聚偏氟乙烯在动载荷作用下压电特性的研究

 本文利用爆炸激波管研究了聚偏氟乙烯（PVF₂）在0.01至1 MPa的冲击波作用下的压电特性。实验发现，大约在0.25 MPa附近，压电灵敏度出现急剧下降，然后很快趋于稳定。本文还利用X射线衍射仪观察了冲击载荷下PVF₂的晶型变化，X射线衍射结果表明，PVF₂在3~4 MPa的冲击波几十次反复作用下晶型不发生明显改变。     

激光诱导AZ31B镁合金薄板动态响应实验研究

为分析在激光冲击波作用下AZ31B镁合金薄板背面的动态响应,采用聚偏氟乙烯贴片传感器与数字示波器对强激光诱导的冲击波进行测量,得到压电波形,结合冲击波的传播特性,对弹塑性双波的传播规律进行了研究。结果表明：激光诱导的材料动态响应是快速的;压电波形图反映出的弹性前驱波与塑性加载波传播到靶材背面的时间与理论时间相符;弹性前驱波能量小引发的波形振幅较小,紧随着的塑性加载波能量大并引起较大振幅波动,弹塑性双波卸载过程与紧接着的加载过程导致了压电信号的波动振幅提高。     

聚合物电导率对0-3型压电复合材料极化性能的影响

建立了0-3型压电复合材料的等效电学模型.分析了聚合物电导率对复合材料极化性能的影响，研究了聚苯胺改性0-3型锆钛酸铅/聚偏氟乙烯复合材料极化性能与聚合物电导率之间的关系.理论分析和实验结果均表明，提高聚合物电导率可以提高复合材料的极化性能. 关键词： 压电复合材料 电导率 极化 聚偏氟乙烯     

由于表面粗糙引起的激光声表面波色散的实验和理论研究

表面粗糙是材料制造过程中必有的副产物, 粗糙表面会引起其中传播的声表面波的速度发生变化. 在利用激光声表面波对材料性质进行评估时, 常用宽带的激光声表面波速度频散特性对材料性质进行反演. 为了研究表面粗糙度是否能作为反演的特征参数之一, 本文建立了激光在表面粗糙样品中激发声表面波、聚偏氟乙烯换能器宽带接收声表面波的实验装置来研究不同粗糙度表面对声表面波速度的影响; 理论上建立了激光在粗糙表面中激发声表面波的计算模型, 利用有限元法得到声表面波的时域特征, 并进一步得到声表面波的速度色散曲线, 理论结果和实验结果能很好地拟合. 这为利用激光声表面波对表面粗糙的评估提供理论和实验依据. 关键词： 表面粗糙 激光声表面波 速度色散 聚偏氟乙烯传感器 有限元法     

偏振光斯托克斯参量的高速实时测量技术

为了满足对高速变化的偏振态的测量,提出一种能够对偏振态实现高速测量的技术。阐述了利用1/4波片与起偏器测量偏振光的斯托克斯参量常规的原理和方法,根据高速测量的要求推导出了新的斯托克斯参量计算公式,并依据此公式设计了基于多通道偏振态高速测量的方案,设计了具体的方法并编写了控制与算法程序。测试表明,该系统的测量速度达到了每秒700次偏振态测量,测量速度主要由电子线路的性能决定,测得的结果稳定可靠实现了光纤传输偏振态的高速测量。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的耐辐射性能

化学反应混凝微滤技术是处理放射性废水的一种新型实用技术，作为分离单元核心的聚偏氟乙烯中空纤维微滤膜是一种性能优异的水处理膜材料，具有化学稳定性好、抗吸附污染性好、高装填密度等优点，但在辐射环境下性能会发生一定程度的改变，从而影响材料的使用性能。文中在一个较宽的辐射剂量范围内研究聚偏氟乙烯中空纤维膜的性能变化，为该膜的工程应用提供依据。     

