作者单位
摘要
南京理工大学材料科学与工程学院,江苏 南京 210094
本文利用宏观传热传质与微观组织演变耦合模型,对激光焊接IN718合金的宏观传热传质、微观组织演变过程进行了定量模拟。通过流体体积(VOF)方法对宏观传热过程的熔池形貌与温度场分布进行模拟计算,用温度场分布替代相场控制方程中的相关凝固参数,并将其代入到相场模型中进行微观组织演变过程模拟。结果表明:宏观温度场中1~4位置处模拟所得微观组织均呈柱状晶结构;沿着熔池自上而下,凝固速度R由6.7 mm/s到3.1 mm/s逐渐减小,温度梯度G由410 K/mm到673 K/mm逐渐增大,对应的冷却速率G·R由2747 K/s到2086.3 K/s不断下降;1~4位置处的枝晶间距随着冷却速率下降由4.52 μm增大到7.12 μm,与实验结果一致;在柱状晶间隙的液相位置处,Nb元素含量显著升高,且越靠近柱状晶底部Nb元素含量越高,其质量分数最高达到了7.377%;模拟得到的Laves相中Nb元素的分布呈液滴状,与实验所得Laves相的分布近似一致。
激光技术 激光焊接 镍基合金 数值模拟 相场模型 凝固组织 laser technique laser welding nickel-based alloy numerical simulation phase field model solidification microstructure 
中国激光
2024, 51(12): 1202102
作者单位
摘要
西安建筑科技大学材料科学与工程学院,西安 710055
Y掺杂的BaZrO3因其优异的化学稳定性而被广泛研究。然而,较高的烧结温度限制了其应用。为改善BaZrO3的烧结活性,对Y-BaZrO3采用Pr3+和Ni2+进行共掺杂,并对其微观形貌及电化学性能进行研究。Ni与材料形成固溶体,Pr3+的掺杂增大了晶粒尺寸,这对致密化过程极为重要。XPS、Raman和EPR结果表明,少量Pr3+掺杂可以增加材料的氧空位含量,并通过加速水的解离和吸附促进质子进入,从而促进质子传导。然而,过量Pr3+掺杂导致的高浓度氧空位会产生缺陷缔合反应,使低温下的电导率略有下降。随着温度的升高,氢分离膜的氢渗透性也增加。此外,BaZr0.66Y0.2Pr0.1Ni0.04O3-δ的氢渗透性高于BaZr0.71Y0.2Pr0.05Ni0.04O3-δ,在1 173 K时,氢渗透性达到2.60×10-8 mol·cm-2·s-1。
氧空位 质子电导率 氢分离膜 oxygen vacancy proton conductivity hydrogen separation membrane 
硅酸盐学报
2023, 51(12): 3083
刘崎 1,2汪磊 1,2,*朱向冰 1刘勇 1,2王震宇 1,2
作者单位
摘要
1 安徽师范大学物理与电子信息学院,安徽芜湖 241002
2 中国科学院合肥物质科学研究院,安徽合肥 230031
二氧化碳(carbon dioxide, CO2)浓度监测是实现碳达峰、碳中和的重要基础,非分散红外(non-dispersive infrared, NDIR)检测技术作为温室气体测量领域应用最为广泛的技术之一,如何有效抑制温度漂移、确保长期监测数据的稳定性和可靠性是研究重点。实验表明,光源光功率、气体吸收线强、滤光片中心波长等容易受到环境温度影响。文中提出一种红外气体检测的温度补偿方法,研制了用于大气二氧化碳浓度红外检测的分析仪。选取以 4.26.m为中心波长的 CO2气体吸收线;利用高低温试验箱,对分析仪进行温度补偿实验研究;配置标准 CO2气体浓度,对分析仪进行浓度标定实验研究。测量结果表明,红外 CO2气体分析仪浓度测量稳定,温度补偿显著,具有快速响应、应用范围广等优点。该红外 CO2气体分析仪为陆地生态系统碳收支监测等领域提供可靠数据支撑。
二氧化碳 非分散红外 温度补偿 浓度标定 carbon dioxide, non-dispersive infrared, temperatu 
红外技术
2023, 45(6): 671
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司 第四十六研究所, 天津 300220
分析了金刚石线锯多线切割150 mm SiC晶片的表面形貌及质量, 通过测试SiC片Si面和C面的表面粗糙度(Ra), 发现C面Ra值约为Si面的2倍。在切割过程中晶片向Si面弯曲, 使锯丝侧向磨粒对Si面磨削修整作用更强, 从而使晶片Si面更加光滑。此外, 通过显微截面法测试了SiC晶片两面的损伤层深度。结果表明, Si面损伤层深度约为789 μm, 明显低于C面的138 μm, 显微镜下观察到截面边缘更加平整。该方法进一步证明了多线切割时晶片向Si面弯曲, 使锯丝侧向磨粒对Si面的磨削效果更强, 从而造成SiC晶片两面表面形貌和质量存在差异。
