Dy^(3+),Tb^(3+)共掺氮化铝薄膜结构与发光特性

通过离子注入方法,首次将Dy^(3+)和Tb^(3+)共掺入氮化铝(AlN)薄膜,并研究了其晶体结构、阴极荧光和能量传递机制。拉曼光谱(Raman)和X射线衍射(XRD)结果显示,在Tb^(3+)剂量一定的情况下,Dy^(3+)的注入会导致晶格内部压应力增大,随着Dy^(3+)的持续注入,一部分点缺陷发生复合,内部部分压应力会得到释放。阴极荧光光谱(CL)显示,高剂量Tb^(3+)注入下,随着Dy^(3+)剂量的增加,Tb^(3+)的发射强度与Dy^(3+)的发射强度呈现出不同的变化趋势。进一步分析表明可能存在Tb^(3+)的5D4→7F6至Dy^(3+)的6H15/2→4F9/2的共振能量传递。通过研究发现在不同Tb^(3+)和Dy^(3+)注入剂量下,样品的发光颜色在黄绿色与橙黄色之间转变,色温在4042~5119K范围变化。由上述研究结果可知,通过改变Tb^(3+)与Dy^(3+)共注入的剂量比可以有效调控材料的发光色坐标与色温。

脱盐水系统极高回收率工艺包的设计及工程应用

针对脱盐水系统中水的利用率普遍较低的问题[1],设计了一种提高回收率的脱盐水工艺包,通过采用优质的高回收率超滤单元和对预处理工艺段的高浊排放水进行降浊处理回用[2],同时对脱盐水工艺段的高盐排放水进行深度除硬脱盐回用[3],使系统水的利用率大于92%。运行结果表明,通过采用高强度、耐污染的超滤膜产品,经过优化其运行模式,可以使超滤单元做到95%以上的回收率,并通过回用超滤排放的高浊排污水能使预处理段的回收率做到99.5%;通过对RO浓水的深度软化,再用浓水RO进行脱盐回用,可以把脱盐段的回收率做到92%,这样整个脱盐水系统就能轻松实现92%以上的极高回收率。产水水质能满足高温高压锅炉补给水电导率<0.2μS/cm,ρ(SiO_(2))<0.02 mg/L的水质标准[4],可作为厂区锅炉补给水使用。成本分析表明,该脱盐水工艺包的吨水运行成本约13元(含税及其它全部费用),具有较好的经济性。

向家坝水电站泄洪消能方案构思与初步研究

受环境和通航条件的影响,向家坝水电站只宜采用底流消能形式,但这种高水头、大流量的底流消能工中外罕见。经大量试验研究提出的高低坎方案,其水力学指标在可接受的范围内,基本可解决向家坝水电站的泄洪消能问题。

纯LaAlO_3和Ce^(3+)∶LaAlO_3单晶的吸收谱和透过谱研究

本文采用中频感应提拉法成功生长了LaAlO3 和Ce3 + ∶LaAlO3 晶体。沿生长方向即a轴方向切割、抛光后得到实验样品。测试了氢气退火前后纯LaAlO3 和Ce3 + ∶LaAlO3 从 190nm到 2 5 0 0nm的吸收谱和透过谱。测试结果表明 :纯LaAlO3 晶体在 196～ 2 2 0nm处出现宽带吸收 ,氢气退火后此一波段的吸收系数明显降低 ;未退火的Ce∶LaAlO3晶体在 196～ 2 0 9nm ,2 4 6nm ,314nm出现明显的吸收波段 ,氢气退火后其吸收谱发生显著变化 ,在 198,2 0 6 ,2 14 ,2 4 6和 314nm处出现对应于Ce3 + 的 4f- 5d的跃迁吸收 ;Ce∶LaAlO3 晶体较之纯LaAlO3 晶体在红外区的透过率要高 ;氢气退火后 ,Ce∶LaAlO3 晶体和纯LaAlO3

