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基于溶液法制备卤化铅钙钛矿的直接型辐射探测器研究进展

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人工晶体学报 2024年第4期53卷 554-571页

作者：秦峰吴金杰邓宁勤焦志伟朱伟峰汤显强赵瑞中国计量大学杭州310018 中国计量科学研究院北京100029 成都理工大学成都610059

X射线和γ射线探测在医学成像、安防检查、国土安全、无损检测等各个领域得到广泛应用,钙钛矿材料具有高辐射吸收系数、高载流子迁移率-寿命乘积、特殊的缺陷容忍特性而成为辐射探测器件优异的候选材料。溶液法在制备钙钛矿材料方面具... 详细信息

X射线和γ射线探测在医学成像、安防检查、国土安全、无损检测等各个领域得到广泛应用,钙钛矿材料具有高辐射吸收系数、高载流子迁移率-寿命乘积、特殊的缺陷容忍特性而成为辐射探测器件优异的候选材料。溶液法在制备钙钛矿材料方面具有显著的优势,溶液法的成本较低,能在低温或环境条件下制备,更易推行工业化生产,是未来优化材料体系,制备高质量、大尺寸晶体材料的关键技术。本文从溶液法制备卤化铅钙钛矿材料的角度出发,分析晶体生长及材料组成对辐射探测性能的影响,重点介绍从优化晶体生长质量和器件结构设计等方面提升辐射探测性能,最后总结钙钛矿材料在辐射探测领域面临的挑战,并展望了未来研究的发展方向,期望为钙钛矿材料在辐射探测领域走向工业化提供参考。

关键词：晶体生长卤化铅钙钛矿溶液法半导体器件辐射探测器

碳纳米管涂层的电沉积制备及其红外辐射性能研究

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杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期44卷 65-70页

作者：王力楠苏伟涛郝小鹏杭州电子科技大学理学院浙江杭州310018 中国计量科学研究院热工计量科学与材料特性测量技术研究所北京100013

通过电沉积法在铝衬底表面制备碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNT)涂层,研究了分散液的分散条件和电沉积条件对可见光及红外波段涂层反射特性的影响。实验结果表明,超声空化作用提高了碳纳米管悬浊液的分散性和电沉积效率,进而降低涂层反... 详细信息

通过电沉积法在铝衬底表面制备碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNT)涂层,研究了分散液的分散条件和电沉积条件对可见光及红外波段涂层反射特性的影响。实验结果表明,超声空化作用提高了碳纳米管悬浊液的分散性和电沉积效率,进而降低涂层反射率。扫描电镜(SEM)结果表明,增加电沉积时间可有效提高涂层覆盖密度。在20 V恒压下,电沉积40分钟后碳纳米管充分覆盖于衬底表面,同时涂层表面的粗糙度开始明显提高,红外反射率显著降低。根据红外反射率光谱,通过增加超声时间和电沉积时间,可得到近红外反射率小于0.0014的碳纳米管涂层,证明电沉积法制备碳纳米管涂层的可行性。

关键词：碳纳米管涂层电沉积红外反射率

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硫系薄膜材料相变温度光功率测量法研究

北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 93-100页

作者：吴国栋金森林付俊杰李硕任玲玲贺建芸北京化工大学机电工程学院北京100029 中国计量科学研究院国家市场监管技术创新中心(石墨烯计量与标准技术) 北京100029 深圳中国计量科学研究院技术创新研究院国家石墨烯材料产业计量测试中心(深圳) 深圳518107

相变温度是衡量相变薄膜材料性能的关键参数,对相变存储器的数据保持力、热稳定性和功耗有着巨大的影响,因此相变温度的准确测量非常重要。目前,国内外测量薄膜材料相变温度的主要方法有变温X射线衍射法和差示扫描量热法,前者测量精度有... 详细信息

相变温度是衡量相变薄膜材料性能的关键参数,对相变存储器的数据保持力、热稳定性和功耗有着巨大的影响,因此相变温度的准确测量非常重要。目前,国内外测量薄膜材料相变温度的主要方法有变温X射线衍射法和差示扫描量热法,前者测量精度有限,后者是破坏性测量。本文根据薄膜材料相变前后光学性质会发生较大改变的特性,首先设计了薄膜材料相变温度测量仪的硬件部分,主要包含高温加热炉、样品台、光路模块等;其次探究了高温加热炉腔的温场均匀性及温度模块的控制能力,结果表明均符合实验要求;最后,利用此装置测量了典型硫系材料GeTe和Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)薄膜的相变温度,10次测量平均值分别为212.7℃和145.4℃,标准偏差分别为1.70和2.32,测量结果稳定性良好,达到实验预期。

关键词：相变存储器相变温度高温加热炉光功率光功率测量法

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粗糙铝表面光谱偏振BRDF的测量与建模

河南师范大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 113-118,I0004-I0006页

作者：刘彦磊刘子龙周孝好中国计量科学研究院国家计量科学数据与能源计量中心北京100029 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083

金属铝在航空航天、军事国防、电子通信等领域具有重要应用,对铝材料表面光谱偏振散射特性的研究有助于丰富材料的光学信息,能够为铝材料的应用提供数据支撑.首先基于一套传统双向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution ... 详细信息

