测量材料热性能的紧凑型仪器

<正>在设计空间飞行器和航天设备时,了解材料对系统加热或冷却效率的影响及其在使用过程中的变化情况是非常重要的。光谱反射计可用来测量材料表面吸收、反射、发射和辐射热的性能。科学家通常使用积分球反射计来测量将在太空中应用的材料的表面性质。     

水泥稳定砂砾基层沥青路面反射裂缝的分析与防治

通过介绍水泥稳定砂砾基层沥青路面结构的3种开裂模式和对其材料性能、反射裂缝形成机理的分析，指出防治反射裂缝应从选择合适的材料和设计合理的结构组合着手，以便采取有效的技术措施．     

溶胶-凝胶法制备 Ni0.5Zn0.5Fe2O4纳米材料特性的研究

利用溶胶．凝聚法制备了Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉末材料,烧结温度范围600℃-950℃。对材料的结构、红外、磁学和微波吸收特性进行了研究。材料的XRD图谱和原子力显微镜形貌观察表明,材料在纳米尺度范围之内。在500cm-1--600cm-1波数范围内,材料具有明显的红外吸收特性。材料的晶粒尺寸随着烧结温度的提高而增加,且较高温度烧结的材料具有相对低的矫顽力和饱和磁场。利用反射衰减实验研究材料在6GHz--10GHz波段范围的吸波特性,结果表明,0．33mm厚度的样品在常温下的反射衰减达到1．8dBm。     

全内反射荧光光谱在蛋白质材料相互作用领域的应用

蛋白质表面相互作用对药物释放、生物传感器、亲和色谱和离子色谱以及仿生材料在生物环境中均起到关键作用。许多技术可用来研究不同材料界面间的蛋白质密度、结构和取向。全内反射技术由于具有快速、无损、灵敏以及灵活等特点,在研究分子水平蛋白质界面耦合过程发挥着重要的作用。描述了全内反射的原理、技术以及在检测和控制生物分子间作用等方面的应用,主要包括蛋白质—蛋白质,蛋白质-DNA,DNA-DNA以及蛋白质—膜等界面体系。这些研究有助于进一步加强对蛋白质表面相互作用的理解。近年来全内反射技术在蛋白质领域的应用,为其在生物物理和生物化学方面的应用提供了依据和可能。     

偶极源辐射超材料表面波的存在条件及特性

为了更好地利用超材料,需要研究半空间模型中超材料的表面波．利用电磁波反射场的索末菲积分,应用复变函数积分的鞍点法,研究下层介质分别为等离子体、负磁性介质和左手材料时,在竖直电偶极子与磁偶极子的反射场中所含表面波的成分构成与电磁特性．确定了各表面波模式发在的条件,给出了侧面波或吸附表面波模式与入射电磁波的类型、下层介质的等效介电常数等的关系．     

反射隔热耐烧蚀涂层织物用功能材料研究进展

反射隔热耐烧蚀涂层织物复合材料具备反射辐射热和耐受火焰舔舐等作用,在高温火场中具备优异的热防护性能。分别从涂层基料、反射功能填料和隔热功能填料的防护机理和选用原则入手,对国内外研究人员在相关领域的研究成果进行了梳理与分析,总结了该类涂层织物所用各功能材料的研究现状,并对下一步工作方向进行了展望。     

沥青路面多层结构涂层的降温性能研究

传统的沥青路面吸热、储热能力强,容易造成沥青路面车辙问题和加剧城市热岛效应的发展,沥青热反射涂层的运用可以有效解决此问题。目前路用热反射涂层的研究大多集中在材料的组成优化上,对涂层结构的研究较少,受单层结构涂层的限制,沥青热反射涂层降温性能发展面临着持续的挑战。针对此问题,本文提出了一种由反射涂层、辐射涂层和隔热涂层组成的三层结构降温涂层,用于沥青路面上可有效降低路面温度。通过室内降温实验研究了多层结构降温涂层中组成材料的最佳掺量和各层涂层的最佳用量,并研究了多层降温涂层的结构组合形式。实验表明,钛白粉、中空玻璃微珠和远红外陶瓷粉的最佳掺量分别为15 %、20 %和15 %;反射涂层、辐射涂层和隔热涂层的最佳用量分别为0.6 kg?m-2、0.3 kg?m-2和0.3 kg?m-2;着色颜料的加入会降低涂层的降温效果;将三种降温填料加入到不同的结构层中,涂层降温性能得到增强,在反射涂层下增添辐射层增加涂层降温达3.70 °C,在反射涂层下增添隔热层可以增加涂层内部降温达1.10 °C,其中,三层结构降温涂层以反射层作为表面层、辐射层作为中间层、隔热层作为底层的组合形式降温效果最佳,表面和内部降温幅度可达10.45 °C和9.22 °C。与单层热反射涂层相比,多层结构降温涂层降温效果更佳,能更有效降低沥青路面温度。     

