容积式吸热器内聚集太阳能的传输特性研究

将泡沫孔筋等效成粒子系,建立了抛物面聚光器与容积式吸热器数理模型。基于Mie理论计算泡沫材料的散射特性,采用蒙特卡洛射线踪迹法模拟聚集太阳光在泡沫材料内的传输衰减特性。通过计算,获得了吸热器体积内的太阳能流吸收分布。结果表明:吸收太阳能流集中在吸热器底部,随着孔隙率和孔隙直径增加,吸热器内的太阳能吸收分布均匀性更好。研究结论为容积式太阳能吸热器结构设计与性能分析提供了参考。     

MeV能量的重离子辐照GaN的HRXRD研究

分别进行了2.3 MeV20 Ne8+ 离子和5.0 MeV84 Kr19+ 离子辐照GaN样品的实验, 并对实验样品进行了HRXRD的分析。结果发现, 随着这两种离子辐照剂量的增大, GaN的HRXRD谱（0002）衍射峰的峰位出现了向小角侧有规律的移动, 并在较高剂量时衍射峰发生分裂。同时, 对衍射峰的峰位的移动和峰形的变化等现象反映的辐照损伤机制进行了研究, 并探讨了电子能损与核能损各自在晶格损伤中的作用。Irradiation experiments of gallium nitride (GaN) with 2.3 MeV20 Ne8+ and 5.0 MeV84 Kr19+ respectively were performed. The irradiated samples were analyzed using the high\|resolution X\|ray diffraction (HRXRD) spectrometry. It was found that the diffraction peak of GaN (0001) exhibited regular shift to smaller diffraction angles with the increase of ion fluence for the both ions, and the diffraction peak split into a few sub\|peaks at higher irradiation dose. Underlying mechanisms of the observed peak shift and split were investigated, the contributions of different energy losses to the damage accumulation in the irradiated GaN were discussed.     

基于非接触式电导信号的土壤速效钾含量检测方法

该文针对土壤中速效钾含量采用传统测定法操作复杂、检测时效滞后的问题,建立了基于非接触式电导检测信号快速检测土壤速效钾含量的分析方法。采用高效毛细管电泳/非接触式电导检测仪获取河南潮土的非接触式电导检测信号,并使用导数法与高斯曲线拟合法相结合进行初步峰谱识别,按条件进行峰值过滤后,引入基于Levenberg-Marquardt(L-M)的高斯分峰拟合算法,实现了单峰和重叠峰的拟合计算,得到高斯峰和相应的特征参数,包括峰位、峰高、半峰宽和峰面积;最后将拟合得到的高斯峰及相应的特征参数表征原始非接触式电导检测信号离子峰谱信息结合偏最小二乘法(PLS),确定特征参数与土壤速效钾含量的关系,建立模型,实现了对土壤中速效钾含量的预测。结果表明,将基于L-M的高斯分峰拟合算法结合偏最小二乘法应用于非接触式电导检测信号测定土壤速效钾含量时具有较高精度,回归模型决定系数(R~2)为0.856 4,相对分析误差(RPD)为2.639,适用于土壤速效钾的快速检测分析。     

相转换法制备聚氨酯微孔膜过程中的非溶剂效应

利用湿法相转换的原理制备聚氨酯微孔薄膜,从实验和理论计算两方面研究了非溶剂组成对聚氨酯孔结构及相分离过程的影响.实验结果表明:与水体系相比,在醇类非溶剂体系中聚氨酯膜更易形成较均一形貌的多孔结构.用异丙醇作非溶剂可得到孔径均一、相互贯通的孔结构.而理论计算结果表明:这种非溶剂效应与水、甲醇、乙醇及异丙醇等非溶剂系统的Flory-Huggins 相互作用参数及扩散系数密切相关.     

平顶高斯光束和超高斯光束传输特性的相似性

 在直角坐标系下对平顶高斯光束和超高斯光束的传输特性的相似性问题作了讨论。研究表明,当有相同的M²因子但束宽不同的平顶高斯光束和超高斯光束通过光阑效应可忽略ABCD光学系统传输时,在广义菲涅尔数F相等处有相似的光强分布。对于有光阑和用球差透镜聚焦的情况,若平顶高斯光束和超高斯光束具有相同的M²因子和束腰宽度,则在相同传输距离处仍可得到相似的光强分布。     

