1 北京理工大学 光电学院 目标仿真实验室, 北京 100081
2 精密光电测试仪器与技术北京重点实验室, 北京 100081
研究了一种利用稳态红外热成像法实现自悬浮薄膜面内热导率测量的方法。从一维热传导方程出发, 建立了稳态时薄膜表面温度分布的理论模型, 利用稳态理论模型, 只需测量薄膜边缘温度及厚度, 便可同时得到面内热导率、发射率及热流, 无需测量薄膜对可见光的吸收率。仿真表明,当薄膜的温升不超过5K时, 可以保证拟合得到的面内热导率与理论值的误差低于3%, 薄膜样品x方向的最小尺寸为6mm。对厚度为900nm的自悬浮聚酰亚胺薄膜进行实验测量, 拟合得到的面内热导率为2.04W/mK、红外发射率为0.92、x=0处的热流为1.77×104W/m2。实验结果与查阅文献的测量值一致, 证明方法可以用来测量自悬浮薄膜的面内热导率。
热传导方程 红外辐射 自悬浮薄膜 面内热导率 heat transfer equation infrared radiation self-suspension film in-plane thermal conductivity
1 四川大学 原子与分子物理研究所, 成都 610065
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
采用自悬浮定向流法制备出Ag2Al复合金属间化合物的纳米微粉, 通过透射电子显微镜、X射线衍射仪和X射线能谱仪对纳米微粉的显微结构、粒度、相组成和成分构成进行研究。结果表明：所制备出的复合金属间化合物纳米颗粒呈规则球形, 粒径分布在20～110 nm之间；纳米合金颗粒的主要组成相为Ag2Al, 并伴有少量的Al；样品中的Ag, Al原子数比约为66.5∶33.5, 金属间化合物纳米颗粒中Ag2Al晶粒尺寸约为33 nm, Al的约为21 nm。
Ag2Al金属间化合物 纳米材料 自悬浮定向流法 靶材料 Ag2Al intermetallic compound nano-material flow-levitation method target materials
1 四川大学,原子与分子物理研究所,成都,610065
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
根据惯性约束聚变靶材料研究的需要采用自悬浮定向流技术制备了金属纳米Fe粉,通过透射电子显微镜和X射线衍射分析技术研究了颗粒的形貌、粒度和相组成.结果表明,所制备的纳米Fe粉为规则的球状颗粒,其粒径分布在30～70 nm之间,在空气中颗粒表面有氧化膜生成,其氧化产物为Fe3O4.
纳米Fe粉 物理掺杂 自悬浮定向流法 相结构 ICF靶材料
1 四川大学,原子与分子物理研究所,成都,610065
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川 绵阳,621900
采用自悬浮定向流技术制备银团簇纳米颗粒,理论分析了银团簇的成核机理与影响因素,实验研究了制备条件和工艺.结果表明:惰性气体的冷却效率、气体流速和压强、金属熔球的温度和大小是控制颗粒尺寸大小及分布的关键条件,制备粒径小于10 nm的团簇颗粒须采用氦气为载流气体;团簇颗粒流速越大,颗粒粒径越小,尺寸分布越窄,但颗粒生成数量越少.性能表征说明:制备的颗粒呈较规则的球形,为面心立方结构,分散均匀,表面纯净无氧化,粒径分布窄.理论与实验研究了银团簇纳米颗粒的光学吸收谱性质,证明表面等离子共振吸收峰与颗粒的尺寸有很强的相关性,随着颗粒尺寸的减小,由于量子尺寸效应,吸收峰将发生宽化和蓝移.
自悬浮定向流技术 银团簇纳米颗粒 光吸收谱 靶材 强激光与粒子束
2006, 18(12): 2091
1 中南大学,冶金科学与工程学院,长沙,410083
2 中国工程物理研究院,激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
3 西南科技大学,材料科学与工程学院,四川,绵阳,621010
采用自悬浮-冷压法,在不同压力下制得纳米Cu固体材料并对其在不同温度和保温时间下进行退火,利用X射线衍射(XRD)和正电子湮没寿命谱(PAS)分析对材料的结构和微观缺陷进行了表征.XRD分析表明,压制而得的样品晶粒度为20 nm,低于300 ℃退火3 h后并未发现晶粒显著长大;PAS分析表明,压制后的样品缺陷主要为单空位和空位团,大空隙很少,随着退火温度的升高和退火时间的延长,单空位通过扩散结合成空位团,大空隙也在温度较高时分解为空位团,导致空位团的含量增加,而单空位和大空隙的含量降低.