金属铝在航空航天、军事国防、电子通信等领域具有重要应用,对铝材料表面光谱偏振散射特性的研究有助于丰富材料的光学信息,能够为铝材料的应用提供数据支撑.首先基于一套传统双向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function,BRDF)测量装置在近红外波段测量了粗糙铝表面的光谱偏振BRDF,并分析了入射天顶角、粗糙度等因素对测量结果的影响.测量结果表明:入射角、波长、偏振态和表面粗糙度对BRDF有显著影响.其次,分别采用Beckmann分布和指数分布概率密度分布函数建立了BRDF模型,并对实验结果进行了拟合.通过对比能够发现:对于同一样品和相同入射条件,不同的模型能够得到不同的拟合结果;对于不同粗糙度的样品采用不同的模型可能得到更好的拟合结果.

关键词：光谱偏振铝粗糙度近红外双向反射分布函数模型

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微波暗室静区反射率电平的数据处理方法

计量科学与技术 2024年第8期68卷 78-82,37页

作者：赵兴班浩洪力刘潇中国计量科学研究院北京100029

微波暗室是工作在微波频段的暗室,是天线、目标散射特性等领域测量中使用的实验场地,用来模拟自由空间,相比与室外测试场,具有全天候、低反射的优势。实际应用中,由于内部铺设的吸波材料无法完全吸收特定频段电磁波等原因,暗室中的测试... 详细信息

微波暗室是工作在微波频段的暗室,是天线、目标散射特性等领域测量中使用的实验场地,用来模拟自由空间,相比与室外测试场,具有全天候、低反射的优势。实际应用中,由于内部铺设的吸波材料无法完全吸收特定频段电磁波等原因,暗室中的测试区域仍会有干扰的反射信号存在,这些反射信号从各个方向进入测试区域并与收发天线之间的直射波叠加,在测试区域内一定行程上形成空间驻波分布。测试区域内的干扰反射指标用静区反射率电平表征。将微波暗室用于天线辐射方向图等参数测量时,应评估暗室中不同角度的静区反射率电平。微波暗室静区反射率电平测量方法常采用自由空间电压驻波比(Voltage Standing Wave Ratio,VSWR)法。测试区域中直射信号和反射信号的矢量和一定行程上形成空间驻波,空间驻波的数据处理方式决定了静区反射率电平计算结果,实际测试曲线中驻波峰峰值的选择方式直接决定了测量结果。详细讨论了微波暗室内反射率电平的采集数据和处理方法,有助于优化现场测量测试的测试方案,并对静区扫描架的优化设计有积极意义。

关键词：计量学微波暗室静区反射率电平测量天线

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一种高真空零部件放气率测试装置的研制

真空科学与技术学报 2024年第6期44卷 477-487页

作者：胡晓月陈俊儒胡庆生杨传森姜娟徐海洋许昌军宋春尧刘迪中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所合肥230031 北京东方计量测试研究所北京100029 北京市真空计量检测工程技术研究中心北京100029

材料的真空放气特性是聚变装置需重点研究和关注的内容。为了研究大尺寸组件在聚变装置真实运行环境下的放气特性,基于对称结构流导法针对性设计研制了一套放气率测试装置,该装置能模拟聚变装置烘烤温度条件(室温~300℃)且测量范围覆盖(... 详细信息

材料的真空放气特性是聚变装置需重点研究和关注的内容。为了研究大尺寸组件在聚变装置真实运行环境下的放气特性,基于对称结构流导法针对性设计研制了一套放气率测试装置,该装置能模拟聚变装置烘烤温度条件(室温~300℃)且测量范围覆盖(10^(-5)~10^(-9)) Pa·m^(3)·s^(-1)量级。此外,重点针对样品室的加热、冷却系统进行热仿真验证以确保零部件在放气率测试时能模拟其在托卡马克真空室内烘烤过程中的温升工况。装置样品室尺寸为φ500 mm×600 mm,主体材料使用SUS316L不锈钢且内表面采用超高真空工艺处理。样品室设计有加热平台和真空室外壁的联合加热模块,以实现对被测样品25℃~300℃的加热;样品室隔热层外侧设有水冷系统以保障降温效率和人员接触安全性。对样品室的烘烤、冷却设计进行热仿真分析发现:隔热层起到了有效的保温隔热作用,内外层温差近150℃;水冷系统起到显著的降温效果,使人员接触的最外层区域温度不超过55℃;在联合加热模式下的升温效率和加热能力优于仅使用样品台热传导升温。初步测试表明,装置可实现稳定的可控烘烤性能,本底放气成分分析表明该装置本底清洁运转良好,可以满足聚变装置零部件的放气率测试要求。

关键词：放气率样品室结构设计仿真分析装置研制

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Zr共掺对CsLaLiBr:Ce晶体的中子/伽马甄别性能的影响