新型固液旋流器压降特性实验研究

难分离的微细颗粒可采用小尺寸旋流器进行分离,但必然因为压降不能过高的限制而减低进口流量。为解决这一问题,本研究设计了新型双锥旋流器结构,其中主要的分离发生在小锥段,连接小锥段与圆柱段的大锥段则主要其是时流体平稳过渡、从而降低旋流器的压降,这样就可以提高旋流器操作时的进口流量。本文对这种新型旋流器进行了压降特性的探索性实验研究。实验结果表明:新型旋流器比传统单锥旋流器的进口流量可提高60%～70%;压降随流量呈二次抛物线方式增加;随着溢流口直径的增加而降低。这些规律都类似于传统的固液旋流器。另外,压降随分流比的增加明显上升;当溢流管插入深度增加时,压降首先达到一最大值,而后随着插入深度的增加而降低。     

一种应用于MOCVD的3波长在线红外测温方法

根据金属有机物化学气相沉积(MOCVD)在线红外测温的发展需要,提出一种3波长免探测孔有效面积校准和反射率修正的测温方法。给出了探测1 300 nm、1 150 nm、940 nm 3波长的在线测温探头设计方案和光路图,将该探头应用于THOMAS SWAN CCS MOCVD 5.08 cm (2英寸)Si(111)衬底上生长10 μm GaN外延层的在线测温。测量结果表明:在700 ℃~1 100 ℃范围内,探头多次测量的重复性误差在1.0 ℃内,在950 ℃~1 100 ℃范围内,以EpiTT红外测温仪为参考,探头测温精度在1 ℃内,距离容差性为2 mm。该探头应用于我国自主研发的MOCVD 5.08 cm Si(111)衬底上生长InGaN/GaN MQW结构蓝光LED外延片,可得最低测温量程为435 ℃,n-GaN生长过程中测量噪声为0.75℃。结果分析表明:该3波长免修正在线红外测温法对于高质量单层薄膜外延生长具有一定可行性,对于多层复杂结构外延生长需要进一步改进。     

高能重离子辐照的低活化钢硬化效应

为了探讨聚变堆候选低活化钢的抗辐照性能,在兰州重离子加速器国家实验室HIRFL的材料辐照终端,利用63 MeV的~(14)N离子和336 MeV的~(56)Fe离子在-50?C下对一种国产低活化钢进行辐照实验.借助离子梯度减能装置,使入射离子能量在0.22—6.17 MeV/u之间变化,从而在样品表面至24μm深度范围内产生0.05—0.20 dpa的原子离位损伤坪区.利用纳米压痕仪测试样品辐照前后的显微硬度,通过连续刚度测量(constant stiffness measurement)得到低活化钢硬度的深度剖面信息.使用Nix-Gao模型很好地描述了纳米压痕硬度随深度递减的现象(压痕尺寸效应,indentation size effect),从而有效避免了低能离子辐照的软基体效应(softer substrate effect).正电子湮灭寿命谱显示低活化钢在辐照之后长寿命成分增加,说明样品中产生了大量缺陷形成空位团,从而导致了材料力学性能的变化,在离子辐照剂量增加至0.2 dpa时,平均寿命τ_m增加量逐渐变慢,材料中辐照产生的缺陷趋于饱和.     

吸收-透射界面下正弦折射率介质内辐射换热

对具有吸收-透射性边界面的梯度折射率半透明介质层,建立了介质内热辐射传递与边界面辐射换热的数理模型,并采用数值弯曲光线跟踪法求解介质内的热辐射传递。通过数值模拟,分析了正弦折射率下,边界面的反射特性、吸收率以及介质层光学厚度对介质内热辐射平衡温度场及热流分布的影响。结果表明,边界面的反射特性与吸收率对介质内辐射换热均有重要影响,吸收率的影响与边界面反射特性、介质层光学厚度及环境条件相关,呈现特征不同的作用。     

槽式太阳能聚集阵的间歇跟踪聚光特性

对日间歇跟踪的太阳能聚光电池阵是一种技术难度与效益平衡性好的航天器太阳能电源技术,研究该类空间太阳能聚集系统的在轨聚光特性及间歇跟踪控制方法具有重要意义.本文基于卫星轨道特性与槽式反射聚集阵的光传播特性分析,建立了太阳能聚集阵对日间歇跟踪的时间步长计算方法,考虑太阳光线不平行度等因素影响.以某太阳同步圆轨道卫星上的反射聚集阵为例,采用蒙特卡洛法模拟其间歇跟踪下的聚光特性.结果表明,采用所提出的时间步长计算方法进行聚集阵的对日间歇跟踪,可获得满意的聚光效果.