YORP效应机理研究与小行星自转状态演化仿真

YORP效应是不规则小行星表面再辐射热量的反冲力对小行星产生净力矩,导致小行星自转状态发生改变的现象.研究YORP效应有助于了解小行星的演化历史、双星系统的形成以及太阳系的起源和发展.从产生机理出发,本文首先建立了结合热物理模型和考虑地貌遮挡作用的YORP效应量化方法,并将该方法用于多面体模型,探究了热惯量对表面温度和反冲力的影响,随后实现了多颗小天体的YORP曲线数值计算和自转状态演化仿真,验证了理论计算的有效性.以上探索对进一步完善YORP效应理论和揭示小行星的结构演化驱动力等具有借鉴意义.     

吉林中部地区土壤水分遥感反演与应用

表观热惯量法是热红外遥感监测土壤水分的重要方法之一.土壤的表观热惯量可以通过对土壤反照率和地表温度日较差的测量而获得。以吉林中部地区为研究区,根据表观热惯量反演土壤水分含量的原理,选取春播时期的四月份时相,利用MODIS_L1B数据计算模型中的相关参量,进而计算表观热惯量值。将计算结果与土壤水分含量实测值进行线性回归分析,结果通过了置信度0.01的显著水平t检验,相关系数R=0.831,并分析土壤类型对土壤水分含量差异的影响,结果与表观热惯量反演土壤水分的计算结果一致。     

绝热反应中热惯量对最大升温速率影响的研究

绝热量热实验正在化工安全研究中得到日渐广泛的应用,而最大升温速率是实验中可以获取的重要数据之一.它既可以直观地表现反应的剧烈程度,又可以作为反应设备设计和泄放面积计算的依据.但目前的热惯量因子校正方法中,对最大升温速率的处理不够准确,有可能导致对反应风险的低估.针对上述问题,对20%过氧化二叔丁基(DTBP)-甲苯溶液进行了绝热量热实验,计算了当体系热惯量在1.0～2.0范围内变化时的最大升温速率,发现绝热反应过程中最大升温速率与热惯量因子间的关系可以近似表示为幂函数的形式.对过氧乙酸(PAA)、40%过氧化甲乙酮(MEKP)和15%过氧化异丙苯(CHP) 3种不同反应级数的物质,基于文献值进行了类似的计算,证明了上述规律同样适用于其他分解机理为n级反应的物质.为了便于不同物质间的比较,将不同热惯量下的最大升温速率与热惯量为1时的最大升温速率之比记作M.通过控制变量的方法,研究了物料动力学参数和环境条件对M的影响,发现活化能E、绝热温升?T和反应级数n3个参数的影响最为明显,并据此建立了一种估算不同热惯量下最大升温速率的方法.该方法涉及到图表的查阅但在实际应用中可以得到较大程度的简化,而且相较于目前由DIERS推荐使用的最大升温速率校正方法可以得到更加准确可靠的结果.     

利用MODIS探测华北平原浅层地下水水位变化的初步研究

地下水是陆地最重要的水资源之一,监测地下水水位的动态变化,无论是对于地下水资源评价还是对陆地生态环境变化的研究,都是必需的.传统的水文地质钻孔监测成本高昂且所得数据仅能代表观测孔附近地下水水位.浅层地下水水位影响着浅层岩土含水量,从而影响着地表热惯量,而热惯量可以通过卫星热红外遥感手段获取.因此,通过热惯量的研究,就可以反演浅层地下水的动态变化.利用MODIS地表温度产品以及地表反照率产品计算得到石家庄-保定地区的表观热惯量,并与典型钻孔地下水水位年际变化进行比较分析,建立相关关系,进而推算整个地区的浅层地下水水位的年际变化.初步研究表明,利用热红外遥感是可以估计区域性浅层地下水水位的年际变化的.     

影响溶液-冻胶热触变体系转变的因素

热触变体系是由热触变聚合物配制而成,其聚合物亲水主链中含有疏水片段或疏水侧基.应用试管倒置法研究了热触变聚合物相对分子质量、浓度、pH值和添加剂等因素对体系热触变温度的影响.研究结果表明:在聚合物相对分子质量为(2.6～22.5)×104,聚合物质量分数为1%～5%范围内,聚合物相对分子质量越大、浓度越高,加入的NaCl和蔗糖的浓度越大,热触变温度越低;随着乙醇/表面活性剂加入量的增大,热触变温度先升高后降低;在pH值为3.0～11.0范围热触变温度几乎不受pH值的影响.     

