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碳化硅纳米材料及其衍生碳在超级电容器领域的应用

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物理化学学报 2024年第2期40卷 58-75页

作者：刘慧敏李克智张欣殷学民付前刚李贺军西北工业大学陕西省纤维增强轻质复合材料重点实验室西安710072

超级电容器由于充放电速度快、循环寿命长、成本低、环境友好等特性在众多储能器件中脱颖而出。在各类电极材料中,碳化硅(SiC)纳米材料及其衍生碳因其高稳定性、优异的导电性等优势被认为是极具应用前景的超级电容器电极材料。本文首先... 详细信息

超级电容器由于充放电速度快、循环寿命长、成本低、环境友好等特性在众多储能器件中脱颖而出。在各类电极材料中,碳化硅(SiC)纳米材料及其衍生碳因其高稳定性、优异的导电性等优势被认为是极具应用前景的超级电容器电极材料。本文首先系统地阐述了SiC纳米材料及其衍生碳的常用制备方法;然后,详细综述了SiC纳米材料及其衍生碳在超级电容器应用中的研究进展,总结“高导电碳材料复合”、“杂原子掺杂”、“赝电容材料复合”、“多级孔结构的设计”、“化学活化”等电化学性能的提升策略;最后,对SiC纳米材料及其衍生碳在超级电容器储能领域中应用存在的挑战和机遇进行展望。

关键词：碳化硅碳化硅衍生碳双电层电容赝电容

助溶剂法生长的AgNbO_(3)晶体相转变特征、电学和光学性能

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物理学报 2024年第3期73卷 291-298页

作者：牛佳林董思远魏永星靳长清南瑞华杨斌西安工业大学材料与化工学院陕西省光电功能材料与器件重点实验室西安710021 陕西煤业化工技术研究院有限责任公司西安710070 科学技术部高技术研究发展中心北京100044

AgNbO_(3)具有反铁电性及高的极化强度,在智能器件领域有着重要的应用前景.本文采用助溶剂法合成了高质量的AgNbO_(3)单晶(最大尺寸5 mm×4 mm×4 mm),系统研究了其相转变特征、光学和电学性能.当AgNbO_(3)晶体处于正交M相时,保持着相... 详细信息

AgNbO_(3)具有反铁电性及高的极化强度,在智能器件领域有着重要的应用前景.本文采用助溶剂法合成了高质量的AgNbO_(3)单晶(最大尺寸5 mm×4 mm×4 mm),系统研究了其相转变特征、光学和电学性能.当AgNbO_(3)晶体处于正交M相时,保持着相同的畴结构;由M_(2)相转变至地相时,偏光显微镜(PLM)照片衬度变暗,同时电导率和介电损耗明显上升.当AgNbO_(3)单晶由M_(3)相到顺电O相时,畴结构消失;同时,表现出明显的热滞后现象,属于第一类相变.室温下,AgNbO_(3)单晶的直接带隙拟合禁带宽度为2.73 eV,略窄于AgNbO_(3)陶瓷.在临界电场以下,AgNbO_(3)单晶表现出更高的电致应变(0.076%,E_(m)=130 kV/cm).在绿色激光照射下,介电常数由70增至73,表现出明显的光致介电效应.

关键词： AgNbO_(3)单晶助溶剂法相转变特征

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单壁碳纳米管太赫兹超表面窄带吸收及其传感特性

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物理学报 2024年第2期73卷 225-233页

作者：张向王玥张婉莹张晓菊罗帆宋博晨张狂施卫西安理工大学陕西省超快光电技术与太赫兹科学重点实验室西安710054 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院哈尔滨150001

由于碳纳米管具有优异的电学和光学特性,因此在光电子学领域具有广泛的应用前景.本文使用真空抽滤法,将单壁碳纳米管粉末分散液通过真空过滤的方式,制备了一种各向同性的单壁碳纳米管薄膜;进而提取了薄膜在0.4—2.0 THz范围内介电参数,... 详细信息

由于碳纳米管具有优异的电学和光学特性,因此在光电子学领域具有广泛的应用前景.本文使用真空抽滤法,将单壁碳纳米管粉末分散液通过真空过滤的方式,制备了一种各向同性的单壁碳纳米管薄膜;进而提取了薄膜在0.4—2.0 THz范围内介电参数,并设计了一种基于单壁碳纳米管薄膜的新型太赫兹超表面窄带吸收器,这种超表面吸收器是由方形与工字形狭缝谐振器构成.实验和仿真结果表明,提出的太赫兹超表面吸收器在0.65,0.85,1.16和1.31 THz处存在4个明显的共振吸收峰,实现了最高可达90%的完美吸收.利用多重反射干涉理论阐明了这种多频带新型太赫兹超表面的吸收机制.通过在超表面器件表面覆盖具有不同折射率的介质层,深入研究了超表面作为折射率传感器的传感性能.研究结果表明,这种新型超表面吸收器用于折射率传感具有较高的灵敏度,为进一步开发新型碳基太赫兹超表面吸收器提供了新的思路和方案.

