溶胶—凝胶工艺制备Al2O3-ZrO2涂层对工程陶瓷表面改性的研究

采用溶胶—凝胶工艺在SG4氧化铝基工程陶瓷上成功制备了Al2O3-ZrO2涂层。利用差热分析(DTA)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析手段对Al2O3-ZrO2涂层的物相组成、表面和断面形貌进行了表征。分别对精磨、热处理、Al2O3-ZrO2涂层试样的抗弯强度和Weibull模数进行了比较。结果表明Al2O3-ZrO2涂层可明显改善工程陶瓷的表面质量;涂层与基体结合紧密,无明显界面层;涂层试样的抗弯强度和Weibull模数均比未涂层试样显著提高。     

化学镀/浸渍提拉复合法制备TiO2光催化膜

先采用化学复合镀法在铁丝网上制备出Ni—P—TiO2薄膜，再将其浸入溶胶一凝胶法制得的TiO2前驱体凝胶中，利用浸渍提拉法制备出纳米TiO2复合薄膜。研究了单纯复合镀法、单纯溶胶一凝胶提拉法以及化学镀一提拉复合法3种制备方法获得的膜层组织以及对耐蚀性和光催化性的影响。结果表明，化学镀膜的耐蚀性好但光催化性略差，提拉膜的光催化性好但耐蚀性较差，而化学镀一提拉复合法制备的纳米TiO2薄膜具有耐蚀性和光催化性俱佳的效果。     

SiO2气凝胶微圆柱精密车削工艺研究

确定了车削加工SiO₂气凝胶的尖刃单晶金刚石车刀特征参数,并研究了精密车削工艺参数(背吃刀量a、进给量f、主轴转速n)对SiO₂气凝胶部件加工表面质量及精度的影响规律,进一步优化了车削工艺。结果表明,当背吃刀量为20μm、进给量为5μm/r、主轴转速为1200 r/min时可以获得最低的表面粗糙度。基于优化后的工艺对SiO₂气凝胶微圆柱工件进行加工,尺寸误差在±13μm以内,圆柱面粗糙度优于232 nm,端面粗糙度优于184 nm。     

SiO2纳米复合材料的研究

以纳米SiO2作为增强材料,制备纳米复合材料,研究了不同处理方法及不同的纳米SiO2含量对纳米复合材料性能的影响,采用透射电镜对纳米SiO2粒子的分布进行了表征.结果表明,超声波与均质高速分散机结合使用,可以使纳米SiO2粒子均匀分散于环氧树脂基体树脂中.当纳米粒子SiO2含量为3%时,复合材料的性能最佳.     

HNIW/Cr2O3纳米复合含能材料的制备及其性能

文中采用溶胶-凝胶法,在温和条件下制备HNIW/Cr2O3复合凝胶,利用数码图片、TEM对其结构进行了表征.通过HNIW/Cr2O3与纯HNIW的撞击感度和摩擦感度进行比较,来研究纳米复合含能材料的这些新特征.     

锑掺杂纳米SnO2透明导电薄膜的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法在Si片、已镀SiO2的钠钙硅玻璃和普通钠钙硅玻璃上镀Sb掺杂摩尔分数为8%的SnO2薄膜(ATO),在450℃热处理温度下对薄膜结构,电学、光学性能进行表征。结果表明:薄膜以四方金红石结构存在,结晶完全;方阻值随镀膜层数的增加而明显降低,12层时薄膜最低方阻值为129Ω/□,可见光平均透过率在75%以上。随着波长的增大,红外波段的反射率逐渐增大,从15%增加到55%左右。     

SiO2掺杂量对SnO2压敏电阻电气性能的影响

采用传统方法制备了掺杂不同物质的量分数(0.01%,0.05%,0.10%,0.15%,0.20%)SiO₂的SnO₂压敏电阻,研究了SiO₂掺杂量对SnO₂压敏电阻电气性能的影响。结果表明：随着SiO₂掺杂量的增加,SnO₂压敏电阻的电压梯度、非线性系数、势垒高度、施主密度和界面态密度均先增大后减小,泄漏电流密度先减小后增大,晶界电阻增大;当SiO₂物质的量分数为0.10%时,SnO₂压敏电阻的综合电气性能最佳,其电压梯度、非线性系数、施主密度、界面态密度、势垒高度最大,泄漏电流密度最小,分别为582 V·mm^-1,33,1.7×10²³ m^-3,6.7×10¹⁶ m^-2,2.03 eV,7.06μA·cm^-2。     

