LED混光颜色质量及优化研究

在影视灯光和植物栽培等领域都需要对LED光源进行混光设计。本文采用遗传算法分别针对4色、6色LED混光光谱,单目标优化一般显色指数R_(a)或色彩保真度指数Rf,来获得高一般显色指数R_(a)或者高色彩保真度指数Rf。研究初始种群数目和进化代数对优化数值和优化时长的影响,同时分析一般显色指数R_(a)和色彩保真度指数Rf的关系。采用带精英策略的快速非支配排序遗传算法针对6色LED混光光谱,双目标优化一般显色指数R_(a)和电视光源一致性参数TLCI Q_(a),来同时获得高一般显色指数R_(a)和高电视光源一致性参数TLCI Q_(a),使得该光源能够在一些特定的场景如影视照明等作为良好的照明光源。仿真和实验结果表明:4色混光光源在色温为2700~7500 K范围内,一般显色指数R_(a)都超过95,色彩保真度指数Rf都能够超过93。同时色彩保真度指数Rf对一般显色指数R_(a)具有很好的兼容性。并且随着LED颜色数目的增加,一般显色指数最优化数值在增加。对于双目标优化6色LED混光光谱,在色温为3000~9000 K范围内,都能够保持一般显色指数R_(a)大于96,电视光源一致性参数TLCI Q_(a)大于96。

大视场小型无热化长波红外镜组设计

跟随红外镜头小型化、大视场化的趋势,利用ZEMAX设计了一款大视场无热化小型长波红外镜组。系统匹配384×288@17μm的非制冷型长波红外探测器,工作波段为8~12μm。系统F数为1.6,相比于传统红外镜头,视场角更大,全视场达72°,尺寸更小,总长仅为6.96 mm。主镜头仅用3片镜片,通过两种红外光学材料的搭配以及6面非球面实现像差的校正和光学系统的无热化,工作温度范围覆盖-40~60℃。仿真结果表明,在空间频率15 lp/mm处,全视场的调制传递函数大于0.5,空间频率30 lp/mm处,全视场调制传递函数大于0.15。同时为了增大红外探测器的填充因子,提高能量利用率,在系统中搭配设计了放置于红外传感器前的微透镜阵列。实现了红外光学系统的小型化,为红外热像仪在智能手机上的应用提供了解决方案。

金红石TiO_(2)纳米线忆阻器的制备及阻变存储机制

本工作采用简单高效的一步水热法工艺制备了具有一维有序结构的金红石TiO_(2)纳米线阵列,设计了Au/TiO_(2)/FTO器件结构的金红石TiO_(2)纳米线忆阻器,系统研究了器件的阻变存储特性和存储机制,构建了器件基于氧空位迁移的非线性阻变存储机制模型。结果表明,Au/TiO_(2)/FTO结构金红石TiO_(2)纳米线忆阻器具有非易失性的双极性阻变存储特性,器件的阻变开关比可以稳定地保持在10^(2)以上。此外,器件在低阻态时满足线性的欧姆导电特性,在高阻态时服从陷阱控制的空间电荷限制电流传导机制,而器件的阻变存储行为则遵循基于氧空位迁移的非线性离子迁移阻变存储机制,研究结果表明金红石TiO_(2)纳米线忆阻器在下一代非易失性存储器方面具有重要的应用潜力。

纳米TiC增强Ti(C、N)基金属陶瓷材料的组织与性能研究

采用自制的纳米TiC粉末制备Ti(C、N)基金属陶瓷。研究了纳米粉末对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明,粉末冶金过程中,纳米TiC粉末易于在粘结相中扩散与溶解及沿晶界分布,降低了硬质相在粘结相中的溶解度,抑制了晶粒长大,同时微观上造成局部富C和稳定了硬质相中的C含量,使金属陶瓷材料的环形相增多尺寸增厚。抗弯强度与晶粒尺寸满足于Hall Petch公式,5%～10%(质量分数)的纳米粉末加入量可使金属陶瓷的抗弯强度得到较大的提高,但硬度与晶粒尺寸的关系反Hall Petch公式。

化学镀制备功能梯度材料的实验研究

提出采用低温化学镀工艺方法制备陶瓷 /金属功能梯度材料的设想 ,利用自制的化学镀装置对制备 Si C/Ni- P FGM进行了实验研究。结果表明 ,通过优化化学镀工艺 ,调整施镀时间和 Si C微粒的添加速度及添加量等参数 ,可以合适地控制材料镀层的厚度和成分梯度分布。功能梯度材料的微观结构和力学性能等都与材料成分梯度分布之间有很好的对应关系。