关键词：单壁碳纳米管薄膜太赫兹超表面折射率传感

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自反馈增强的高消光比45°倾斜光纤光栅刻写方法

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光学学报 2024年第13期44卷 80-87页

作者：陈琳郑红蓉姜碧强赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

作为偏振相关器件,偏振消光比(PER)是评估45°倾斜光纤光栅(45°TFG)性能的核心指标。为提升45°TFG的PER,分析了光栅刻写过程中入射紫外光偏振态及多次刻写位置重复性对刻写效果的影响,将偏振控制元件及高精度压电位移台融入光栅刻写系... 详细信息

作为偏振相关器件,偏振消光比(PER)是评估45°倾斜光纤光栅(45°TFG)性能的核心指标。为提升45°TFG的PER,分析了光栅刻写过程中入射紫外光偏振态及多次刻写位置重复性对刻写效果的影响,将偏振控制元件及高精度压电位移台融入光栅刻写系统,利用实时监测的PER数据,动态反馈控制光栅掩模版位置,通过多程重复刻写提高光栅折射率的调制度。刻写而成的45°TFG的中心波长为830 nm,长度仅为30 mm,PER优于35 dB,插入损耗低于2 dB,3 dB谱宽优于60 nm,可满足光纤陀螺等光纤传感器的应用需求。所提出的基于掩模版位置自反馈的45°TFG多程刻写增强方法,自适应地降低了刻写系统对稳定度的要求,为高消光比45°TFG的高重复性量产提供了解决方案。

关键词：光纤光学 45°倾斜光纤光栅消光比自反馈相干衬比度

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基于马吕斯定律的液晶多维复用显示

光学学报 2024年第11期44卷 215-223页

作者：薛佳敏武炫光陈玮琦魏冰妍刘圣赵建林李鹏西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

采用基于马吕斯定律解耦调控光场振幅和相位的方法,设计了一种能够在可见光全波段实现近、远场空间双通道显示的平面液晶器件,分别通过调控透射场的振幅和相位实现器件表面图像显示及远场的傅里叶变换全息显示。利用远场共轭像强度与近... 详细信息

采用基于马吕斯定律解耦调控光场振幅和相位的方法,设计了一种能够在可见光全波段实现近、远场空间双通道显示的平面液晶器件,分别通过调控透射场的振幅和相位实现器件表面图像显示及远场的傅里叶变换全息显示。利用远场共轭像强度与近场图像强度间的关系,通过压缩近场图像的强度区间,可以消除全息显示的共轭像。此外,通过调控外场电压实现图像开、关态间的动态调控及响应波长的管理。这种电控的空间和波长维度复用的显示方法,为拓展液晶器件的功能提供了一种新途径。

关键词：液晶复用显示偏振光场调控全息

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基于机器视觉的棉花颜色检测方法

纺织学报 2024年第3期45卷 36-43页

作者：白恩龙张周强郭忠超昝杰西安工程大学机电工程学院陕西西安710600 西安工程大学陕西省功能性服装面料重点实验室陕西西安710600

针对国内目前通过图像处理测量棉花颜色等级方法较少的现状,设计了一种基于机器视觉的棉花颜色检测方案。为提高棉花样本的拍摄质量及高效性,使用Halcon软件连接CMOS工业相机进行实时采集。首先对采集的棉花样本图进行预处理,通过阈值... 详细信息

针对国内目前通过图像处理测量棉花颜色等级方法较少的现状,设计了一种基于机器视觉的棉花颜色检测方案。为提高棉花样本的拍摄质量及高效性,使用Halcon软件连接CMOS工业相机进行实时采集。首先对采集的棉花样本图进行预处理,通过阈值分割算法将棉花样本图转化为二值图像,且使用高斯滤波去噪声从而去除棉花中的杂质信息,并对预处理后的图像进行区域划分。然后通过RGB值转换为CIE XYZ颜色空间值,得到各子区域棉花颜色参数值,并引入K均值算法聚类各子区域颜色值以确定棉花最终颜色参数值,从而确定棉花颜色等级。最后通过实验验证及数据分析,将本文检测方法与MCG-1棉花检测仪器检测结果进行对比,结果表明2种方法检测结果一致;并通过在不同时间下持续对棉花样本进行数据检测,验证了本文方法的稳定性和精确性。本文检测方法可行且检测成本较低,可代替昂贵的仪器检测方法供企业使用。

