南京大报恩寺北宋地宫出土玻璃器的研究

南京大报恩寺是明代皇家修建的大型佛寺,其前身是六朝名寺——长干寺.北宋长干寺地宫考古发掘出土了七宝阿育王塔、金棺银椁、佛骨舍利以及丝绸制品、玻璃、香料等珍贵文物,它们与明代大报恩寺皇家建筑基址一起被评为＂2010年度十大考古新发现＂之一.本文利用体视显微镜、扫描电镜/能谱和激光剥蚀等离子体发射光谱等方法,分析探讨了地宫出土古代玻璃器的化学成分、微观结构及保存状况.结果表明,编号为TN5的玻璃盏和编号为TH1的玻璃瓶均为高铅硅酸盐玻璃,而编号为TN9的玻璃净瓶成分与国产玻璃的特征相差较大,3件器物均存在不同程度的风化现象.结合器型可以判断,TH1为典型的宋代国产玻璃舍利器,TN5为具有西亚萨珊风格的国产玻璃器,TN9是伊斯兰玻璃,这为了解当时的中外文化交流提供了重要信息.     

可见光驱动Methanosarcina barkeri-天然碳基半导体产甲烷性能及机制

利用半人工光合系统(非光合微生物-纳米半导体生物杂化体系)将二氧化碳转化为高热值的甲烷有助于缓解全球温室效应和能源危机.作为生物杂化体系的关键组分,纳米半导体颗粒的结构及性质显著影响生物杂化体系的性能.本研究以油菜花粉为原料,成功构建Methanosarcina barkeri-天然碳基半导体生物杂化体系(M.bark...     

掺镱激光玻璃光谱性质的优化

实验研制得到 4种高发射截面掺镱 (Yb3 )激光玻璃 .根据光谱性质计算了激光性能参数 ,并与国外一些发展中的激光玻璃进行了比较 .结果表明掺Yb3 锗碲酸盐、硅铌酸盐玻璃具有最高的发射截面、增益系数和最低的最小泵浦强度、饱和泵浦强度和激发态最小粒子数 ;硼酸盐玻璃次之 .这 3种玻璃的光谱性质和激光性能参数明显优于国外发展中的掺Yb3 激光玻璃 .掺Yb3 磷酸盐玻璃与日本HOYA公司近期开发的高发射截面磷酸盐玻璃相近 .这些光谱性质优化的玻璃有望成为高平均功率激光器和高峰值功率激光器特别是激光核聚变驱动器核心材料的候选基质 .     

SPS过程中导电粉体的显微组织演变规律及机理

放电等离子烧结(spark plasma sintering, SPS)是最近几年国际上兴起的粉末烧结新技术, 具有升温速度快、保温时间短、冷却迅速等独特优势, 尤其适于纳米及非晶块体材料、陶瓷和梯度材料等先进材料的制备. 然而, 与利用SPS技术探索新材料制备的实验报道相比, 有关其特殊烧结机制的研究极为缺乏. 基此, 选用导电的纯金属铜粉作为烧结原料, 设计了一系列烧结实验, 研究得出了SPS过程几个重要的特征烧结阶段及其中显微组织演变的规律. 提出了SPS过程中烧结体显微组织演变的“自调节机制”, 由此揭示了制备高致密度、均匀、细晶材料的SPS技术优势的内在机理; 还对SPS烧结体的致密化过程进行了定量预测, 实验测定值证实了模型预测结果.     

基于解释结构模型的建筑废弃物现场分类分拣影响因素分析

为了进一步提升建筑废弃物减量化管理,本研究基于解释结构模型方法,甄别了13个实施建筑废弃物现场分类分拣的影响因素,并借助有向图描绘分析了这些因素的相互作用关系。研究发现,这13个主要影响因素可划分为6个层次,其中建筑废弃物分类分拣的可操作性差、场地空间及项目周边环境的限制、干扰工程的正常作业、缺乏政府管制政策、废弃物循环再利用市场不成熟以及建筑废弃物分类分拣的效益低是影响现场分类分拣效果的根本因素。     

