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U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球制备及其在弥散型陶瓷核燃料中的应用研究

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中国陶瓷 2024年第2期60卷 45-52页

作者：舒瀚东周何马千驰郝彬琦常振旗中国科学技术大学核科学与工程系合肥230026

基于光/热引发聚合反应的壳层固化方法在设计构建的同轴双毛细管微流体控制装置中实现高球形度U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球的制备,调控微流控系统中连续相流量以及核相与壳层相流量比可精准控制U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球粒径和壳层厚... 详细信息

基于光/热引发聚合反应的壳层固化方法在设计构建的同轴双毛细管微流体控制装置中实现高球形度U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球的制备,调控微流控系统中连续相流量以及核相与壳层相流量比可精准控制U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球粒径和壳层厚度。提出以U_(3)O_(8)/ZrN核壳结构微球为原料制备高U_(3)O_(8)体积分数的U_(3)O_(8)/ZrN弥散型陶瓷核燃料芯块技术方法。研究结果显示,制备的高达40.8%燃料相体积分数的弥散燃料芯块中U_(3)O_(8)微粒均匀分布在ZrN基质中且没有U_(3)O_(8)微粒堆积粘连。该弥散燃料芯块的热导率比U_(3)O_(8)燃料芯块热导率提高53%,有效改善了陶瓷核燃料的导热性能。

关键词：微流控技术氧化铀氮化锆核壳结构微球弥散型核燃料

微流控技术辅助制备多孔石墨相氮化碳(g-C3N4)块体及其性能研究

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现代化工 2024年第3期44卷 90-96页

作者：马千驰徐倩鑫周何郝彬琦常振旗中国科学技术大学核科学与工程系安徽合肥230026

设计了适用于微流控系统的原位生成酸催化聚乙烯醇/戊二醛凝胶反应体系并用于g-C_(3)N_(4)多孔微球粒径与形貌的可控制备,以无机粘结剂和多孔微球为原料实现氚兼容的多孔g-C_(3)N_(4)块体的制备。考察了凝胶组成成分、煅烧模式对微球比... 详细信息

设计了适用于微流控系统的原位生成酸催化聚乙烯醇/戊二醛凝胶反应体系并用于g-C_(3)N_(4)多孔微球粒径与形貌的可控制备,以无机粘结剂和多孔微球为原料实现氚兼容的多孔g-C_(3)N_(4)块体的制备。考察了凝胶组成成分、煅烧模式对微球比表面积与机械强度的影响,以及无机黏合剂质量分数、微球粒径对g-C_(3)N_(4)块体比表面积与机械强度的影响。结果表明,微球粒径对块体材料性能有显著影响,在相同成型黏合剂质量分数下,微球粒径增加79.5%块体材料的比表面积提高205%,而机械强度仅降低了42%。4.5 K低温气体吸附实验结果表明,所制备的g-C_(3)N_(4)多孔块体吸附层对氢气和氦气的选择性系数可达13.02。

关键词： g-C_(3)N_(4)多孔微球多孔g-C_(3)N_(4)块体比表面积微流控技术低温泵

基于硅酸铝纤维的柔性氧敏感元件的制备和性能

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无机材料学报 2024年第10期39卷 1084-1090,I0001页

作者：赵雅文屈发进汪岩屹王智文陈初升中国科学技术大学材料科学与工程系合肥230026 中国科学技术大学先进技术研究院合肥230026

柔性传感器可以适应各种复杂环境和曲面形状,在生物医学、环境监测和智能可穿戴设备等领域具有广泛的应用前景。本研究旨在研发高稳定性的荧光淬灭型柔性氧敏感元件。采用硅酸铝纤维作为载体,聚二甲基硅氧烷(Polydimethysiloxane,PDMS)... 详细信息

柔性传感器可以适应各种复杂环境和曲面形状,在生物医学、环境监测和智能可穿戴设备等领域具有广泛的应用前景。本研究旨在研发高稳定性的荧光淬灭型柔性氧敏感元件。采用硅酸铝纤维作为载体,聚二甲基硅氧烷(Polydimethysiloxane,PDMS)作为基质,四(五氟苯基)卟啉铂(Platinum(Ⅱ)-5,10,15,20-tetrakis-(2,3,4,5,6-pentafluorophenyl)-porphyrin,PtTFPP)荧光分子作为氧探针,制备了柔性氧敏感元件。该元件的水接触角高达152°,显示出超疏水性,这有助于提升其在潮湿气氛和水溶液中的稳定性。元件对气相氧和溶解氧均表现出荧光淬灭效应,荧光强度与氧含量之间的关系符合Stern-Volmer方程,其气相Stern-Volmer常数KSV为0.020 h·Pa^(-1),水相Stern-Volmer常数KSV为2.94 L·mmol^(-1)。该氧敏感元件具有出色的循环可恢复性和响应性能:从氮气切换至氧气的响应时间为0.9 s,从氧气切换至氮气为2.7 s。此外,PtTFPP-PDMS膜具有出色的稳定性,暴露于100℃水蒸气15 h、在pH 1~10的水溶液中浸泡和经历400次的弯曲循环后,其相对荧光强度和水接触角均无明显变化。以硅酸铝纤维为载体的PtTFPP-PDMS柔性元件具有优异的荧光氧敏感性和稳定性,有望用于苛刻条件下气相氧和溶解氧的测定。