SiC晶片 表面损伤层 表面粗糙度 弯曲度 SiC wafer subsurface damage layer surface roughness Bow 
微电子学
2023, 53(3): 531
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第二十四研究所, 重庆 400060
2 重庆中科渝芯电子有限公司, 重庆 401332
3 模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
提出了一种适用于环形栅LDMOS器件的子电路宏模型。基于对环形栅LDMOS器件结构的分析, 将环形栅LDMOS器件分为两个部分, 一个是中间的条形栅MOS部分, 使用常规的高压MOS模型; 另一个是端头部分, 为一个圆环形栅极MOS器件, 采用了一个单独的模型。基于40 V BCD工艺的N沟道LDMOS器件进行模型提取与验证。结果表明, 建立的宏模型具有较强的几何尺寸缩放功能, 对于不同尺寸的器件都具有较高的拟合精度, 并且模型能够兼容当前主要的商用电路仿真器Hspice和Spectre。
环形栅 宏模型 BCD工艺 annular gate LDMOS LDMOS macro model BCD process 
微电子学
2023, 53(3): 500
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所加速器中心,北京 100049
2 中国科学院大学 核科学与技术学院,北京 100049
加速器技术的发展,对注入引出系统的kicker脉冲电源提出了新的技术要求。注入引出系统冲击磁铁不仅要求脉冲电压高,底宽达到ns量级,还对波形的稳定性和前后残余电压有很高要求。漂移阶跃恢复二极管(DSRD)因其速度快、工作电流大等优点,在ns级脉冲电源中应用前景广泛,但其工作过程中会存在预脉冲等使脉冲波形偏离理想形态的因素。基于一种已有的DSRD脉冲电源,使用非线性传输线对脉冲进行整形,同时对脉冲的前后边沿进行锐化,缩短脉冲边沿的时间,大幅减小脉冲前后的残余电压,提高电源的性能。完成了一台电源样机的设计和实验,实验结果表明,该样机在50 Ω负载上产生的脉冲幅值约10 kV,前后边沿时间(10%~90%)约2 ns,底宽(3%~3%)小于8 ns。
带状线冲击器 纳秒脉冲电源 漂移阶跃恢复二极管 非线性传输线 strip-line kicker nano-second pulser DSRD non-linear transmission line 
强激光与粒子束
2023, 35(10): 105002
李永倩 1,2,3,*范海军 1,2,3张立欣 1,2,3王磊 1,2,3[ ... ]赵旭 1,2,3
作者单位
摘要
1 华北电力大学电子与通信工程系, 河北 保定 071003
2 华北电力大学, 河北省电力物联网技术重点实验室, 河北 保定 071003
3 华北电力大学, 保定市光纤传感与光通信技术重点实验室, 河北 保定 071003
多模光纤中存在的多个自由度为大容量通信和多参量传感提供了可能, 然而多模光纤中存在的高阶模不仅不稳定、 易耦合和易辐射损耗, 而且导致了布里渊增益谱畸变、 谱宽展宽和布里渊增益峰值降低, 严重劣化了系统的测量精度与传感可靠度。 因此, 研究多模光纤布里渊增益谱的特性和整形优化尤为重要。 首先对多模光纤的布里渊频移和布里渊增益谱特性进行了理论研究, 并与少模光纤、 单模光纤进行对比。 结果表明: 多模光纤的布里渊频移与模式折射率及布里渊散射角有关, 当布里渊散射角不变时, 布里渊频移与模式群编号呈负相关; 当模式群编号不变时, 布里渊频移与布里渊散射角呈正相关。 相比单模光纤, 少模光纤与多模光纤由于受到高阶模的影响, 布里渊增益峰值和布里渊频移较低, 布里渊增益谱较宽。 多模光纤中的高阶模最多, 对应的布里渊增益峰值和布里渊频移最低, 布里渊增益谱最宽。 此外, 分析并设计了两种基于单模光纤的多模光纤布里渊增益谱整形优化方法。 搭建移频本地外差布里渊光时域反射系统, 通过测量比较两种整形优化系统的布里渊增益谱宽及抗弯曲性能, 以评估整形优化程度。 实验结果表明: 提出的两种整形优化方法不同程度地减小了多模光纤的布里渊增益谱宽, 获取的布里渊增益谱有着良好的Lorenz拟合度, 分别为0.974 47和0.987 89。 利用单模环形器结合单模光纤对准熔接多模光纤的方法有更好的整形优化效果和抗弯曲性能, 最小弯曲半径和布里渊增益谱宽分别为2.25 mm和53.12 MHz。
布里渊散射谱 多模光纤 谱整形 谱宽 抗弯曲性能 Brillouin scattering spectrum Multimode fiber Spectrum shaping Spectrum width Bending tolerance 
光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3559
