尼龙的老化备受关注。当作为电力系统芯片的封装材料时,尼龙在自然环境下的老化有可能会导致封装失效,从而影响芯片使用的可靠性,严重时甚至导致芯片的失效,给电力行业带来巨大损失。常规的自然老化和人工加速老化评价周期非常漫长,不同因素对尼龙老化的影响机理十分复杂,且这种影响难以研究,使得评价尼龙的老化稳定性成为一大难题。采用自主开发的原位老化评价系统,对尼龙6（PA6）和尼龙66（PA66）的老化稳定性及湿度对老化的影响进行了研究。该系统可以实现光照/温度/湿度/氧气等环境因素的加载,通过高灵敏度地测定材料在综合环境因素作用下产生的气相降解产物来评价材料的老化稳定性,评价时间缩短到几小时。实验表明,PA6和PA66的气相降解产物以H₂O和CO₂为主,由于H₂O在气相中的浓度不稳定,因此以CO₂的产生量作为老化评价指标。通过对不同自然老化时间PA6和PA66的原位老化评价,并与其ATR-FTIR红外光谱图进行对照,证明了原位老化评价方法能够较好地反映尼龙的老化程度,自然老化时间越长,PA6和PA66的稳定性越低,CO₂的产生量越大。进一步,采用该方法研究了湿度对PA6和PA66老化反应的影响,证明增大湿度对尼龙老化存在促进作用,而且升高温度会进一步促进湿度对老化的促进作用。研究表明,原位老化评价方法是一种快速评价尼龙老化稳定性及环境因素影响的有力手段。