SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波传输特性的有限元分析

基于COMSOL软件对SiO2/IDT/AlN/Diamond多层结构中声表面波(surface acoustic wave,SAW)传输特性进行有限元(finite element method,FEM)分析.深入分析了多层结构中声波的色散特性,直观地展现了表面波向漏表面波的转化过程,研究了Al电极层厚度和SiO2缓冲层厚度对声表面波的影响.基于微加工工艺研制出一系列不同结构的声表面波谐振器,并对其频率响应特性进行了测试.测试结果与仿真结果基本一致,其中,1阶模式的声表面波表现出较好的应用潜力,可用于声表面波滤波器的研制.     

硅基阻挡杂质带红外探测材料与器件研究进展

红外探测在天文物理研究领域具有极其重要的应用前景,由于天文深空探测对象的特殊性,对红外探测器的性能要求十分苛刻.阻挡杂质带(BIB)红外探测器,因其具有响应波段宽、噪声低、灵敏度高以及抗辐射性能好等优点,在过去30年中发展成为国际上天文领域首选的红外探测器.BIB红外探测器的探测波长覆盖中红外到远红外波段,它的推广应用促进人类在天文深空探测领域取得了一系列重大的科学成果.我国在BIB红外探测器的研究起步较晚,近年来也取得了较大进展,但是与国际领先水平相比尚有较大差距.本文主要回顾、评述了过去5年多我国在BIB红外探测器领域的研究进展,对BIB红外探测材料及其相应BIB器件的制备工艺、物性表征和光电响应特性,以及表面等离激元对器件光电响应的调控等做了详尽介绍,为我国BIB红外探测器的发展提供参考和实验依据.     

一种含多苯并咪唑配体的单核Zn(II)配合物的合成、Hirshfeld表面分析和量化计算研究(英文)

以多苯并咪唑配体(NTB)和ZnCl2为原料合成了一种新型单核金属配合物,[Zn(NTB)Cl]2·(ZnCl4)·4(CH3OH), (1).对化合物(1)进行紫外、红外吸收光谱、CHN元素分析和X-射线单晶衍射表征,结果表明：该化合物在三斜晶系P-1空间群结晶,晶胞参数a＝1.3874(2) nm,b＝1.4095(1) nm,c＝1.6214(2) nm;α＝86.440(3)°,β＝87.296(2)°,γ＝70.699(3)°,V＝2.9855(6) nm3;吸收系数μ＝1.520 mm－1,计算密度ρc＝1.504 mg·m－3,晶格中电子数F(000)＝1384,对于衍射强度I〉2σ(I)的9 770个可观测衍射点,残差因子R1＝0.0777, 权重残差因子wR2＝0.2068.晶体中堆积中,来自于两个配位阳离子[Zn(NTB)Cl]＋ 的各两个N—H…O和一个N—H…Cl氢键,以及来自于4个溶剂甲醇的O—H…Cl氢键作用将晶体结构中的各个组成离子连接起来形成复杂的三维网络结构.通过Hirshfeld表面分析对分子间作用进行讨论,表明化合物中分子间作用力主要来自于N—H…O氢键.通过密度泛函理论(DFT)RB3LYP/6-31G(d)方法对晶体结构中一个[Zn(NTB)Cl]＋单元进行了理论优化,并对其分子轨道、自然键轨道、mulliken电荷布局进行分析.Hirshfeld表面分析化合物堆积作用主要来自于N—H…O/Cl、O—H…Cl氢键作用,自然键轨道分析表明NTB三个—CH2—基团成键轨道与相邻的咪唑基的C—N反键轨道稳定化能较小,有利于配体形成Δ和Λ两周不同的空间构型,mulliken电荷布局表明三个苯并咪唑氮原子相连氢原子带有较强的正电荷(约0.28 a.u.),有利于氢键的形成.     

太赫兹等离子体激元增强传感研究进展

太赫兹作为一个大多数有机分子和生物大分子的振动和转动频率所在位置,已引起全社会的高度关注.近年来,随着太赫兹源和探测技术的不断发展更新,使得获取稳定的宽带太赫兹脉冲源成为一种常规技术.然而,相比于太赫兹波波长,由于分子的吸收截面非常小,导致微弱的相互作用,很难根据太赫兹特征光谱的变化对物质进行种类判定或定量分析的传感检测.如何增强太赫兹光谱技术的传感灵敏度,快速便捷地实现微量样品的检测,是太赫兹传感亟待解决的现实问题.电磁超表面凭借其独特的共振电场增强效应为解决这一问题提供了很好的解决方案.太赫兹等离子体激元增强传感研究自2000年起其发展已有了长足的进步,多种基于不同电磁超表面的太赫兹增强传感创新技术与方法被相继提出.本研究重点介绍这些针对太赫兹传感增强提出的表面等离子体共振传感器的最新研究进展,并详细指出它们的优势和不足.在此基础上总结了太赫兹增强传感的研究工作,并对其未来的发展方向进行展望.     

考虑下垫面复杂性的行人风环境评估

为解决城市下垫面给风环境评估带来的困难,建立地形-建筑物耦合模型进行风洞试验,研究某桥址区风环境变化规律;采用三参数Weibull分布对实际下垫面影响下气象数据进行拟合;结合拟合参数和试验风速比得到桥面行人舒适度超越阈值概率.结果表明:桥址区风速受山体的阻挡作用而减小,同时桥址区风速受城市建筑拖曳作用和街道风加速效应明显;结合三参数Weibull分布拟合得到的参数,桥面两端行人舒适度较高,同时桥面跨中位置处受街道风影响较大,易产生行人不舒适感.     