基于SiO2微球颗粒的成像研究

远场显微成像是近年来的研究热点,而微球颗粒在远场成像中具有一定的放大作用。针对这种现象,通过对微球颗粒的分离,对单个微球颗粒的成像特性进行了理论研究。实验表明,利用一定尺寸的二氧化硅微球颗粒,可以使远场显微镜的分辨率提高一倍。在尼康显微镜下,利用普通卤素灯光源、二氧化硅和相应的增强介质,对1 200线的光栅实现了近一倍的放大成像效果,证实了微球颗粒的远场显微成像能力。     

SiO2颗粒形貌及粒径对SiO2填充碳氢树脂覆铜板性能的影响

以聚丁二烯为树脂基体,玻纤布为增强材料,SiO₂为填料,采用浸渍及真空热压技术制备SiO₂填充碳氢树脂覆铜板,研究了SiO₂颗粒形貌(球形、角形)及粒径(2～20μm)对覆铜板介电性能、弯曲强度、剥离强度和吸水率的影响。结果表明：在相同粒径下,与角形SiO₂填充碳氢树脂覆铜板相比,球形SiO₂填充碳氢树脂覆铜板的介电常数、介电损耗和吸水率较低,弯曲强度和剥离强度较高,综合性能更优异;随着SiO₂粒径的增大,球形和角形SiO₂填充碳氢树脂覆铜板的介电常数、介电损耗、弯曲强度和吸水率均降低,剥离强度升高。     

SiO2纳米流体的制备及在太阳能集热管中的应用研究

纳米流体具有较高的导热系数,采用纳米流体替代传统传热工质是提高太阳能集热器传热性能重要方法。为量化分析纳米流体对太阳能集热器性能影响特性,该研究采用“两步法”实验制备了不同质量分数下的SiO2-水纳米流体,并测定纳米流体的导热系数。同时,建立SiO2-水纳米流体太阳能集热管数学模型,对比分析纳米流体对太阳能集热器流动特性影响机理。结果表明,质量分数对纳米流体导热系数有重要影响,而且添加纳米流体后集热管内工质流动速度明显提高,管内流体速度平均升高14%。本研究为纳米流体应用于太阳能行业提供一定科学依据。     

氟化氘高能激光系统中的光学薄膜

报道了氟化氘 ( DF)激光系统腔镜高反射膜、Ca F2 窗口红外宽带增透膜和共孔径分光镜的研制 ,并介绍了 DF腔镜高反射膜的热畸变和损伤实验测试结果。实验结果表明 ,DF腔镜高反射膜的损伤阈值大于 1 0 0 k W/cm2 ,Ca F2 窗口红外宽带增透膜和共孔径分光镜均经受了 2 0 0 k W激光功率的输出 ,达到了总体提出的要求。     

Optical broadband monitoring of thin film growth

1Introduction Recentadvancementsinlasertechnology,lighting,communicationandotherfieldsofmod ernopticscallforanewgenerationofoptical coatingswithspectralcharacteristicsofextreme complexityandhighopticalquality.Incontrast tothis,thepresentproductionprocessesinopti calthinfilmtechnologyarestilldominatedby optimisationcyclesinvolvingseveraltestrunsto achievethedesiredperformanceofthecoating product.Consideringeconomicalaspectsand flexibility,theidealproductionconceptwould allowfortherealisationofe…     

Squeeze fluid film of spherical hydrophobic surfaces with wall slip

Isothermal squeeze film flow of Newtonian fluid between spherical hydrophobic surfaces with wall slip is investigated using a limiting shear stress model and complementary algorithm. Wall slip velocity is controlled by the liquid–solid interface limiting shear stress. It is found that the wall slip dramatically decreases the hydrodynamic support force of the squeeze fluid film. In the case of large wall slip the hydrodynamic support force increases only slightly with the decrease in the film thickness. We find that wall slip decreases with increasing film thickness and limiting shear stress, but increases with increasing fluid viscosity and approaching velocity. An empirical equation is given for prediction of the fluid load support capacity. The possible effect of pressure on wall slip is also discussed. It is found that fluid pressure suppresses wall slip after the proportionality coefficient of limiting shear stress reaches a critical threshold. However, almost no effect is found when it is below this critical threshold. Good agreements exist between the present theoretical predictions and some existing experimental observations.     