15%Yb:YAlO_3晶体的生长和光谱研究

本文采用中频感应提拉法成功生长了Yb掺杂浓度高达15％的YAlO_3晶体,晶体尺寸约φ30mm×120mm,晶体质量较好。对生长的晶体沿垂直于b轴方向进行了切割,将样品分别在氢气和氧气中退火后进行了吸收和荧光测试。在氧气中退火后的样品具有较大的峰值吸收宽度,但同时也增加了基线的吸收系数。分析表明在940nm泵浦下,1011nm和1037nm将是实现激光输出的候选波长。

深埋隧洞TBM掘进微震实时监测与特征分析

针对深埋硬岩隧洞TBM掘进过程中开展微震实时监测存在的困难与不足,对现有微震监测技术进行优化与改进,并在锦屏II级水电站3#引水隧洞TBM施工洞段开展微震实时监测。监测结果表明:(1)TBM施工环境噪音复杂,但主要噪音特征明显,可通过建议的滤波方法有效滤除。(2)围岩的微震活动和TBM掘进及掘进速率具有明显的关系,TBM掘进速率增加,围岩微震明显活跃;TBM掘进速率降低,围岩的微震活动明显降低;微震平静期发生在TBM检修期间,最活跃期发生在TBM检修后掘进4～6h。(3)一些岩爆发生前,微震事件和能量释放在空间上由随机离散状态变得相对集中,在时间上微震事件的数量和能量有一个迅速增加的趋势;视体积有突增趋势,能量指数有突然下降迹象。(4)在深埋隧洞TBM掘进过程中进行微震实时监测,可以获得岩爆发生前的有效微震信息,获得岩爆发生前微震活动的演化特征与规律,为岩爆的发生提供较为准确的预警信息。因此,通过微震监测预测预报深埋隧洞TBM掘进过程中岩爆的发生是可行的。

深埋隧洞岩爆孕育规律与机制:时滞型岩爆

根据锦屏II级水电站引水隧洞现场岩爆发生机制,提出时滞型岩爆概念,并对时滞型岩爆进行系统研究,发现:(1)时滞型岩爆一般发生在隧洞掌子面开挖应力调整扰动范围之外,是岩爆区开挖应力调整与外界扰动联合作用的结果。80%的时滞型岩爆时间上滞后该区开挖时间6～30 d,空间上在距离掌子面80 m的范围内。(2)时滞型岩爆区,一般节理、裂隙、夹层等原生结构面比较丰富,结构面类型以与洞轴线成小夹角的隐性结构面为主。(3)时滞型岩爆区开挖时,应力调整剧烈,围岩的破裂活动较频繁,微震事件时间上持续增加,空间上位置集中;视体积持续增加,有突增趋势;能量指数持续高位,有下降趋势;岩爆发生前夕,微震事件较少,存在一个明显的"平静期",且岩爆发生时视体积和能量指数变化不明显。(4)时滞型岩爆区开挖卸荷后,初期微震事件以拉伸、剪切及拉剪混合型破坏为主;接着,以沿破坏面扩展的拉伸破坏为主;随后,有一个明显的"平静期";最后岩爆发生时,以剪切破坏为主导。根据时滞型岩爆的特征、演化规律与机制,建议时滞型岩爆应采取"减少扰动,先喷,再锚,紧挂网,紧复喷"的联防策略。

水平多股淹没射流水力特性及消能分析

针对不能采用挑流消能型式的大型水电工程,提出了多股多层水平淹没射流新型消能型式。它是利用与下游消力池底板具有一定高差且基本平行的多股射流进入消能水体的中间,在每一股射流的四周形成强剪切并各有一个较为稳定的三元紊动旋滚的水平多股淹没射流进行消能。对该消能方式的水力特性和消能特性进行理论分析,推导出三元水平多股淹没射流水力参数计算公式,计算结果表明它是一种流态稳定、适应性强、低雾化、高消能率,有利于降低临底流速的新型消能方式。

锦屏二级水电站引水隧洞TBM施工工法研究

锦屏二级水电站引水隧洞是我国目前规模最大的水工隧洞群,特点是洞线长、埋深大、技术难度大,且沿线突水、岩爆、塌方各种地质灾害十分突出,为确保工程施工的安全与按期顺利发电,有必要选择安全快速的掘进方式,为此针对TBM工法,进行大量的调查研究与分析论证,研究结果表明:无论是从岩石的可钻性、耐磨性,还是从岩石的变形、破坏特性,TBM施工都是可行的,对可能遇到的地下水、岩爆、围岩大变形等不良地质条件的处理,较传统的钻爆法有一定的优势,对人员设备的安全具有更好的保护作用。结合地质超前预报和施工中不断改进的施工工艺和支护手段,可以较好地解决施工过程中可能遇到的一些工程难题。

