光悬浮微粒子旋转特性研究

悬浮光机械系统将微粒子悬浮在空中,较好地隔绝了环境噪声,在诸多精密测量及量子科学领域都发挥着重要作用.利用圆偏振激光驱动微粒子自旋,可以进行扭矩测量、气体辨识及真空摩擦等方面的研究.本文基于光悬浮微粒子旋转动力学模型,搭建了真空光悬浮及旋转实验装置,对悬浮粒子的平均转速和转速波动进行了研究.结果表明,影响光力矩的激光功率越强,激光偏振态越接近圆偏振光,粒子的平均转速则越大.但影响粒子平均转速的主要因素是阻尼力矩,通过降低环境气压以减小粒子的旋转阻尼,其平均转速可大幅提升.通过调控这些实验参数,约4μm直径的球霰石微球在环境气压为0.1 Pa时被驱动至3.93 MHz转速.但在低气压环境下,微粒子的热运动也变得明显,从而导致悬浮粒子的等效激光功率随着热运动而变化,进而使得粒子的转速波动也随着气压的下降而增大.本文首创性地对比了相同气压不同转速下的转速波动,进一步说明了粒子热运动对转速波动的影响规律.此外,本文还研究了不同气压下转速相对波动的变化规律,这为光悬浮转子在陀螺仪领域的潜在应用奠定了基础.这些研究结果对于提升光悬浮系统已有应用以及开拓新领域均有重要意义.     

高空核电磁脉冲模拟器研制进展

高空核电磁脉冲模拟器由快脉冲驱动源和大型天线组成,可在数十米以上的较大空间内产生前沿几个纳秒、脉宽数十纳秒、峰值50 kV/m以上的瞬态电磁场环境,在国防领域用于大型车辆、飞机、舰船等装备的防护试验.国际上的发展趋势为获得快前沿(1–2 ns)、高场强(70–100 kV/m)、大试验空间(30–300 m).目前单边驱动型和双边驱动型快脉冲源的运行电压分别达到3和5 MV,结合新型天线的运用,试验空间不小于70 m,当前的挑战是将单边驱动型脉冲源的电压提高到10 MV以上.国内已研制多台大型模拟器,单边驱动型脉冲源电压指标不低于3 MV.本文报道了西北核技术研究所等单位在紧凑化初级高压源、薄膜式高压脉冲电容器、低抖动气体开关等关键部件设计及大型天线研究设计取得的进展.     

过渡金属修饰的杂原子掺杂多孔碳基氧还原和析氧催化剂的研究进展

高效且清洁的能源储存和转换装置对未来的社会发展至关重要.然而,金属空气电池、燃料电池、电解水制氢等设备中涉及的氧还原反应(ORR)迟缓的动力学和析氧反应(OER)较大的过电势限制了这些设备的能源效率和运行寿命.廉价、高效、稳定且环保的ORR和OER催化剂的制备是推动能源转换装置商用的关键环节.本文总结了过渡金属修饰的杂原子掺杂多孔碳基ORR和OER催化剂的最新研究进展,并重点评述了其结构与性能之间的关系.最后,从理论计算的角度讨论了活性位点的电子结构特性对碳基材料电化学性能的影响,并展望了该领域所面临的挑战和机遇.     

酒糟自动摊晾设备的研发

白酒生产中,蒸汽加热后的酒糟需进行物理降温,以达到酒曲适合生存的温度.目前主要是平铺在竹箅床上,用风机进行强制吹风降温.这种方式并不适合在自动化生产中,针对此行业需求,该文研发一种酒糟自动摊晾设备.该文分析总结了酒糟摊晾工艺的原理和工艺要点,介绍了所研发自动摊晾设备方案原理和结构特点,并对相关试验结果进行总结.目前该设...     

固体渗硼及其在模具冷冲头上的应用

在总结前人经验的基础上,以解决生产中出现的实际问题为宗旨,探讨以硼铁(Fe-B,20%B)为基的固体渗硼及其在模具冷冲头上的应用。     

冷连轧仿真系统虚拟对象级的设计要点

以某钢厂2030 mm五机架四辊冷连轧机系统为仿真原型,建立了4级结构五机架冷连轧过程动态仿真系统,讨论了对动态轧制过程与实体设备动态行为进行仿真的虚拟对象L0级的结构、功能.建立了含有移动数据库的分布式仿真数据库系统(DDBS),模块化设计仿真模型程序以提高可重性和仿真系统的安全性与可维护性,实现了冷连轧虚拟对象级的基于Web的客户层、应用层、资源层3级结构仿真平台,提供了基于Web服务的人机界面支持系统.设计的冷连轧虚拟对象级为研究和开发轧制自动化新技术而需要进行的虚拟轧制实验提供了合适的平台.     

超快激光制备超疏水超亲水表面及超疏水表面机械耐久性

近年来,受大自然的启发,具有特殊润湿性的仿生结构表面因其在日常生活和工业生产领域的广阔应用前景引起了研究者的广泛关注.同时,超快激光的快速发展为材料表面结构的加工提供了新的强大工具,在超疏水或超亲水表面结构的制备方面取得了一系列突出的成果.但迄今为止,已经商业化的超疏水表面仍然非常有限,其中关键的问题是超疏水表面的机械耐久性问题.本文基于超快激光加工方法,总结了仿生微纳结构制备和应用方面的最新研究进展,重点介绍了几种具有特殊润湿性的疏水和亲水表面结构,并对超疏水表面的机械耐久性问题及其测试方法进行了阐述和总结,最后讨论了该领域存在的一些问题及未来的发展方向.     

双重不确定冷贮备系统的可靠性分析

运用不确定理论研究了无充足样本的冷贮备冗余系统。假设系统所有元件的寿命服从具有不确定参数且相互独立的不确定分布,基于可靠度函数和平均寿命建立了3类冗余系统可靠性的数学模型:转换开关完全可靠型、转换开关离散型、转换开关连续型的冷贮备系统。此外,针对元件寿命为独立同分布的特殊情况进行了分析,给出数值算例,进一步印证模型的合理性。     

冷切削加工高温合金实践

高温合金属于机械加工中较难加工的材料,冷切削加工性能差。经过长期的实际切削加工,研究总结这种材料的车削、磨削、钻削、铰削四种冷切削加工过程,并给出安全高效切削状态下的刀具几何参数、切削要素参数和加工注意事项,以期为相关学者的研究提供借鉴。     

具有预防维修策略的两个不同型部件组成的冷贮备系统的可靠性分析

研究了具有预防维修策略的两个不同型部件组成的冷贮备系统.所谓预防维修策略是指当工作部件的工作时间达到指定时间T系统尚未故障时则立即对工作部件进行预防维修,经预防维修,部件恢复如新.利用补充变量的方法,求出了系统的可用度和故障频度的Laplace变换.