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微波吸波材料在太赫兹、红外段反射谱测量研究

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光谱学与光谱分析 2024年第10期44卷 2745-2752页

作者：蔡禾李粮生朱先立李进春孙旺朱勇殷红成散射辐射全国重点实验室北京100854 北京环境特性研究所北京100854

吸波材料是外形隐身技术的有效补充技术,电磁波进入到吸波材料内部后,应该被迅速地最大限度的衰减掉,因此,在设计吸波材料的电磁参数时,一方面要考虑阻抗匹配,使电磁波最大限度地进入到材料内部,另一方面,要确保进入到材料内部的电磁波... 详细信息

吸波材料是外形隐身技术的有效补充技术,电磁波进入到吸波材料内部后,应该被迅速地最大限度的衰减掉,因此,在设计吸波材料的电磁参数时,一方面要考虑阻抗匹配,使电磁波最大限度地进入到材料内部,另一方面,要确保进入到材料内部的电磁波尽可能被全部衰减掉。对吸波材料来说,也就是材料要有较大的介电常数虚部和磁导率的虚部,它们会引起电磁波能量的衰减。传统的吸波材料主要针对于微波,随着技术的发展,太赫兹雷达已投入使用,传统的微波吸波材料能否对太赫兹频段、乃至红外段有效衰减,以及这些吸波材料在太赫兹频段的评估成为了有必要研究和探讨的问题。分别基于矢量网络分析仪的微波暗室测量系统、太赫兹时域光谱测量系统、以及傅里叶变换光谱系统对2种微波段吸波材料板开展深入测量研究,在微波段反射率测量基础上,拓展到太赫兹、红外波段,测量了这些材料1 GHz~180 THz的雷达吸波材料反射率。测量结果表明,随着频率的升高,吸波材料表面形态、粗糙度对反射率形成了一定的影响,并针对这种影响在太赫兹、红外波段进一步开展了吸波材料反射特性随角度的变化的研究;为了弄清吸波材料在太赫兹、红外频段的吸波原理,将吸波涂层从金属衬板上剥离后进行了测量,获得了该吸波涂层2~180 THz的反射率、透射率,并基于Kamers-Kronig关系计算了该复合吸波材料等效的介电参数,测试结果证明,微波波段的吸波材料在太赫兹、远红外频段仍具备一定的吸波能力,太赫兹、红外不足以穿透该吸波材料的反射涂层到达金属衬板,其吸收主要来自反射吸收和吸波材料表面的散射。

关键词：吸波材料微波太赫兹红外

长寿命半球谐振陀螺惯性姿态敏感器设计与在轨应用

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中国惯性技术学报 2024年第8期32卷 812-820页

作者：李建朋何刚方海滨郑炜蒋效雄武志忠北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术全国重点实验室北京100190 中国电子科技集团公司第二十六研究所重庆400060 天津航海仪器研究所天津300131

针对未来航天器对惯性姿态敏感器高可靠和长寿命的应用需求,首先设计了一种基于4通道冗余方案的4S半球谐振陀螺惯性姿态敏感器。其次,针对高可靠、长寿命惯性姿态敏感器研制过程中的关键技术开展研究和验证。最后,对所提产品的在轨应用... 详细信息

针对未来航天器对惯性姿态敏感器高可靠和长寿命的应用需求,首先设计了一种基于4通道冗余方案的4S半球谐振陀螺惯性姿态敏感器。其次,针对高可靠、长寿命惯性姿态敏感器研制过程中的关键技术开展研究和验证。最后,对所提产品的在轨应用情况进行了评估,评估结果表明设计的半球谐振陀螺惯性姿态敏感器4轴姿态测量功能正常,在轨性能与地面测试性能相当。通过地面验证和在轨应用情况,综合评估所设计产品寿命不低于20年,可靠度不低于0.98。

关键词：半球谐振陀螺惯性姿态敏感器在轨应用

基于热管堆的超临界二氧化碳核动力系统参数设计与优化研究

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工程热物理学报 2024年第4期45卷 1069-1075页

作者：戴春辉郭斯茂宋苹赵振兴柯志武武汉第二船舶设计研究所热能动力技术重点实验室武汉430205 浙江大学核科学技术研究中心杭州310007 中国工程物理研究院核物理与化学研究所绵阳621900

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最... 详细信息

为获得超临界二氧化碳动力系统最优设计参数,本文建立了热力分析模型和主要设备模型,开展热管式反应堆为热源、简单回热架构的超临界二氧化碳发电装置系统参数性能分析和多目标参数优化设计。形成1 MW(e)输出功率的发电装置系统参数最优解集,并开展系统敏感性分析。研究结果表明提升系统参数可达到提升系统循环效率的目的,但同时也增加了设备尺寸规模,对提升紧凑性不利,各主要热力参数对系统效率和体积的敏感性相差较大。最终优化解的选择可从本文最优解集中,按可布置空间大小选取,从而获得兼顾效率和紧凑性的最优设计参数。