多股多层水平有压淹没射流消能特性研究

对多股多层水平淹没射流有压体型消能特性和水力特性进行了消能分析和试验研究.实测的消力池底板压力分布特性、流态稳定性、流速衰减规律表明,采用有压射流将高速下泄水流导入下游水体中,利用三元强剪切及紊动消能,可大大降低临底流速,减小消力池底板上的动水冲击,增加淹没射流消能的稳定性,减小了雾化对周围环境的影响,是一种消能率高、低雾化、适应性较好、安全的新型消能方式.但是,对于中孔进口位置较低的水利枢纽工程存在深水闸门受力过大及开启条件限制较多等不足.

考虑卸荷效应的深埋隧洞围岩分区破坏数值模拟

基于卸荷岩体力学基本理论,运用三维有限差分软件,提出以塑性体积应变增量变化区间与不同卸荷区域岩体力学参数相对应的卸荷模拟方法,模拟了不同侧压系数条件下开挖洞周附近围岩最大体积应变增量以及围岩损伤范围的变化情况。数值模拟结果表明:当侧压系数较低时,洞周附近围岩的塑性体积应变增量区域的外边界近似为竖向椭圆形,随着侧压系数的增大,其外边界逐渐向圆形变化,最后变为横向椭圆形。侧压系数越大,围岩的卸载效应越显著,洞周附近围岩的塑性体积应变增量就越大,其所产生的围岩损伤范围也相应越大。利用所获得的结果,可以为深埋隧洞的稳定性分析以及支护设计提供依据。

粗合成纤维长径比对喷射混凝土性能的影响

粗合成纤维对喷射混凝土的增韧效果与钢纤维相比有明显差距。为了改善粗合成纤维的增韧效果,采用小型湿喷成型试件,测试当量直径为0.5～1.0 mm、断面形状分别为8字形或椭圆形的2种聚丙烯粗合成纤维的长径比对C30湿喷混凝土工作性、纤维分散性、回弹率、抗压强度、抗拉强度、抗折强度及弯曲韧性的影响。纤维长径比为30～76,长度为24～50 mm,掺量为8 kg/m3。结果表明:整体上,随纤维长径比增加,抗压、抗拉、抗折强度及弯曲韧性先增加后降低。对所用的2种纤维,长径比约为50时对喷射混凝土增强、增韧作用最为明显。适宜长径比范围内,长径比增大使边壁效应减弱,基体对纤维咬合作用增强,利于提高喷射混凝土力学性能;长径比过大时,纤维分布不均及结团减弱了纤维增强、增韧作用。

地下多洞室结构的中隔墙安全度区间计算方法

针对地下工程中相邻洞室和隧道群的中隔墙稳定性问题,提出一种基于虚拟应力系数原理的多洞结构中隔墙安全度定量计算方法。该方法通过迭代搜索一个虚拟应力系数K,使得在K倍初始地应力下洞群中隔墙正好出现贯通性的等效塑性应变带,并由此确定中隔墙安全度的下限值。同时,分析不同虚拟应力作用下中隔墙等效塑性应变带两侧特征点的相对变形特征曲线,以相对变形曲线出现突变拐点时对应的虚拟应力系数作为中隔墙安全度的上限值,从而获得中隔墙的安全度区间。通过对一物理模型试验结果的验证分析和西南一大型水电地下洞群中隔墙安全度的计算表明,该方法可以合理地给出中隔墙的安全区间,可为地下多洞室或隧道群中隔墙的安全性定量评价和支护设计提供科学依据。

水平多股淹没射流理论及试验研究

针对水利水电工程中高水头、大单宽流量泄洪消能问题,提出多股多层水平淹没射流新型消能型式.对这种复杂三元混合淹没水跃进行了理论分析,推导出跃前水深和跃后水深之比和消能率计算公式.对其流动的水力特性和消能机理进行了分析和试验研究,测量了消力池内压力分布规律、水面形态、流速分布和脉动压力特性.分析了出口体型参数对流态稳定性和水力特性的影响,获得体型参数与水力要素之间的关系以及变化规律.分析了多股多层水平淹没射流消能机理,尤其是强剪切消能和小尺度漩涡消能的效率和机制.研究表明,它是一种流态稳定、适应性强、低雾化、高消能率的新型消能方式,能够减轻工程建设给环境带来的不利影响,有利于工程应用.研究成果为实际工程设计提供了科学理论依据.

