γ-LiAlO2晶体生长、改性和热学性质研究

采用快速提拉法生长出了透明、完整的γ-LiAlO2晶体,但是晶体的高熔点和易挥发性限制了γ-LiAlO2晶体质量.采用气相传输平衡法(vapor transport equilibration technique,VTE)工艺对晶体改性,半高宽(FWHM)值从116.9arcsec降至44.2arcsec,继续升高VTE处理温度至1300℃,FWHM值反而升高至55.2arcsec.快速提拉法生长出来晶体,[100]方向和[001]方向的热膨胀系数分别为17.2398×10-6/K,10.7664×10-6/K.经过三步VTE处理后[100]和[001]方向热膨胀系数降至16.6539×10-6/K和10.1784×10-6/K.     

Pr0.6-xNdxSr0.4FeO3-δ电极材料的光谱及性能研究

以柠檬酸-硝酸盐自蔓延燃烧法合成了ABO₃型钙钛矿结构的Pr_0.6-xNd_xSr_0.4FeO_3-δ(x=0.0～0.6)系列稀土复合氧化物粉体。利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和激光共焦拉曼光谱(LRS)对产物的晶体结构进行了表征。分别采用热膨胀仪测定烧结陶瓷体的热膨胀系数(TEC)；TG-DTA记录材料的热稳定性；XRD研究阴极材料与中温电解质Sm_0.2Ce_0.8O_1.9(SDC)及La_0.8Sr_0.2Ga_0.8Mg_0.2O_3-δ(LSGM)的化学相容性；SEM观察阴极/电解质复合材料的断口形貌。结果表明，该系列样品在高、低温热循环过程中化学稳定、晶型稳定；在室温至1 100 ℃范围内的平均热膨胀系数为1.16 × 10^-5 K^-1，与SDC及LSGM的热膨胀系数十分接近。阴极/电解质混合粉体1 200 ℃煅烧10 h，XRD未检测到新物质；SEM显示复合层断面界面清晰，没有相互扩散现象。该体系有望成为以SDC或LSGM为电解质的中温固体氧化物燃料电池合适的阴极材料。     

用电子散斑干涉法测量材料热膨胀系数

 利用双光束电子散斑干涉法（ESPI）对试件受热变形进行了实时观测，针对一次实验过程中得到的图片较多（300～500幅）的特点，在图像处理时摒弃了以往的手动识别等位移线的办法，用MATLAB语言编写了批处理程序，能够在采集的大量散斑图片中自动快速准确地标定等位移线，得到相应的位移和应变，并结合实时测量的温度值，获得了45钢和LY12铝合金在不同温升率下的热膨胀系数及其随温度的变化。实验结果表明，在涉及的温升率范围内，温升率的改变对材料热膨胀系数的影响不明显，材料的热膨胀系数随温度的升高略有上升。     

不同防老剂对天然橡胶复合材料P-V-T关系的影响

采用PVT膨胀仪测试了添加不同防老剂的天然橡胶(NR)复合材料的压力-体积-温度(P-V-T)属性,通过最小二乘法拟合得到Tait方程参数,预测了体系的热膨胀系数(α)和等温压缩系数(β),结果表明,Tait状态方程可用来预测该复合材料体系的P-V-T行为,NR复合材料的α值随着压力的增大而减小,随温度变化不明显;β值随压力的增大而减小,且随着温度的升高而升高.分子模拟结果观察了体系凝聚态结构在不同温度下的变化,表明其变化原因是升温使体系自由体积增大,分子链的活动性增强,同时观察到单独加入防老剂4010NA或防老剂RD的体系α和β的值较大,说明其尺寸稳定性差,而当同时加入4010NA和RD进行防老剂并用时,体系的α和β值均较小,表明此复合材料体系不容易产生变形;通过分子动力学模拟手段计算了NR复合材料的内聚能密度(CED)随温度的变化规律,对于2种防老剂并用的体系,其CED比较大,说明分子间相互作用力较强,从而体系尺寸稳定性好,受温度和压力的影响小.     

复合材料粘接件热变形问题实验研究

本文采用云纹干涉法,对复合材料粘接件承受温度载荷作用,粘接板热膨胀失配造成的胶层剪应变及其随温度的变化特进行了分析,提出了用复合材料两个方向膨胀系数分别取代各向同性体问题的热膨胀系数,为云纹干涉法在复合材料热变形问题的热膨胀系数,为云纹干涉法在复合材料热变形问题的应用打下了基础.     

光纤光栅的温度补偿

提出了一种简单、小型的光纤光栅温度补偿器件，将光纤光栅粘贴在具有负热膨胀系数的材料上，实现了光纤光栅的温度补偿。该器件在-20～44℃温度范围内光栅波长变化0.08m，是未补偿光纤光栅的1／8。     

ZrH_2结构与热力学性质

基于密度泛函理论,采用全势线性缀加平面波加局域轨道方法和广义梯度近似研究了ZrH2的结构与弹性性质。结果表明:在基态条件下,ZrH2的晶格常数计算值与实验值及其它理论值相当吻合。在考虑声子作用的前提下,采用准谐德拜模型成功获得了不同条件下(0~50 GPa,0~1 300 K)ZrH2的热容、热膨胀系数和德拜温度等热力学性质。结果表明:定压热容预测值随温度升高而增大,并逐渐接近佩蒂特-杜隆极限;随压强增加,德拜温度呈增加趋势;随温度增加,德拜温度呈减小趋势;在压强一定的条件下,热膨胀系数随温度的升高而增大,且在高温高压条件下,热膨胀系数的增加趋势变缓。     

Al2O3添加量对超高压烧结SiC的影响

碳化硅陶瓷具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热膨胀系数小、硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，已经在很多领域获得应用。文中探索采用超高压烧结工艺烧结低Al2O3助剂添加量（质量分数O%-7％）的纳米SiC粉末，研究了烧结体的物相组成、化学成分、显微结构及显微硬度等。     

LBO晶体上1 064，532 nm倍频增透膜的镀制及性能分析

 用电子束蒸发沉积方法在X切LBO（X-LBO）晶体上镀制了两种不同膜系结构的1 064和532 nm倍频增透膜，其中一种膜系结构为基底/ZrO₂/Y₂O₃/Al₂O₃/SiO₂/空气，另一种为基底/0.5Al₂O₃/ZrO₂/Y₂O₃/Al₂O₃/SiO₂/空气，两种膜系结构的主要差别在于有无氧化铝过渡层。测量了薄膜的反射率光谱曲线，发现两种增透膜在1 064和532 nm处的反射率均小于0.5％，实际镀制结果与理论设计曲线的差异主要是由材料折射率的变化引起的。且对样品在空气环境中进行了温度为473 K的退火处理，结果发现两种膜系结构均表现了较优异的光学性能，氧化铝过渡层的加入使薄膜具有强的热应力性能。     

第八届亚洲物理奥林匹克竞赛中实验考题的分析

介绍了第八届亚洲物理奥林匹克竞赛中实验考题——"干涉法测量玻璃热膨胀系数和折射率温度系数"的内容、实验原理,并对实验的考试结果进行了分析.