西安工业大学光电工程学院，陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室，陕西 西安 710021
提出了一种基于光强迭代的单幅干涉图相位提取方法，实现了对单幅干涉条纹图的高精度相位提取。首先通过对原始干涉图进行预处理得到初始相位；将初始相位引入到干涉条纹图的强度表达式中，利用最小二乘法初步得到背景光和调制光；再将初步估计的背景光和调制光代入最初干涉图的强度表达式中以求解待测相位，比较得到的待测相位和初始相位，若不满足迭代精度要求，则重复上述相位求解过程并实现迭代，若求解的相位与初始相位的均方根差值满足收敛条件，则停止迭代。进行仿真和实验研究，得到的100 mm口径平面元件的测量提取结果与实际相位一致。结果表明，该方法在具有较高检测精度的同时能够有效地保证算法的稳定性。
测量 干涉测量 单幅干涉图 迭代方法 最小二乘法
1 中国矿业大学，深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116国家原子能机构高放废物地质处置创新中心，北京 100029
2 中国矿业大学，深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏 徐州 221116
3 核工业北京地质研究院，北京 100029国家原子能机构高放废物地质处置创新中心，北京 100029
4 中国水利水电科学研究院，北京 100038
低pH值水泥基材料作为一种特殊水泥基材料主要应用于中低放射性废物和重金属污染物的固化以及高放废物处置库工程。本文对混合水泥、硅酸镁水泥和磷酸镁水泥3种不同类型的低pH值水泥基材料体系的孔溶液pH值的主要影响因素及变化规律进行了分析；总结了低pH值水泥基材料流动性、抗压强度、耐久性和固化性能的研究现状；并对低pH值水泥基材料在固化中低放射性废物和重金属污染物以及高放处置库工程中的应用进行了探讨。
低pH值水泥基材料 高放废物处置库 有害废物固化 材料性能 工程应用
1 空军预警学院, 武汉 430000
2 中国人民解放军94326部队, 济南 250000
3 海军航空大学, 山东 烟台 264000
针对脉冲多普勒(PD)雷达抗主瓣压制干扰问题, 提出两种抑制算法。第一种算法基于波束域盲源分离(BSS)抑制思路, 通过对相参积累后的多波束回波进行降维, 构造待分离信号, 并以瑞利熵为指标识别分离后的源信号。第二种算法基于相关滤波抑制思路, 以一个波束回波为匹配信号, 对另一个波束回波进行相关滤波, 再通过逆操作得到抑制后的波束回波。仿真试验验证了所提两种算法的有效性。
脉冲多普勒雷达 主瓣压制干扰 干扰抑制 盲源分离 相关滤波 pulse Doppler radar main-lobe suppression jamming jamming suppression Blind Source Separation (BSS) correlation filtering
1 1.上海理工大学 材料与化学学院, 上海200093
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
3 3.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 结构陶瓷与复合材料工程研究中心, 上海 200050
SiCf/SiC陶瓷基复合材料在航空航天领域具有广阔的应用前景, 其界面层设计是研究重点。研究表明, 复合界面层可以有效提升陶瓷基复合材料的抗氧化性能, 但其对材料力学性能及损伤机制的影响尚不明确。本研究利用化学气相渗透法(CVI)制备得到具有BN及(BN/SiC)3复合界面层的小复合材料, 探究了复合界面层对SiCf/SiC复合材料失效机制的影响。基于两种力学加载实验结合声发射探测分析了两种界面层小复合材料的损伤过程。实验结果表明, 利用CVI制备的小复合材料界面结构清晰, 基体致密。两类小复合材料均具有SiCf/SiC陶瓷基复合材料的典型力-位移曲线, 不同界面层小复合材料损伤过程具有不同的力声特征。通过两类力学加载试验的声发射特征能够有效分析小复合材料各阶段损伤发展情况。本实验中BN及(BN/SiC)3复合界面层SiCf/SiC小复合材料最大承受载荷分别为139和160 N, 复合界面层小复合材料中的多层界面具有更强的偏转裂纹能力, 降低裂纹延伸至纤维的速度, 进而提高材料的力学性能。