阶段离子束辅助法制备基频减反膜

在研究阶段离子束辅助制备方式对薄膜性质影响的基础上,采用电子枪蒸发及离子束辅助沉积制备了氧化铪及氧化硅单层膜,采用阶段离子束辅助沉积及全程非离子束辅助沉积制备了基频减反膜。测量了所有样品的弱吸收、残余应力和激光损伤阈值。结果发现,相对电子枪热蒸发制备的样品,离子束辅助沉积的单层膜具有大的弱吸收、低的激光损伤阈值,且张应力减小,压应力增加;阶段离子束辅助沉积制备的减反膜剩余应力变小,弱吸收稍微增加,激光损伤阈值从10.91 J/cm²增加到18 J/cm²。分析表明,离子束辅助沉积在引入提高样品激光损伤阈值有利因素的同时,也引入 了不利因素,阶段离子束辅助沉积在引入有利因素的同时,有效减少了不利因素的引入,从而提高了样品的激光损伤阈值。     

改进型量子进化算法在宽带EUV多层膜设计中的应用

为提高基于量子进化算法(QEA)在宽带极紫外(EUV)多层膜设计中的求解效率和精度,本文利用宽带多层膜的光学性能评价函数的梯度信息改进QEA,建立具有明确进化方向的适用于宽带EUV多层膜设计的改进型量子进化算法(IQEA)。对比分析了基于IQEA和QEA的宽带Mo/Si多层膜的膜系设计过程和结果,结果表明,基于IQEA的多层膜膜系设计理论方法具有更优越的求解效率和精度;同时,IQEA同样可以小种群规模进行多参数优化。基于IQEA的宽带Mo/Si多层膜的设计理论实现了包括入射角为0°~18°,反射率达50%的宽角度多层膜,以及反射光谱带宽为13~15nm,反射率达25%的宽光谱多层膜的设计。基于IQEA的宽带高反射率EUV多层膜的理论膜系设计方法为复杂多层膜的理论设计提供了一种可供选择的高效膜系设计方法。     

AZO薄膜理想表面形貌的制备与加工工艺优化

非晶硅薄膜太阳能电池主要采用掺氟氧化锡(FTO)导电玻璃作为基板,但FTO薄膜雾度较低、表面形貌无法优化,导致无法得到较优的陷光结构,从而限制了太阳能电池的转换效率。为了进一步提升太阳能电池的转换效率,探讨了替代型的掺铝氧化锌(AZO)薄膜,通过优化前段磁控溅射镀膜工艺和后段湿化学蚀刻工艺,用以平衡AZO薄膜的光电性能和雾度,从而获得具有理想表面形貌的AZO导电玻璃,使其成为理想的非晶硅薄膜太阳能电池的基板材料。实验表明,经工艺优化后制作的AZO导电玻璃可提升光电转换效率。     

宽频太赫兹减反增透器件研究进展

介绍了国内外宽频太赫兹减反增透器件的研究进展以及在基于高阻硅衬底的聚苯乙烯上用热压印法制备出的一种减反结构。利用这一减反结构制备出的减反器件的透射率比传统的结构要增加近20%,在基于高阻硅衬底的高折射率纳米复合材料(TiO2-COP)上,经热压印后的减反器件在1.02THz处的透过率为64.9%。最后简要地介绍了太赫兹减反增透器件的实际应用。     

用宽带超表面产生阵列贝塞尔光束

通过在空间光调制器（SLM）上加载相位图或通过光刻加工微型圆锥状结构可以产生贝塞尔光束阵列。然而,典型空间光调制器具有比波长大一个数量级的像素尺寸,这限制了相位梯度的可用范围,用光刻法加工的微型锥透镜的顶端不是标准的圆锥,这影响了贝塞尔光束的质量。为了克服这些缺点,将复杂的相位图加载到电介质超表面上,设计了一种可以产生阵列贝塞尔光束（在波长700 nm处,NA=0.3）的超表面器件。该器件可以宽波段工作,其单元结构在波长580~800 nm范围内的偏振转换效率均超过57%。利用时域有限差分算法（FDTD）对该器件（厚度为380 nm,直径仅为40 μm）进行了仿真,所产生的阵列光束都垂直于超表面器件。所提出的阵列贝塞尔光束发生器具有纳米级别的厚度和几十微米的直径,这对于未来的集成光学领域具有很大的应用前景。     

溶胶—凝胶法制备WO_3气致变色薄膜

以钨粉和双氧水为主要材料 ,采用溶胶—凝胶法制备了 WO3气致变色薄膜 ,研究了 WO3薄膜的结构和气致变色性能 ,结果表明用此种方法制备的 WO3薄膜具有良好的气致变色特性。