锂离子电池硅基负极材料的最新研究进展

硅基材料因具有目前最高的理论比容量、合适的嵌锂平台、大储量等优点,引起了众多研究者的关注,成为最具潜力的下一代锂离子电池的负极材料. 但是硅在嵌锂过程中巨大的体积变化,容易破坏电极结构的稳定性,使电极循环性能迅速衰减,这对硅基材料的应用造成了很大的阻碍. 本文主要针对近年来在硅电极自身的结构（包括：多孔硅基复合材料的合成、硅粘结剂的选择,无粘结剂的纳米硅电极的制备）以及电解液添加剂的选择两大方面的最新研究进展进行总结与评述.     

柠檬酸凝胶燃烧法制备Nd∶YAGG多晶粉体

采用柠檬酸凝胶燃烧法制备了Nd∶YAGG多晶粉体.将Nd2O3,Ga2O3,Y2O3和Al(NO3)3分别用稀硝酸溶解后,与柠檬酸溶液均匀混合并于100℃加热4h,可以得到棕黄色凝胶,凝胶自燃可获得干凝胶.干凝胶分别在500℃、700℃和900℃下进行煅烧获得Nd∶ YAGG多晶粉体.红外光谱测试表明NO、OH等在900℃已被分解完全;扫描电镜观察发现煅烧后的Nd∶ YAGG多晶粉体是由规则的球状颗粒组成,粒径约为30 nm;XRD测试表明900℃为Nd∶ YAGG多晶粉体的最佳煅烧温度;荧光光谱分析发现Nd∶ YAGG多晶粉体具有较好的荧光性能,荧光发射的最强峰位于1064.54 nm处,属于Nd3+的4F3/2-4I11/2能级跃迁.     

垂直排列法组装胶体晶体的最新进展

光子晶体是一种具有光子带隙的新型功能材料.利用胶体粒子自组装三维光子晶体由于其制备过程比较经济、简单,从而为很多人所关注.目前报道的方法已有多种.其中垂直排列法的简便易行使得其受到了广泛的研究,但另一方面这种方法本身的缺点也限制了它的使用范围.针对这种情况,很多研究机构提出了他们的改进方法.本文简要概述了在这一方面的最新进展,并且在本实验室已能够制备任意单分散、均一尺寸二氧化硅粒子的基础上,采用恒温快速蒸发自组装法得到了高质量的胶体晶体排列.     

基于最大熵方法的水下航行体结构动力响应概率建模

水下航行体结构承受的水动力外载荷具有显著的时空分布不确定性,其引发的结构动力响应,诸如结构最大内力、最大内力发生时刻、最大内力发生位置等也由此产生了不确定性;同时,水下航行体的动力响应还会因其连接或分离结构的拉压刚度不同而出现非线性特征. 为了在水动力外载荷样本有限的基础上,分析水下航行体结构连接非线性对动力响应统计特性的影响, 利用水下航行体结构的简化动力学模型,计算了水动力横向载荷作用下响应的样本统计矩,采用最大熵方法实现了动力响应的概率建模. 在分别求出结构最大内力、最大内力发生时刻、最大内力发生位置的概率密度函数后,通过与蒙特卡洛模拟结果对比验证了最大熵方法拟合的响应概率密度函数精度;而后,基于这些结构响应概率密度曲线讨论了系统连接非线性参数变化对结构动力响应的影响. 最终得出如下结论:连接非线性会导致结构在只有横向力的作用时产生的轴力响应,并且最大轴力概率密度函数峰值会因连接结构非线性程度增大而逐渐增大;连接非线性对不确定性传播有显著影响,当连接非线性比较强时,输入正态分布的载荷所得到的内力响应不是正态分布的;最大内力响应的发生位置也会受到连接非线性程度的影响. 上述结果可以为结构优化提供技术支持.      

基于Gocator的多传感器数据拼接方法研究

点云数据拼接在众多科研领域有着十分广泛的应用。为完整、精确地得到复杂物体的点云数据,提出一种基于Gocator的多传感器数据拼接方法。该方法需要对多传感器系统进行两两校准以获取各传感器坐标系与基准坐标系之间的空间变换关系,进而将各传感器自身坐标系下的数据转换到基准坐标系下,实现多传感器数据的拼接。对于双传感器数据拼接,首先通过两只传感器同时拍摄单孔标定块,利用最大距离法提取标定块轮廓坡口特征点,根据坐标转换原理,初步确定了两传感器间的旋转平移关系;在此基础上采用迭代最近点(ICP)算法进一步优化确定两传感器之间的最优变换矩阵,以得到精确的拼接关系。实验室搭建双传感器钢轨廓形检测平台对该算法进行验证,实验结果表明,多次拼接得到的钢轨廓形与标准模板误差不超过0.2mm,完全符合钢轨廓形允许误差要求,该算法具有较高精度和稳定性。     

掺铒Si/Al2O3多层结构中结晶形态对1.54 μm发光的影响

利用脉冲激光沉积的方法制备掺铒 Si/Al2O3多层结构薄膜,获得了由纳米结构的Si作为感光剂增强的Er3+在1.54 μm高效发光.利用拉曼散射、高分辨透射电镜和光致发光测量研究了在不同退火温度下(600-1000 ℃)纳米结构Si层的结晶形态变化,及对Er3+在1.54 μm的发光的影响特征.研究发现最佳发光是在退火温度600-700 ℃.在这个条件下纳米Si的尺寸和密度,Si和Er的作用距离以及Er3+发光的化学环境得到了优化.进一步,光致发光瞬态衰减谱研究表明,当纳米Si尺寸小时,衰减遵循单指数模式(慢过程),当纳米Si尺寸大时,衰减遵循双指数模式(快过程和慢过程),其中衰减中快过程来自类体Si的对激发态Er3+去激发过程,慢过程对应典型的纳米Si体系衰减过程.     

深入学习“非物理类理工科大学物理实验课程教学基本要求”,构建全面开放的物理实验教学体系

根据"大学物理实验课程基本要求",调整了物理实验课程的教学内容,以6大模块实验为基础,以自行研制的网络教学系统为平台,构建了面向全校各理、工、管理等专业分层次、模块化、全面开放的物理实验教学体系,经过两年的实践获得了较好的教学效果.     

利用手持技术改进测定乙醇分子结构实验

利用压强传感器代替排水集气法,改进测定乙醇分子结构实验的仪器装置,并探索最佳反应条件。另外,设计两个空白实验,结合压强变化曲线对实验误差进行相关讨论。     

以必做物理实验为例进行研究型教学的尝试

本文以大学物理实验必做的分光计实验为例,介绍进行研究型实验教学的尝试.