1 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院, 辽宁 阜新 123000
2 北京航空航天大学化学与环境学院, 北京 100191
电解水制氢是一种很有前途的、可以实现可持续能源供应的绿色方法。通过一步水热法, 制备出性能优异的NiCuP/泡沫镍析氢电催化剂。通过调控反应条件, 发现当镍铜摩尔比8:1, 水热温度140 ℃, 保温时间12 h时, 催化剂具有良好的析氢反应活性。此外, 探究了不同的改性剂对催化活性的影响。发现改性剂NaCl的加入能提供更好的离子交互环境从而显著提升催化性能: 当电流密度为10 mA/cm2时, 过电位达到108 mV, Tafel斜率为113 mV/dec(电流每变化10倍, 过电位变化为113 mV)。计算表明, Ni2P-Cu3P的原子d-p轨道相互作用诱发催化剂界面电子活性提升, 显著降低了活化势垒, 并且NaCl的加入对H2O分子解离成活性H离子起到促进作用, 从而提升析氢反应的催化活性。这为过渡金属电催化剂的研发提供了研究基础。
过渡金属磷化物 析氢反应 密度泛函理论 电催化剂 协同作用 transition metal phosphates hydrogen precipitation reaction density functional theory electrocatalyst synergy
强激光与粒子束
2022, 34(4): 043002
1 中兴通讯股份有限公司, 广东 深圳 518057
2 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
为了实现信号同相分量和正交分量的交替检测,提出了一种基于预设频率偏移的相干探测方案。该方案所需的硬件数量与外差检测一致,均为零差检测的一半。相关实验与仿真结果表明,相比外差检测方案,本方案不需要后续的下变频过程,对接收机的带宽需求较低。为了解决该方案中色散、激光器频率偏移以及接收机带宽受限造成的信号失真问题,提出了一种自适应实值均衡结构,为相干检测在成本敏感接入网中的应用提供了一种低成本、低复杂度的解决方案。
光通信 相干探测 低成本相干 接收机带宽 频率偏移 光学学报
2021, 41(23): 2306004
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
2 中兴通讯公司, 上海 201203
提出了一种简化的相干检测系统,通过在时域上交替探测信号的同向(I)及正交(Q)信息分量,实现了基于单个平衡光电探测器(BPD)的相位分集接收。仿真结果表明,25 Gbit/s的非归零信号经过25 km标准单模光纤传输时,在10 -3误码率门限下,其接收灵敏度为-39.97 dBm。用Gram-Schmidt正交化过程算法对信号光与本振(LO)光之间频率偏移引起的I、Q分量失配角进行补偿,当频率偏移小于符号速率的1/5(±5 GHz)时,灵敏度代价约为3.2 dB。此外,当LO光功率较高时,用单PD取代BPD的灵敏度损失约为3 dB。本方案为实现低成本的相干检测提供了一种解决方法。
光通信 相干检测 相位调制 频率偏移 正交化算法 光学学报
2021, 41(20): 2006001
1 西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048
2 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室,陕西 西安 710000
3 湖北航天技术研究院总体设计所,湖北 武汉 430040
光源布局是影响室内LED光通信照明和通信性能的关键因素之一。相比传统布局使用的大发散角朗伯型LED,小发散角LED具有反射面积小、中心光强度高等优点。以小发散角LED为光源,以最优光照度均匀性、最少LED数量为目标,对正方形和长方形房间的光源布局进行了优化设计,并分析了优化布局的系统性能。结果表明,两种房间中优化布局的照度均匀率均大于90%,接收光功率均大于-2 dBm。在正方形房间中将LED数量减少16个时,用本方法优化后的系统性能优于传统布局,平均光照度提高了7.7%,平均信噪比提高了0.89 dB,信噪比均方差降低了0.04 dB。
光通信 小发散角LED 光源布局 光照度 信噪比 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0106002
北京理工大学 材料科学与工程学院,北京 100081
为了探究不同光斑尺寸连续激光辐照6061铝合金的温度响应及热致损伤问题,基于ANSYS有限元软件建立了激光辐照下的三维物理模型;使用不同的激光参数进行激光辐照实验,根据所采集的温度和前表面散射光强度数据,反演计算了靶材在激光辐照过程中吸收率的动态变化;最后,利用优化后的模型分析了不同光斑尺寸下,激光辐照靶材的温升特点。研究结果表明:在1000 W/cm2的激光辐照条件下,材料的吸收率随着温度的升高而升高;由于激光加载的局域化特征,横向热扩散影响纵向温升,光斑足够大时该影响变小,这与其热扩散长度有关;对于4 mm厚的6061铝合金材料,当光斑尺寸大于10 cm时,光斑影响可以忽略,靶材背表面发生熔融损伤时间阈值保持2.6 s不变。
激光辐照 数值模拟 温度场 光斑尺寸 Laser irradiation Numerical simulation Temperature field Spot size
哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院, 黑龙江 哈尔滨, 150001
为了研究了C-17运输机的红外辐射特性, 依据红外辐射的基本原理以及运输机的结构、材料等数据, 对飞机机体进行几何建模和网格划分, 通过流场仿真计算得到机体蒙皮的温度分布, 并结合表面的多重遮挡算法计算出不同马赫数、不同视线方向的飞机蒙皮在红外(8 μm~12 μm)波段的总辐射强度。结果表明, 方位角为0°时, 相对于0.5马赫, 1马赫飞行状态时, 红外辐射强度增加32%, 马赫数对红外辐射强度影响非常大, 气动加热为其辐射强度的主要贡献源。从正前方或正后方探测时, 红外辐射强度峰值随天顶角接近对称分布, 从侧方探测时, 红外辐射强度分布较为平均, 因此天顶角对红外辐射强度影响较小。
运输机 蒙皮 面源遮挡 红外辐射 transport aircraft skin surface source blocking infrared radiation
1 北京理工大学 材料学院,北京 100081
2 冲击环境材料技术国家级重点实验室,北京 100081
本文首先介绍了激光**在未来战争中的突出地位和发展现状,阐明了高能激光束与目标材料相互作用时的热效应毁伤机理;总结了基于等离子喷涂的反射型激光防护涂层的研究进展,包括等离子喷涂金属涂层和陶瓷涂层的研究进展、以及各自的技术特点和防护效果,为高能激光防护领域的研究提供了借鉴。研究结果表明,控制金属涂层在激光辐照过程中的氧化现象能有效地提高涂层的激光防护性能,同时具有优异反射性能的新型陶瓷涂层在高能激光防护领域中有较好的发展前景。
高能激光 激光防护 反射材料 等离子喷涂 表面涂层 high-energy laser laser defense reflective materials plasma spraying surface coating