自悬浮-冷压法 纳米Cu X射线衍射(XRD) 正电子湮没谱(PAS) ICF靶材料
1 中南大学冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
3 西南科技大学材料科学与工程学院,四川,绵阳,621010
采用正交试验方法,通过XRD,MHV2000型显微硬度计(数显)和基于浮力原理等测试手段研究了压制压力、保压时间、退火温度和退火时间对自悬浮定向流-冷压法制备纳米Cu固体材料性能(晶粒大小、密度及显微硬度)的影响.结果表明:对晶粒度而言,退火温度是显著性影响因素,同时表明纳米Cu固体具有较好的热稳定性;对密度而言,压制压力是显著性影响因素;对显微硬度而言,退火时间是显著性影响因素.
纳米Cu固体 自悬浮 冷压 正交试验 硬度 热稳定性 Nanocrystalline Cu Flow-levitation Cold press Orthogonal experiments Hardness Heat stability 强激光与粒子束
2005, 17(11): 1701
1 中南大学冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
3 西南科技大学材料科学与工程学院 四川,绵阳621010
采用自悬浮定向流法制备了金属纳米粉体并采用真空手套箱专利技术和冷压法在高压(1.5GPa)作用下保压40min后,成功制备出了相对密度达97%和显微硬度达1.85GPa的金属Cu纳米晶材料.经XRD分析,其晶粒大小为20nm.正电子湮没(PAS)实验结果表明,其空隙大小和数量与采用惰性气体冷凝法原位压制(IGC)的样品相比,空位簇数量较多,微空隙的大小和数量基本相当.激光惯性约束聚变(ICF)模拟实验表明:采用该方法制备的纳米Cu块体材料靶的激光转换效率比常规Cu材料靶高5倍.
金属纳米晶体 纳米Cu块体 惯性约束聚变靶材料 自悬浮定向流法 显微硬度 Nanocrystalline metals Nanocrystalline Cu Inertial confinement fusion target material Flow-levitation method Microhardness 强激光与粒子束
2005, 17(12): 1829
中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川,绵阳,621900
简要叙述了自悬浮定向流方法制备铜纳米粉末的原理和包覆层薄膜的生长机理,采用空心阴极辉光放电对铜纳米粉末进行有机包覆,实验中CH4和H2的流量分别为6 ml/min和12 ml/min,工作电压为450 V,衬底与空心阴极的底端距离为2 cm,背景真空和工作气压分别为6 Pa和100 Pa,沉积速率为7.5 nm/min.用透射电镜(TEM)对铜纳米粉末进行了观察和分析,结果表明:铜纳米粉末呈球状,其粒径分布在10～100 nm之间, 平均粒径大小为50 nm;其包覆层的厚度大约为15 nm,而且该厚度可以通过调节空心阴极辉光放电的参数来控制.
纳米粉末 自悬浮定向流方法 空心阴极辉光放电 有机包覆 Nanoparticle Flow-levitation method Hollow cathode discharge Organic coating
1 四川大学 原子与分子物理研究所,四川 成都,610065
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳,621900
采用自悬浮定向流法制备金属铜纳米微粒,并用TEM,XRD和AES等分析手段研究了铜纳米微粒的形貌、粒度、结构及其表面氧化层特性.结果表明,在一定的参数条件下采用自悬浮定向流法可制备出单晶纳米铜微粒,并且通过工艺参数的调控可达到对微粒粒度的控制.
纳米铜微粒 自悬浮定向流法 惯性约束聚变靶材料 Metal copper nanoparticles Flow levitatin method Inertial confinement fusion target material
1 四川大学 原子与分子物理研究所,四川 成都,610065
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳,621900
采用自悬浮定向流技术制备了金属铜纳米微粒,根据TEM的行貌像对样品平均粒度进行标定,并结合样品制备的条件对制备工艺进行了研究.结果表明,自悬浮定向流技术可以方便地制备出不同粒度的金属铜纳米微粒,微粒平均粒径随熔球温度的降低而减小,随冷却气体流速的增大而减小;在1 200℃下微粒平均粒径随惰性气体压强的增大而减小,而在1 300℃时惰性气体压强对微粒平均粒径的影响不再具有规律性.
铜纳米微粒 粒度控制 自悬浮定向流法 ICF靶材料 Copper nanoparticles Granularity control Flow-levitation method ICF target materials