关键词：热管堆超临界二氧化碳系统热力参数

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KDP类晶体快速生长技术研究进展(特邀)

中国激光 2024年第11期51卷 173-180页

作者：齐红基邵建达王斌吴福林陈端阳陶光辉陈征民顿爱欢中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室上海201800

从技术路线、生长设备和工艺优化3个方面简述KDP类晶体快速生长领域的研究进展。通过生长集成控制系统的研制、循环过滤系统的优化升级,以及晶体生长实时监控系统、大尺寸KDP类晶体线切割设备、高精密退火设备的研发,实现晶体生长、切... 详细信息

从技术路线、生长设备和工艺优化3个方面简述KDP类晶体快速生长领域的研究进展。通过生长集成控制系统的研制、循环过滤系统的优化升级,以及晶体生长实时监控系统、大尺寸KDP类晶体线切割设备、高精密退火设备的研发,实现晶体生长、切割、退火的全链路突破;通过数值模拟仿真优化晶体生长浓度场,实现晶体稳定良好的生长,利用精密热退火进一步提高晶体的光透过性能和抗激光损伤性能。针对晶体柱锥交界面影响高功率激光光束质量的问题,提出长籽晶快速生长法,从锥区限制生长发展到自由生长进行不断改进优化,不断地改善晶体生长流场结构,提高晶体损伤性能。

关键词： KDP类晶体长籽晶快速生长集成化

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氨再燃过程中NO还原及再生成机理

中国环境科学 2024年第6期44卷 3070-3077页

作者：陈静怡杨卫娟史鹏聖朱晓宇何勇王智化浙江大学热能工程研究所能源高效清洁利用全国重点实验室浙江杭州310027

以氨再燃技术为应用背景,采用Chemkin软件选取Zhang机理在PFR反应器模型中进行NO/O_(2)/H_(2)O/N_(2)气氛下氨再燃的动力学模拟,考察了温度(1173~1573K)、氧浓度(0~4%)、再燃比(1%~30%)对再燃性能的影响.结果表明:在研究参数范围内,氨... 详细信息

以氨再燃技术为应用背景,采用Chemkin软件选取Zhang机理在PFR反应器模型中进行NO/O_(2)/H_(2)O/N_(2)气氛下氨再燃的动力学模拟,考察了温度(1173~1573K)、氧浓度(0~4%)、再燃比(1%~30%)对再燃性能的影响.结果表明:在研究参数范围内,氨再燃脱硝效果显著,脱硝率可达97%以上,在1350~1469K温度窗口内能实现80%以上的脱硝率.并从反应路径角度对氨再燃过程中存在的NO还原区、平衡区、NO再生成区进行了分析.当氧浓度高于1.5%时,会出现NO再生成区,且氧浓度越高NO反弹越大最终NO浓度越高.而再燃比的影响需要综合考虑脱硝率和未反应氨,在(10%±3%)范围内为佳.

关键词：再燃氮氧化物氨脱硝

铝与氮氧化物高温均相反应机理的量子化学计算研究

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含能材料 2024年第4期32卷 369-376页

作者：夏文韬杜芳李毅恒林励云屈炜宸秦瑞陶博文顾健湖北航天化学技术研究所湖北襄阳441003 航天化学动力技术重点实验室湖北襄阳441003

为了研究Al粉在氮氧化物中的燃烧特性,采用量子化学密度泛函理论ωB97X方法,研究了Al与3种氮氧化物(NO_(2)、NO和N_(2)O)的反应机理。首先,使用ωB97X‑D3方法在def2‑SVP基组水平上优化了各反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,通过... 详细信息

为了研究Al粉在氮氧化物中的燃烧特性,采用量子化学密度泛函理论ωB97X方法,研究了Al与3种氮氧化物(NO_(2)、NO和N_(2)O)的反应机理。首先,使用ωB97X‑D3方法在def2‑SVP基组水平上优化了各反应物、中间体、过渡态和产物的几何构型,通过频率分析证实中间体和过渡态的真实性,并通过内禀反应坐标(IRC)计算以进一步确定过渡态,得到了详细反应路径和机理。同时,使用双杂化泛函PWPB95结合DFT‑D3校正和def2‑TZVPP基组获得了各结构的单点能,并使用变分插值过渡态理论计算了相关反应的反应速率常数,得出每个反应的阿伦尼乌斯表达式。结果表明,Al与NO和NO_(2)的反应过程为Al与O氧原子连接形成复合物中间体后通过三元环状过渡态破坏N‑O键生成产物;Al与N_(2)O的反应时则为Al与N原子形成复合物后通过四元环状过渡态发生消除反应生成产物。通过分析各反应动力学参数得到Al与NO_(2)、NO和N_(2)O反应活化能分别为:4.3,249 kJ·mol^(-1)和13.4 kJ·mol^(-1)。在2400~4100 K,由于Al与NO_(2)和N_(2)O的反应能垒较低,反应速率均大于106 m^(3)·mol^(-1)·s^(-1),说明该反应容易发生且速率极快,Al与NO的反应能垒极高,因此其逆反应速率远大于正反应速率,且各反应反应速率受温度的影响程度为:NO>N_(2)O>NO_(2)。

