一种新型的基于四孔单元光子晶体光纤的设计与分析

设计了一种基于四孔单元的光子晶体光纤,它可以满足光通信系统中高双折射率、负色散和低限制损耗的要求,比起通常的三角结构光纤有着更高的双折射率,并且结构制作也较简单。采用全矢量有限元法和各项异性完美匹配层法对所设计的光纤进行了仿真研究。仿真结果表明:该光纤在1.55μm波长处可获得10~(-2)数量级的双折射率,在较宽广的波段范围具有大的负色散,限制损耗低于10~(-9)dB/m;该光纤在保偏光纤、单极化单模光纤、色散补偿光纤等方面具有重要的应用。     

八边形掺氟椭圆纤芯的光子晶体光纤设计研究

设计了一种新型的八边形纤芯为椭圆的空气孔掺氟的光子晶体光纤。通过全矢量有限元法(FVFEM)和各项异性完美匹配层法(APML)对所设计的光纤进行了仿真研究。数值结果表明所设计的光纤在1.34~1.72μm波段具有0±0.4ps/(nm·km)的超平坦色散,覆盖了S、C和L通信波段,且在同一波长范围处限制损耗低于10-7dB/m,在1.55μm波长处对应的双折射率和非线性系数分别为2.12×10~(-2)和50.67W~(-1)·km~(-1)。所设计的光纤在超连续谱产生、色散补偿、极化保偏等方面具有潜在的应用。     

超支化聚氨酯阻尼涂层的制备及性能

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和二乙醇胺(DEOA)为原料, 采用一步法合成了超支化聚氨酯, 并对其改性制备了光固化超支化聚氨酯(UV-HPU)和超支化杂化聚氨酯(HHPU)两种树脂. 用傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征了预期产物. 以其为预聚物制备阻尼涂层, 动态力学分析(DMA)研究表明, 这两种涂层都具有高阻尼因子(tanδ≥1.0)、宽阻尼温度范围(tanδ≥0.5, 大于50 ℃)和宽阻尼频率范围(20～160 Hz); 通过基本性能测试和热重分析(TGA)发现杂化涂层聚氨酯较光固化聚氨酯具有更好的机械性能和热稳定性能; 杂化涂层聚氨酯的FTIR分析可知杂化涂层中硅氧烷水解缩合, 提高了交联密度; 杂化材料的断面扫描电镜(SEM)分析表明, 硅氧烷的水解缩合并未形成大颗粒纳米粒子而是形成均相体系.     

光/潮气双重固化聚氨酯涂层的制备及性能研究

以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和二乙醇胺(DEOA)为原料一步法合成了超支化聚氨酯,对其改性制备了光固化超支化聚氨酯丙烯酸酯(HPUA)和一系列双重固化(UV/潮气)超支化聚氨酯丙烯酸酯(DHPUA),使用傅立叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和碳谱(13C-NMR)以及凝胶色谱(GPC)对其分子结构进行了表征.并以其为预聚物制备光固化涂层,通过对双重固化涂层的表面形貌、热性能和物理性能的研究,结果表明,超支化双重固化涂层经过潮气固化后,涂层表面的粗糙度随着树脂中硅氧烷端基的含量的增加先下降后上升;超支化双重固化涂层的物理性能和热稳定性都随着树脂中硅氧烷端基的含量的增加而提升.     

基于傅里叶红外光谱的癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备机理研究

根据前期在相变储湿复合材料制备方面取得的成果,以SiO_2为载体材料、癸酸-棕榈酸为相变材料,采用溶胶-凝胶法制备癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料。采用傅里叶红外光谱仪对癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备过程各阶段的合成物质进行测试,即相变材料制备阶段、SiO_2载体材料制备阶段和癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备阶段。研究SiO_2基相变储湿复合材料制备过程中SiO_2网络结构形成机理、癸酸-棕榈酸嵌入方式、癸酸-棕榈酸与SiO_2嵌合机理,阐明溶胶-凝胶法制备癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料的相关机理。同时采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料的物质组成和微观形貌进行测试,以佐证癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料的制备机理。结果表明:通过Si—O—Si基团断裂与重组形成大量闭合孔或笼有效地将癸酸-棕榈酸包覆,从而制备形成癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料;在癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料制备过程中癸酸-棕榈酸与SiO_2仅仅为物理嵌合,未发生任何化学反应;癸酸-棕榈酸/SiO_2相变储湿复合材料中SiO_2形成大量闭合孔或笼,一部分用于包覆癸酸-棕榈酸,发挥相变调温性能,另一部分利用其网络空隙结构,发挥储湿调湿性能,从而达到同时调节室内温度和湿度的目的。     

