基于面积折减等效模型的光电倍增管水下内爆机理研究

光电倍增管(photomultiplier tube，PMT)是中微子探测器的核心部件，是由玻璃材料制成的内部真空的薄壳结构，排列在深水中工作，若一个PMT被压溃会产生内爆冲击波，会引起周围PMT发生殉爆。针对PMT内爆，建立了PMT内爆数值计算简化模型，并将计算与试验结果进行对比，验证简化模型的合理性。在此基础上，提出了基于面积折减等效模型的PMT内爆计算方法，通过等效模型分析了防护装置破口面积对PMT内爆的影响，得出随着防护装置破口面积的减小，水流碰撞发生PMT内爆的时刻相应提前，内爆产生的冲击波脉宽基本保持不变，冲击波压力峰值明显减小。该研究有利于找到有效的PMT内爆防护方法。     

泡沫覆盖层对水下爆炸气泡射流防护机理缩比试验研究

水下爆炸会对水中结构物造成严重威胁。柔性覆盖层或夹层板能够降低水中结构物水下爆炸冲击响应，因此成为研究的热点。以往的研究多集中于覆盖层对冲击波的防护机理，适用于较远距离的水下爆炸情况。近距离水下爆炸除了冲击波外，爆炸气泡溃灭时产生的朝向结构物的高速水射流更为致命。该文针对这种情况，基于量纲原理，推导缩比相似关系，通过缩比模型水下爆炸试验发现了覆盖层表面空化微气泡群对爆炸气泡形成高速水射流过程产生干扰，提出了泡沫覆盖层钢板水下爆炸气泡射流防护机理。     

水介质对舱内爆炸抑制作用的实验研究

为探索舰船抗舱内爆炸的机理和技术手段，设计了多舱室缩比模型，开展了有水和无水介质的爆炸实验，对比了爆炸当舱水介质对爆炸反应过程、邻舱冲击波峰值、比冲量及准静态压力的影响。研究结果表明:(1)水介质对舱内爆炸邻舱冲击波峰值、比冲量和准静态压力均有明显的衰减作用；(2)在一定区间内，炸药当量越大，水介质抑制内爆炸的效果越明显；(3)水介质能有效阻碍燃烧等爆炸后续效应，影响准静态压力形成。     

新型阳离子光固化活性单体3,3′-[1,4-丁基双(氧基亚甲基)]-双-(3-乙基)氧杂环丁烷的合成

以3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷(OXT101)和1,4-二溴丁烷为原料,四正丁基溴化铵为相转移催化剂,在碱性条件下合成了一种新型阳离子光固化活性单体3,3′-[1,4-丁基双(氧基亚甲基)]-双-(3-乙基)氧杂环丁烷。研究表明,其合成最佳工艺条件为:当1,4-二溴丁烷用量为0.2mol时,1,4-二溴丁烷与3-乙基-3-羟甲基氧杂环丁烷摩尔比为1∶2.5,四正丁基溴化铵2g,KOH提供碱环境,用量为1.0mol,0℃下反应时间24h。在此条件下,产率达49.3%。同时,对合成的活性单体的固化机理及其稀释性能进行了研究,结果表明新型活性单体的固化机理为阳离子开环聚合,稀释性能可与目前市场上常用的阳离子活性单体媲美,具有一定的工业实用价值。     

基于多轴应力损伤的薄板花瓣型破口形成机理研究

开展了多种应力状态下的船用钢力学特性实验,基于多轴应力状态损伤的失效准则研究了局部冲击荷载作用下圆形板的花瓣型破口形成过程,划分了花瓣型破口形成的3个阶段,分析了裂纹区域、非裂纹区域应力状态变化过程及损伤情况。得到:(1)考虑多轴应力损伤的舰船用钢失效准则能有效预测受力状态复杂的花瓣状破口;(2)花瓣型破口的形成主要分为蝶形凹陷、中心区域裂纹扩展、花瓣形成与翻转等3个阶段;(3)花瓣型破口的裂纹区和非裂纹区均受力复杂,破口预测须考虑应力状态对损伤特性的影响;(4)花瓣形成过程中,第1阶段和第3阶段均匀变形,第2阶段损伤局部化明显,花瓣卷曲会造成花瓣根部的二次损伤。     

纳米SiO2改性苯基缩水甘油醚丙烯酸酯的紫外光固化性能研究

以苯基缩水甘油醚（PGE）和丙烯酸（AA）为原料,三苯基膦为催化剂,4-甲氧基苯酚为抑制剂,合成了一种新型光敏预聚物苯基缩水甘油醚丙烯酸酯（PGEA）。然后用十六烷基三甲基溴化铵处理纳米SiO₂,并用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）进行表面改性,并加入到预聚物PGEA中,制成紫外纳米复合涂层。用扫描电子显微镜（SEM）发现涂层含量小于5%时,改性纳米SiO₂的分散效果较好。用扫描原子力显微镜（AFM）观察到固化膜表面光滑。而适量的改性纳米SiO₂可以提高紫外光固化材料的拉伸强度、伸长率和冲击强度。     

银簇化合物Ag3B6O10I的合成、晶体结构和双折射性质

通过高温固相合成技术,成功合成了一种新型含银簇卤化硼酸盐Ag₃B₆O₁₀I。该晶体属正交晶系,空间群为Pnma (No. 62)。结构分析表明,该晶体结构中BO₄四面体和BO₃三角形连接形成[B₆O₁₀]^2-并最终相互连接形成三维孔洞结构,Ag₃I三角锥位于孔洞中。这种基于B₆O₁₀基元的含银簇三维孔洞结构为首次报道。热稳定性分析表明Ag₃B₆O₁₀I为非同成分熔融化合物,熔融分解温度为963 K。紫外-可见-近红外漫反射光谱分析显示该晶体光学带隙约为3.1 eV。值得关注的是,Ag₃B₆O₁₀I晶体具有较大的双折射率(0.031@550 nm)。第一性原理理论计算揭示了该晶体的光学特性来源。