作者单位
摘要
1 同济大学土木工程学院, 上海 200092
2 中建三局集团有限公司, 西安 710065
为研究再生砂粉混凝土的力学性能及细观损伤, 本文基于Python语言对ABAQUS软件进行了二次开发编程, 建立了考虑骨料、新老砂浆基体和界面过渡区的多相三维混凝土有限元模型, 并通过抗压强度试验验证有限元模型的有效性。结果表明, 本文建立的再生砂粉混凝土细观模型可有效模拟其力学性能和细观损伤情况, 抗压强度实测值与模拟值的误差较小, 不超过10.65%; 再生砂粉混凝土试块破坏整体呈“X”形式, 与试验现象基本一致, 初始损伤出现在界面过渡区处, 然后逐渐发展直至贯通, 随着再生细骨料及再生微粉含量的增多, 其损伤扩展程度更加严重, 并且其力学性能也随之下降。
再生砂粉混凝土 多相模型 数值模拟 有限元模型 力学性能 细观损伤 随机骨料 recycled sand/powder concrete multi-phase model numerical simulation finite element model mechanical property damage distribution random aggregate 
硅酸盐通报
2023, 42(11): 4042
作者单位
摘要
北京科技大学 数理学院应用物理系,北京 100083
采用等离子体增强原子层沉积(PEALD)技术在斜切的砷化镓(GaAs)衬底上低温沉积了氮化镓(GaN)薄膜,对生长过程、表面机制以及界面特性等进行分析,得到GaN在215~270 ℃的温度窗口内生长速度(Growth-Per-Cycle,GPC)为0.082 nm/cycle,并从表面反应动力学和热力学方面对GPC的变化进行了分析。研究发现,生长的GaN薄膜为多晶,具有六方纤锌矿结构,且出现(103)结晶取向。在GaN/GaAs界面处观察到约1 nm厚的非晶层,这可能与生长前衬底表面活性位点的限制和前驱体的空间位阻效应有关。值得注意的是,在沉积的GaN薄膜中,所有的N皆与Ga以Ga-N键结合生成GaN,但是存在少部分Ga形成了Ga-O键和Ga-Ga键。这种成键方式,可能与GaN薄膜中存在的缺陷和杂质有关。
等离子增强原子层沉积 氮化镓 砷化镓衬底 低温 plasma-enhanced atomic layer deposition GaN GaAs substrate low temperature 
半导体光电
2023, 44(4): 573
黄新友 1王雁斌 1,2程梓秋 2,3陈昊鸿 2,3[ ... ]李江 2,3,*
作者单位
摘要
1 江苏大学 材料科学与工程学院,江苏 镇江 212013
2 中国科学院上海硅酸盐究所 透明陶瓷研究中心,上海 201899
3 中国科学院大学 材料科学与光电工程中心,北京 100049
实现高发光效率、高亮度和良好的热稳定性是固态照明的迫切要求。因此,用于高功率发光二极管或激光二极管(LED/LD)的高性能荧光转换材料具有重要的研究意义。在这项工作中,通过将Lu3+离子引入YAG∶Ce荧光陶瓷中方法作为有效策略来改善YAG∶Ce荧光材料的发光性能。采用固相反应和真空烧结法制备了不同Lu3+含量的(Lu,Y)3Al5O12∶Ce荧光陶瓷(LuYAG∶Ce荧光陶瓷)。随着Lu3+含量的增加,LuYAG∶Ce荧光陶瓷中的Y3+位点被Lu3+位点取代,Ce3+的发射峰呈现从573 nm到563 nm的蓝移现象。当Lu3+含量为60%时,通过将LuYAG∶Ce荧光陶瓷与蓝光LED组合,其发光强度达到最大值,流明效率达到114 lm?W-1。使用450 nm激光源与LuYAG∶Ce荧光陶瓷构建了透射模式下的激光驱动照明装置。随着功率密度从2.2 W·mm-2增加到39 W·mm-2,Lu3+含量为60%的荧光陶瓷光通量从128 lm增加到1 874 lm,且没有发光饱和的迹象,最佳发光效率达到128 lm·W-1。因此,LuYAG∶Ce荧光陶瓷有望成为高功率LED/LD照明的潜在荧光转换材料。
(Lu,Y)3Al5O12∶Ce荧光陶瓷 固态照明 荧光转换材料 高亮度 (Lu,Y)3Al5O12∶Ce transparent ceramic phosphors(TCPs) solid-state lighting color conversion materials high-brightness 
