卫星用复合材料压力容器力学特性研究

为了研究航天复合材料压力容器内衬与复合材料双层壳体的力学特性,通过优化复合材料网格理论算法,针对钛合金内衬(TC4)/碳纤维(T1000GB)缠绕柱形复合材料压力容器进行了应力应变特性分析.以纤维预紧应力为自变量,研究其对内衬/纤维双层壳体在预紧压力、工作压力、验证压力和爆破压力下应力的影响,提出了优化设计的解析解法,...     

基于复合超构表面的宽带圆极化双功能器件设计

多功能器件的设计是推动新一代电磁系统发展的重要力量,而超构表面因其对电磁波的幅度、相位和极化等特性的灵活调控在多功能器件领域备受关注.传统的多功能超构表面是利用各向异性单元对相互正交的线极化波具有不同响应的特性,从而设计出适用于线极化的多功能器件.本文提出了一种缝隙加载的环I形复合超构表面单元,通过单元臂长和旋转角度的...     

Vanadium-Substituted Dawson-Type Polyoxometalate–TiO2 Nanowire Composite Film as Advanced Cathode Material for Bifunctional Electrochromic Energy-Storage Devices

Polyoxometalates (POMs) demonstrate potential for application in the development of integrated smart energy devices based on bifunctional electrochromic (EC) optical modulation and electrochemical energy storage. Herein, a nanocomposite thin film composed of a vanadium-substituted Dawson-type POM, i.e., K₇[P₂W₁₇VO₆₂]·18H₂O, and TiO₂ nanowires were constructed via the combination of hydrothermal and layer-by-layer self-assembly methods. Through scanning electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy characterisations, it was found that the TiO₂ nanowire substrate acts as a skeleton to adsorb POM nanoparticles, thereby avoiding the aggregation or stacking of POM particles. The unique three-dimensional core−shell structures of these nanocomposites with high specific surface areas increases the number of active sites during the reaction process and shortens the ion diffusion pathway, thereby improving the electrochemical activities and electrical conductivities. Compared with pure POM thin films, the composite films showed improved EC properties with a significant optical contrast (38.32% at 580 nm), a short response time (1.65 and 1.64 s for colouring and bleaching, respectively), an excellent colouration efficiency (116.5 cm² C⁻¹), and satisfactory energy-storage properties (volumetric capacitance = 297.1 F cm⁻³ at 0.2 mA cm⁻²). Finally, a solid-state electrochromic energy-storage (EES) device was fabricated using the composite film as the cathode. After charging, the constructed device was able to light up a single light-emitting diode for 20 s. These results highlight the promising features of POM-based EES devices and demonstrate their potential for use in a wide range of applications, such as smart windows, military camouflage, sensors, and intelligent systems.     

基于透明陶瓷材料的激光研究进展

陶瓷激光器是一种以透明陶瓷材料作为增益介质的激光器.与单晶相比,透明陶瓷具有制备周期短和烧结温度低等优势,在激活离子高掺杂浓度下能保证良好的光学均匀性,且容易制备成各种大尺寸复合结构.近年在高功率和超短超强激光输出方面得到广泛应用,产生了一系列研究成果.回顾了陶瓷激光器的发展历程,总结了透明陶瓷在高功率、超短超强脉冲激...     

孔梯度陶瓷纤维复合膜管的制备及特性

陶瓷过滤管具有孔隙率高、耐腐蚀、耐高温、机械强度高、便于清洗、使用寿命长等优点,是高温烟尘处理用的高效过滤元件.本文研制了一种具有梯度孔结构堇青石陶瓷纤维复合膜过滤元件,该过滤元件是由多孔支撑体、过渡层和分离膜层组成.其中支撑体、过渡层和分离层的气孔率分别为35～40;、50～60;和60～70;.文中主要分析了孔梯度陶瓷纤维复合膜管的材料结构和抗热震性能,同时对复合膜管进行含尘气体过滤的冷态模拟试验.对于烟气中粒径大于或等于0.1μm的颗粒,复合膜管的截留率达到99.8;以上.     

锌基复合脱硫剂脱硫性能的研究

采用共沉淀法和机械混合法制备了Zn-Cu-Mn复合氧化物和ZCM(Z=ZnO、C=CuO、M=MnO2)复合氧化物,并对两种氧化物的脱硫能力进行了分析,同时也将这二种氧化物与单一的ZnO、MnO2和CuO的脱硫能力进行比较。利用XRD和FPD(火焰光度计)分别对复合氧化物的物质组成、结构和脱硫性能进行了分析。实验证明,Zn-Cu-Mn在250℃～350℃具有良好的脱硫能力,且300℃的脱硫能力最佳;空速为7799h-1时穿透硫容较高。煅烧温度为400℃时,Zn-Cu-Mn的脱硫能力高于ZnO。煅烧温度升高,Zn-Cu-Mn复合氧化物的比表面积和脱硫能力下降,且生成了具有尖晶石结构的CuMn2O4。与Zn-Cu-Mn复合氧化物和ZnO相比,ZCM复合氧化物的脱硫能力较低。煅烧温度为550℃时,ZCM体系中的MnO2分解为Mn2O3,当温度升至750℃时Mn2O3相消失,生成了具有尖晶石结构的CuMn2O4。     

复合材料单层板损伤分析

研究了复合材料单层板在远场均匀拉应力作用下，基体中微裂纹损伤，利用Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹应力强度因子，分析了沿裂纹面的拉伸型损伤变量和剪切型损伤变量，应用能量释放率的概念建立了损伤条件下的应力应变关系，并给出了正交各向异性单向层板在损伤条件下的有效偏轴柔度系数计算公式。通过算例分析可知，由于复合材料单层板中微裂纹的存在，有效偏轴柔度系数S‘11和S‘61增大，而S‘21减小。     

波形钢板-UHPC组合桥面板结构截面优化

对实腹式波形顶板-UHPC(超高性能混凝土)组合桥面板进行了改进, 采用空腹式结构建立波形钢板-UHPC组合桥面板有限元模型, 研究UHPC层厚度、波形钢板厚度、波形长度、下缘板宽度和波形高度等截面参数变化对组合桥面板受力特性的影响, 并确定其合理取值范围. 在此基础上, 通过理想点法对参数组合进行优化, 得到合理的参数匹配. 研究结果表明 相较于实腹式组合桥面板, 优化后的组合桥面板自重减小35%, 钢板弯折处应力减小16%; 相较于正交异性钢桥面板, 桥面板用钢量减小7%, 顶板与U肋连接位置应力减小47%.     

轻型高稳定性离轴非球面平行光管设计

为了满足高精度相机在外场环境下的检测要求,采用碳化硅光学材料制作反射镜,碳纤/环氧树脂基复合材料制作遮光筒,设计了一套重量轻、自身精度高、温度稳定性好的离轴平行光管。在二者线胀系数保持二倍关系的情况下,在一定温变范围内保持精度的稳定性。经检测,口径为400 mm,焦距为8 m的离轴平行光管的温变为(20±10)℃,系统波像差为1/5λ(P-V值,λ=632.8 nm)和1/27λ(RMS值),达到了设计要求,能够在外场环境下使用。     

(CdZnTe,ZnS)/ZnTe复合量子阱的光学特性研究

设计并制备了一种新型的(CdZnTe,ZnS)/ZnTe复合量子阱结构.使CdZnTe量子阱中的激子有可能在短时间内隧穿到ZnS阱层,从而达到提高光双稳器件“关”速度的目的.并通过对发光特性的研究证实在我们设计的结构中横向激子隧穿的存在,从而为进一步研究超高速光开关提供了实验依据.