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无机材料学报 2024年

作者：郑中秋魏钦华童宇枫唐高尹航秦来顺中国计量大学材料与化学学院中国科学院上海硅酸盐研究所人工晶体研究中心

中子探测技术广泛用于国土安全、核材料安全检测以及高能物理等领域，近年来由于3He资源紧缺，急需开发出能够同时甄别中子/伽马的新型闪烁体，Cs2LaLiBr6:Ce(CLLB:Ce)晶体具有良好的中子/伽马甄别能力、优异的能量分辨率以及高光输出... 详细信息

中子探测技术广泛用于国土安全、核材料安全检测以及高能物理等领域，近年来由于3He资源紧缺，急需开发出能够同时甄别中子/伽马的新型闪烁体，Cs2LaLiBr6:Ce(CLLB:Ce)晶体具有良好的中子/伽马甄别能力、优异的能量分辨率以及高光输出。本研究采用垂直布里奇曼法成功生长了Zr4+共掺杂的CLLB:Ce晶体。通过X射线衍射图谱、XPS、ICP-MS等手段研究了Zr4+共掺CLLB:Ce晶体的结构和组分，Zr4+成功掺入基质材料且对基质晶体结构未产生明显的影响。共掺晶体的发光性能和闪烁特性，光致发光荧光光谱、X射线激发发射光谱、紫外荧光衰减等结果表明Zr4+掺杂后未产生新的发光中心，紫外衰减时间约为27ns，仍具有较快的荧光衰减。中子/伽马甄别测试结果表明，通过Zr4+共掺杂CLLB:Ce晶体的FOM从1.2提高到1.5。结合热稳定性和闪烁衰减时间，探讨了衰减时间对FOM值的影响机制，Zr4+的共掺可以抑制浅电子陷阱和Vk心，减少了电子捕获和脱陷过程，使Ce3+直接捕获的几率大大增加，从而表现出更快的衰减时间。结果表明Zr4+共掺杂CLLB:Ce晶体在中子/伽马探测领域具有潜在的应用前景。

关键词：闪烁晶体 CLLB:Ce 中子/伽马甄别钾冰晶石结构

基于微胶囊技术的外援型自修复涂层的研究进展

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涂料工业 2024年第9期54卷 64-70页

作者：胡静吉翠萍卫国英中国计量大学材料与化学学院杭州310018

自修复涂层是提高材料及涂层服役寿命的重要手段,开发基于微胶囊技术的外援型自修复涂层,具有重要的研究意义与经济意义。基于近年来微胶囊技术及其在外援型自修复涂层中取得的进展,对微胶囊的类型、制备方法进行总结,特别介绍了微流控... 详细信息

自修复涂层是提高材料及涂层服役寿命的重要手段,开发基于微胶囊技术的外援型自修复涂层,具有重要的研究意义与经济意义。基于近年来微胶囊技术及其在外援型自修复涂层中取得的进展,对微胶囊的类型、制备方法进行总结,特别介绍了微流控技术。综述了自修复涂层常用的树脂,阐述了涂层的自修复模式,尤其是近年来快速发展的双修复模式。最后介绍了微胶囊型自修复涂层的应用进展。微胶囊技术及自修复涂层应用广泛,发展持续且稳定,但仍存在着应用和理论性的问题。微胶囊的调控、功能剂的稳定贮存及可控释放将是未来的研究重点。而微流控技术的精确可控及高效特性,将为微胶囊及自修复涂层带来新的发展机遇。

关键词：自修复涂层微胶囊外援型自修复微胶囊技术自修复性能

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基于零磁通原理的宽量程电流互感器传变特性

南方电网技术 2024年

作者：张鼎衢杨路肖勇宋强王保帅王岩邢立坤南方电网科学研究院广东电网有限责任公司计量中心广东省电网智能量测与先进计量企业重点实验室

“双碳”背景下新能源分布式电源大规模并网，由于其间歇性和宽量程负荷的特点，使新能源并网点处的电流信号呈现宽动态变化范围的特征。传统电流互感器在一次电流远小于额定电流时容易因为铁芯励磁不足和初始磁导率低而发生误差越限，... 详细信息

“双碳”背景下新能源分布式电源大规模并网，由于其间歇性和宽量程负荷的特点，使新能源并网点处的电流信号呈现宽动态变化范围的特征。传统电流互感器在一次电流远小于额定电流时容易因为铁芯励磁不足和初始磁导率低而发生误差越限，在一次电流超过额定电流时又因为可能进入铁芯饱和区而导致精度降级，难以实现电能的准确计量。为使电流互感器同时满足高精度和宽量程，提出了一种基于电动势补偿的无源零磁通复合铁芯电流互感器，通过二次绕组在主、辅铁芯上的不等匝数绕制和补偿绕组的引入，并根据主、辅铁芯的磁场分布特征选取不同的铁芯结构和材料，使主铁芯工作在近似零磁通的状态。推导该结构电流互感器的控制框图和传递函数，并结合仿真分析和实验验证，结果表明该种结构的电流互感器在一次额定电流的0.1%～200%范围内均满足0.1级电流互感器的精度要求，为新能源背景下电力系统中宽动态变化范围电流信号测量提供一种可能的解决方案。

关键词：电流互感器宽量程零磁通电动势补偿复合铁芯