单室固体氧化物燃料电池阴极材料La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3的电化学性能研究

采用高温固相法制备了La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3(LSCM)并利用XRD,SEM以及电化学阻抗谱(EIS)分别对粉体及电极进行研究。结果发现LSCM在C3H8-O2-N2混合气氛下能够保持很好的高温化学稳定性,且与电解质材料YSZ在1400℃空气气氛下不发生化学反应。电化学测试结果表明,阳极支撑型单室固体氧化物燃料电池Ni-YSZ|YSZ|LSCM在700℃、C3H8-O2-N2混合气氛下的短路电流密度达317 mA·cm-2,最大功率密度73 mW·cm-2。将LSCM与CGO形成梯度阴极,相同测试条件下,单室电池的短路电流密度为560 mA·cm-2,功率密度达到110 mW·cm-2,电池输出性能提高约50%。     

带有非吸收窗口的高性能InGaAs/AlGaAs量子阱激光二极管

为了解决限制近红外单发射区InGaAs/AlGaAs量子阱半导体激光二极管失效阈值功率提升的腔面光学灾变损伤问题,研制了一种带有Si杂质诱导量子阱混杂非吸收窗口的新型激光二极管,并对其性能进行了测试分析。首先,对于带有非吸收窗口的二极管,在其谐振腔上方前后腔面附近的窗口区域覆盖50 nm Si/100 nm SiO₂组合介质层,在远离腔面的增益区域覆盖50 nm Si/100 nm TiO₂组合介质层,并采用875℃/90 s快速热处理工艺促进Si杂质扩散诱导量子阱混杂并去除非辐射复合中心。然后,基于相同外延结构、相同流片工艺制备了无非吸收窗口的激光二极管作对照组。测试结果显示,带有非吸收窗口的新型激光二极管平均峰值输出功率提升约33.6%,平均峰值输出电流提升约50.4%,腔面光学灾变损伤的发生概率和破坏程度均明显降低,且其阈值电流、斜率效率及半高全宽等特性也无任何退化。该研究证明,采用Si杂质诱导量子阱混杂技术制备的非吸收窗口,对近红外单发射区InGaAs/AlGaAs量子阱半导体激光二极管腔面光学灾变损伤有明显的抑制效果。     

水泥浆体中氯盐阳离子种类对游离氯离子浓度的影响

研究了不同阳离子氯盐作用下, 水泥净浆中游离氯离子浓度和结合氯离子浓度的变化, 并通过X射线衍射技术和电镜扫描分析技术观察其微观状态. 结果表明: 掺氯化钠的试件中游离氯离子浓度更高, 钙离子对氯离子的结合能力更强; 氯化钙比氯化钠更易与水泥熟料发生反应, 生成水化产物Friendel复盐和C-S-H凝胶; 掺氯化钙的试块表面晶体更为细密且结构多样.     

光纤探头烧结电路设计

为了满足烧结光纤探头的需要,设计了一种基于脉宽调制芯片CA1524的高压放电装置.首先通过推挽功率放大电路,将直流电逆变为高压交流电；然后经倍压整流得到2000多伏的直流电,最后连接电极棒进行高压放电.使用芯片LPC1768控制CA1524输出波形的占空比来改变放电强度,以及放电时间.     

用于在体神经递质检测的可佩戴式无线电化学检测仪

为了实现对微弱神经递质信号的在体实时检测,设计并实现了一种无线电化学检测仪器。系统硬件以低功耗微控制器MSP430为主控制器,包括了微弱电流检测模块、波形产生模块以及数据收发模块,具有尺寸小(2.3 cm×1.8 cm×0.6 cm),功耗低的特点。基于u C/OS操作系统设计了系统的下位机程序,结合上位机软件实现了检测数据的实时显示与分析。针对神经递质的实际检测需求,系统集成了计时电流法与快速循环伏安法两种电化学检测分析方法。利用快速循环伏安法对不同浓度的多巴胺标准溶液进行了测试,在浓度范围5.0×10#7~7.0×10#5mol/L内,系统检测的响应电流与多巴胺浓度之间线性相关系数R=0.99。在此基础上,开展了大鼠在体多巴胺检测的实验,并成功检测到大鼠尾状壳核脑区的电诱发多巴胺释放信号。实验结果表明,此仪器具有检测灵敏度高的优点,能够实现对大脑内神经递质信号的定性及定量分析,在神经科学研究领域具有广阔的应用前景。     