基于PDMS材料的Sagnac干涉光纤挥发性有机物传感器

在一段8cm长的保偏光纤两端分别熔接两段普通的单模光纤,在保偏光纤的侧面均匀地镀上一层聚二甲基硅氧烷材料,聚二甲基硅氧烷材料经该段保偏光纤接入到一个光纤耦合器中,从而形成一个光纤Sagnac干涉仪.聚二甲基硅氧烷材料吸附挥发性有机物分子时,会引起聚二甲基硅氧烷材料体积上的膨胀,导致Sagnac干涉波长的漂移,通过对Sagnac干涉光波长漂移的测量即可实现对挥发性有机物气体的检测.实验测量了传感器对挥发性有机物浓度的响应,结果表明,在0~6 000ppm浓度范围内,传感器的灵敏度为1.03pm/ppm,由光谱仪的最小分辨率为0.02nm可知,该传感器对挥发性有机物的检测下限约为19.4ppm.该传感器相比聚二甲基硅氧烷材料与光纤光栅结合的传感器,灵敏度提高了4 300倍.     

动载下剪应力对硫化镉单晶相变影响的实验研究

 动载下剪应力对相变起始压力有无影响，长期以来一直是一个未解决的问题。Duvall和Graham建议用硫化镉（CdS）晶体来作为判断材料。本文采用前后压电石英传感器方法系统地研究了高速平面撞击下的c轴CdS单晶试样中剪应力对相变起始压力的影响。实验测得其轴向相变起始应力为σ_T=(3.25±0.1) GPa，对应的平均压力p_T=(2.29±0.07) GPa，与静高压值2.3 GPa相比在实验误差范围内很吻合，这时相应的剪应力τ_T=0.72 GPa，高达平均压力的31.5%。这一结果表明，相变机制可以假定为仅与临界平均应力或临界热力学状态有关，剪应力对相变起始压力的影响可以忽略。     

钨合金的超声测量及力学参量估算

 利用两面顶压机和六面顶压机作为压力装置，分别对93钨合金材料进行了高压超声测量。测得了93钨合金材料在常态下的横、纵波声速及在0~3 GPa压力范围内的纵波声速随压力的变化关系。测量结果为：在常温常压下，93钨合金的纵波声速为c_L＝5.135 km/s，横波声速为c_t＝2.987 km/s。纵波声速随压力变化的关系式为：c_L＝5.053+0.602p（GPa）。估算的93钨合金相关力学参量为：G＝157.4 GPa，E＝393.0 GPa，K＝260.2 GPa，λ＝155.3 GPa，μ＝157.4 GPa，ν＝0.248。经过对两种超声测量方法测量结果的比较及冲击波测量数据的验证，这些参数是可靠的。     

PVDF压电传感器及敏感单元设计关键技术

研究了聚偏二氟乙烯(PVDF)柔性压电传感器敏感单元设计关键技术和工艺。通过传感器敏感单元设计、电极制作、极化和封装研究实现功能,结合动态冲击压缩实验,对自主研制的PVDF传感器在不同压力段进行标定和A类不确定度评价,实验数据的A类不确定度优于10%,说明所研制的PVDF压电传感器精度高、重复性好,能够满足0.3~10.0 GPa动态冲击压力测量应用需求。目前产品设计水平已达到6级,后续将进一步开展更高压段有效性的应用设计、温度补偿效应研究和工程化产品设计。     

二维电子体系在高密度下的稳定性

本文计算了高密度的二维电子体系的边缘能(将二维体系沿某一直线解离成两片时,形成单位长度新边缘所需要的能量)。结果发现,当r_ss^(c)(约0.415)时,边缘能变负,从而表明在高密度下,二维电子气的基态有可能发生不稳。我们分别讨论了二维非束缚的电子气和束缚的电子气基态的稳定性,并在一个简化的模型下给出了束缚的电子气基态稳定性的判据。 关键词：     

THE INFLUENCE OF CYLINDER LUBRICATION ON PISTON SLAP

A model has been developed for determining the time history of piston slap impact force. This model takes into account the influence of the oil film on the impact behaviour, which was found to be an important factor. However, it was also found that entrapped gas bubbles in the oil are equally significant. Three test rigs were designed and built to study these effects on the impact phenomenon and extensive tests were carried out. The impact force time history has been determined using Reynolds' theory. Results have shown that Reynolds' theory for fluid film squeezing can be applied for oil film damping determination. However, the experimental results have also shown that when gas is entrapped during the impact, this theory considerably overpredicts the magnitude of the impact. An eight-degree-of-freedom lumped parameter model was developed through the dynamic analysis of each component of an internal combustion engine's reciprocating system. The effective damping factor derived from this model was found to be inversely proportional to the oil film thickness cubed, as expected from Reynolds' theory. A dynamic model has been proposed, where the oil film mixed with bubbles is considered to be analogous to a serial spring and damping system. By incorporating a spring in series with this damper, the effect of the bubbles can also be predicted.     