复合界面层 小复合材料 单调拉伸 损伤分析 声发射 multilayered interfaces minicomposite monotonic tensile damage analysis acoustic emission
1 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室, 北京 100038
2 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室, 徐州 221116
采用简化磨碎溶出法测试了硅灰(SF)掺量为30%~50%(质量分数, 下同)、水胶比为1.4的超细水泥(SC)注浆材料结石体在不同龄期的pH值, 探讨SF掺量、SiO2含量和C-S-H凝胶理论钙硅摩尔比对注浆材料pH值的影响, 并测试了60%SC+40%SF低pH注浆材料的流变性能和力学性能, 同时利用SEM、XRD、TG表征手段分析了结石体的水化产物和微观结构。结果表明, 当SF掺量大于40%、SiO2含量大于50%、C-S-H凝胶钙硅摩尔比小于0.8时, 结石体pH值小于11.00。萘系减水剂(SP)能显著降低浆液的马氏漏斗黏度, SP适宜掺量为1.6%。宾汉姆模型能够很好地描述浆液流变性能。水胶比的提高对结石体抗压强度有不利影响, 因此水胶比不宜超过1.6。由于SF具有火山灰效应和稀释效应, 养护180 d后结石体内不存在Ca(OH)2, 其主要水化产物为低钙硅比的C-S-H凝胶和钙矾石。
低pH注浆材料 超细水泥 硅灰 钙硅摩尔比 孔溶液 结石体 low-pH grouting material superfine cement silica fume Ca/Si molar ratio pore solution stone body
稀土硅酸盐环境障涂层(EBC)是应用于新一代高推重比航空发动机热端部件的重要材料, 但其在高温熔盐环境的腐蚀行为与机制尚不明晰。本工作采用真空等离子喷涂技术(VPS)制备了Yb2SiO5/Yb2Si2O7/Si环境障涂层, 并研究了该涂层体系在900 ℃、Na2SO4+25% NaCl(质量分数)熔盐环境中的腐蚀行为与机制。研究发现, 所制备的Yb2SiO5/Yb2Si2O7/Si涂层体系结构致密, 各层之间结合良好; 涂层体系腐蚀240 h, 熔盐组分渗透Yb2SiO5涂层, 在Yb2Si2O7中间层发生富集。涂层中Yb2SiO5相具有良好的稳定性, Yb2O3第二相与熔盐发生反应, 且随腐蚀时间延长, Yb2O3含量减少。中间层Yb2Si2O7相与熔盐反应生成磷灰石相NaYb9Si6O26和钠硅酸盐, 并产生Cl2和SO2等挥发性物质, 从而影响服役寿命。硅黏结层中未发现熔盐渗透现象, 保持完整。该涂层体系具有良好的抗熔盐腐蚀性能。
环境障涂层 硅酸镱 Na2SO4+25% NaCl熔盐 腐蚀机制 environmental barrier coating ytterbium silicate Na2SO4+25% NaCl molten salt corrosion mechanism 阮景 1,2,3杨金山 1,2,*闫静怡 1,2,4游潇 1,2,4[ ... ]董绍明 1,2,5,*
1 1. 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2. 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 结构陶瓷及复合材料工程研究中心, 上海 201899
3 3. 上海科技大学 物质科学与技术学院, 上海 201210
4 4. 中国科学院大学, 北京 100039
5 5. 中国科学院大学 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
