溅射含纳米锗氧化硅复合薄膜的光致发光和拉曼特性

采用射频磁控溅射法制备了含纳米锗的氧化硅复合薄膜，在室温下对不同温度退火的样品测量了光致发光谱，其发光峰位均位于580nm，通过对样品所作的拉曼散射光谱的拟合，确定出了样品中纳米锗的尺寸，并发现纳米锗的平均尺寸随温度退火的升高在增大。     

光热反射技术测量材料热扩散率的一种新方法

提出一种利用调制光热反射(MPR)技术测量固体材料热扩散率的新方法.通过比较待测样品与已知热扩散率材料幅频特性的差异,得到待测样品的热扩散率.理论分析表明,在利用MPR频响法测量材料热扩散率时,该方法无需测量泵浦和探测光斑半径的大小,可有效地避免泵浦和探测光斑半径的测量误差对热扩散率测量的不利影响.实验结果说明了上述方法的可行性.     

退火温度对铜纳米颗粒复合材料的三阶非线性光学性质的影响

采用离子注入法制备铜纳米颗粒复合材料,在波长为790 nm的入射激光作用下,运用Z-扫描技术测量了铜纳米颗粒复合材料的非线性光学折射率和非线性光学吸收系数,分析了退火温度对铜纳米颗粒复合材料光学性质的影响.结果表明,随着退火温度的升高,铜纳米颗粒复合材料的颗粒尺寸明显增大,且光学非线性折射率上升.通过改变非晶二氧化硅中铜纳米颗粒复合材料的形状,得到不同的三阶非线性光学系数的特定值.     

不同退火温度镍注入二氧化钛的结构与磁性

为了证实铁磁性的来源,选用注入剂量相同、退火温度不同的镍注入二氧化钛的4种样品,用同步辐射X线衍射、卢瑟福背散射/沟道实验和超导量子干涉仪,对样品分别进行了θ-2θ扫描、随机谱和沟道谱以及磁性的测试.结果表明:镍注入二氧化钛在高温退火后的结构发生了变化,形成了镍-纳米粒子,其嵌入二氧化钛中的镍-纳米粒子的结构和样品的磁性可以通过退火来调节.随着退火温度的增加,镍-纳米粒子的尺度增加,并且退火温度稳定在1 073 K以上;镍注入二氧化钛中能够测量到铁磁性,其主要原因是金属镍-纳米粒子的形成;另外,其他因素对二氧化钛铁磁性也有贡献,像辐照产生的缺陷、镍原子替位等.     

瞬态平面热源法测量材料导热系数

为了提高瞬态平面热源法的适用温度,介绍了瞬态平面热源法的测量原理.根据有限元法模拟了无膜平面热源加热过程中试样的温度分布,建立了相应的实验装置,测量了环境温度为27～829℃时材料的导热系数和热扩散率.结果表明在较高温度下该方法测量材料热导率是有效的,可用于实际测量.     

利用光热光偏转技术测量固体热扩散率的新方法

基于光热光偏转技术的基本原理,通过分析光热光偏转的时变信号,利用偏转信号的动态变化来测量固体的热扩散率,并对热扩散率相差较大的一系列材料的热学参数进行了实验研究.结果表明,该方法与传统的光热光偏转技术测量材料热扩散率方法相比,具有实验装置简单、测量方便快捷等优点.     

各向异性材料热扩散率的光偏转法的分析

分析考查了测量各向同性材料的热扩散率的调制光热技术在各向异性材料上的应用,讨论了光偏转法测量各向异性样品的热扩散率的模型．比较了两种等价表述的特点和适用性．     

氧化铝模板的制备及表征

采用二次氧化法在不同配比浓度的电解液中制备了具有高度有序纳米孔洞的阳极氧化铝(AAO)模板,分别采用扫描电子显微镜(SEM)和扫描探针显微镜(SPM)对样品的形貌进行了表征,并对模板形成的微观机制进行了讨论,认为,采用二次氧化法制备AAO模板是最为科学的方法,研究指出退火温度和抛光工艺对形成氧化铝模板有重要作用.     

纳米ZnO的制备及退火温度对结晶的影响

通过液相法中直接沉淀法制备了纳米ZnO粉末,对制备的样品形状和尺寸进行了表征,重点分析了退火温度等实验制备参数对纳米ZnO的结晶情况的影响.表明退火温度对制备纳米ZnO粉末非常重要,当退火温度为550°C时可以制备高纯度、结晶情况良好的纳米ZnO粉末.     