关键词：硅酸铝纤维 PDMS PtTFPP 柔性氧敏感元件超疏水性

一种用于光电/光热综合利用的光谱选择性金属网格涂层

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太阳能学报 2024年第6期45卷 303-309页

作者：陈肯赵斌裴刚中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230027

针对光电/光热综合利用(PV/T),提出一种纳米级金属(银)网格涂层,在太阳辐射波段(0.3~2.5μm)具有高透过率,在红外波段(2.5~25μm)具有高反射率,与全波段(0.3~25μm)高吸收/发射的PV/T吸收器结合可产生太阳辐射波段高吸收、红外低发射的... 详细信息

针对光电/光热综合利用(PV/T),提出一种纳米级金属(银)网格涂层,在太阳辐射波段(0.3~2.5μm)具有高透过率,在红外波段(2.5~25μm)具有高反射率,与全波段(0.3~25μm)高吸收/发射的PV/T吸收器结合可产生太阳辐射波段高吸收、红外低发射的光谱选择特性,从而显著降低PV/T的辐射热损。基于时域有限差分方法,模拟分析网格周期、宽度和厚度对金属网格涂层光谱特性的影响。结果表明:当纳米金属网格的周期为500 nm,厚度为50 nm、宽度为30 nm时,其太阳波段透过率达到0.90,红外反射率达到0.88。与已有ITO光谱选择性涂层相比,金属网格涂层的太阳辐射透过率提高20%,红外反射率提高24%,同时薄层电阻(5.3Ω/Sq)降低47%。

关键词：太阳能纳米金属热能光电光热综合利用低发射率涂层

基于强流离子源的离子束溅射镀膜设备均匀性优化

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物理学报 2024年第5期73卷 325-333页

作者：李桑丫张艾霖 †徐欣吕涛王世康罗箐中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029 中国科学技术大学核探测与核电子学国家重点实验室合肥230031 中国科学技术大学核科学技术学院合肥230026

随着高端光学器件镀膜的发展,其多样性溅射镀膜需求对离子束流流强、均匀度和可调性提出了更高的要求.对于新一代离子束溅射镀膜机来说,如何在不同离子比、不同流强的束流下保持足够的均匀度,成为了溅射镀膜设备的一大难题.本文提出了... 详细信息

随着高端光学器件镀膜的发展,其多样性溅射镀膜需求对离子束流流强、均匀度和可调性提出了更高的要求.对于新一代离子束溅射镀膜机来说,如何在不同离子比、不同流强的束流下保持足够的均匀度,成为了溅射镀膜设备的一大难题.本文提出了一种基于三电极引出系统的优化模拟方法,模拟和优化了离子源的引出系统,研究了等离子体电极、抑制电极、引出电极的形状、角度、距离对离子束引出性能的影响.同时,重点研究了离子比对束流引出的影响.该模型可以指导科研工作者根据离子源的状态和应用需求,对三电极引出系统的角度、距离和形状进行系统优化并找出最优解.最后,本文还给出了一种方法对混合离子束的溅射深度进行了估算.

关键词：溅射沉积镀膜引出系统自动优化束流引出模拟

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等离子体刻蚀建模中的电子碰撞截面数据

物理学报 2024年第9期73卷 1-25页

作者：陈锦峰朱林繁中国科学技术大学近代物理系合肥230026

半导体芯片是信息时代的基石,诸如大数据、机器学习、人工智能等新兴技术领域的快速发展离不开源自芯片层面的算力支撑.在越来越高的算力需求驱动下,芯片工艺不断追求更高的集成度与更小的器件体积.作为芯片制造工序的关键环节,刻蚀工... 详细信息

半导体芯片是信息时代的基石,诸如大数据、机器学习、人工智能等新兴技术领域的快速发展离不开源自芯片层面的算力支撑.在越来越高的算力需求驱动下,芯片工艺不断追求更高的集成度与更小的器件体积.作为芯片制造工序的关键环节,刻蚀工艺因此面临巨大的挑战.基于低温等离子体处理技术的干法刻蚀工艺是高精细电路图案刻蚀的首选方案,借助等离子体仿真模拟,人们已经能够在很大程度上缩小实验探索的范围,在海量的参数中找到最优工艺条件.电子碰撞截面是等离子体刻蚀模型的关键输入参数,深刻影响着模型预测结果的可靠性.本文主要介绍了低温等离子体建模的基本理论,重点强调电子碰撞截面数据在数值模拟中的重要作用.与此同时,本文概述了获取刻蚀气体截面数据的理论与实验方法.最后总结了刻蚀相关原子分子的电子碰撞截面研究现状,并展望了未来的研究前景.