发光学报
2023, 44(6): 964
刘强 1武龙飞 1,2李晓英 2,3刘子玉 2,3[ ... ]李江 2,3,*
作者单位
摘要
1 江苏大学 材料科学与工程学院,江苏 镇江  212013
2 中国科学院上海硅酸盐研究所 透明光功能无机材料重点实验室,上海  201899
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京  100049
4 Istituto di Fisica Applicata “N. Carrara”,Consiglio Nazionale delle Ricerche,CNR⁃IFAC,Via Madonna del Piano 10C,50019 Sesto Fiorentino(Fi),Italy
5 Istituto Nazionale di Ottica,Consiglio Nazionale delle Ricerche,CNR‑INO,Via Madonna del Piano 10C,50019 Sesto Fiorentino(Fi),Italy
以NH4HCO3为沉淀剂,通过共沉淀法合成了分散性良好的Dy,Tb∶LuAG纳米粉体,并研究了前驱体的热分解行为、粉体的物相及显微形貌。在不添加任何烧结助剂的情况下,采用真空预烧结合热等静压烧结技术首次制备出高透明的Dy,Tb∶LuAG陶瓷,并研究了预烧温度对陶瓷显微形貌及光学质量的影响。当预烧温度为1 600 ℃时,退火后的Dy,Tb∶LuAG陶瓷(厚度为1.5 mm)在578 nm处的直线透过率达到83.6%,平均晶粒尺寸为0.9 μm。此外,退火后的3%Dy,1%Tb∶LuAG透明陶瓷在447 nm的吸收截面积为1.3×10-21 cm2,半高宽为3.0 nm,与商用GaN蓝色激光二极管具有良好的匹配性。研究表明,Dy,Tb∶LuAG透明陶瓷在黄光激光领域具有潜在的应用价值。
Dy,Tb∶LuAG 透明陶瓷 共沉淀法 热等静压烧结 Dy,Tb∶LuAG transparent ceramics co-precipitation method hot isostatic pressing 
发光学报
2022, 43(11): 1733
荆延秋 1,2刘强 2苏莎 1,2李晓英 1,3[ ... ]李江 1,3,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海硅酸盐研究所透明陶瓷研究中心,上海 201899
2 江苏大学材料科学与工程学院,江苏 镇江 212013
3 中国科学院大学材料科学与光电工程中心,北京 100049
通过反滴共沉淀法合成Co:MgAl2O4纳米粉体,通过真空烧结和HIP后处理制备了高透明的Co:MgAl2O4陶瓷。研究了碳酸铵的添加量对合成前驱体、纳米粉体和陶瓷性能的影响。结果表明:碳酸铵添加量对Co:MgAl2O4纳米粉体的分散性和陶瓷的光学性能有一定影响。pH值会影响Co:MgAl2O4纳米粉体的团聚程度,而添加0.5 L碳酸铵制备得到的纳米粉体的团聚程度最弱。同时,添加0.5 L碳酸铵制备得到的Co:MgAl2O4透明陶瓷具有最佳光学质量,在400 nm和1 100 nm的直线透过率分别达到84.4%和86.9%,平均晶粒尺寸为21.3 μm。
碳酸铵 共沉淀法 钴掺杂镁铝尖晶石 透明陶瓷 透过率 ammonium carbonate coprecipitation cobalt ion doped magnesia-alumina spinel transparent ceramics transmittance 
硅酸盐学报
2021, 49(12): 2783
刘强 1李万圆 1,2刘欣 2,3朱雨轩 4[ ... ]李江 2,3
作者单位
摘要
1 江苏大学 材料科学与工程学院, 江苏 镇江 212013
2 中国科学院上海硅酸盐研究所 透明光功能无机材料重点实验室, 上海 201899
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