退火对表面纳米化纯钛热稳定性的影响

采用表面机械研磨技术实现纯钛材料表面纳米化,并研究了纳米化处理后的材料表层组织结构,详细分析了样品表层纳米晶组织在不同温度、不同时间退火后的热稳定性.结果表明:纯钛TA2经过表面机械研磨处理后可以在表面形成等轴且取向随机的纳米晶层,晶粒尺寸约为12nm.对表面纳米化样品退火后发现,表层纳米晶组织在773 K以下温度退火后具有良好的热稳定性,晶粒尺寸没有明显增大;在773 K温度退火150min后晶粒尺寸稍有增大,而在773 K温度退火240min后晶粒尺寸明显增大,且横截面显微硬度也比表面纳米化后未退火样品显著下降,良好的热稳定性消失.     

淡水冰导温系数参数识别的应用

利用识别得到的淡水冰导温系数依赖于冰温的变化关系式,模拟山西太原汾河二库淡水冰温度场的变化情况.使用导温系数经验常数模拟同一水库温度场的变化情况.经过比较得出:依赖于冰温变化的淡水冰导温系数更符合实际.     

氯化钠水溶液热扩散系数的研究

论述了应用激光引发热栅方法测量无机盐水溶液热扩散系数的实验原理和技术,给出了氯化钠水溶液在溶质质量摩尔浓度为0－4mol/kg和290－373K温度范围内的热扩散系数的测量结果,并与文献数据进行了比较。最后以实验数据为基础,给出了计算氯化钠水溶液热扩散系数的经验关联式。     

新铁电陶瓷材料PZT热物理性能和相变的研究

采用日本制造的闪光法TLP－18型仪器和线差法的TMA－30型仪器分别测试了PZT（51／49）铁电陶瓷的导温系数和热膨胀系数,并研究了温度,相变,极化处理和晶轴对其物理性能的影响,结果表明,在相变发生时,热物理性能产生了突变;导温系数随着温度而增大,而热膨胀系数却随着温度升高而减小,这为铁电陶瓷材料的相变研究提供了重要的理论依据。     

铝卷径向等效导热系数的仿真

利用铝板退火加热实验采集到的温度,通过热传导反问题的求解,求得铝板间的等效导热系数,将其等效为铝卷径向导热系数,并推导出铝卷强对流传热系数对温度的数学表达式,从而构建更准确的铝卷退火的温度场模型.运用ANSYS有限元分析软件,综合考虑铝卷的导热系数和对流换热系数随温度变化的非线性,模拟铝卷退火过程中的瞬态温度场.仿真结果表明:在退火的开始阶段,铝卷外表面与芯部温差较大,最高达173 ℃;在保温阶段,铝卷内部温差逐渐减小,温差只有3 ℃,最后稳定在545 ℃,与实测结果较吻合,证明所建立的数学模型是可靠的,同时,为铝卷退火工艺的优化提供了理论依据.     

浅层地温剖面曲线拟合法估算热扩散系数

从浅层岩土热传导和热扩散理论出发,推导出一种半无限均匀岩土地温变化的数学模型,通过利用该模型拟合实测地温剖面曲线,可以求取浅层岩土整体的热扩散系数以及地表年平均温度、温度变幅、初相等大地温度特性参数.两个实例的计算结果表明,所采用的理论模型能够很好地拟合地温实测剖面曲线,通过该方法所求得的浅层岩土热扩散系数与参考文献给出的值很接近,说明该方法是可行的.该方法建立在可靠的理论和清楚物理机制之上,简单有效,可以在实际工作中推广应用.     

离子注入硅的碘钨灯快速热退火温度计算

离子注入并通过快速热退火引发固相外延生长,退火温度及温度分布对固相外延生长的结晶速率及退火材料的性质有很大影响.利用等温模型,根据入射能流密度与辐射损失能流密度之间的平衡,得出了离子注入硅的碘钨灯快速热退火的退火温度与衬底温度以及碘钨灯功率的关系.研究结果表明:在300～1 070 K的衬底温度范围内,退火温度主要由碘钨灯功率决定,而衬底温度对其影响不大;发生固相外延生长的最大碘钨灯功率或液相熔融再结晶的理论临界碘钨灯功率为2.6 kW,与实测值基本相符.     

