基于太赫兹时域光谱技术的多层涂层高效可靠测厚方法

为实现基于太赫兹技术的多层涂层的快速与可靠测厚,提出了一种自适应教与学优化算法,改进了标准Kent混沌映射,提高了初始种群多样性;并基于步长调节优化和次优个体优化,改进了教阶段与学阶段,提高算法寻优精度和效率。将该算法与太赫兹波测量多层涂层厚度的理论模型结合,建立了涂层厚度求解方法。最后,制备了多层涂层样件,开展了太赫兹无损检测实验。实验结果表明:建立的涂层厚度求解方法相比于全局最优算法的效率提高了1倍,单次实验仅需50 s左右便可快速得到多层涂层的厚度、折射率和消光系数,测量所得的多层涂层厚度的相对误差在1.5%以内,且标准差最大不超过1.7μm。基于太赫兹测量信号,所提方法可以高效、准确及可靠地计算多层涂层的厚度。     

高硬度聚脲涂层抗侵性能与断裂机制研究

鉴于高硬度聚脲与常规聚脲弹性体的区别，研究了高硬度聚脲涂覆钢板结构的抗侵性能及涂层断裂机制。通过弹道实验加载3.3 g立方体破片撞击无涂层、迎弹面涂层、背弹面涂层与双面涂层4种涂覆类型靶板，获得靶板的弹道极限，分析了不同涂覆方式下结构的抗侵性能、涂层断裂规律与微观断口形貌。结果表明:破片冲击作用下，迎弹面涂层断裂程度高且吸能性好，能够有效提高结构抗侵性能，而背弹面涂层破坏先于钢板层且吸能性差，对结构抗侵性能无提升作用；涂层断裂呈现一定的速度效应、厚度效应与微观特征，其规律反映了不同位置涂层的吸能差异。     

脉冲磁控溅射MoS2-Ti涂层常温及高温真空摩擦磨损性能

利用脉冲磁控溅射法，以铝青铜合金(C63200)和硅片为基底，制作不同Ti含量的MoS₂-Ti复合涂层。通过XRD、SEM、EDS、光学显微镜、多环境摩擦试验机等表征了涂层的结构成分和摩擦性能。结果表明：随Ti含量的增加，涂层致密度提升，S、Mo原子比上升。Ti的掺入使涂层由高度结晶态向非晶态转变。Ti含量增加，涂层摩擦磨损性能先上升再下降，常温真空下含3%Ti的涂层拥有稳定和低至0.015的摩擦系数，23%Ti的涂层失去润滑性。温度升高到400℃，涂层摩擦系数由0.015~0.04上升至0.07~0.1，含13%Ti的涂层高温真空下在800s后润滑失效。磨痕形貌显示，含3%Ti的涂层磨痕最窄，温度升高宽度增加不大，含13%Ti的涂层磨损严重，400℃真空环境下很快磨穿，纯MoS₂和13%Ti涂层摩擦时发现大量磨粒和破碎磨屑。     

基于蚁群算法的辊式涂布涂层厚度图像检测

针对目前辊式涂布涂层厚度检测效率低、准确率低等问题，提出一种基于启发式蚁群算法的辊式涂布涂层厚度机器视觉检测方法。采用Canny算子的原理提取出边缘信息，得到了边缘点的先验知识；然后建立了改进的蚁群算法的边缘追踪模型，实现了信息素和启发信息对蚂蚁的导向作用，同时较好地避免了蚂蚁在非边缘区域的分布和行走，解决了传统蚁群算法中随机性与正反馈两种机制的协调问题，使用改进蚁群算法的机器视觉法进行测量实验，与机理建模法对比最大误差为5.74%，平均误差为4.04%，满足实际生产需要。     

Ni-Al2O3选择性涂层的Sol-gel法制备及其性能研究

探索通过溶胶-凝胶法制备太阳光谱选择性吸收涂层的主要思路及方法。本文以硝酸镍、异丙醇铝作为主要原料,通过溶胶-凝胶法制备出了Ni-Al_2O_3前驱体溶液,并通过提拉镀膜,在600℃氮气气氛下热处理得到Ni-Al_2O_3太阳光谱选择性吸收涂层。并对涂层的组成、微观形貌和光学性能进行研究,该涂层具有较好的形貌结构以及优异的光学性能。     