疲劳荷载下沥青加铺层抗反射裂缝试验研究

利用MTS材料试验系统，进行旧水泥混凝土路面沥青加铺层弯拉型和剪切型反射裂缝的疲劳试验，评价了5种沥青加铺层结构抵抗反射裂缝的能力。结果表明，对于弯拉型疲劳试验和剪切型疲劳试验，普通沥青混凝土下面铺设STRATA应力吸收层、玻璃纤维格栅2种结构都具有良好的抗反射裂缝的能力，而在水泥混凝土面板上直接加铺沥青混凝土类结构的效果最差。     

基于反射特性的碳纳米管吸波材料吸波性能检测方法

碳纳米管是隐身技术中的重要吸波材料,不同体积占比碳纳米管吸波材料吸波性能检测与评价是工程应用研究的热点问题.基于吸波材料中电磁波反射特性理论建模,提出利用反射系数表征碳纳米管吸波材料吸波性能的方法,利用等效电阻-电容网络模型,定量分析碳纳米管吸波材料的介电特性;利用层状介质传播模型,分析电磁波在金属衬底吸波介质中传播时的反射特性.不同厚度和体积占比的单壁碳纳米管/聚甲基丙烯酸乙酯吸波材料的反射特性仿真分析结果表明,碳纳米管吸波材料厚度大于1.4 mm时,材料开始具有吸波性,且随着碳纳米管体积占比与厚度的提高,反射系数的中心频率向低频方向偏移.当厚度为2 mm、体积占比为0.5％时,反射系数最小值为-19.07 dB,吸波效果最强;而当厚度为2.4 mm、体积占比为1％时,吸波频带最宽达到5.89 GHz.研究成果为不同体积占比的碳纳米管吸波材料制备与性能检测奠定了理论基础,具有一定的工程应用价值.     

涂层吸波材料中表面反射的影响及优化设计

讨论了广义匹配规律下电磁波入射到以金属为衬底的涂层吸波材料时,表面反射对总吸波性能的影响并给出相应的理论公式.利用三维网格法讨论了电磁波垂直入射的情况,结果表明:涂层吸波材料的介电常数ε对表面反射的影响起主要作用,而磁导率μ的作用并不明显,即在考虑表面反射的优化设计中调节ε是主要的.结合具体材料进行了优化设计.同时发现:在满足广义匹配规律时,表面反射波位相发生突变.另外,在不同广义匹配常数M1下,对百分功率反射率Rp与厚度d的变化规律给出了合理解释.     

Co~(2+)/La~(3+)离子掺杂锶铁氧体对介电性能的影响

通过自蔓延燃烧法成功制备了SrFe_(12)O_(19)、Sr_(0.95)La_(0.05)Fe_(12)O_(19)和Sr_(0.95)La_(0.05)Co_(0.2)Fe_(11.8)O_(19)铁氧体,用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,矢量网络分析仪测试了材料的介电性能和反射损耗。结果表明:三种铁氧体粒径均在150nm左右,La~(3+)和Co~(2+)离子的掺杂使锶铁氧体结晶度提高。在2.0~20.0GHz频率范围内,SrFe_(12)O_(19)的反射损耗在0.47dB到-0.12dB之间,Sr_(0.95)La_(0.05)Fe_(12)O_(19)的反射损耗在0.17dB到-0.46dB之间,Sr_(0.95)La_(0.05)Fe_(11.8)Co_(0.2)O_(19)的反射损耗在0.39dB到-0.21dB之间。     

建筑外饰面材料的太阳辐射性能对建筑节能的影响

建筑外饰面材料对太阳辐射的反射和吸收影响其保温隔热.研究外饰面材料对太阳辐射的反射和吸收等特性,利用其来争取或者避免太阳辐射得热,从而降低建筑能耗达到建筑节能具有重大的意义,也具有广阔的应用前景.本文通过分析建筑外表面的太阳辐射性能、建筑外表面得失热的情况以及建筑耗热计算原理,对建筑外饰面材料的选择以及耗热的计算修正提供理论依据,并提出一些建议,供相关人员参考.     

多功能固体激光加工机

武汉华工激光工程有限责任公司生产的多功能固体激光加工机，将波长为1064nm的脉冲激光束经过扩束、反射、聚焦后，辐射加热材料表面，材料表面热量通过热传导向材料内部扩散，由数字化精确控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，瞬间使材料熔融汽化蒸发，     

应力吸收层沥青混合料配合比研究

加铺沥青面层是旧路改造的主要形式之一,但是在温度应力和荷载应力周期性重复作用下,沥青加铺层的相应位置就容易产生反射裂缝,因而会降低路面的平整度和使用性能。从材料试验的角度把Superpave理论中的体积设计法与马歇尔设计法相结合,进行应力吸收层材料配合比设计的研究,通过对沥青混合料路用性能的检验,体现出应力吸收层在延缓或抑制旧水泥混凝土路面的反射裂缝方面具有一定的优越性.     