磷酸铵镁结晶法高效回收提钒废水中的高浓度氨氮

为实现提钒废水中氨氮的高效回收,探究了磷酸铵镁(MAP)结晶法回收提钒废水中高浓度氨氮过程中磷源、镁源、pH值、沉淀时间和n(Mg)∶n(N)∶n(P)对氨氮回收率的影响,采用Box-Behnken响应面法进行优化建模并用XRD分析产物.结果表明:MgCl₂·6H₂O和Na₂HPO₄·12H₂O是最适合的镁源和磷源.最佳沉淀时间为20min.响应面得到的多项式回归方程表明各因素对氨回收率的影响程度为n(Mg)∶n(N)＞n(P)∶n(N)＞pH,在最优条件附近,pH值、n(Mg)∶n(N)和n(P)∶n(N)分别为9.51,1.22和1.12时进行实验验证,氨的回收率为98.32%,模型优化效果明显.综上,通过响应面优化MAP法对提钒废水中氨氮的高效回收有重要意义.     

当归挥发油的提取工艺优化及抗氧化性研究

为了探索当归挥发油的最佳提取工艺及其抗氧化活性,以道地当归药材为试材,采取单因素及响应面分析法,将当归粉碎粒径、加水倍数、提取时间作为考察因素,以挥发油提取率为考察指标,优选挥发油提取工艺条件,并在此工艺条件下提取当归挥发油,利用DPPH自由基清除率测定挥发油抗氧化活性。结果表明最佳工艺参数为粉碎粒径24目、加水倍数6倍、提取时间7 h,此工艺条件当归挥发油提取率高;抗氧化性试验表明当归挥发油质量浓度为1.2 mg/mL时,DPPH自由基清除率最高为51.9%。该试验应用单因素及响应曲面模型优化的工艺稳定,挥发油提取率高,此条件下生产的挥发油具有较好的抗氧化性,为当归挥发油提取工艺参数的明确及优化提供了科学、合理的依据。     

钝顶螺旋藻藻蓝蛋白的提取工艺优化及其纯化研究

以钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)藻蓝蛋白(Phycocyanin)的纯度和回收率为指标,考察溶胀法和冻融法中不同破壁影响因素及活性炭吸附法中活性炭目数、活性炭加入量和吸附时间对藻蓝蛋白粗提的影响,并结合响应面分析法优化提取工艺参数,得到最优破壁条件和活性炭吸附条件。结果表明,溶胀法最优提取条件为料液比1∶50(g/mL),溶胀时间24h,溶胀次数2次,测得藻蓝蛋白纯度为0.47,得率为2.17%;冻融法最优提取条件为料液比1∶50(g/mL),冷冻时间8h,冻融次数2次,测得藻蓝蛋白纯度为0.34,得率为2.19%。活性炭吸附法最优工艺条件为300目活性炭,活性炭加入量0.7g/20mL,吸附时间10min,藻蓝蛋白纯度为0.80,回收率为73.23%。疏水层析法纯化得到食品级藻蓝蛋白(纯度P≥0.7)和医药级藻蓝蛋白(纯度P≥3.0),总回收率为61.15%。因此,溶胀-活性炭吸附-疏水层析三步提纯藻蓝蛋白工艺合理可行,实现了医药级藻蓝蛋白的分离提纯,降低了工业生产成本,具有实用价值。     

熔丝成型制品三维表面粗糙度的理论与实验研究

熔丝成型(fused filament fabrication,FFF)是通过挤出材料丝相互堆积、累加形成三维实体的一种增材制造技术,而逐层累加的制造工艺使得FFF制品的表面质量存在明显缺陷.为提出有效的改进措施,需明确FFF制品表面粗糙度的产生机理.基于结合颈成型过程,以材料丝表面轮廓为研究对象,创建了基于横、纵两向结合颈垂直/平行于纤维方向的表面粗糙度数学模型.制备FFF样件,利用激光显微镜获取样件表面粗糙度.理论与实验结果验证了模型的正确性,为FFF制品表面质量的改进与提高提供了理论依据和技术支持.     

地铁车站小直径管幕工法开挖变形规律

沈阳地铁市府大路站是采用小直径管幕工法施工的地铁暗挖车站.通过有限差分软件FLAC^3D建立车站结构-地层三维模型,分析总结了小直径管幕工法动态开挖过程引起的地层及主体结构的位移变形规律.结果表明:小直径管幕工法开挖过程引起的地表沉降具有明显的阶段性,沉降槽形态在群洞效应和管幕预支护作用的影响下变化频繁,横导洞间土体开挖阶段引起的地表沉降占到了最终沉降的50.54%,该阶段是地表沉降控制的关键阶段;管幕-梁-桩-柱施工完成后,主体结构变形表现出良好的协同作用,横梁竖向变形表现为车站两端小中间大,边桩及中柱的水平位移在负二层施工期间增长显著,占到了水平位移最大值的47.1%和55.8%,该阶段是控制主体结构变形的关键阶段.