ZnO纳米晶自组装微米球热控涂层制备与表征——介绍一个材料化学综合实验

基于科教融合理念,将科研项目"ZnO基热控涂层的制备"转化为本科生实验,以有机胺辅助水热法制备的纳米ZnO为颜料,通过刮涂法获得热控涂层.实验具有航天国防背景特色,涉及化学、材料和能源等多学科交叉融合,具备新颖性、实用性及可操作性的特点.学生从颜料粉体合成、表征技术、涂层制备和光学性能测试全操作流程中接受基本科研训练,有利于培养学生实验操作技能、科研探索及创新能力,加深基础理论知识理解,增强家国情怀和激发科研兴趣.     

Ti、V、Ni、Mo对CVD金刚石涂层形核影响

基于密度泛函理论,计算分析了CH₃基团在含有过渡金属元素Ti、V、Ni、Mo的孕镶金刚石颗粒硬质合金基底表面的吸附能、Mulliken电荷分布、电荷密度差和态密度(density of states, DOS)等一系列性质,研究Ti、V、Ni、Mo对孕镶金刚石颗粒硬质合金基底化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD)金刚石涂层形核阶段的影响及其作用机理。计算结果表明:与CH₃基团在WC表面及金刚石表面的吸附相比,Ti、V、Ni、Mo与C原子间有较强的弱相互作用,这使得其对CH₃基团有更强的吸附能力(其中Ti>V>Mo>Ni);吸附能力大小与各原子的价电子结构相关,含有Ti元素的表面对CH₃的吸附最稳定;CH₃基团与Ni原子间更易发生电荷的转移形成共价键,Mo有利于促进CH₃基团的脱氢反应;形核阶段适当添加Ti、V、Ni、Mo这几种过渡金属元素将有利于增加形核密度,改善CVD金刚石膜基界面结合强度。     

太阳光谱选择性吸收涂层

太阳能作为最重要的可再生新型能源,具有储量巨大、分布广泛以及清洁安全等诸多优势,研究太阳能利用技术具有丰富能源结构、降低环境污染、优化资源配置等重要意义,其中太阳能光-热转换是实现太阳能直接利用的最简单高效的方式。本文简要地介绍了太阳能新能源的重要性与优缺点,系统地论述了近年来在太阳能光-热转换材料中应用最广泛的太阳能集热器用选择性吸收涂层的研究进展,主要针对选择性吸收涂层的基本类型、作用机制及其国内外最新研究成果进行了较为全面地分析。最后,指出了太阳能选择性吸收涂层存在的主要问题并展望了其未来发展前景。     

CVD样品台旋转对沉积金刚石涂层的影响

以CH3COCH3和H2为反应气源,利用热丝化学气相沉积(HFCVD)方法,通过改变样品台的旋转频率在YG6硬质合金(WC-6wt; Co)基体上沉积金刚石涂层.利用X射线衍射分析YG6硬质合金表面沉积金刚石涂层物相,通过扫描电子显微镜和压痕试验机分析金刚石涂层的表面形貌、沉积厚度和膜基结合性能,考察了样品台旋转频率对沉积金刚石涂层结构与性能的影响,以确定最佳的样品台旋转频率.结果 表明,在固定沉积工艺参数条件下,当样品台的旋转频率为2次/h时,在YG6硬质合金基体上沉积的金刚石涂层具有较优的晶粒和更均匀致密的聚晶结构以及更高的膜-基结合力.     

霉菌对黑白照相底片背涂层影响研究

霉变是黑白照相底片常见的病害现象之一,严重影响其记载信息的完整性与清晰度,危害其长久保存。本文采用Keyence VK-X250K形状分析激光显微镜研究了霉变照相底片背涂层的表面形貌,测试了其表面算数平均高度(Sa)、最大高度(Sz)、表面性状高宽比(Str)、算数平均山峰曲率(Spc)、界面展开面积比(Sdr)等表面粗糙度参数。实验结果表明,黑白照相底片发生霉变后其背涂层被霉菌严重侵蚀,形成凹凸不平的粗糙表面,此粗糙表面的存在是导致底片霉变之后所记载图像清晰度与完整性受损的主要原因之一。