玻璃基因工程研究

Science在创刊125周年之际,将"玻璃态物质的本质是什么"这一科学问题列为125个最具挑战性的科学问题之一.由于玻璃态物质的结构不确定性,玻璃性质的预测一直面临很多困难,这严重阻碍了功能玻璃的快速研发.目前高性能功能玻璃的研发主要靠经验和试错,存在研发周期长、成本高和效率低等问题.本文从无机玻璃的亚稳态组成图出发,采用热力学法预测玻璃的形成区,提出将玻璃形成区中的玻璃态化合物作为"玻璃基因",并用"玻璃基因"计算了不同体系玻璃的性质,计算结果与实验结果基本一致.此外,"玻璃基因"也可预测"锗反常"现象."玻璃基因"的提出对玻璃结构和性质预测有重要的意义,为玻璃科学的发展提供了新思路.     

气动膜片式多材料微液滴按需喷射技术研究

微滴喷射是通过产生微米级的液滴实现微量流体精确分配的技术之一,是一种不同于传统减法制造的非接触式、数据驱动的加法式制造技术,代表了现代制造工艺新的发展方向.本文提出了可用于多种材料的气动膜片式按需喷射技术并构建了用于在线观测并分析液滴形成过程的基于延时触发的图像在线采集系统.利用该装置,进行了微液滴喷射的一致性分析,研究了设备结构参数及控制参数与液滴大小及喷射速度的关系,并分析了粘度及表面张力对流体喷射过程的影响.此外,制作了直径约为160.5μm的Sn63Pb37焊球和与基底接触面直径约为346.94μm的光固化胶胶滴阵列图型.实验表明,该气动膜片式按需喷射系统结构简单、可靠性好、耐受高温,可用于包括聚合物、低熔点胶材、高熔点金属的多材料微液滴喷射,在微电子和微系统封装、三维打印、有机半导体器件制作以及生命科学与化学分析等制造领域具有较大的发展潜力.     

浮法玻璃表面渗锡过程的数值模拟

通过分析浮法玻璃渗锡机理,综合考虑玻璃内部氧活度及锡的氧化还原反应,建立了亚锡离子氧化模型计算亚锡离子转化为锡离子的速率,为两种离子浓度分布的独立预测及渗锡机理的数值方法验证提供了条件.在此基础上,建立了扩散过程的耦合数值模拟方法,同步模拟了两种离子的渗透过程.结果表明：高铁含量玻璃在锡槽的还原性气氛中,氧活度剧变处发生了锡离子的积聚,渗锡分布出现卫星峰,而低铁含量玻璃无该现象.与徐冷法相比,锡槽内采用加热重热温度制度,渗锡量、渗锡深度更高,卫星峰向深度方向迁移.为了控制渗锡量,应减少玻璃在高温区停留时间.     

深蚀刻二元光学技术制作准分子曝光系统均匀器

利用深蚀刻二元光学理论和技术设计并制作了用于准分子激光器曝光系统的深蚀刻二元光学均匀器。与原来使用的积分均匀器（石英棒列阵）相比,该均匀器具有重量轻,安装调控方便,光能利用率高,光束均匀性好等特点,对该器件的设计性能和参数进行了研究、分析和计算机模拟;在高精度台阶仪上对所制作的深蚀刻二元光学均匀器进行了精密检测;用深蚀刻元件制作误差理论并引入“边界误差”概念,对元件的表面浮雕检测结果进行了深入的分析,理论与实验结果符合得很好。     

掺稀土光子玻璃近中红外发光与激光

掺稀土光子玻璃在光纤通信、激光雷达、远程遥感、红外探测以及生物医疗等领域有着重要的应用前景.目前,所广泛采用的石英基光子玻璃存在稀土掺杂量低、发光带宽窄、声子能量大和增益系数低等本征因素,制约着相关材料和元器件的发展.因此,研究和发展新型光子玻璃和光纤以适应新波段尤其是近中红外材料与器件的需求非常必要.本文概述了掺稀土光子玻璃在光纤放大器和光纤激光器中的重要应用,归纳了实现近中红外发光与激光对稀土离子和基质材料的基本要求,重点阐述了发射波长在1.0,1.5,2.0和3.0?m波段掺稀土光子玻璃及光纤与元器件的最新研究进展,指出了掺稀土光子玻璃近中红外发光与激光所面临的挑战,对其未来的应用和发展方向做出了展望.     