水下微光高速光电成象系统作用距离的研究

本文首先对水的光学特性及其对水下成象的影响进行了分析,指出了水下光学成象的特殊性对光电成象器件的要求,并对微光条件下光电成象器件的性能进行了理论分析;详细介绍了水下微光高速光电成象系统作用距离公式的推导过程;最后针对实际系统进行了计算和分析.     

扩散系数局域变化对生长亚单层薄膜的影响

将Au沉积在PVF有机膜基底上生成亚单层薄膜,发现了不同于金属/单晶组合的亚单层表面形貌,即某些表面区域形成特别大的团簇,而团簇周围有一近似圆形空带．推测这是由于表面局部区域扩散系数发生变化引起的,用改进后包括边缘扩散的DDA模型证明了这一推测．模拟的结果还表明在PVF膜基底上,Au团簇所包含的原子数S与团簇扩散系数D_S应呈指数关系. 关键词：     

变压器油中多组分气体高精度在线检测研究

针对多组分气体测量精度低、交叉影响等问题,建立了一种高精度多气体网络式在线检测系统。系统中采用窄线宽激光器作为光源,设计了新型长光程气室,通过单一高频三角信号调制激光光谱,利用谐波检测技术和光学时分、空分复用技术相结合,实现了三种气体(CO,CH₄,C₂H₂)的同时多点高精度在线测量。实验结果表明,多气体浓度测量最大相对误差小于4%,每种气体响应时间均小于15 s。该系统多气体检测精度高、响应时间快,非常适合用于变压器绝缘油中多组分气体实时在线检测。     

光纤阵列在探测圆环条纹中的应用

在 Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ 干涉仪测气系统中加入了特殊设计的光纤阵列传感器,用 Ｓｉ － Ｐ Ｉ Ｎ 管和 Ｔ Ｐ－ ８０１ 单板机接收、处理信号。该系统能同时检测气体折射率变化引起的圆环条纹的快速移动方向和数目。     

CCD位移传感器结构参量计算方法

推导了CCD位移传感器的计算公式,给出了一种位移传感器结构参量的数值逼近计算方法,实验结果表明,利用该方法确定CCD位移传感器的结构参量,可提高测量精度.     

动态核极化谱仪的技术改造

介绍了动态核极化(DNP)谱仪数字系统的改造和一套的射频发射和接收系统的建立.谱仪射频通道的90°脉冲宽度为5μs,能完全满足固体交叉极化和大功率去耦的实验要求.实现了DNP增强曲线的自动测量     

微型火焰管中燃烧的研究

提出了一种新型的微动力机电系统观念,即微型热光电 TPV(thermo photovoltaic)系统。微型燃烧室是微型TPV系统中最重要的部分之一。为了获得较高的能量转换效率,需要使燃烧器壁面四周处于较高且分布均匀的温度状态。尺寸效应对微型燃烧室中的持续燃烧带来了很大的影响。为了分析微型燃烧器中燃烧的可行性和有关影响因素,在不同工况下进行实验。结果表明,在一定的流量和混合比范围内,可以在微型火焰管内维持稳定的燃烧,高温能够在燃烧室四周均匀分布。     

电站锅炉燃用奥里油试验研究

本分析了奥里油的油品特性,对开发的奥里油喷嘴进行了冷态雾化试验研究,然后在电站锅炉进行了奥里油的燃烧试验。试验结果表明,只要燃烧器和喷嘴设计合理,奥里油可以达到较高的燃烧水平,锅炉的燃烧效率较高、但锅炉的积灰比较严重,排烟中ＳＯ２的含量较高。