吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵推进性能影响

为研究吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵（ADN）-丙酮基液体推进剂的推进性能的影响,将ADN液体工质在0~80%区间内,按照10%为等比例间距,与吸收剂充分混合构成不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂。利用近红外光谱仪测量装置对不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂的吸收系数进行测量与计算;在激光能量60 mJ,液膜厚度300 μm的工况下,利用高精度扭摆对激光烧蚀不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂所产生的冲量进行测量。实验结果表明：随着ADN含量的增加,吸收系数呈现下降趋势。当ADN含量达到30%时,冲量取得峰值并随后不断下降,当ADN含量达到80%时,冲量又产生一个大幅度上升。分析认为,ADN含量为30%~70%时冲量不断下降主要原因是由于吸收系数的下降导致推进剂所沉积的激光能量变少引起的,而ADN含量为80%处的冲量大幅度上升则是由于吸收系数趋于0的推进剂与基底构成“水炮靶”,激光烧蚀基底容器,推进剂起到约束作用而造成的。     

Ni/TiO_2纳米复合材料的微结构、发光与吸波性能

采用机械化学法制备了Ni/TiO2纳米复合材料,并对制备态样品在100和200℃退火30min。样品均由六角形结构的金红石TiO2和面心立方结构的Ni组成。随着退火温度的增加,Ni和TiO2的晶粒尺寸都有所增加,与此同时内应力释放使矫顽力减少。退火使TiO2的本征发光峰、自由激子、束缚激子和氧缺陷引起的发光峰都发生蓝移,这被归结为能带结构的畸变。100℃退火样品呈现多重非线性介电共振和强烈的自然共振现象,当样品厚度为1.9mm时,在17.5GHz处最佳反射损耗(RL)值为-29.6dB,且在此厚度下,超过-10dB的频宽几乎覆盖了Ku波段(12.4~18GHz);另外,厚度在8~10mm范围内,超过-10dB的频宽几乎覆盖了整个X波段(8~12GHz)。该体系优异的电磁波吸收性能来自于样品中的多重非线性介电共振、自然共振和良好的电磁匹配。     

退火对Fe/Al_2O_3纳米复合物微波吸收性能的影响

采用球磨法制备Fe/Al2O3纳米复合物,并在氩气保护下退火,研究了退火对Fe/Al2O3纳米复合物的微观结构、磁性和微波吸收性能的影响。结果表明,退火使样品的晶粒尺寸增大,缺陷减少,微观应力得到释放;同时,退火使Al2O3的缺陷发光峰强度明显减弱,398 nm和484 nm处的发光峰发生蓝移。厚度为7.7 mm的球磨样品,其反射损耗在15.5 GHz频率处达到最大值-11.4 dB。退火使样品的介电损耗和磁损耗均增大,电磁波吸收性能明显提高,厚度为6.4 mm时反射损耗在17 GHz频率处达到最大值-35.5 dB。     

退火对Cr3+离子掺杂Al2O3薄膜的结构及发光性能影响

用脉冲激光沉积技术在Si(100)基底上制备了纯Al2O3、掺杂浓度为0.3%、1%(质量分数)的Cr3+∶Al2O3薄膜。制备态的薄膜为立方γ-Al2O3结构,经800℃真空条件下退火1h样品的结晶度有所提高,呈现α-Al2O3相与γ-Al2O3相的衍射峰。薄膜基本保持了靶材中原有各元素成分比例,平均粒径为250nm,形貌为条形。与Al2O3粉体相比,制备态薄膜在386nm处的发光峰强度明显提高。这可归因于薄膜中氧空位的增加使双氧空位吸收电子所产生的F2+色心浓度提高。薄膜经真空退火后在332、398nm附近的发光峰强度明显增强,这是由于薄膜中氧空位的增加提高了F+、F色心浓度。与此同时,制备态薄膜在386nm附近发光峰经退火后由386nm蓝移至381nm,可归因于退火后制备态薄膜的内应力得到了释放。1%(质量分数)Cr3+掺杂薄膜在646、694nm出现Cr3+离子由4 T2能级跃迁至4 A2能级及由E-能级跃迁至4 A2能级产生的荧光发光峰。     

Impacts of laser pulse width and target thickness on laser micro-propulsion performance

In order to optimize the laser ablation performance of a micro-thruster with 1U dimensions, which employs a micro semiconductor laser, the impacts of pulse width and glycidyl azide polymer (GAP) thickness on thrust performance were researched. The results showed that with a GAP thickness of 200 μm, the single-pulse impulse (I) increased gradually with the increase in the laser pulse width from 50 to 800 μs, while the specific impulse (Isp), impulse coupling coefficient (Cm) and ablation efficiency (η) all reached optimal values with a 200 μs pulse width. It is worth noting that the optimal pulse width is identical to the ignition delay time. Both Cm and η peaked with a pulse width of 200 μs, reaching 242.22 μN W−1 and 35.4%, respectively. With the increase in GAP thickness, I and Cm increased gradually. GAP of different thicknesses corresponded to different optimal laser pulse widths. Under a certain laser pulse width, the optimal GAP thickness should be the most vertical thickness of the ablation pit, and the various propulsion performance parameters at this time were also optimal. With the current laser parameters, the optimal GAP thickness was approximately 150 μm, Isp was approximately 322.22 s, and η was approximately 34.94%.     

退火对(NiCo)/TiO_2纳米复合材料吸波性能的影响

采用球磨法制备了由四方晶系结构的金红石TiO2和面心立方结构的NiCo组成的(NiCo)/TiO2纳米复合材料,并在500℃氩气氛围中对样品进行0.5h退火处理。应用X射线衍射仪、扫描电镜、振动样品磁强计及微波矢量网络分析仪对纳米复合材料的相组成、形貌、磁性和电磁参数进行了分析。与球磨态样品相比,退火样品NiCo的布拉格衍射峰明显变窄,表明晶粒尺寸增加,微观应力减小;与此同时饱和磁化强度增加,矫顽力减小。制备态样品呈现明显的介电共振及磁共振行为,退火导致样品在12~16GHz内的界面极化和极化损耗显著加强,使样品在厚度为8mm时,最大损耗由-6.4dB降至-14.8dB。同时,退火样品在2.6和5.3GHz处的自然共振及10.5,13和15.6GHz处的交换共振明显增强。     

退火对Ni/TiO_2纳米复合材料吸波性能的影响

采用机械化学法制备了Ni/TiO2纳米复合材料,制备态样品由六角形结构的金红石TiO2和面心立方结构的Ni组成。退火使样品晶格缺陷和内应力减少,Ni晶粒尺寸和饱和磁化强度明显增大。退火后,TiO2的本征发光峰、自由激子及束缚激子引起的发光峰都发生红移,其原因是能带结构的畸变。制备态样品在15 GHz产生强烈的非线性介电共振,并呈现明显的Cole-Cole半圆。当吸收厚度为8 mm时,在14-16 GHz范围内的反射损耗值(RL)都超过了-10 dB,且在15 GHz处出现最优RL值-32 dB。退火使制备态样品在2.8和5.2 GHz处的自然共振明显加强,2-6 GHz范围的吸波能显著提高。