基于傅里叶红外光谱的SiO_2基相变储湿复合材料结构分析及性能优选预测

以SiO_2为载体材料、脂肪酸为相变材料制备具有相变调温性能与储湿调湿性能的SiO_2基相变储湿复合材料。采用等温吸放湿法和步冷曲线法测试不同脂肪酸用量的SiO_2基相变储湿复合材料相变调温性能与储湿调湿性能。利用傅里叶红外光谱测试SiO_2基相变储湿复合材料的结构组成,分析SiO_2与脂肪酸的嵌合机理。以SiO_2基相变储湿复合材料的傅里叶红外光谱特征吸收峰作为输入层,以SiO_2基相变储湿复合材料的脂肪酸用量、相对湿度52.89%下SiO_2基相变储湿复合材料吸湿平衡含湿量与放湿平衡含湿量的平均值、SiO_2基相变储湿复合材料从30~15℃降温所需的时间作为输出层,以S型激活函数作为隐含层,利用BE神经网络建立结构参数与综合相变储湿性能的SiO_2基相变储湿复合材料性能优选预测模型。结果表明,SiO_2基相变储湿复合材料中SiO_2与脂肪酸仅为物理嵌合,未发生化学作用;当脂肪酸用量0.079 mol时,所制备的SiO_2基相变储湿复合材料具有最优的综合相变储湿性能,即在相对湿度52.89%下的吸湿平衡含湿量为0.132 3 g·g~(-1)、放湿平衡含湿量0.147 5 g·g~(-1)、平衡含湿量的平均值为0.139 9 g·g~(-1),从30~15℃降温所需的时间为1 305 s;SiO_2基相变储湿复合材料的性能优选预测模型吻合性较好,具有较高的精确度,其预测值与实测值的相对误差为-2.07%和2.45%,可以用于优选预测SiO_2基相变储湿复合材料的储湿调湿性能和相变调温性能。     

电子束固化含氟聚氨酯丙烯酸酯的制备与性能

以六亚甲基二异氰酸酯三聚体、丙烯酸羟乙酯及羟基含氟丙烯酸酯为原料制备了电子束固化含氟聚氨酯丙烯酸酯预聚物. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)对产物进行了表征. 研究了产物与溶剂组成的两相混合体系的流变性能、电子束固化行为及固化后涂层性能. 结果表明, 产物与溶剂混合体系具有正触变性, 绝对黏度变化符合Sedden公式, 黏流活化能约为44.8 kJ/mol. 电子束固化后涂层性能(如热稳定性、硬度、附着力和光泽度)优良.     

Quality factor enhancement of plasmonic surface lattice resonance by using asymmetric periods

We report that using asymmetric lattice periods can enhance the quality factor of plasmonic surface lattice resonances(SLRs)in two-dimensional array of metal-insulator-metal nanopillars in asymmetric dielectric environment.Simulation results show that by adopting appropriate asymmetric lattice periods,the SLR quality factor can be enhanced by 24%compared with the scenario of symmetric periods.We find that the SLR quality factor is optimized when the resonance wavelength is closest to the Rayleigh cutoff wavelength.We also find that the SLRs effect is polarization sensitive in the proposed structure.We expect this work will advance the engineering of SLRs especially in asymmetric dielectric environments,and will promote their applications in sensing.     

纳米TiO_2杂化PI薄膜的制备与性能

用1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(144BAPB)与联苯四酸二酐(BPDA)在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂中常温发生聚合反应且在其中添加纳米粒子TiO2而制得一系列不同TiO2含量的PI/TiO2杂化膜。研究了杂化膜的结构、吸湿性、耐电晕性和光学性等。结果表明,在TiO2含量为18%时,杂化膜同时具有良好的疏水性和极好的抗电晕性,这些特性有助于其在航空、电子、变频电机等行业中应用的进一步推广;通过紫外-可见分光光度计分析发现,随着TiO2掺杂量的增加,PI/TiO2杂化膜的可见光透过率下降十分显著。     

二维纳米材料作为润滑油添加剂的研究进展[1]

二维纳米材料因其独特的分子结构和润滑性能而在摩擦学领域得到了广泛的研究。同一层内原子间的高强度和较低的层间剪切强度使其成为一种优异的减摩抗磨添加剂。本文分别从石墨烯类二维纳米材料、过渡金属二硫化物和其它的二维纳米材料三方面综述了二维纳米材料作为润滑油添加剂的摩擦学性能,阐述了二维纳米材料的摩擦机理,并指出二维纳米材料作为高性能润滑材料仍需解决的问题及未来的研究趋势。