关键词：棉花颜色检测机器视觉阈值分割区域划分 K均值算法颜色等级

基于需求-功能-结构关系矩阵的导弹模块划分方法

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系统工程与电子技术 2024年第10期46卷 3398-3406页

作者：田昆效粟华龙永松杨予成龚春林西北工业大学航天学院陕西西安710072 陕西省空天飞行器设计重点实验室陕西西安710072 江南机电设计研究所贵州贵阳550009

模块化导弹能够利用分系统的灵活装配快速形成典型作战单元以适应复杂多样化的作战任务,是未来导弹武器系统的重要发展方向之一。针对传统的导弹模块划分方法无法充分发挥导弹模块化特性带来的架构优势问题,提出一种基于需求-功能-结构... 详细信息

模块化导弹能够利用分系统的灵活装配快速形成典型作战单元以适应复杂多样化的作战任务,是未来导弹武器系统的重要发展方向之一。针对传统的导弹模块划分方法无法充分发挥导弹模块化特性带来的架构优势问题,提出一种基于需求-功能-结构关系矩阵的导弹模块划分方法。首先,基于质量功能展开(quality function deployment,QFD)和公理设计方法提出连接设计需求、设计功能与物理组件相互作用关系的设计结构矩阵(design structure matrix,DSM)构建方法,并引入约束矩阵描述物理组件在机械、电气和功能上的关联度,以此形成基于遗传算法的导弹模块划分流程。最后,以一防空导弹为应用实例进行模块划分,并通过需求回溯分析验证模块划分结果的合理性和可行性。

关键词：模块划分模块化导弹设计结构矩阵需求分析公理设计质量屋

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航空航天装备的轻量化:挑战与未来

航空学报 2024年第5期45卷 1-7页

作者：张卫红唐长红西北工业大学陕西省空天结构技术重点实验室西安710072 航空工业第一飞机设计研究院西安710089

轻量化是航空航天装备研发领域永恒的主题,它对装备的综合性能和服役效能具有决定性影响。在过去的数十年里,一系列高性能优化设计方法、新材料和制造工艺技术的研发和应用,不断推动航空航天装备轻量化水平的提升。然而,随着新一代装备... 详细信息

轻量化是航空航天装备研发领域永恒的主题,它对装备的综合性能和服役效能具有决定性影响。在过去的数十年里,一系列高性能优化设计方法、新材料和制造工艺技术的研发和应用,不断推动航空航天装备轻量化水平的提升。然而,随着新一代装备对综合性能和多功能需求的不断增加,现有的轻量化设计制造技术正面临着日益严峻的挑战。因此,本文重点探讨了航空航天装备研发的总体设计、机电系统设计、材料与结构、高性能制造与装配等主要环节,并分析了轻量化技术在未来的发展趋势。

关键词：航空航天装备轻量化设计与制造装备总体技术材料与结构技术高性能制造与装配

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以二氢苊骨架构建的深蓝光有机电致发光材料

高等学校化学学报 2024年第1期45卷 43-52页

作者：王妍张富俊张校宇徐佳惠童碧海陈平孔辉安徽工业大学冶金与资源学院马鞍山243002 烟台大学物理与电子信息学院山东省高校光电子功能材料与光电子器件特色实验室烟台264005 南京大学配位化学国家重点实验室南京210023

合成了4种在二氢苊骨架上连接咔唑或三苯胺电子给体和氰基苯电子受体的发光材料,考察了电子给体连接方式及种类对材料光电性能的影响.目标化合物的单晶结构分析结果显示,位阻导致给/受体与二氢苊骨架不共平面,从而降低了共轭程度,消除... 详细信息

合成了4种在二氢苊骨架上连接咔唑或三苯胺电子给体和氰基苯电子受体的发光材料,考察了电子给体连接方式及种类对材料光电性能的影响.目标化合物的单晶结构分析结果显示,位阻导致给/受体与二氢苊骨架不共平面,从而降低了共轭程度,消除了分子间π⁃π堆积作用,分子间依靠大量的C—H…π分子间相互作用稳定,只有3CzAB存在分子内π⁃π堆积作用.4种化合物均具有非常高的热稳定性,5%热失重温度(Td,5%)高于343℃.这些材料在PMMA薄膜中的发光均为深蓝光发射(403~432 nm),光致发光效率高(0.60~0.94),荧光寿命为5.4~8.6 ns.电致发光性能测试结果表明,以三苯胺为给体的材料PaAB的电致发光性能最佳,最大亮度可达2427 cd/m,峰值电流效率、功率效率和外量子效率分别为2.43 cd/A,1.53 lm/W和1.58%,色坐标(CIEx,y)为(0.15,0.09),为深蓝光发射.

关键词：深蓝光分子有机电致发光二氢苊荧光