高温高压与CVD金刚石单晶衬底质量对比研究

本文通过高分辨X射线衍射(HRXRD)、激光拉曼光谱(Raman)、晶格畸变检测等测试分析方法对多组高温高压(HTHP) Ⅰb、HTHP Ⅱa和化学气相沉积(CVD)型(100)面金刚石单晶样品进行对比研究。HRXRD和Raman的检测结果均表明HTHP Ⅱa型金刚石单晶的结晶质量接近天然金刚石,其XRD摇摆曲线半峰全宽和Raman半峰全宽分别为0.015°~0.018° 和1.45~1.85 cm^-1。晶格畸变检测仪的检测结果表明,HTHP Ⅱa型金刚石单晶的应力分布主要有两种:一种几乎无明显应力分布,另一种沿<110>方向呈对称的放射状分布,其他区域无晶格畸变。HTHP Ⅰb和CVD型金刚石单晶应力分布均相对分散,晶格畸变复杂,与其HRXRD和Raman的检测结果相符。进一步利用等离子体刻蚀法对三种类型金刚石单晶(100)面位错缺陷进行对比分析,结果表明,HTHP Ⅱa型金刚石位错密度为三者中最低,仅为1×10³ cm^-2。本研究为制备高质量大尺寸CVD金刚石单晶的衬底选择提供了实验依据。     

纳米洋葱碳的制备及其微波吸收特性研究

采用化学气相沉积法(CVD)制备了一种可应用于微波吸收材料的纳米洋葱碳(CNOs),通过酸洗-煅烧-磁选对其进行纯化处理.研究了样品形貌、物相组成、磁性能及其微波吸收特性.带有Fe-Ni核心的CNOs呈现出高度石墨化的碳层包覆金属核心的核壳结构,金属核心的存在提高了材料的复磁导率和阻抗匹配程度.模拟结果表明,微波吸收峰随着匹配厚度的增加逐渐向低频移动;当厚度为5.81 mm,频率为4.08 GHz处的最小反射损耗(RL)达到了-52.5 dB,且厚度在2 mm时,有效吸收带宽(RL<-10 dB)达到了3.36 GHz(11.92～15.28 GHz).这种优异的微波吸收特性表明CNOs有望在轻质高效吸波材料领域得到广泛应用.     

大功率磁控管用新型Y2Hf2O7陶瓷阴极研究

为了提高大功率磁控管的输出功率,延长其使用寿命,首次采用稀土氧化物Y2O3和过渡金属氧化物热发射测试结果显示该阴极在1300,1350,1400,1450,1500,1550,1600℃br亮度温度,300 V阳极电压下即可分别提供0.15,0.2,0.5,1.1,1.8,2.5,3.5 A/cm2的发射电流密度.利用理查森直线法求得该阴极的绝对零度逸出功为1.26 eV,理查森-道舒曼公式法求得该阴极在1450,1500,1550,1600℃br亮度温度下的有效逸出功分别为3.10,3.15,3.21,3.26 eV.寿命实验结果显示,该阴极在工作温度为1400℃br,直流负载为0.5 A/cm2的条件下,寿命超过4000 h.最后,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱分析仪、俄歇电子能谱仪以及结合氩离子刻蚀技术的深度俄歇能谱仪等分别对该阴极活性物质的分子结构,阴极表面微观形貌、元素成分及含量等进行了研究.结果表明,高温烧结合成了单一的铪酸钇物相,高温烧结过程中当一种Y3+价稀土氧化物Y2O3掺入Hf4+价的过渡金属氧化物HfO2时,会发生离子置换固溶,为了保持铪酸钇晶格的电中性,晶格中就会产生一个氧空位.当阴极在激活、老练、热发射测试时,会加速氧空位的生成,产生的氧空位越多,阴极表面导电性就会越好,这间接降低了逸出功,从而提高了阴极的热发射能力.     

自抗扰控制框架下的摩擦力振动分析

自抗扰控制(active disturbance rejection control, ADRC)是一种具有两自由度控制结构的工程化方法, 由于其能够直观有效地处理多种扰动, 近些年来在许多机电系统上得到了成功应用. 当采用ADRC对带有摩擦力的机电系统进行调节时, 可能会产生极限环振动. 目前, 还没有ADRC框架下摩擦力振动精确分析的相关工作. 因此, 本文采用非线性动力学系统的分析工具对这一问题进行研究. 首先, 考虑两种典型摩擦力模型, 静态切换模型和动态LuGre 模型, 对一类二阶运动系统设计不同阶次的ADRC, 得到控制器的等效形式, 并揭示出与比例积分微分(proportional-integral-derivative, PID)控制之间的联系. 然后, 采用打靶法结合拟弧长延拓方法求解系统中的极限环, 并根据Floquet理论判断极限环的稳定性、可能出现的分岔以及分岔类型. 此外, 通过雅克比矩阵和近似数值方法对系统平衡点集的局部稳定性进行了分析. 最后, 通过数值计算研究了摩擦力模型和参数、ADRC阶次和参数对极限环和平衡点集的影响. 计算结果表明, 决定摩擦力Stribeck效应负斜率的参数$\beta$作用较大. 当$\beta>1$时, 两种摩擦力模型下的闭环系统呈现出相同的特性, 极限环会出现环面折叠分岔(cyclic fold bifurcation, CFB)且平衡点集是局部稳定的. 然而当$\beta<1$时, 两种闭环系统呈现出完全不同的特性. 此外, 不同阶次的ADRC在极限环的存在性和稳定性、平衡点集的稳定性上面的结论是相同的, 而低阶次的ADRC能够更好地解决摩擦力补偿和稳定鲁棒性之间的矛盾问题. 这些结论对实际现象的理解、ADRC阶次的选择以及参数整定提供了一定指导.      