熔融炼铁与粉煤气化耦合制备高浓度还原气方法

钢铁工业是国民经济的基础工业和重要的支柱产业,本文针对传统熔融还原炼铁块状原料消耗高、炉膛空间利用率低等问题,提出了熔融气化炉上部空间耦合粉煤气化制备高浓度炼铁用还原煤气的技术思想,并开发了欧冶炉熔融气化炉.采用数值模拟方法分析了欧冶炉内的多相湍流反应流动特征及气化性能,进行了工业运行研究,工业运行结果与模拟结果吻合....     

离子交换过程中掺铒磷酸盐玻璃波导表面保护的研究

对离子交换过程中掺铒磷酸盐玻璃波导表面的侵蚀现象进行了机理分析和实验研究,得出磷酸盐玻璃结构的弱稳定性、亲水性及磷酸根的弱酸性是造成其表面侵蚀的主要原因.提出镀K9玻璃薄膜的方法对其表面进行保护,实验研究表明K9玻璃薄膜不仅能够对掺铒磷酸盐玻璃起到保护作用,而且允许交换离子透过进入磷酸盐玻璃形成波导层.通过对不同K9玻璃薄膜厚度下离子交换波导的研究,得出其厚度在60～80nm的范围内保护效果最佳为下一步制备掺铒有源玻璃波导器件提供了良好的实验基础.     

玻璃在飞秒激光作用下的新现象

飞秒激光的发展,给玻璃的研究带来了崭新的内容。本文综述了近年来国内外在这方面的研究地 。 要有光致破坏、光致变色、色致玻璃折射率变化,光致稀土离子价态变化,光致玻璃显微晶化,光致长磷光产生等。     

利用优化材料的凸起光栅标记提高莫尔条纹图像的对比度

在基于莫尔条纹相位匹配的纳米压印对准方案中,因阻蚀胶引入引起压印对准标记光栅副间隙介质的改变,使得莫尔条纹图像的对比度下降,恶化了压印对准精度.针对这一问题,本文提出了利用优化的标记材料来制备凸起光栅标记从而提高莫尔条纹图像对比度的方法.该方法为提高莫尔条纹图像对比度,通过FDTD(有限时域差分)软件,对玻璃模板及硅片基底上采用的光栅标记材料及光栅副间隙进行了优化计算,在采用常规压印阻蚀胶(折射率为1.6)、压印模板与基底间间隙为200nm、且光栅标记为凸起时,优化光栅标记材料为:玻璃模板上光栅标记为折射率2.0的ITO;基底下光栅标记为折射率2.7的Cr.实验结果表明:在光栅副的间隙介质分别为折射率1.6的阻蚀胶和折射率1.3的水时,采用优化材料的凸起光栅标记(周期为6和6.1μm的光栅副)得到的莫尔条纹图像的对比度与原标记相比分别提高了11.92%和4.66%.     

沿海高层建筑玻璃幕墙风致应力现场实测研究

沿海地区受台风的影响,高层建筑玻璃幕墙容易发生破坏.目前关于玻璃幕墙抗风性能的各种研究方法都具有一定的局限性.在台风登陆时,受大气压变化、温度变化和暴雨的冲击作用的影响幕墙整体会发生振动和变形,使得幕墙玻璃实际的应变和应力分布情况与模型试验和风洞试验的情况大不相同.本文对厦门沿海某高层建筑的玻璃幕墙进行了现场实测研究,获得了台风登陆过程中幕墙玻璃表面的风压情况及大量风致应力数据,并分析了幕墙玻璃上的风压与应力或应变的关系,总结了应力分布情况.     