建筑材料表面红外双向反射分布函数实验分析

为了深入研究建筑物表面红外反射分布特性和散射分布特性,选择建筑外饰面常用的3种典型材料(如花岗岩、铝板和镀膜玻璃),通过自行搭建双向反射分布函数(BRDF)实验台,利用聚四氟乙烯粉压制的标准白板(近似朗伯体)为单一参考试样,分别用0.632 8、1.340 0和3.3900 μn波段3种激光器,在不同的入射角度下,对各...     

光学薄膜BRDF五参数模型的粒子群优化

为得到光学薄膜表面双向反射分布函数的统计模型,测量了不同薄膜材料表面的激光(0.808 μm)双向反射分布函数.采用多参数优化的惯性权重模型粒子群算法,权重因子随迭代代数增加线性减小,从1.0线性递减至0.4,优化建立了材料BRDF五参数模型,即材料表面双向反射分布函数由kb,kd,kr,a,b五个参数确定,其中kd 决定漫反射分量的大小,kb决定镜向反射分量的大小,kr为小面元分布函数的参数,决定表面的斜率分布,a,b为待定参数,与介质的折射率有关.     

形貌对羰基铁/Fe-Si-Cr复合材料吸波性能的影响

为有效提升吸波材料的电磁吸收强度和有效吸收带宽,采用球磨法对球状Fe-Si-Cr进行扁平化处理,通过机械共混法将不同形貌Fe-Si-Cr和羰基铁粉(Carbonyl iron powder, CIP)复合,研究不同质量比对复合材料电磁参数和微波吸收性能的影响。实验结果表明,大长径比可以提高材料的介电常数和磁导率,并使反射率峰值向低频移动。片状Fe-Si-Cr和CIP的低频吸波性能优于球形粒子。实验制备的复合材料中,样品I的最大反射损耗为-45.92 dB,有效吸收带宽为1.5 GHz。样品L的最大反射损耗为-22.11 dB,有效吸收带宽大于6.2 GHz。吸波剂的形貌对材料的电磁吸收性能有显著影响。将不同形貌的CIP和Fe-Si-Cr按不同配比复合后,可以得到不同频率下性能优良的吸波体。利用阻抗匹配函数可以从理论上预测出反射损耗峰值对应的吸波剂厚度和频率。双层吸波材料相比于单层吸波材料,其有效吸收带宽更大,可以通过改变匹配层、吸收层的厚度来获得不同频率下吸波性能优良的吸波体,更易满足新型吸波材料“薄、轻、宽、强”的要求。     

含负折射率介质一维光子晶体的全向反射镜

研究了含负折射率介质的一维光子晶体的反射特性和用其制作全向反射镜的物理基础,同时研究了此种光子晶体PBG的影响因素.研究发现,周期结构参致--晶格常数和层厚畸变对含负折射率材料的一维光子晶体的PBG几乎没有影响.在一定频城内可实现全向反射.     

多孔螺旋碳纤维低成本制备和增强吸波性能研究

研究报告了一种受生物启发的螺旋碳纤维低成本、无催化剂的制备方法,即以茶叶体内天然螺纹导管结构为模板,通过高温碳化获得螺旋碳纤维(SCFs)材料.并且通过KOH活化造孔,获得了具有高比表面积(1923.56 m2/g)和高孔容(1.06 cm3/g)的多孔活性螺旋碳纤维(ASCFs)材料.微波吸收测试结果显示活化后的PASCFs材料具备更高的介电损耗和良好的阻抗匹配性,体现出优异的微波吸收性能.在材料含量为10 wt％,匹配厚度为3.53 mm时,ASCFs在电磁频率7.3 GHz下的反射损耗(RL)高达-38.18 dB,比活化前SCFs的最大反射损耗(RL)提高了近13倍.     

相似材料中光纤传感检测特性分析

为了解决相似材料模拟实验中的变形检测问题，基于光时域反射技术和光纤光栅传感技术，提出了在模拟实验中采用裸露光纤、一定结构光纤及光纤Bragg光栅作为传感器进行变形检测的方法，研究并分析了以上类型光纤传感器在1．2，2m平面应力模型中随着相似材料变形的传输特性．结果表明：裸露光纤不易形成微弯；自制蛇形微弯光纤传感器可以较为准确地捕捉到材料内部的变形和破坏的信息；光纤Bragg光栅可以感知相似材料的应力变化．利用光时域反射技术检测时要采取措施增大岩层垮落过程中的光纤损耗，可进行较大变形测试；利用光纤Bragg光栅时要考虑波长的动态范围，可进行小变形及破坏过程测试．