新型功能梯度材料研究现状及发展方向

介绍了功能梯度材料的研究现状及发展方向,针对功能梯度材料研究的核心问题——材料合成技术,综述了低温制备工艺研究现状,最后对功能梯度材料进行了展望。

Ti(C_(1-x)N_x)系固溶体粉末的组织结构研究

研究了碳热还原反应产业化制备的Ti(C1 -xNx)系固溶体粉末的组织结构特征。结果表明 ,通过控制原料成分C/Ti的准确配比 ,可产业化制备出成分优良的不同单相Ti(C1 -xNx)固溶体。粉末呈多角状和不规则形。Ti(C1 -xNx)系固溶体的点阵常数与C或N含量有很好的对应关系。通过调整粉末中元素的固溶度 ,可控制粉末的晶体结构 ,进而控制材料的性能。

纳米Ti(C,N)增强Ti(C,N)基金属陶瓷的制备研究

采用Ti(C,N)纳米粉末制备Ti(C,N)基金属陶瓷.研究了烧结温度、保温时间和升温速度等工艺参数对含10wt％纳米粉末的Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响,得到优化烧结工艺为1450℃,保温75min,升温速度3℃/min.用优化工艺制备的Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度提高了约36.7％,增强机理主要表现为细晶强化、弥散强化和固溶强化.

纳米Ti(C,N)增强Ti(C,N)基金属陶瓷的研究

采用纳米Ti(C ,N)粉末制备Ti(C ,N)基金属陶瓷 ,研究了纳米粉末对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明 ,粉末冶金过程中 ,纳米Ti(C ,N)粉末易于在粘结相中扩散与溶解及沿晶界分布 ,降低了硬质相在粘结相中的溶解度 ,抑制了晶粒长大 ,提高了材料的红硬性能。抗弯强度与晶粒尺寸满足于Hall Petch公式 ,5wt%～ 10wt%的纳米粉末加入量可使金属陶瓷的抗弯强度和切削性能得到较大的提高 ,但硬度变化不大。切削磨损主要表现为磨粒磨损和轻微的粘着磨损 。

功能梯度材料和低温制备研究现状及展望

概述了功能梯度材料的概念、性能、应用前景和研究现状及发展方向。同时针对功能梯度材料研究的核心问题——材料合成技术，综述了低温制备工艺研究现状。最后对功能梯度材料进行了展望。

纳米晶Ti(C,N)固溶体粉末的制备及组织结构研究

研究了纳米晶Ti(C,N)固溶体粉末的碳热还原反应制备及其组织结构特征。结果表明,以球形亚微米TiO2粉末和纳米碳黑为原料,通过原料成分C/Ti的准确配比和适当的工艺参数,可制备出成分优良的晶粒度为37nm的单相纳米晶Ti(C,N)固溶体粉末。

化学镀制备SiC/Ni-P功能梯度材料

通过对化学复合镀Ｎｉ－Ｐ－ＳｉＣ复合镀层的研究，找到了制备ＳｉＣ／Ｎｉ－Ｐ功能梯度材料的工艺方法．并采用光学显微镜、电子探针分析仪、透射电镜等方法和手段对ＳｉＣ／Ｎｉ－Ｐ功能梯度材料的组织、形貌和成分进行了研究．结果表明，功能梯度材料的微观结构与材料成分梯度分布之间有很好的对应关系．

化学镀Ni-P-SiC镀层的微观组织结构特征

对化学镀Ni P SiC复合镀层的微观组织结构特征进行了研究 ,结果表明 ,SiC微粒弥散分布在复合镀层中 ,Ni P合金主要作为粘结金属包络着SiC微粒 ,两者之间存在电子转移 ,发生了界面反应 ,反应扩散层为 10 - 1nm级 ,界面结合紧密 ,无孔隙和裂纹等缺陷。元素存在形态主要表现为Ni和P以单质的形式存在 ,Si以共价健SiC的形式存在 ,Ni

化学镀SiC/Ni-P功能梯度材料工艺、组织及性能

通过对化学镀Ｎｉ－ Ｐ－ ＳｉＣ复合镀层的研究，找到了制备ＳｉＣ／Ｎｉ－ Ｐ 功能梯度材料（ＦＧＭ） 的工艺方法。并采用光学显微镜、电子探针分析仪及热震试验等方法和手段对功能梯度材料的组织、形貌、成分与镀层结合力进行了研究。结果表明，功能梯度材料中ＳｉＣ微粒以弥散状态沿镀层厚度方向呈梯度分布，无团聚结块现象，材料致密，组织细小。功能梯度材料较单层Ｎｉ－ Ｐ－ ＳｉＣ复合镀层以及Ｎｉ－ Ｐ／Ｎｉ－ Ｐ－ ＳｉＣ 双层镀层具有更好的结合强度。

