碳纳米管的多光谱兼容衰减特性研究

重点研究碳纳米管的紫外-可见-红外多光谱兼容衰减特性。在傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱分析、激光散射、电子显微镜(SEM)等现代分析技术的基础上阐述了碳纳米管的添加剂、质量浓度、结构与多光谱兼容衰减特性的密切联系,并探讨了调控多光谱衰减的新原理和新技术。结果表明,不同结构和浓度的碳纳米管流体的紫外-可见光谱差别很大。质量浓度为0.04 g·L-1时,粒径为30～50 nm的碳纳米管样品在265 nm紫外衰减的消光系数为7.825 m2·g-1,透光度为4.4%,紫外吸收光谱衰减为90%以上。验证了样品吸光度和碳纳米管的质量浓度是线性相关的。该碳纳米管在红外光谱范围的兼容衰减特性良好,碳纳米管薄膜厚度为0.1 mm时,测量光路中碳纳米管的质量为0.349 mg,粒径为30～50 nm碳纳米管与液体石蜡复合样品在4.0～6.25 μm和7.0～16.7 μm红外吸收光谱衰减在90%以上。     

银川上空大气气溶胶光学特性激光雷达探测研究

小型米散射激光雷达是广泛使用的探测大气气溶胶光学特性的有效工具。作者研制了一台小型米散射激光雷达,并利用该激光雷达于2009年4月1日至4月10日期间对宁夏银川地区(北纬38°29′, 东经106°06′)上空的大气气溶胶光学特性以及时空分布进行了观测。系统选用532 nm波长激光作为光源,采用Fernald法对接收到的大气回波信号进行反演,得到了气溶胶消光系数的高度分布廓线及24 h内气溶胶消光系数相对浓度的时空变化特性;并对期间一次明显的沙尘天气进行了观测和分析。观测结果表明,该小型米散射激光雷达能够对大气气溶胶及其时空分布情况进行有效、连续的观测,其观测结果有利于分析该地区气溶胶及沙尘天气的变化趋势。     

铝复合选择性吸收表面

本文在直流磁控溅射系统中制备了Al-N-F与Al-O-F介质薄膜,确定了它们的光学常数。研制成了以Al-N-F减反射膜的多层渐变Al-N与Al底层的太阳选择性表面,其反射率与吸收率的理论计算与实验测量的结果相符。在单个铝阴极的圆柱磁控溅射系统中往一批玻璃管上沉积了Al-N-F/渐变Al-N/Al选择性吸收表面,其性能优异,制备成本低,具有实用前景。     

Raman激光雷达探测气溶胶光学特性

介绍了武汉大学自行研制的Raman多通道激光雷达系统,给出了整个系统的设计原理及主要技术参量.详细描述了利用Raman激光雷达原理反演大气气溶胶消光系数、后向散射系数和激光雷达比等光学特性的方法,并对求解消光系数过程中的关键部分做了讨论分析.同时对武汉上空对流层低空大气气溶胶、云以及边界层等光学特性进行了实时探测反演.实验结果表明:该Raman多通道激光雷达系统在夜晚对低空气溶胶的垂直分布特性具有较好的探测能力,工作性能可靠.     

纳米复合隔热材料辐射与导热耦合传热

气凝胶是一种纳米多孔隔热材料,但力学强度差,通常添加纤维来提高材料的力学性能。建立基于光学厚的导热与辐射耦合传热模型,揭示纤维种类对气凝胶纤维复合材料的隔热影响机制。结果表明,高温下石英纤维b的消光系数最大,抑制辐射能力最强,钠钙玻璃纤维抑制辐射能力最差。纤维的选择对提高材料的隔热性能有显著的影响。纤维复折射系数平均值越大,同时围绕平均值向下波动越小,其消光系数越大。本文研究的4种复合材料,加入石英纤维b的复合材料的高温整体热导率最低。