基于条纹投影的显微镜自动对焦研究

自动对焦技术是薄膜晶体管液晶面板(TFT-LCD)检测中非常重要的一环。针对TFT-LCD液晶面板的检测中需要快速准确地对焦到液晶面板被测面的问题,提出一种可自动对焦的显微镜系统。将数字光栅投影到物面上,先通过分光棱镜将光分成两路,一路被面阵CCD接收,另一路通过分光棱镜和反射镜将光栅的像分成两路,分别成像在线阵CCD的靶面上。通过线阵CCD上两个光栅图清晰度的对比实现离焦方向和离焦量的判断,使用微位移平台移动物镜,实现显微镜的自动对焦。本研究对自动对焦数字光栅的影响因素进行分析,并采用变周期数字光栅进行对焦。     

多波长吸收光谱法快速测定药物中的奥扎格雷钠

建立了快速测定药物中奥扎格雷钠的多波长吸收光谱法。在弱碱性Tris-盐酸缓冲介质中,奥扎格雷钠与甲基绿反应生成具有3个不同吸收强度的正吸收峰的绿色离子缔合物,最大正吸收峰位于660 nm,次大正吸收峰位于562 nm,相对最小的正吸收峰位于420 nm,它们的表观摩尔吸光系数(κ)分别为6.74×10~4L/(mol·cm)(660 nm)、4.47×10~4L/(mol·cm)(562 nm)和3.16×10~4L/(mol·cm)(420 nm),当采用双波长叠加法或三波长叠加法测定时,它们的表观摩尔吸光系数(κ)可达1.12×10~5L/(mol·cm)(562 nm+660 nm)和1.44×10~5L/(mol·cm)(420 nm+562 nm+660 nm),奥扎格雷钠的质量浓度在0.05~4.5 mg/L范围内服从比尔定律。以660 nm为例,采用单波长法测定了市售奥扎格雷钠药物中奥扎格雷钠的含量,加标回收率为99.1%~101.7%,相对标准偏差(n=6)为0.8%~1.2%。     

IM-5分子筛在Ni-Cu催化剂甲烷热裂解制氢反应中的作用研究

甲烷热裂解制氢并生成高附加值的纳米碳材料,被认为是极具发展前景的氢气生产途径,但高性能催化剂的研发仍存在诸多挑战.我们选择多种载体(TS-1、 IM-5、 Y、介孔SiO₂、 γ-Al₂O₃、 CNTs),采用浸渍法制备Ni-Cu负载催化剂,通过低温N2吸附-脱附、 XRD、 SEM和H₂-TPR等系列表征方法对样品进行分析,考察不同载体对催化剂甲烷裂解制氢和纳米碳材料的影响.实验结果发现,分子筛载体独特的孔道结构有利于金属颗粒的分散,能有效避免反应中界面效应导致的催化剂失活,可提高催化剂反应活性并延长反应寿命,也显著提高了其碳产率.其中以IM-5分子筛为载体的催化剂表现最佳,在反应温度为700℃时, NiCu/IM-5催化剂甲烷转化率高达80%,氢气选择性达100%,反应400 min后活性未见明显降低. NiCu/IM-5催化剂碳产率高达1 446 g_C/g_cat,是NiCu/SiO₂催化剂的5.7倍, NiCu/γ-Al     

氮掺杂石墨烯负载单原子Zr催化CO2加氢的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论计算,研究了H2和CO2在氮掺杂石墨烯负载单原子Zr催化剂(Zr Nx-Gr)上的吸附和CO2催化加氢反应. H2和CO2在Zr N3-Gr上单独吸附的吸附能分别为-0.49和-2.17 e V,在H2和CO2共吸附状态下,吸附能为-2.24 e V,均高于在Zr N4-Gr表面的吸附能,表明Zr N3-Gr表面更利于CO2加氢反应的发生.在Zr N3-Gr表面, CO2在共吸附后保持了其单独吸附时的特性,削弱了H2分子的吸附. CO2在Zr Nx-Gr表面催化加氢反应起始于H2和CO2的共吸附构型,沿反式HCOOH路径形成甲酸盐(HCOO*)中间体,然后HCOO*基团吸附H原子形成反式甲酸,在Zr N3-Gr和Zr N4-Gr表面该路径的反应能垒分别为1.85和2.48 e V.另一路径为产生CO与H2O的反应,在Zr N3-Gr和Zr N4-Gr表面的反应能垒分别为1.86和1.73 e V,表明Zr N3-Gr更利于CO2加氢生成甲酸反应的发生,而Zr N4-Gr表面更利于CO的产生.     

二烷基次膦酸改性的SiO2基萃淋树脂的制备及吸附分离锆铪的性能

核级锆铪分离是限制我国核能发展的“卡脖子”难题,溶剂萃取法是应用最为广泛的锆铪分离工艺,但存在污染严重、分离效率低、易产生第三相等问题。萃取色层法分离相似金属离子效率高,优先吸附含量少的铪的萃淋树脂是萃取色层法分离锆铪的关键。本文以亲水性二氧化硅(SiO₂)为基底,合成了优先吸附铪的悬挂二烷基次膦酸官能团的新型萃淋树脂(SiO₂-POOH)。通过FT-IR和SEM-EDS对萃淋树脂SiO₂-POOH进行表征,通过静态吸附实验研究H₂SO₄体系下SiO₂-POOH对锆铪的吸附分离性能。结果表明：(1) H₂SO₄体系下,SiO₂-POOH优先吸附铪。在H₂SO₄浓度0.5～4mol·L^-1范围内,随着H₂SO₄浓度的增大,锆铪的吸附率均降低;(2)低酸度(0.5～1.0mol·L     

