水下多级微结构液气界面的稳定性和可恢复性研究

微结构表面浸没水下所形成的液气界面对减阻等应用具有重要意义.液气界面的稳定存在是结构功能表面发挥作用的前提.因此,如何增强液气界面的稳定性以抵抗浸润转变过程,以及在液气界面失稳之后,如何实现去浸润过程以提高液气界面的可恢复性能,均具有重要的科学研究意义和实际应用价值,也是国内外研究关注的热点问题.本文针对具有多级微结构的固体表面,研究其在浸没水下后形成的液气界面的稳定性和可恢复性.通过激光扫描共聚焦显微镜对不同压强下液气界面的失稳过程和降压后的恢复过程进行原位观察,实验结果和基于最小自由能原理的理论分析相吻合.本文揭示了多级微结构抵抗浸润转变以及提高液气界面可恢复性能的机理:侧壁上的次级结构(纳米颗粒、多层翅片)通过增加液气界面在壁面的表观前进接触角增强了液气界面的稳定性;底面的次级结构(纳米颗粒和封闭式次级结构)可以维持纳米尺寸气核的存在,有利于水中溶解气体向微结构内扩散,最终使液气界面恢复.本文的研究为通过设计多级微结构表面来获得具有较强稳定性和可恢复性的液气界面提供了思路.     

焦炉上升管内壁结焦炭层的光谱学分析及结焦机理研究

以焦炉上升管内壁结焦炭层块为研究对象，采用X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）和激光共聚焦拉曼光谱仪（Raman）对结焦炭层的元素组成，以及各结焦炭层的矿物组成、组成结构和分子结构进行测试。分析从结焦炭层块外表面向内表面过渡的各结焦炭层的差异性，揭示焦炉上升管内壁结焦机理。结果表明焦炉上升管内粉尘中Fe，S和Cr极易催化荒煤气中蒽、萘等稠环芳烃化合物成炭，在焦炉上升管内壁形成炭颗粒沉积，为焦油凝结挂壁提供载体，在荒煤气温度降至结焦温度时易结焦积碳。结焦炭层均含有芳香层结构，随着结焦炭层从外表面向内表面过渡，各结焦炭层的面层间距(d₀₀₂)逐渐降低、层片直径(L_a)先降低后增加、层片堆砌高度(Lc)和芳香层数(N)先稳定后增加。结焦炭层石墨化过程是由结焦炭层内表面向外表面进行，主要包括其片层外缘的羧基和部分C-O结构的降解剥离，从而形成高度规整的共轭结构。结焦炭层块中C元素是以结晶碳与无定型碳的混合物形式存在。以上研究为解决焦炉上升管内壁结焦及腐蚀问题，提高换热器换热效率，有效回收焦炉荒煤气显热，降低焦化企业能耗提供实验基础和理论依据。     

Ce70Al10Cu20金属塑料晶化过程的微结构研究

非晶合金（俗称金属玻璃）是一种重要的功能材料，具有一般晶态材料所不具备的许多物理、化学和力学特性。新型铈基金属玻璃的玻璃化温度（68℃）大大低于常规金属材料，是集聚合物塑料与金属特点于一身的新型功能材料，称为金属塑料。本文主要利用透射电子显微镜对Ce70Al10Cu20金属塑料晶化过程中的微结构变化进行了系统研究。     

RF磁控溅射制备钛酸锶钡BST纳米薄膜

钛酸锶钡(BST)薄膜作为一种高K介质材料在微电子和微机电系统等领域具有广阔的应用前景,人们已对BST薄膜的制备工艺技术和介电性能进行了大量的研究。BST纳米薄膜的制备工艺直接影响和决定着薄膜的介电性能(介电常数、漏电流密度、介电强度等)。对RF磁控反应溅射制备BST纳米薄膜的工艺技术进行了综述。从溅射靶的制备、溅射工艺参数的优化、热处理、薄膜组分的控制,及制备工艺对介电性能的影响等方面,对现有研究成果进行了较全面的总结。     

连续型衍射透镜激光直写技术研究

研究了不同于台阶形式的具有连续浮雕结构的衍射聚光透镜的激光直写工艺,简要描述了光致抗蚀剂的曝光和显影,对激光直写工艺的机理和工艺过程进行阐述.利用CLWS-300W/C极坐标激光直写设备制作出了具有良好面形微结构和较高衍射效率的连续型衍射透镜.研究表明,激光直写技术直写精度高,加工工艺灵活,利用计算机的控制,能够根据光学设计产生的浮雕分布数据制作复杂的、任意形状和外形的微型浮雕结构,非常适合于高精度微光学元件的加工制作.     

光子晶体具备多种应用的可能性

光子晶体是一类可宽频域运行的人造功能材料,既蕴含有丰富的物理内涵,又有广阔的应用前景,利用光子晶体的内部微结构能制作限制光的新一代光学器件.众所周知的最简单器件是多孔光纤,即能在光纤内限制光,并使其以单方向传输的光波导.此外,还有更加复杂的器件,如分束器、结型连接器以及能组合成微光路的光学微腔等.目前,该项目的研究仍处于初级阶段,但研究成果颇令人关注.     

衍射光学元件用于光学图像加密

密码技术是信息安全的核心技术，其作用在于对文字、声音和图像等三类信息实行保密存储、保密传输、安全认证、身份鉴别和安全控制．由于光学系统具有高速并行处理能力以及可调制参量多等优点，将光学与现代密码学相结合，研究光学系统、理论和方法用于图像加密和解密，已成为一个非常重要的研究领域。     

聚合物分散液晶(PMMA:5CB:C60)光折变特性的实验研究

用溶致相分离方法制备了3种不同组分的聚合物分散液晶薄膜(PMMA：5CB：C60)，C60作为敏化剂。利用二波耦合实验测量了不同样品的衍射效率和响应时间等光折变特性，实验发现，液晶含量不同的薄膜光学性质有很大的不同。     

薄膜的截面TEM样品制备

薄膜材料的厚度仅为微米量级或者更薄，对其微结构的研究十分困难，许多表征方法难以采用。透射电子显微分析（TEM）是薄膜材料微结构研究最重要的手段之一。尽管采用TEM平面样品研究薄膜的微结构在样品制备方面相对容易，但由于薄膜依附于基材生长，且通常具有择优取向和柱状晶生长等微结构特征，因而采用截面样品从薄膜生长的横断面进行观察和研究，可以得到更多的材料微结构信息。但是薄膜的TEM截面样品制备过程较为繁杂，难以掌握。已有的文献主要介绍了Si基片上生长薄膜的TEM截面样品制备方法，对金属基片薄膜截面样品的制备方法介绍不多。