4 上海应用技术大学 理学院, 上海 201418
5 厦门大学 材料学院, 福建 厦门 361005
通过固相反应结合真空烧结制备了(CexLu1-x)3Al5O12(Ce∶LuAG,x=0.0005,0.001,0.002,0.003,0.004)透明陶瓷。厚度为1.0 mm的Ce∶LuAG陶瓷在500~800 nm波长范围内的直线透过率大于75%。研究了不同浓度Ce∶LuAG陶瓷在454 nm蓝光LED激发下的吸收和发射特性,获得了可调的相关色温(5 653~7 433 K)。 所制备的Ce∶LuAG陶瓷具有优异的热性能和发光性能,在225 ℃下的PL强度较室温仅下降7%,0.1%Ce∶LuAG陶瓷在蓝光LED激发下的发光效率达到179 lm/W。进一步研究了不同厚度Ce∶LuAG陶瓷的发光饱和性能,1 mm厚的0.1%Ce∶LuAG陶瓷在功率密度为24.6 W/mm2的蓝光LD激发下获得了3 646 lm的高光通量,同时没有出现发光饱和现象。研究结果表明,Ce∶LuAG透明陶瓷具有高发光效率和热稳定性,适合用于大功率固态照明。
发光饱和 Ce∶LuAG陶瓷 颜色转换器 高亮度 luminescence saturation Ce∶LuAG ceramics color converter high-brightness 
发光学报
2021, 42(10): 1520
作者单位
摘要
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 透明光功能无机材料重点实验室, 上海 201899
2 2.中国科学院大学, 材料与光电研究中心, 北京 100049
3 3.意大利国家研究委员会 国立光学研究所, 佛罗伦萨 50019
4 4.意大利国家研究委员会 “Carrara”应用物理研究所, 佛罗伦萨 50019

Nd:Lu2O3材料由于具有高热导率、低声子能量和优异的光学特性而成为非常有前景的高功率固体激光器用的增益介质。但Lu2O3单晶的熔点超过2400 ℃, 难以生长, 而Lu2O3陶瓷既能在低温下制备, 又具有与晶体相当的光学性质和激光性能从而备受关注。本研究制备了高透明的Nd:Lu2O3陶瓷并对其光学性质和激光性能进行探究。以共沉淀法制备的纳米粉体为原料, 采用真空烧结结合热等静压(HIP)两步烧结法制备了1.0at%Nd:Lu2O3透明陶瓷。对制备的粉体、素坯和陶瓷的微结构进行了表征: HIP后处理的陶瓷平均晶粒尺寸是724.2 nm。厚度为1.0 mm的1.0at%Nd:Lu2O3透明陶瓷在1100 nm处的直线透过率是82.4%, 样品在806 nm处的吸收截面为1.50´10-20 cm2, 而根据荧光光谱计算得到的发射截面为6.5´10-20 cm2。分别在878.8 和895.6 nm波长激发下, 1.0at%Nd:Lu2O3透明陶瓷4F3/2·4I11/2跃迁的平均荧光寿命均为169 ms。当输出耦合镜的透过率TOC=2.0%时, 退火后的1.0at% Nd:Lu2O3透明陶瓷获得了最大输出功率为0.47 W的准连续(QCW)激光输出, 斜率效率为8.7%。本研究成功制备了显微结构均匀、高透明度的1.0at%Nd:Lu2O3陶瓷, 并展示了其在固体激光增益介质领域的广阔应用潜力。

Nd:Lu2O3透明陶瓷 共沉淀法 两步烧结 光学性能 激光性能 Nd:Lu2O3 transparent ceramics co-precipitation two-step sintering optical property laser performance 
无机材料学报
2021, 36(2): 210
作者单位
摘要
西安科技大学通信与信息工程学院, 陕西 西安 710054
针对眼底视网膜血管细小、轮廓模糊导致血管分割精度低的问题,提出一种多尺度框架下采用小波变换融合血管轮廓特征和细节特征的视网膜血管分割方法。通过预处理增强血管与背景的对比度,在多尺度框架下提取血管轮廓特征和细节特征,并进行图像后处理;采用小波变换融合两幅特征图像,通过计算各尺度对应像素的最大值,得到血管检测图像,最后采用Otsu法进行分割。通过在DRIVE数据集上进行测试实验,得到平均准确率、灵敏度和特异度分别为0.9582,0.7086,0.9806。所提方法能够在准确分割血管轮廓的同时保留较多细小血管分支,准确率较高。