微胶囊相变材料制备及其在红外隐身涂料中的应用

为了有效提高红外隐身涂料的性能,采用微胶囊技术对相变材料进行封装,将其制成红外隐身涂料并应用于军事目标中,以控制目标表面热惯量及表面温度,消除或降低目标与背景的红外辐射差别,从而实现对背景红外特征的模拟.根据一般目标表面温度和相变材料所满足的条件,分别以聚酰胺为囊壁材料,正十四烷、正十八烷、石蜡为囊芯制备了3种不同相变温度的微胶囊相变材料,经过性能测试符合预期要求.并将其制成红外隐身涂料后涂覆在卡车模型上,结果表明,在荒漠丘陵热图背景下,明显提高了目标的红外隐身性能.     

用场发射涨落法研究原子在金属单晶面上的表面扩散

本文介绍了用场发射涨落法研究吸附原子(或分子)在金属单晶面上表面迁移的原理、实验装置和方法以及所取得的新的研究结果。这些研究结果包括:吸附的气体(H_2,O_2,CO等)在W(110)面上的表面扩散;吸附的气体(H_2)在Ni(100)面上的表面扩散;在较高温度时钨台阶表面上钨原子的表面自扩散和热租糙化过程的研究等。     

两端固定有限长粘弹杆的广义磁热粘弹问题

应用Lord-Shulman(LS)和Green-Lindsay(GL)广义热弹性理论,研究了在磁场中受移动热源作用的两端同定有限长均质各向同性粘弹杆的磁热粘弹动态响应,并与经典耦合理论进行了对比.给出了杆的广义磁热粘弹耦合的控制方程,借助拉普拉斯积分变换及其数值反变换对控制方程进行了求解.计算得到了杆内无量纲温度、应力及位移的分布规律,从其分布图上可以看出时间、热源移动速度以及磁场大小对以上分布规律有一定的影响.     

硬质聚氯乙烯的热老化性能研究

采用力学性能测试、扫描电镜、红外光谱(FT-IR)等方法研究了硬质聚氯乙烯的热老化性能. 结果表明:随着热老化时间的增加, 试样表面颜色逐渐变深, 其拉伸强度变化不大, 断裂伸长率呈先快速后平缓下降.     

半绝缘砷化镓的热反型研究

高压液封直拉法生长的未掺杂半绝缘GaAs和水平法生长的掺Cr的半绝缘GaAs二种样晶在有As气氛和没有As气氛保护下分别在真空封管中在740℃退火4小时后,电学测量发现有As气氛保护的GaAs表面未出现热反型,而没有As气氛保护的GaAs表面出现热反型层。光致发光谱测量发现在热反型的样品中并没有出现与Mn_(Ga)相连系的1.41eV发射峰,而是与C_(As)相连系的1.490eV发射峰强度在退火后大大增强。一系列实验表明在真空退火后SI-GaAs表面低阻反型层的产生可能是由于在热退火过程中表面产生的大量V_(As)向内扩散,使表面层中的Ci填充V_(As)形成C_(As),从而使表面层的C_(As)受主浓度增加,导致形成低阻反型层。     

N-正丁基马来酰胺酸镧对PVC热稳定性的研究

以正丁胺、顺丁烯二酸酐、氯化镧和氢氧化钠为原料,分步合成热稳定剂N-正丁基马来酰胺酸镧(LaX_3),采用傅里叶红外光谱表征其结构,并通过刚果红试验研究其对聚氯乙烯(PVC)热稳定性的影响,应用热重分析仪研究不同升温速率对PVC热解反应的影响,并根据Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法进行动力学计算,得到PVC和PVC/LaX_3的热解活化能。结果表明:加入LaX_3后,PVC的热降解温度提高了32℃,热稳定时间提高了15 min,反应活化能增加了33.53 kJ/mol。LaX_3可以作为PVC的热稳定剂使用。     

热历史对涤纶长丝熔融的影响

通过调节平牵机的热盘和热板温度，得到了一系列热历史不同的涤纶长丝，应用差示扫描量热法(DSC)研究了热历史对其熔融的影响，同时利用逐次逼近法进行回归并给出了回归方程。     

沥青路面现场热再生技术适用性研究

本文分析了沥青路面现场热再生工艺的适用条件,道路设计过程中,判断是否适合采用现场热再生技术以及采用何种热再生技术(表面再生、复拌、加铺)的工作流程。首先,从道路交通状况和结构信息(弯沉值)对未来使用期内的道路的结构承载能力能否满足要求进行分析,给出了交通状况和结构强度的组合判断关系。对于可以适当补强和满足强度要求的道路进行道路历史信息及路面损坏状况的进一步分析,判断其是否适合采用热再生技术以及适合采用何种热再生技术(表面再生、复拌、加铺)。     