基于Voronoi切割算法的碎冰区构造及离散元分析

离散元方法广泛应用于海冰,特别是碎冰区的动力过程及其对海洋结构作用过程的数值模拟。为构造碎冰区中的冰块几何特性,基于二维Voronoi图方法对计算域进行随机切割以生成碎冰区中冰块的几何形态,并采用球体单元对每个碎冰块单元进行填充,从而确定碎冰区的初始分布场。在采用Voronoi图进行碎冰区构造时,可对冰块尺寸、几何形态和密集度等海冰参数进行设定。为确定冰块的不同几何规则度,综合采用排斥法和扰动法以定量地控制碎冰块几何形态从完全随机分布到规则分布的连续变换。为分析不同几何规则度下碎冰块的几何特性概率分布规律,对计算域内冰块的面积和边数等参数进行统计分析,从而可更合理地参数化控制初始冰场中碎冰块的几何特性。在此基础上,本文基于粘接-破碎的球体离散元方法对不同冰况下锥体结构的冰荷载进行了数值计算,讨论分析了碎冰区的海冰密集度、冰块面积和几何规则度对冰载荷的影响。     

汉语普通话中双焦点的产出及其感知

以往的研究发现双焦点句中第一个焦点后往往缺少音高压缩。这一现象是否与两个焦点间的音节数有关?实验控制了焦点词的位置和句子长度两个因素,发现双焦点句中两个焦点既相互独立又相互依存.独立性表现为每个焦点有各自的实现范围,其音高升高和时长延长都和所对应的单焦点的条件接近;依存性表现为两个焦点可以在同一个语调短语内共存。第一个焦点后因为有了韵律短语边界而缺少音高压缩,而与两个焦点间的音节数没有直接关系。感知实验的结果显示:双焦点的辨认正确率显著低于句首单焦点。这主要因为同时判别两个焦点的难度比较高。如果只要求听音人关注第一个焦点,其辨认率明显提高,且与句首单焦点的判断正确率无显著差异。可见,在双焦点句中,句首和句末焦点的判断有不对称性。音高和时长的增加可以保证句首焦点的正确感知,但不能保证句末焦点的正确感知。总体来说,两个焦点中句首焦点在感知上有更高的突显度。     

基于扩展多面体的离散单元法及其作用于圆桩的冰载荷计算

对于具有复杂几何形态的多面体单元,线性接触模型不能准确地计算不同接触模式下的作用力,且接触变形和作用力方向也不易判断.基于闵可夫斯基和(Minkowski sum)方法的扩展多面体单元能够准确描述非规则颗粒单元的几何形态,并可精确计算单元间的接触碰撞作用.该方法具有接触判断简单、计算效率高的特点.它将基本多面体和扩展球体相叠加以形成具有光滑棱边和角点的扩展多面体单元.考虑扩展多面体单元相互作用过程中角点、棱边和平面之间的不同接触模式,发展了相应的非线性黏弹性接触模型. 该接触模型将不同接触模型下的法向刚度统一表述为单元接触中接触点处等效曲率半径的函数;黏滞力和切向弹性力接触模型则借鉴球体单元非线性接触模型的处理方法. 为检验扩展多面体的可靠性,对碎冰区冰块对圆桩结构的冰载荷进行了离散元分析. 采用沃洛诺伊(Voronoi)切割算法获得了碎冰的初始随机分布状态,并考虑了海冰在运动过程中的海水浮力和拖曳力.计算表明该扩展多面体单元可描述海冰在海流拖曳下的运动过程以及圆桩结构的动冰力特性.在此基础上进一步分析了冰速和冰块尺寸对圆桩冰力的影响,并确定了冰力在圆桩上的分布规律. 最后,讨论了目前扩展多面体单元在计算冰载荷方面的局限性和改进方法.      

基于显微光杠杆技术的微结构偏转角测量系统

针对微结构的偏转角度测试需求,设计并搭建了一套基于显微光杠杆技术的角度测量系统。该系统将光杠杆光路与无限共轭显微光路相结合,所得聚焦光斑直径小于10μm;采用电流模式电路处理四象限探测器输出信号,系统理论带宽超过5MHz;系统对微结构的转角测量分辨力和理论量程分别可达1.2″和±4°。利用该系统测量了原子力显微镜微悬臂梁探针在步进载荷下的偏转情况,测量结果与铁摩辛柯梁理论计算一致,验证了系统的可靠性。     

铁镍合金催化剂的结构调控及对电化学析氧反应的催化性能

以碳纤维纸(CFP)为基底材料,通过水热生长铁镍前驱体、多巴胺包覆和焙烧转化的方法制备出FeNi合金纳米颗粒@氮掺杂碳(FeNi alloy@NC)复合催化剂.通过改变反应体系中Fe/Ni前驱体的摩尔比可改变合金组成为Fe_0.64Ni_0.36和FeNi)3,同时催化剂微观结构也由纳米管状变为花状团簇以及片层结构.在碱性介质中进行电化学析氧反应测试,发现FeNi₃@NC(1∶3)催化剂表现出了最优的催化活性和稳定性,合金颗粒与NC层的协同相互作用、NC保护层的构建以及催化剂的三维微观立体结构是催化剂性能优异的主要原因.