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 电子工程研究所绵阳 621999
应用电阻蒸发镀膜方法在钼基体表面沉积钛膜。采用X射线衍射仪(X-ray Diffraction,XRD)对钛膜的物相进行表征,获得钛膜的择优取向;采用扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)和原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)对钛膜的表面形貌进行表征,获得钛膜的晶粒尺寸分布情况及表面粗糙度;采用AFM纳米压痕技术对钛膜的力学性能进行表征,获得钛膜的弹性模量。结果表明:基体温度对钛膜的微观结构及力学性能有重要影响,在600~750 ℃范围内,随着基体温度的升高,钛膜晶粒取向的主要影响因素由应变能变为表面能,钛膜的择优取向由(101)变为(002);基体温度的升高增强了基体表面钛原子的扩散能力,钛膜的平均晶粒尺寸、粗糙度及弹性模量均随基体温度的升高而增大。
基体温度  择优取向 晶粒尺寸 纳米压痕 Substrate temperature Titanium Preferred orientation Grain size Nanoindentation 
核技术
2023, 46(10): 100202
王磊 1李琳 1赵永文 1马丁昽 1[ ... ]王璞 1,*
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学生物与医学工程学院北京市生物医学工程高精尖创新中心,北京 100083
2 解放军总医院第一医学中心激光医学科,北京 100853
换能器作为超声系统的核心部分,起着重要的作用。传统的超声换能器是电驱动器件,利用材料的压电效应实现电-声转换,然而面对应用环境的苛刻要求,其有限的带宽限制了其在高标准要求环境中的应用。光致超声作为一种新型技术,利用激光代替电作为激励源获得超声,拥有传统压电技术无法具备的特性,如高频率和大带宽,这是成像和传感所需要的。同时,光致超声技术具有较为简单的换能器构架,避免了电子元件组装的复杂性,使得各种形状的超声换能器开发成为可能,比如凹形换能器和全向换能器。光致超声技术的这些优势使其有望获得更广泛的应用。对光致超声技术进行了介绍,主要包括光声机制、换能器性能表征和该技术在生物医学领域中的最新应用,并进一步讨论了光致超声技术未来可能的发展方向。
生物光学 光声效应 超声波 光致超声换能器 高频超声 bio-optics photoacoustic effect ultrasound laser-generated ultrasound transducer high-frequency ultrasound 
中国激光
2023, 50(21): 2107105
作者单位
摘要
1 西南林业大学土木工程学院,昆明 650224
2 苏交科集团检测认证有限公司云南分公司,昆明 650224
3 云南通衢工程检测有限公司,昆明 650224
为了研究不同龄期下自密实混凝土(SCC)与普通混凝土(NC)试件抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量的发展规律和差异,设计并浇筑了8组不同龄期(3、7、14、28、56、120、200、400 d)下的SCC与NC试件(强度等级均为C40),测试不同龄期下SCC、NC立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量。根据试验结果对比分析不同龄期下两种混凝土力学参数的发展规律与差异。结果表明,长龄期下两种混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、弹性模量发展规律近似,均为早期(28 d以前)增长较快,后期(200 d以后)增长缓慢且趋于稳定。同强度等级下的SCC抗压强度及劈裂抗拉强度大于NC,弹性模量小于NC。长龄期(400 d以后)下SCC抗压强度比NC高25%左右,劈裂抗拉强度比NC高9%左右,弹性模量比NC小8%左右。NC实测弹性模量与规范公式计算值较吻合,SCC实测弹性模量大约为规范公式计算值的85.9%,采用NC弹性模量规范计算公式预测SCC弹性模量时需乘0.859进行修正。
自密实混凝土 普通混凝土 抗压强度 劈裂抗拉强度 弹性模量 self-compacting concrete normal concrete compressive strength splitting tensile strength elastic modulus 
硅酸盐通报
2023, 42(10): 3530

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