温梯法生长76mm Ce∶YAG闪烁晶体的研究

首次采用温度梯度法 (TGT)成功生长了直径为 76mm高光学质量的Ce :YAG高温闪烁晶体 ,采用ICP AES测试了Ce离子在Ce:YAG晶体中的分凝系数约为 0 .0 82。在室温下 ,测试了原生态Ce :YAG晶体的吸收光谱和X射线激发发射光谱 (XEL)。吸收光谱显示了Ce3 + 离子的 3个特征吸收带 ,对应的中心波长分别为 2 2 3nm ,340nm及4 6 0nm ;XEL发射谱表明Ce :YAG的发射峰为 5 5 0nm ,能与硅光二极管有效地耦合。

高温闪烁晶体GSO:Ce的生长及其光谱性质

本文用中频感应提拉法生长出尺寸为30mm× 1 5 0mm ,质量好的GSO :Ce晶体。并对晶体进行XRD测试和差热分析 ,初步分析引起晶体开裂的原因 ,最后测试了晶体室温下的吸收和荧光光谱等 ,GSO :Ce晶体发射峰为4 33nm ,晶体在大于 4 0 0nm范围其光透过率大于 80 %。

高温闪烁晶体Ce:YAP中的小角度晶界

通过腐蚀形貌和XRD摇摆曲线,观察到了垂直和平行于Ce:YAP[010]方向的两组晶面内存在的小角度晶界(镶嵌结构间界),根据SEM形貌估算出(010)面内小角晶界的夹角为51”;四晶XRD摇摆曲线的结果表明,平行于[010]向的晶面内小角晶界的夹角为58”;摇摆曲线的半峰宽为54”,根据Darwin理论算出理想晶体的半峰宽为17”,并由此分析了晶体的完整性.

高温闪烁晶体Ce:YAP的化学腐蚀形貌

本文报导了Ce:YAP晶体位错蚀坑的腐蚀条件;同时报导了几个主要晶面的位错蚀坑形貌,(100)面呈扁豆形,(010)面呈菱形,(101)面呈椭圆形,这些形状与各自晶面的对称性一致。通过蚀坑形貌在晶体横截面内观察到了小面生长核心区和熔质尾迹等缺陷,并分析了其成因。

高温闪烁晶体Ce:YAlO_3开裂现象的分析

对提拉法生长的Ce∶YAlO3(简称为Ce∶YAP)晶体的开裂现象进行了研究,认为引起开裂的主要内在因素是YAP晶体热膨胀系数的各向异性。研究了Ce∶YAP晶体的[010],[101],[121]等几个主要方向在30～800℃范围内的热膨胀系数曲线。结果表明:沿[010]和[101]方向的膨胀系数相差最大。通过对晶体中热应力分布的计算,得出晶棱显露处为应力集中点,指出晶体容易产生开裂的方向是[010]和[101]。通过对晶体的显微形貌观察发现,晶体中存在微裂纹。晶体的各向异性热膨胀系数,晶体生长过程中大的温度梯度以及快的降温速率等是Ce∶YAP晶体产生开裂的主要原因。

掺铈硅酸钆闪烁晶体的研究进展与发展方向

本文综述了铈离子掺质硅酸钆(Ce:Gd2SiO5 )闪烁晶体的结构、闪烁性能、闪烁机理及晶体生长的研究现状,重点讨论了Ce:GSO闪烁晶体生长的研究进展;提出了硅酸钆闪烁晶体未来研究发展的几个方向为:大尺寸晶体的生长、高光输出的研究、混合型硅酸钆晶体的研究等。