La1-xCex(NiCoMnAl)5贮氢合金电极的制备及表面改性

制备了La1-xCex(NiCoMnAl)5贮氢合金电极,研究高温热碱充电和KBH4还原剂热充电两种新型表面改性方法及其对La1-xCex(NiCoMnAl)5贮氢合金电极活化次数、高倍率充放电能力和氢扩散行为的影响。探讨了作用机理。结果发现表面处理法有利于提高合金电极的活化性能和大电流充放电性能。其中KBH4还原剂热充电法处理后的合金电极在第二次充放电循环时就能完全活化;并且在900mA/g的充放电电流密度下,其高倍率放电能力达到85%左右;合金电极表面出现大量的微裂纹,氢在处理后的合金电极中的扩散系数为3.23×10-9cm2/s。     

石墨烯量子点的合成及其细胞显影应用

采用柠檬酸作为碳源,通过一步热解法大量合成了石墨烯量子点(GQDs).利用透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、元素分析、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱(PL)等测试手段,对所获得GQDs的形貌、结构、组成、表面基团和荧光性质等进行了表征.研究结果表明,该工作合成的GQDs具有良好的形貌与结构,以及优异的光学性能,而且在金属离子检测领域具有很好的应用,特别是对于铁离子(Fe~(3+))具有高效选择性.此外,所合成的GQDs具有很低的细胞毒性,而且在细胞显影中有着优异的效果,表明其在细胞显影领域具有广泛的应用前景.     

CCD相关跟踪器中的32点复数序列FFT研究

分析了CCD相关跟踪器的基本结构,将其应用在中国小行星上天系统,分析了其必要性和重大意义,并针对卫星观测系统中相关跟踪器对高精度实时图像跟踪的要求,通过对各种算法的比较,研究设计了CCD相关跟踪器中的核心模块--利用现场可编程门阵列(FPGA)的快速傅立叶变换(FFT)模块.     

气氛和温度对AlON透明陶瓷热腐蚀的影响

以氧化钇为烧结助剂,在流动氮气气氛下,经1880 ℃保温10小时获得AlON陶瓷.将所得到的陶瓷样品研磨抛光后分别在氮气(常压)气氛下1750 ℃,1680 ℃,1650 ℃和真空(<1.0×10-3 Pa)气氛下1680 ℃,1650 ℃进行热腐蚀.保温时间均为2小时.然后将上述经热腐蚀后的各样品用扫描电子显微镜对其腐蚀表面进行了观察,进而研究气氛和温度对AlON陶瓷热腐蚀的影响.通过对以上结果的分析比较得到AlON热腐蚀的最佳条件为真空(<1.0×10-3 Pa)条件下1650 ℃.最后对新生晶粒组成成份、产生的原因以及温度对陶瓷表面腐蚀程度的影响也进行了分析.     

Ti60合金电弧离子镀Ti-Al-Cr防护涂层的抗循环热冲击性能

利用电弧离子镀技术在Ti60合金表面制备了Ti-48Al-5Cr和Ti-48Al-12Cr(原子分数,%)两种涂层.研究了Ti60及涂层样品在高温(900℃和950℃)和室温(强制水冷)之间的抗循环热冲击能力.分析了热冲击过程中样品的质量变化、相组成、表面及截面形貌的显微照片.结果显示Ti-48Al-12Cr涂层具有较好的抗循环热冲击性能,能有效地保护Ti60基体.而Ti-48Al-5Cr涂层不能有效地保护基体,这是因为Cr元素含量不同导致氧化机制的差异.热冲击实验加速了氧化物的剥落和破坏,因此加速了内氧化的发生和裂纹的萌生、扩展.     

夹杂物对Ti;Zr微合金钢中针状铁素体形成的影响

采用实验室真空感应炉,炼制了3炉35 kg钢锭.利用MMS-300型热模拟机对实验钢进行线能量为100 kJ/cm,峰值温度为1 400℃的大热输入焊接模拟实验.借助金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和电子探针显微镜(EPMA)对粗晶热影响区(CGHAZ)组织进行观察;研究了热循环后夹杂物的数量、大小、分布和组成对焊接热影响区(HAZ)中针状铁素体形成的影响.结果表明:在粗晶热影响区中针状铁素体的数量随小尺寸氧化物夹杂的数量和面积分数的增加而增加;针状铁素体在Ti,Zr为主的复合夹杂物上形核,这些夹杂物多以Ti,Zr氧化物为核心,表面析出MnS,尺寸在0.5~3...     

纤维素粉末物理特性探讨

以木棉、香蒲绒、竹浆、木浆、苇浆纤维素粉末为研究对象,研究了其形态结构、回潮率及热性能.研究发现,纤维素粉末断面呈不规则状,表面有不同程度的损伤,但保留了其相应纤维的形态特征;木棉、香蒲绒、竹浆、木浆、苇浆纤维素粉末回潮率分别为11.3%,10.5%,9.2%,11.6%和9.5%;通过热失重(TG)分析发现,5种纤维素粉末起始降解温度均高于250℃,比较而言,香蒲绒纤维素粉末热稳定性较差,竹浆纤维素粉末热稳定性较好.研究结果为纤维素粉末应用提供理论依据.