关键词：铝燃烧氮氧化物密度泛函理论动力学

VO_(2)薄膜材料的变温光学性质及1550 nm激光防护性能研究

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红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 150-157页

作者：段嘉欣江林郑国彬丁长春黄敬国刘奕高艳卿周炜黄志明西华大学理学院四川成都610039 中国科学院上海技术物理研究所红外科学与技术重点实验室上海200083 中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所浙江宁波315201

具有半导体-金属态相变性质的二氧化钒材料可用于光电探测器的激光致盲防护。本文报道了基于磁控溅射法制备二氧化钒薄膜材料的结构、形貌特性,以及在不同温度下的光学性质。使用椭偏光谱法测量了20~100℃下可见-近红外波段二氧化钒材... 详细信息

具有半导体-金属态相变性质的二氧化钒材料可用于光电探测器的激光致盲防护。本文报道了基于磁控溅射法制备二氧化钒薄膜材料的结构、形貌特性,以及在不同温度下的光学性质。使用椭偏光谱法测量了20~100℃下可见-近红外波段二氧化钒材料的椭偏参数,利用Gaussian、Lorentz模型获取了薄膜在相变前的光学性质,结合Drude模型拟合获取了材料在相变后的光学特性,获取了材料在300~1700 nm之间的变温折射率和消光系数等参数。变功率下1550 nm红外激光透射率的实验测试研究表明,VO_(2)薄膜样品的相变阈值功率为12 W/cm^(2),相变前后透射率由51%减小到15%~17%,开关率为69%。

关键词：激光防护二氧化钒薄膜半导体-金属态相变红外光学性质

氮化硅陶瓷轴承球的滚动摩擦磨损特性与损伤行为

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摩擦学学报 2024年第9期44卷 1256-1265页

作者：魏万鑫苏云峰樊恒中宋俊杰张永胜胡丽天中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室

Si3N4陶瓷轴承球相比于钢球具有极限转速高，承载能力强，耐高温和耐酸碱腐蚀的优点，并表现出一定的自润滑性能，以绝对的优势作为滚动体被广泛用于高速轴承中，已成为高速、高精密轴承的关键部件.本文中通过模拟轴承真实服役工况的运... 详细信息

Si3N4陶瓷轴承球相比于钢球具有极限转速高，承载能力强，耐高温和耐酸碱腐蚀的优点，并表现出一定的自润滑性能，以绝对的优势作为滚动体被广泛用于高速轴承中，已成为高速、高精密轴承的关键部件.本文中通过模拟轴承真实服役工况的运动方式，开展Si3N4陶瓷轴承球的滚动摩擦损伤特性研究，分别考察Si3N4陶瓷轴承球与轴承钢滚道在无润滑和脂润滑条件下的滚动摩擦磨损状态和表面损伤行为，剖析Si3N4陶瓷轴承球滚动摩擦损伤行为演变规律与损伤机制.结果表明：Si3N4陶瓷轴承球与滚道在滚动摩擦磨损过程中，润滑脂的引入显著降低了滚动摩擦系数，尤其缓解了Si3N4陶瓷轴承球的疲劳损伤行为；无润滑条件下，Si3N4陶瓷轴承球滚动摩擦损伤机制主要为疲劳损伤和黏着磨损，且伴有摩擦化学反应；脂润滑条件下，Si3N4陶瓷轴承球滚动摩擦损伤机制主要为磨粒磨损和微脆性断裂.

关键词：氮化硅陶瓷轴承球滚动摩擦磨损表面损伤

A_(2)B_(2)O_(7)(A=Ln^(3+),B=Zr^(4+),Hf^(4+)Ti^(4+)Ce^(4+))型透明陶瓷研究进展

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硅酸盐学报 2024年第3期52卷 1157-1170页

作者：赖扬群陶世旭麻朝阳曹永革松山湖材料实验室广东东莞523808 中国科学院物理研究所北京100190

A_(2)B_(2)O_(7)型化合物具有高熔点、高密度和高折射率等特点,在照明材料、航空材料、医疗成像、磁光材料等领域具有潜在应用价值。随着陶瓷制备工艺的进步,透明陶瓷的光学、力学和热学等性能不断提升使A_(2)B_(2)O_(7)型透明陶瓷受到... 详细信息

A_(2)B_(2)O_(7)型化合物具有高熔点、高密度和高折射率等特点,在照明材料、航空材料、医疗成像、磁光材料等领域具有潜在应用价值。随着陶瓷制备工艺的进步,透明陶瓷的光学、力学和热学等性能不断提升使A_(2)B_(2)O_(7)型透明陶瓷受到越来越多研究者的关注,本文介绍了一些A_(2)B_(2)O_(7)型透明陶瓷的制备工艺、性能参数和其潜在的应用价值。

关键词：透明陶瓷烧绿石萤石