“刚-柔”共融型仿生机器鱼

智能软材料以其高柔顺度、多功能、多物理场效应等优良行为得到了研究者们的关注.作为一类典型的智能软材料,介电高弹体(DE)具有电驱动大变形、快速响应、质轻价廉、生物亲和性好等优点,具有广阔的应用前景.该材料尤其适合作为人工肌肉应用到仿生机器人中,实现其结构柔软与大变形驱动.本文以蝠鲼为仿生原型,基于材料的电压驱动控制大变形机制,设计优化了一类介电高弹体薄膜面内驱动变形转化为扑动-波动混合型推进的驱动机构.将该机构用于胸鳍驱动的机器鱼系统,通过电子器件-刚性结构-柔性材料的融合集成,成功设计了一种材料与结构"刚-柔"共融型仿生机器鱼,并开展了相应的性能测试和功能集成."刚-柔"共融型仿生机器鱼通过分别独立控制两个胸鳍机构,可实现良好的机动性能;并利用高分子材料特性,可实现结构柔软与全透明化等优异的环境适应性能.该研究结果和机构设计原理将有望为"刚-柔"共融型机器人和仿生机器人的研究与应用提供参考.     

高性能高应变InGaAs量子阱脊型波导半导体激光器

介绍了利用分子束外延系统生长高应变InGaAs量子阱半导体激光器材料, 采用脉冲阳极氧化技术制作脊型波导半导体激光器. 4 μm条宽脊型波导半导体激光器在室温下单面连续输出功率达到50 mW. 腔长600 μm时, 器件阈值电流密度为300 A/cm2. 在100 mA电流下, 激光器的峰值波长为1.19 μm, 激光器的最大斜率效率为0.45 W/A. 在20℃至100℃温度下, 激光器的特征温度为129 K.     

六阶极窄带宽高温超导滤波器的研制

文中研制了一款极窄带宽的六阶高温超导滤波器,成功实现了相对带宽小于1‰的多阶高温超导滤波器的设计与制作.文中给出了极窄带宽高温超导滤波器的等效电路、理论曲线、耦合矩阵、设计过程、模拟仿真结果以及滤波器的物理电路结构,有效解决了极窄带滤波器的设计、材料与加工精度的技术难题,研制的高温超导滤波器使用蒸镀于0.5mm厚度的氧化镁(MgO)基片上的DyBa2Cu3O7双面高温超导薄膜加工制作,滤波器工作频率约为900MHz,相对带宽为0.58‰,滤波器的实际损耗小于0.6dB,带外抑制达到70dB以上,其测试曲线与模拟仿真结果很好的吻合,文中的试验结果标志着多阶高温超导滤波器可以实现的最窄带宽达到了一个新的高度.     

神经树在煤与瓦斯突出预测中应用研究

由于煤与瓦斯突出影响因素之间存在着复杂的非线性关系,为准确预测煤与瓦斯突出的危险性,本文提出了基于柔性神经树的煤与瓦斯突出预潮模型,其中利用多表达式编程和粒子群优化算法分别优化了自身的结构及相关参数,使得神经树具有强大的预测和分类能力,与传统神经网络相比具有更加灵活的自动优化能力.通过采用实测数据对算法进行了验证. 结果 表明与常规预测方法相比较,该模型的预测准确性高,具有良好的适应性和有效性.     

纤维束诱导基体裂纹变形场DGS实验研究

本文主要利用数字梯度敏感方法(DGS)和Eshelby等效夹杂理论研究纤维束与基体裂纹的相互作用机制.首先,利用DGS方法得到了碳纳米管改性纤维束模型、未改性纤维束模型基体裂纹尖端的位移场分布及演化规律,并提取了相应的基体裂纹尖端应力强度因子.其次,利用Eshelby等效夹杂理论分析了碳纳米管改性纤维束模型、未改性纤维束模型的基体裂纹尖端应力强度因子的影响机制.最后,比较了碳纳米管改性纤维束夹杂和未改性纤维束夹杂两种模型中基体裂纹尖端应力强度因子的理论预测结果与DGS实验结果,吻合较好.研究成果为纤维束与基体相互作用机制提供了可靠的实验依据及理论参考.