关键词：电子碰撞截面干法刻蚀低温等离子体等离子体建模

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基于典型气象数据的太阳能汽车年性能分析

太阳能学报 2024年第7期45卷 577-583页

作者：林泽权赵斌裴刚中国科学技术大学热科学和能源工程系合肥230027

提出一种耦合环境参数、汽车形状和用电需求的太阳能汽车能耗计算方法,基于典型气象数据,进行太阳能汽车年性能模拟。结果表明:与常规电动汽车相比,当光伏组件效率为24.4%(2021年单晶硅组件最高效率)时,太阳能汽车在北京地区的年充电量... 详细信息

提出一种耦合环境参数、汽车形状和用电需求的太阳能汽车能耗计算方法,基于典型气象数据,进行太阳能汽车年性能模拟。结果表明:与常规电动汽车相比,当光伏组件效率为24.4%(2021年单晶硅组件最高效率)时,太阳能汽车在北京地区的年充电量减少78.8%,年充电次数减少81.2%;在昆明地区的年充电量减少96.2%,年充电次数减少96.6%。当光伏组件效率达到28.0%时,太阳能汽车在昆明地区将不再需要从电网充电就可满足一年的用电需求。此外,还分析不同参数对汽车光伏系统发电量的影响和汽车光伏系统的成本,其中太阳能汽车在昆明地区的最佳停车朝向为南偏西70°。

关键词：太阳电池光伏组件转换效率汽车性能太阳能汽车

n比特随机量子系统实时状态估计及其反馈控制

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自动化学报 2024年第1期50卷 42-53页

作者：张骄阳丛爽匡森中国科学技术大学自动化系合肥230027

研究了n比特随机量子系统实时状态估计及其反馈控制的问题.对于连续弱测量(Continuous weak measurement, CWM)过程存在高斯噪声的情况,基于在线交替方向乘子法(Online alternating direction multiplier method,OADM)推导出一种适用于... 详细信息

研究了n比特随机量子系统实时状态估计及其反馈控制的问题.对于连续弱测量(Continuous weak measurement, CWM)过程存在高斯噪声的情况,基于在线交替方向乘子法(Online alternating direction multiplier method,OADM)推导出一种适用于n比特随机量子系统的实时量子状态估计算法,即QSE-OADM (Quantum state estimation based on OADM).运用李雅普诺夫方法设计控制律,实现基于实时量子状态估计的反馈控制,并证明所提控制律的收敛性.以2比特随机量子系统为例进行数值仿真实验,通过与基于QST-OADM (Quantum state tomography based on OADM)算法和OPG-ADMM (Online proximal gradient-based alternating direction method of multipliers)算法的量子反馈控制方案的性能对比,验证了所提控制方案的优越性.

关键词：随机量子系统量子反馈控制在线交替方向乘子法李雅普诺夫控制方法

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浓溶液与界面环境下水辐解自由基超快动力学反应研究

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分析测试学报 2024年第10期 1559-1573页

作者：姜志文马骏中国科学技术大学核科学技术学院

水被电离辐射（光子、快速电子、X射线、重离子等）作用分解产生羟基自由基、水合电子、氢自由基等活性自由基，它们活性高、寿命短，在核工业、新能源开发和放射医学领域扮演着重要角色，但原位实时研究水辐解自由基的反应动力学是一... 详细信息

水被电离辐射（光子、快速电子、X射线、重离子等）作用分解产生羟基自由基、水合电子、氢自由基等活性自由基，它们活性高、寿命短，在核工业、新能源开发和放射医学领域扮演着重要角色，但原位实时研究水辐解自由基的反应动力学是一项挑战性工作。脉冲辐解技术是一种研究瞬态反应中间体及其基元反应动力学的实验技术，通过超快高能辐射引发自由基生成，并能够实时可控解析瞬态中间体的化学结构及其反应动力学。该文综述了近年来均相和界面水体系内自由基脉冲辐解的研究进展，并对脉冲辐解技术的发展进行了总结和展望。

关键词：辐射化学自由基化学脉冲辐解瞬态光谱