碳化硅纳米线具有优异的电磁吸收性能, 三维网络结构可以更好地使电磁波在空间内被多次反射和吸收。通过抽滤的方法制备得到体积分数20%交错排列的碳化硅纳米线网络预制体。然后采用化学气相渗透工艺制备热解炭界面和碳化硅基体, 并通过化学气相渗透和前驱体浸渍热解工艺得到致密的SiCNWs/SiC陶瓷基复合材料。甲烷和三氯甲基硅烷分别是热解炭和碳化硅的前驱体, 随着热解碳质量分数从21.3%增加到29.5%, 多孔SiCNWs预制体电磁屏蔽效率均值在8~12 GHz (X)波段从9.2 dB增加到64.1 dB。质量增重13%的热解碳界面修饰的SiCNWs/SiC陶瓷基复合材料在X波段平均电磁屏蔽效率达到37.8 dB电磁屏蔽性能。结果显示, SiCNWs/SiC陶瓷基复合材料在新一代**电磁屏蔽材料中具有潜在应用前景。
碳化硅纳米线 电磁屏蔽 陶瓷基复合材料 热解碳 SiC基体 SiC nanowire electromagnetic interference shielding ceramic matrix composite PyC deposition SiC matrix 阮景 1,2,3杨金山 1,2,*闫静怡 1,2,4游潇 1,2,4[ ... ]董绍明 1,2,5,*
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院 上海硅酸盐研究所 结构陶瓷及复合材料工程研究中心, 上海 201899
3 3.上海科技大学 物质学院, 上海 201210
4 4.中国科学院大学, 北京 100039
5 5.中国科学院大学 材料科学与光电工程中心, 北京 100049
构建多孔碳化硅纳米线(SiCNWs)网络并控制化学气相渗透(CVI)过程,可设计并获得轻质、高强度和低导热率SiC复合材料。首先将SiCNWs和聚乙烯醇(PVA)混合,制备具有最佳体积分数(15.6%)和均匀孔隙结构的SiCNWs网络;通过控制CVI参数获得具有小而均匀孔隙结构的SiCNWs增强多孔SiC(SiCNWs/SiC)陶瓷基复合材料。SiC基体形貌受沉积参数(如温度和反应气体浓度)的影响,从球状颗粒向六棱锥颗粒形状转变。SiCNWs/SiC陶瓷基复合材料的孔隙率为38.9%时,强度达到(194.3±21.3) MPa,导热系数为(1.9 ± 0.1) W/(m∙K),显示出增韧效果,并具有低导热系数。
SiC基复合材料 碳化硅纳米线 CVI参数 孔隙率 热导率 SiC ceramic matrix composite silicon carbide nanowire CVI parameter porosity thermal conductivity
固体材料在超快强激光驱动下的高次谐波辐射是凝聚态物理、材料学、光学与光子学等学科领域的交叉研究方向。目前固体高次谐波研究已经从金属、半导体、普通绝缘体等块体材料拓展到低维纳米结构，并且在拓扑绝缘体和拓扑表面态上也成功探测到非微扰的高次谐波信号。与气相原子、分子相比，固体材料具有更高的原子密度，且固体高次谐波的产生机制更为复杂，在新型光源、材料物性和微观动力学表征等方面拥有良好的应用前景。本文主要回顾了近年来固体高次谐波的实验和理论进展，并对其机制及潜在应用进行探讨和展望。
哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001
采用一步水热法合成了不同质量分数的Bi2O2Se/TiO2异质结构，对其进行了X射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征，并基于Bi2O2Se/TiO2异质结制备了紫外探测器。实验结果表明：在365 nm紫外光的照射下，Bi2O2Se的质量分数为60%时，Bi2O2Se/TiO2异质结探测器的光电探测性能最好，光电流高于Bi2O2Se探测器，是TiO2探测器的7倍；响应时间约为30 ms，是TiO2探测器的1/6。Bi2O2Se/TiO2异质结探测器的响应度和探测率分别为10-3 A/W、1.08×107 cm·Hz1/2/W，均比TiO2探测器高一个数量级，原因是Bi2O2Se与TiO2复合形成的异质结促进了光生电子和空穴的分离。
探测器 Bi2O2Se/TiO2异质结 水热法 自供能 紫外探测器 光电探测性能 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1104001
