激光技术及强激光与物质相互作用实验

利用科研成果，开设激光技术及强激光与物质相互作用实验，让学生了解强激光与物质相互作用时的2个典型效应：二次非线性光学效应，高压冲击波（光力学）效应，实现了科研与实验教学的紧密结合。     

高压沿面放电烟气脱硫技术动态实验研究

本文针对高压沿面放电活化气体的烟气脱硫技术,在静态实验研究的基础上进行了实验室冷态动态的实验研究。设计了便于反应和测量的动态实验装置。实验解释了电子束法脱硫技术中导致氨气泄漏的部分原因,验证了高压沿面放电脱硫技术可以在较低的运行电压下,达到提高脱硫效率,减少氨气泄漏的作用。     

用改进感应圈做静电高压发生器

许多静电实验中,常常使用感应起电机产生较大量的静电荷,它包括韦氏和范氏两种感应起电机,统称静电高压发生器.如果没有这种仪器,或在极潮湿的气候条件下,用韦氏起电机有困难的时候,可以用感应圈代替它.对一般的静电实验来说,仍可收到满意的效果.在某些个别实验中,不但效果超过起电机,而且操作起来显得方便.     

Effect of Metallic Film in Diamond Growth from an Fe—Ni—C System at High Temperature and High Pressure

The metallic film surrounding a diamond single crystal,which plays an important role the diamond growth from and Fe-Ni-C system,has been successfully investigated by using transmission-electron microscopy(TEM),Raman layer(near diamond)of the film by TEM and Raman spectroscopy,but a parallel relationship exists between the(111) plane of γ-(Fe,Ni) and the (100) plane of (Fe2Ni)3C in this region.Compared with that of the film has an increase of 0.9V.According to the microstructures on the film obtained by the TEM.Raman spectra,and XPS,the catalytic mechanism of the film may be assumed as follows.In the surface layer of the film,iron and nickel atoms in the γ-(Fe,Ni) lattice can absorb carbon atoms in the (Fe,Ni)3C lattice and make them transform to an sp^3-like state.Then carbon atoms with the sp^3-like structure are separated from the (Fe,Ni)3C and stack on the growing diamond crystal.This study provides a direct evidence for the diamond growth from a metallic catlayst-graphite system under high temperature and high pressure.     

多孔细径微肋管内CO2流动蒸发换热特性的研究

对亚临界二氧化碳在带有微肋的微细通道内的蒸发换热特性进行了实验研究.实验段为长0.6 m,内径1.7 mm的八孔带0.16 mm高微肋的铝制扁管.实验中参数的变化为:蒸发温度1～15 ℃,质量流速100～300 kg/m2s,热流密度1.67～8.33 kW/m2,干度0.1～0.9.实验结果表明,二氧化碳在带有微肋的微细通道中的蒸发换热系数高于其在光滑微细通道内的换热.二氧化碳的流动蒸发换热系数主要受热流密度和蒸发温度的影响,基本上是换热系数随热流密度及蒸发温度的增加而增加,但同时临界干度前移及滞后,而质量流速对换热系数的影响较弱;压力损失随质量流速和热流密度的增加以及蒸发温度的降低而增加.     

过渡金属化合物OsB2与OsO2低压缩性的第一性原理计算研究

利用基于密度泛函理论平面波赝势法的第一性原理计算,研究了过渡金属化合物OsB2和OsO2的金红石相、黄铁矿相与萤石相三种结构在高压下的状态方程和结构特性以及OsO2可能的高压相变.理论计算结果支持OsB2与OsO2的萤石相是潜在超低可压缩性的硬性材料.同时,也分析了它们的电子结构,力求理解大体变模量和高硬度的微观机制.结果表明,可以利用过渡金属高的价电子浓度,掺入硼、氧、碳、氮等轻的元素形成强的方向键,这可能提供了一种合成超硬材料的新途径.     

直流高压加速管轴向绝缘的优化设计

 为了降低500 mA直流高压加速管高梯度区的电位梯度，对加速管轴向绝缘结构进行优化设计。首先分析了沿面闪络的机理和该加速管轴向绝缘体结构。根据SEEA理论并通过数值模拟，发现阴极、真空和绝缘体三结合点处电场畸变是产生高场强的原因，并分别对4种绝缘体结构进行模拟分析，最终确定出比较理想的结构：绝缘体沿面与阴极电极夹角为+45°，绝缘体两端开槽并均匀嵌入金属电极环，绝缘体均匀嵌入阳极电极片内。     

Mo高压熔化的分子动力学模拟

 采用第一原理方法计算了钼在零温下的结构,表明钼在500 GPa以下一直保持bcc结构（常温）,与实验一致。在零压附近计算了E-V关系,利用Murnaghan物态方程拟合得到了零压体积及其模量,与实验结果符合得很好。采用第一原理分子动力学模拟了钼的高压熔化性质。采用NVT系综计算了128个原子的系统,初始构形为bcc结构,体积分别为0.015 48、0.012 19、0.010 98、0.009 84、0.009 10 nm³/atom,计算了几个温度点,拟合得到了熔化曲线,熔化温度明显高于金刚石压砧（DAC）实验结果;将初始构形改变为fcc结构,模拟其熔化特性,得到的熔化温度明显下降,与激光加载DAC实验结果一致,认为可能的原因是钼熔化后形成的液体结构类似于fcc结构,而不是常态时的bcc结构。     

高压下制备的累托石/酚醛树脂复合材料微结构和热性能研究

 采用物理方法在高压下制备了酚醛树脂（PF）/累托石（REC）纳米复合材料,用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）及热分析（DSC/TGA）等方法,研究了复合材料的物相、显微结构以及热学性能。结果表明,不通过层间高分子聚合反应,不预先对累托石进行有机化处理,在高压下,由聚合物分子插入粘土层间,可以形成剥离型树脂/粘土纳米复合材料,并且其热学性能发生了较大的改变。     

工业多用途工具：微波激励KW级CO2激光器

提高气体放电的功率注入密度，是进一步发展工业用高功率ＣＯ２激光器的关键．为此，我们采用自制的变形 Ｍａｇｉｃ Ｔ型微波放电腔，克服了由于高频趋肤效应引起的放电不均匀，实现了大体积的均匀的微波辉光放电．在用于激励高功率ＣＯ２激光的原理性实验中，获得大于１ｋｗ的激光输出功率，光电效率优于２５％，首次达到商用水平．