四氢呋喃水合物热物性非原位测量方法研究

利用HotDisk热常数分析仪对THF水合物导热系数和热扩散系数进行了非原位测量。实验结果表明,温度在254.0~267.0 K时非原位测得的THF水合物导热系数为0.52~0.57 W.m-1.K-1,且随着温度的增加而线性增大,非原位测量的导热系数值与原位测量的导热系数值绝对值相差0.045~0.065 W.m-1.K-1,误差为8%~12%。当温度从267.0 K升高到277.0 K时,非原位测得的THF水合物的导热系数增加剧烈,表现出非线性关系。在254.0~267.0 K时,非原位测得的THF水合物的热扩散系为0.26~0.31 mm2.s-1,并随温度增加而减小。非原位测量的热扩散系数值与原位测量的热扩散系数绝对值相差0.028~0.068 mm2.s-1,误差为10%~22%。原位测量与非原位测量产生的误差,分析认为可能是样品的转移过程中,空气中的水蒸气在水合物表面凝结成冰所致。     

海洋垂直混合系数对大洋环流影响的敏感性研究

利用美国地球流体实验室的Modular Ocean Model(MOM4)模式构建了一组全球实际大洋环流实验,以检验海洋环流形势及温度结构对海洋垂直混合系数的敏感性,并仔细分析了各实验中温度方程中各项的变化,讨论了垂直混合系数改变对海洋环流形势影响的物理机制。实验结果表明,海洋垂直混合系数对海温的空间分布和海洋流场结构都有很大影响,这种影响在赤道温跃层附近表现得最为明显。这说明大洋环流对垂直混合强度的变化是相当敏感的。一般来说,在混合系数取值大的实验中大洋中上层温度的垂直和水平梯度都较小,相应的南北赤道流强度较强,赤道潜流和南北赤道逆流强度较弱,在混合系数取值小的实验中大洋中上层的温度梯度较大,此时南北赤道流强度较弱,赤道潜流和南北赤道逆流强度较强,赤道流系的各分支在范围上也有相应变化。     

海洋垂直混合系数对大洋环流影响的敏感性研究

利用美国地球流体实验室的Modular Ocean Model（MOM4）模式构建了一组全球实际大洋环流实验,以检验海洋环流形势及温度结构对海洋垂直混合系数的敏感性,并仔细分析了各实验中温度方程中各项的变化,讨论了垂直混合系数改变对海洋环流形势影响的物理机制。实验结果表明,海洋垂直混合系数对海温的空间分布和海洋流场结构都有很大影响,这种影响在赤道温跃层附近表现得最为明显。这说明大洋环流对垂直混合强度的变化是相当敏感的。一般来说,在混合系数取值大的实验中大洋中上层温度的垂直和水平梯度都较小,相应的南北赤道流强度较强,赤道潜流和南北赤道逆流强度较弱,在混合系数取值小的实验中大洋中上层的温度梯度较大,此时南北赤道流强度较弱,赤道潜流和南北赤道逆流强度较强,赤道流系的各分支在范围上也有相应变化。     

Anisotropy of thermal diffusivity in the upper mantle.

Heat transfer in the mantle is a key process controlling the Earth's dynamics. Upper-mantle mineral phases, especially olivine, have been shown to display highly anisotropic thermal diffusivity at ambient conditions, and seismic anisotropy data show that preferred orientations of olivine induced by deformation are coherent at large scales (>50 km) in the upper mantle. Thus heat transport in the upper mantle should be anisotropic. But the thermal anisotropy of mantle minerals at high temperature and its relationship with deformation have not been well constrained. Here we present petrophysical modelling and laboratory measurements of thermal diffusivity in deformed mantle rocks between temperatures of 290 and 1,250 K that demonstrate that deformation may induce a significant anisotropy of thermal diffusivity in the uppermost mantle. We found that heat transport parallel to the flow direction is up to 30 per cent faster than that normal to the flow plane. Such a strain-induced thermal anisotropy implies that the upper-mantle temperature distribution, rheology and, consequently, its dynamics, will depend on deformation history. In oceans, resistive drag flow would result in lower vertical diffusivities in both the lithosphere and asthenosphere and hence in less effective heat transfer from the convective mantle. In continents, olivine orientations frozen in the lithosphere may induce anisotropic heating above mantle plumes, favouring the reactivation of pre-existing structures.