图像处理 视网膜血管 小波变换融合 多尺度框架 血管分割 
光学学报
2021, 41(4): 0410001
作者单位
摘要
吉林大学 电子科学与工程学院, 集成光电子学国家重点实验室吉林大学实验区, 长春 130012
采用射频磁控溅射与退火工艺相结合的方法,分别在石英和硒化锌(ZnSe)衬底上制备了掺铪氧化铟(IHfO)薄膜,掺杂比例In2O3:HfO2为98wt.%:2wt.%.测试了薄膜的组成结构和3~5 μm红外波段的光电性质,分析了退火温度、薄膜厚度和氧气流速对薄膜性能的影响.X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线能谱表明,制备的IHfO薄膜具有氧化铟的立方体结构,掺杂铪并没有影响氧化铟的生长方向,但是减小了晶格间距,铪与铟外层电子形成新的杂化轨道.傅里叶变换红外光谱表明,随着退火温度的增加,IHfO薄膜在3~5 μm波段的透过率逐渐下降,沉积在ZnSe衬底上的薄膜具有更平稳的透过率,厚度为100 nm薄膜在3~5 μm波段平均透过率为68%.测试霍尔效应表明,随着氧气流速的增加,IHfO薄膜电阻率逐渐增加,载流子浓度减小,霍尔迁移率变化不明显.晶界散射是影响IHfO薄膜迁移率的主要因素,当氧气流速为0.3 sccm时,薄膜最佳电阻率为3.3×10-2Ω·cm.与透可见光波段的导电氧化铟锡(ITO)薄膜相比,制备的IHfO薄膜可以应用在3~5 μm红外波段检测气体,红外制导等领域.
磁控溅射 中红外 透明导电薄膜 氧化铟 掺杂 RF magnetron sputtering Mid-infrared Transparent conductive film In2O3 Doping 
光子学报
2020, 49(9): 0931001
作者单位
摘要
核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室, 北京 100029
土壤钾元素含量是评价土壤营养程度重要的指标之一。 利用热红外发射率(TASI)数据对钾元素的反演研究较少且模型精度较低。 利用在黑龙江海伦地区采集的热红外航空成像光谱仪TASI数据, 经过预处理和温度与发射率分离后, 探究黑土土壤热红外发射率与钾元素含量关系。 在对比了常规的多元逐步回归与偏最小二乘建模方法后, 使用了一种新的逐步回归方法-全二次多元逐步回归建立模型, 相对于常规多元逐步回归, 引入了更多的参数进行模型的建立, 有效提高反演精度。 研究发现, 土壤发射率数据对于选用有效特性波段建立的模型对钾元素具有较高的反演精度, 所选特征波段均为负相关, 波段分别为6(8.602 μm), 11(9.150 μm), 15(9.588 μm), 23(10.464 μm), 相关系数依次为-0.658, -0.673, -0.645和-0.627。 钾元素通过多元逐步回归建模与预测的均方根误差RMSE: 0.027和0.032, 判定系数R2: 0.667和0.82, 相比于常规多元逐步回归建模与预测的均方根误差RMSE: 0.031和0.031, 判定系数R2: 0.569和0.78与偏最小二乘法建模与预测的均方根误差RMSE: 0.033和0.037, 判定系数R2: 0.45和0.51评价指标精度均有所提高, 说明该方法有效提高了利用发射率数据对钾元素的反演精度。 在利用学生化残差对模型进行去除异常值的改进后发现, 建模精度有了明显提高但是测试精度却有所降低, 过度拟合训练集数据导致模型泛化性下降, 因此不建议对模型过度拟合。
黑土土壤 热红外航空成像光谱仪发射率 全钾含量 全二次多元逐步回归 Black soil Emissivity of the thermal airborne hyperspectral i Total potassium content Quadratic multiple stepwise regression 
光谱学与光谱分析
2020, 40(9): 2862

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