本文以铜浆料用ZnO-B2O3-SiO2-BaO玻璃为对象, 通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)、核磁共振铝谱(27Al NMR)、差示扫描量热(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)等表征方法, 研究了ZnO含量对其结构和性能的影响。结果表明,随着ZnO含量的增加, 玻璃试样中BO/NBO(摩尔比)、玻璃试样的平均桥氧数和［ZnO4］/［ZnO6］摩尔比均先增大后减小, ［BO4］/［BO3］摩尔比增大, ［AlO6］和［AlO5］摩尔占比增大, ［AlO4］摩尔占比降低。玻璃试样网络结构连接度整体先致密后疏松, 且当ZnO的质量分数为36%时玻璃试样网络结构最为致密。当ZnO质量分数从32%增加到42% 时, 玻璃试样的DSC曲线中玻璃化转变温度Tg、起始烧结温度TS1和热膨胀系数(CTE)均先降低后升高, CTE数值范围为6.0×10-6~6.3×10-6 K-1, 符合铜浆料与Ca1-xSrxZrO3陶瓷基板封接时的热膨胀与烧结温度等要求。

利用DSC-TG、XRD、IR、Raman和NMR等测试手段, 研究了不同煅烧温度(650、700、750、800、850 ℃)下低品位黏土物相和结构的变化。结果表明: 低品位黏土主要由高结晶度的石英组成, 并含有少量晶化程度较低的多硅白云母、高岭石、伊利石、方解石、黄铁矿和微斜长石。650~850 ℃高温煅烧后, 高岭石和伊利石分解为非晶的SiO2和Al2O3, 部分石英转变为无定形的SiO2; 低品位黏土矿物中的吸附水和结构水分解, 铝氧八面体逐渐转变为铝氧四面体, 石英中Si-O-Si的近程有序结构也受到了一定程度的破坏。

本文主要研究了CaO含量对CaOB2O3Al2O3SiO2(CBAS)玻璃/Al2O3低温共烧陶瓷结构和性能的影响。利用DSC、FTIR、XRD、SEM等测试方法对玻璃和低温共烧陶瓷的结构进行表征与分析。研究结果表明，CaO含量低于40%(质量分数，下同)时，由其引入的游离氧增加破坏了网络结构，降低玻璃黏度。CaO含量为40%及以上时，Ca2+与［SiO4］四面体形成较大的阴离子基团，增大玻璃黏度，提高玻璃化转变温度。CaO会促进CaSiO3和Ca2SiO4的析出和CaSiO3向Ca2SiO4的转变。CaO含量增加导致陶瓷的致密度先增加后减少，晶相尺寸增大，使陶瓷的密度、抗折强度和介电常数先增大后减小。当CaO含量为40%时，样品综合性能最好，密度最大为2.94 g/cm3,抗折强度为153.44 MPa,介电常数为9.69。

Ⅲ-Ⅵ族InSe晶体是一种非常重要的化合物半导体材料, 在高性能纳米电子器件、红外光探测、光电器件及柔性电子等领域有广泛应用。本文简要介绍了In-Se相图的发展历程, InSe具有非一致熔融特性, 可通过包晶反应从准化学剂量比或非化学剂量比溶液中析晶获得, 其中In/Se摩尔比对InSe转化率有重要影响。迄今, 垂直布里奇曼法、提拉法、水平梯度凝固法、低温液相法及气相输运法等多种技术被成功用于制备InSe晶体。为全面了解InSe晶体生长的历史和现状, 本文从工艺原理、技术要点、晶体生长结果等方面将国内外相关工作进行了梳理, 并对各种方法的优缺点进行了比较。研究分析表明: 垂直布里奇曼法因对设备要求简单, 操作简易, 现已成为制备高质量大尺寸InSe晶体的主流技术; 水平梯度凝固法则在ε型InSe晶体生长方面颇具特色, 未来可在新材料性能研究与应用探索上与垂直布里奇曼法形成一定补充。

由于表面微细结构的随机分布，实际使用的金属在光反射或热辐射时存在明显的遮蔽阴影效应。现有的双向反射分布函数模型采用分段型几何衰减因子进行表征，难以获得较高的精度。首先，分析了金属表面相邻微面元倾角差异对入射光与出射光产生的遮蔽与阴影效应。然后，基于微面元倾斜角与光线的几何关系对现有积分型遮蔽函数进行修正，用柯西分布表征金属表面微面元的分布，并提出了一种基于遮蔽函数修正的金属表面自发辐射偏振模型。最后，通过实验获取不同金属材料在加热条件下的自发辐射偏振度，以验证修正模型的效果。结果表明，相比现有模型，基于遮蔽函数修正的自发辐射模型仿真结果与实验测量数据更吻合。

利用数值求解含时薛定谔方程的方法研究了氦原子在超短红外激光脉冲和极紫外激光场作用下的双电离过程。在此过程中,一个电子首先被极紫外激光场电离,然后氦离子既可以被接下来的红光激光场直接隧穿电离,也可以被红外激光场驱动下的电子再散射而发生非次序双电离。这两种双电离通道的干涉可以产生新颖的电子关联动量谱分布。当驱动红外激光脉冲为周期量级时,再散射导致的双电离的两个电子的运动方向可以相同,也可以相反。

为开展磁约束堆芯燃烧等离子体物理实验, 正在建造的HL-2M装置拟建造3条5 MW的中性束注入加热束线。简要概述了HL-2M装置NBI加热系统的总体规划, 第1条5MW-NBI加热束线的设计, 离子源调试实验, 注入器核心部件的安装和测试结果。通过调试, 目前单个离子源引出束流达到36 A, 加速电压75 kV, 离子束功率达到2.4 MW, 脉冲宽度3 s。通过测试发现：注入器的4条离子束汇聚角误差小于±0.1°, 残留离子偏转磁体的磁场测试值与模拟计算值偏差小于±5%, 注入器静态真空值达到1.0×10-3 Pa。注入器采用大型非标低温泵, 低温泵的抽速达到2.40×106 L/s。第1条5MW-NBI加热束线的试装和测试结果表明, 该束线能够满足HL-2M装置NBI加热的技术要求。

基于人工经验对光学玻璃进行的计重切割存在误差较大、效率较低、安全性较差的问题。针对上述问题，利用机器视觉构建了一套针对条形光学玻璃的自动计重切割设备，并结合结构光为该设备设计了一套在线自动计重算法。在计重算法中，高速工业相机采集到光学玻璃的图像后，首先识别玻璃横截面的位置特征，并对轮廓进行拟合，得出当前横截面的面积；然后结合伺服电机对玻璃推进的进给量，对面积进行积分，计算出累计的体积与质量。当累计质量满足切割条件时，对玻璃进行切割。经实验及工厂实际应用证明，该系统具有高精度、高效率以及高安全性等特性，实际切割误差小于0.3 g。该装置及算法能够高效、精确地进行条形光学玻璃的自动计重切割。