包头磁尾矿稀土浸出和制备冰晶石的研究

包头白云鄂博矿床产生大量磁尾矿,会产生很大的环境问题。采用纯碱焙烧法对其进行了稀土浸出实验和氟的资源化利用研究。实验结果表明,包头磁尾矿与纯碱混合物于700℃焙烧1.0 h,经稀盐酸洗涤后,以3.0 mol.L-1稀硫酸于65℃下浸出4.0 h,氟的洗脱和稀土浸出效果较好,其中稀土浸出率为97.97%,氟浸出率为99.54%,氟洗脱率为77.32%。以该条件下产生的含氟废水为原料,于90℃下制备了冰晶石,溶液中氟回收率为85.63%,并推算出磁尾矿中氟的总利用率为66.21%。该法使磁尾矿由废弃物变为二次资源成为可能。     

基于时间反转扩频的隐蔽水声通信方法

针对低信噪比条件下水下小尺度平台与通信浮标间进行隐蔽水声通信时,强多径干扰导致通信困难的问题,提出了一种基于时间反转技术的直接序列扩频隐蔽通信方法。该方法利用多通道主/被动时间反转的空时聚焦效应,提高了低信噪比条件下直接序列扩频通信的抗多径干扰能力,并且具有良好的低检测概率通信能力。仿真和水池实验结果表明:该方法满足水下小尺度平台处理结构简单、低功耗的要求,实现了水下单阵元平台与通信浮标之间的双向隐蔽通信。     

信噪比后滤波与特征空间融合的最小方差超声成像算法

为了提高超声成像空间分辨率和对比度,提出了一种信噪比后滤波与特征空间融合的最小方差波束形成算法。首先,利用信号子空间划分将最小方差算法得到的权矢量投影到信号子空间中提高成像对比度,然后基于信号相干性设计滤波系数,并引入基于信噪比的噪声加权系数,最终得到融合信噪比后滤波与特征空间的最小方差算法。为验证本算法的有效性,使用FieldⅡ对点目标和吸声斑目标进行了仿真实验验证,并采用密歇根大学geabr_0实验数据进行成像。实验结果表明:所提算法在对比度和分辨率上均有所提高,明显优于传统延时叠加算法,最小方差算法和ESBMV_wiener算法,且对噪声具有较强鲁棒性。      

Si杂质扩散诱导InGaAs/AlGaAs量子阱混杂的研究（英文）

光学灾变损伤(COD)常发生于量子阱半导体激光器的前腔面处,极大地影响了激光器的出光功率及寿命。通过杂质诱导量子阱混杂技术使腔面区波长蓝移来制备非吸收窗口是抑制腔面COD的有效手段,也是一种高效率、低成本方法。本文选择了Si杂质作为量子阱混杂的诱导源,使用金属有机化学气相沉积设备生长了InGaAs/AlGaAs量子阱半导体激光器外延结构、Si杂质扩散层及Si 3 N 4保护层。热退火处理后,Si杂质扩散诱导量子阱区和垒区材料互扩散,量子阱禁带变宽,输出波长发生蓝移。退火会影响外延片的表面形貌,而表面形貌则可能会影响后续封装工艺中电极的制备。结合光学显微镜及光致发光谱的测试结果,得到825℃/2 h退火条件下约93 nm的最大波长蓝移量,也证明退火对表面形貌的改变,不会影响波长蓝移效果及后续电极工艺。