基于等离子体紫外辐射的强激光自动寻焦系统

精准定位激光束焦点位置是提高激光雕刻、切割、焊接等加工精度的重要基础，而传统测量方法不适用于自动寻找强激光焦点。基于激光烧蚀金属后等离子发光含大量紫外谱线的原理，以日盲的氮化镓肖特基光电二极管为传感器，设计了以304不锈钢靶材为耗材的红外强激光束自动寻焦方法及其装置。该方法与共聚焦显微镜检测平均烧蚀坑深的方法相比，当以脉冲宽度100 ns、重复工作频率20 kHz、平均功率10 W的1064 nm光纤激光雕刻机为实验对象时，二者定焦位置相差24 μm。     

基于快速全线性预测控制的混沌系统控制与同步

针对连续时间混沌(超混沌)系统的控制问题, 提出了一种基于扩张状态观测器的快速全线性广义预测控制算法. 利用线性扩张状态观测器估计和补偿混沌(超混沌)系统的非线性动力学和存在的不确定性, 将原始对象近似转化为积分器形式, 随后针对单积分器设计广义预测控制, 解决了预测控制计算量大的问题. 阶跃系数矩阵可以直接得到解析解, 而对于未来输出的预测则可以根据最近两个时刻的输出采样值直接计算得到, 避免了使用自校正算法和在线求解丢番图方程. 该线性算法可以直接应用于非线性对象的控制系统设计. 将该算法应用于典型Lorenz混沌系统的控制中, 数学仿真结果验证了有效性.     

固相萃取-高效液相色谱法测定食品中的酸度调节剂

建立了固相萃取-高效液相色谱法(SPE-HPLC)同时测定食品中的7种酸度调节剂(酒石酸、苹果酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、富马酸、己二酸)含量的方法.样品经SAX强阴离子交换柱净化,高效液相色谱分析,色谱条件为采用Synergi4u Hydro-RP色谱柱,以KH2PO4缓冲溶液-乙腈(用H3PO4调PH值为3.2)为流动...     

正辛醇的γ辐照稳定性及辐解产物分析

在高放射性废液后处理的萃取工艺中,正辛醇被认为是具有应用前景的稀释剂之一,而研究其γ辐射效应对指导其实际应用具有重要意义.本文对N_2环境下γ辐照后的正辛醇进行了紫外-可见(UV-Vis)光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱研究.结果表明正辛醇在100 kGy以下辐照后化学结构未发生变化,而吸收剂量增至300kGy时有羰基化合物生成.通过色谱(GC)和色质联用(GC-MS)进一步分析了高剂量(600 kGy)辐照后正辛醇的气体及液体辐解产物,发现主要气体产物为H_2,并伴有微量的CO_2和CH_4;主要液体产物为正辛醛,其占未辐解正辛醇的质量百分含量小于1%,并伴有少量正庚烷和8-羟基十五醇.对辐照后正辛醇的化学结构及辐解产物的分析表明,正辛醇在氮气下经γ辐照后,主要发生α碳原子上的C-H键断裂,并伴有β碳原子上的C-C键断裂.此外,抽氢反应也是正辛醇辐解的重要途径.     

通过被动介质耦合的两螺旋波的同步

采用Br模型研究了通过被动介质耦合的两二维可激发系统中螺旋波的同步,被动介质由可激发元素组成,这些元素之间不存在耦合.数值模拟结果表明,被动介质对螺旋波的同步有很大影响,当两系统中的初态螺旋波相同时,被动介质可导致稳定螺旋波发生漫游,螺旋波转变为螺旋波对或反靶波;当两系统中的初态螺旋波不同步时,在适当的参数下,两螺旋波可以实现同步、相同步,此外还观察到两螺旋波波头相互排斥、多螺旋波共存、同步的时空周期斑图、系统演化到静息态等现象.在被动介质中,一般可观察到波斑图,但是在某些情况下,被动介质会出现同步振荡现象.这些结果有助于人们理解心脏系统中出现的时空斑图.