Ti(C_(1-x)N_x)系固溶体粉末的制备研究

研究了在碳热还原反应产业化制备Ti(C1 -xNx)系固溶体粉末过程中 ,原料配比、反应温度和N2 流量等工艺参数对Ti(C1 -xNx)组成和性能的影响 .结果表明 ,通过控制原料成分C/Ti的准确配比 ,可产业化制备出成分优良的不同单相Ti(C1 -xNx)固溶体 .在Ti(C1 -xNx)粉末中x值随反应温度的升高或N2 流量的减小而变小 .Ti(C1 -xNx)系固溶体的点阵常数与C或N含量有很好的对应关系 .通过调整粉末中元素的固溶度可控制粉末的晶体结构 。

废弃钻井液处理中脱稳药剂对设备腐蚀的影响与控制

采用静态失重法、动态失重法、交替暴露试验、电化学测试、Ｘ－射线衍射仪及电子探针分析仪等对废弃钻井液化学脱稳处理过程中不同种类脱稳药剂对设备（Ａ３ 钢）的腐蚀影响规律以及添加缓蚀剂和非晶态Ｎｉ－Ｐ 化学镀层的腐蚀控制方法进行了研究。结果表明，各种化学脱稳药剂都加速了碳钢的腐蚀，按一定比例添加单宁改性季胺盐（ＸＹＤ）、除氧剂Ｎａ２ＳＯ３ 和ＮＨ４ＳＣＮ 的复合缓蚀剂对Ａ３ 钢的腐蚀起到了一定的缓蚀效果，化学镀非晶态 Ｎｉ－Ｐ 对耐脱稳药剂腐蚀的性能优异。

粉末相组成对(Ti,W,Ta,Mo)(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷组织及性能的影响

采用自制的多元复式碳(氮)化物陶瓷粉末制备少Mo的(Ti,W,Ta,Mo)(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷。研究了粉末相组成对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明,多元复式碳(氮)化物固溶体的晶格常数与元素的固溶度有很好的对应关系。金属陶瓷中含Ta,W等重金属元素的多元复式碳化物的加入,有利于重金属元素向粘结相中均匀扩散,相对减缓了低元相Ti(C,N)的分解,使材料的性能得到较大的提高,组织主要表现为单层环形相结构特征,富Ti硬质相减少,富(Ta,W)硬质相增多,且晶粒细小,无团聚现象。

几种材料的微生物腐蚀

用扫描电镜、电子探针等，研究了不锈钢、Q230钢、工业纯铝、工业黄铜等材料对硫酸盐还原菌（SRB）的腐蚀敏感性，结果表明Q23O钢易生长生物膜，其主要腐蚀产物为FeS，以点蚀为主。不锈钢、工业纯铝等材料若有缺陷及残余应力处、有利于细菌生长，黄铜耐SRB腐蚀。化学镀Ni－P和Ni－MO－P可提高Q230钢耐微生物腐蚀能力。

纳米压印制作半导体激光器的分布反馈光栅

分布反馈(DFB)光栅的制作是半导体激光器芯片的关键工艺,通过纳米压印技术在InP基片表面涂覆的光刻胶上压印出DFB光栅图形,并分别通过湿法腐蚀和干法刻蚀技术将光栅图形转移到InP基片上。所制作的DFB光栅周期为240nm(对应于1 550nm波长的DFB激光器),光栅中间具有λ/4相移结构。采用纳米压印技术制作的DFB光栅相对于通常双光束干涉法制作的光栅具有更好的均匀性以及更低的线条粗糙度,而且解决了双光束干涉法无法制作非均匀光栅的技术难题。相对于电子束直写光刻法,采用纳米压印技术制作DFB光栅具有快速与低成本的优势。采用纳米压印技术在InP基片上成功制作具有相移结构的DFB光栅,为进一步进行低成本高性能的半导体激光器芯片的制作奠定了良好基础。

用于分布反馈光栅的纳米压印模板制作

高质量、低成本的压印模板的获得是采用纳米压印技术制作分布反馈光栅的难点,本文采用双层金属掩模及lift-off金属剥离方法制作了适用于紫外压印技术的石英基压印模板。首先,采用电子束光刻技术在镀钛的石英基片表面直写出DFB光栅的光刻胶图形,接着,在其表面溅射一层金属镍并进行金属剥离得到与光刻胶相对的图形,最后采用电感耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术将光栅图形转移到石英基片上,并对模板的表面进行了防粘连处理。所制作的DFB光栅压印模板周期为200nm,光栅中间具有λ/4相移结构,适用于1 310nm波长的相移型DFB半导体激光器光栅的制作。