金属表面裂纹的氮-空位色心漏磁检测

基于氮-空位(NV)色心对磁场的敏感特性,以含浓度1~2 ppm(百万分之一)NV色心的金刚石量子传感器为核心,微波共振扫频激发NV色心的量子自旋为基础,通过优化的共聚焦光路激发NV色心来收集反射回的含磁场信息的光信号,以3块板卡组成控制采集模块对信号进行滤波处理和可视化处理,搭建一套量子精密测量系统。采用该量子精密测量系统完成0.1~1 mm深度下和5~15 mm提离值下的金属表面裂纹检测。试验结果表明,该系统的磁场测量灵敏度达6 nT·√Hz^(-1),可完成最小深度为0.1 mm和最大提离值为15 mm的金属表面裂纹检测,为金属表面裂纹的工业检测提供了一种新方式。

镀有石墨烯薄膜的散热器散热性能及其模型的研究

为了探究石墨烯薄膜对散热器散热性能的影响,研究了石墨烯薄膜散热器的深度学习模型,采用BP神经网络算法求解石墨烯薄膜散热器散热性能。建立散热器仿真模型,研究发现影响石墨烯薄膜散热器性能的主要因素为功率器件输入功率和功率器件与散热器接触面的面积比,其中随着输入功率的增大和面积比的减小,散热性能变化更加明显。使用输入功率和面积比作为BP神经网络输入特征,功率器件表面温度作为输出特征,优化BP神经网络模型。发现当神经元个数为14个、隐藏层数量为4层时,该网络性能达到最优。代入预测集,最终预测精度可以达到99.8%以上,表明该BP神经网络算法可为选择合适的散热器提供很好的理论依据。并且通过实验发现,镀有石墨烯薄膜的散热器比未镀石墨烯薄膜的散热器的散热性能提升了4.12%。

金刚石NV色心在钢丝绳缺陷检测中的应用

氮-空位(NV)色心是金刚石中的一种晶格缺陷,由于其具有优异的自旋性质和光学性质,在量子精密测量领域受到广泛关注。利用金刚石的高灵敏度和高分辨率磁测量特性,实现灵敏且准确的钢丝绳缺陷检测。在磁场测量方面,该技术使用光学探测磁共振法测出NV色心的共振频率,从而计算出外界的磁场强度。在钢丝绳检测方面,以浓度为1.8×10^(17)~3.6×10^(17)的NV色心磁传感器为核心组成探头模块,三块高度集成的现场可编程门阵列(FPGA)板卡组成控制模块,搭建量子精密测量平台,检测钢丝绳断丝缺陷和微弱磨损缺陷。实验结果表明,该系统的磁场测量灵敏度可达6 nT/Hz,空间分辨率为200μm,可以对钢丝绳缺陷进行准确检测,为工业安全提供了新的检测方式。

爆轰合成纳米超微金刚石的提纯方法研究

用炸药爆轰的方法制备了纳米超微金刚石 ,分别用HCIO4、H2 SO4+K2 Cr2 O7以及H2 SO4+KMnO4等多种方法对纳米超微金刚石进行了提纯研究。用X射线衍射、差热和热失重对不同提纯方法得到的超微金刚石进行了分析。结果表明 ,H2 SO4+KMnO4提纯是一种高效、经济、安全、污染小、投资少的提纯新方法。

纳米炭纤维的储氢性能初探

主要阐述了用流动催化剂法制备的纳米炭纤维的储氢特性，发现在室温下纳米炭纤维可以快速大量吸氢纳米炭纤维的储氢量远远高于目前各种储氢材料的储氢容量100nm左右的炭纤维的储氢容量高达10％以上（质量分数），如此高的储氢容量使其在燃料电池等方面具有厂阔的应用前景.

基于RFPECVD方法不锈钢上沉积类金刚石薄膜的机械与摩擦特性

讨论用射频等离子体增强化学气相沉积 (RFPECVD)工艺 ,在室温下实现在 1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上镀类金刚石(DLC)膜。为提高DLC膜的结合力 ,首先在不锈钢基底上沉积Ti/TiN/TiC功能梯度膜。借助所设计的界面过渡层 ,成功地在不锈钢基底上沉积了一定厚度的DLC膜。通过优化沉积参数 ,所沉积的DLC膜在与 10 0Cr6钢球对磨时摩擦系数低于 0 0 2 0。在摩擦过程中DLC膜的磨损机制借助SEM、Raman分析进行了研究。

类金刚石膜的结构与性能研究

用激光Ｒａｍａｎ谱和ＸＲＤ谱对用直流射频等离子体化学气相沉积法制备的类金刚石膜的结构进行了分析，并研究了工艺参数对膜的沉积速率、内应力和直流电阻率的影响。结果表明：类金刚石膜是由ｓｐ２和ｓｐ３键组成的非晶态碳膜，当负偏压高于３００Ｖ时，膜中ｓｐ３／ｓｐ２键的比值随负偏压的升高而降低。类金刚石膜的沉积速率与负偏压Ｖｂ成正比。膜内存在１～４．７ＧＰａ的压应力，随负偏压的升高而降低。膜的电阻率随负偏压的升高先增后降，这与膜中ｓｐ２／ｓｐ３的比值相对应。

硫促进剂对单壁纳米碳管生成的影响

研究了有机物催化热解法中含硫生长促进剂对单壁纳米碳管生成的影响,结果表明,含硫生长促进剂能促进单壁纳米碳管的生成,提高产率,并改变其直径数值的分布;促进剂的添加量大。

磷掺杂类金刚石薄膜的制备与性能研究

应用等离子体浸没离子注入与沉积方法合成了磷掺杂的类金刚石(P doped diamond like carbon,P-aopea DLC)薄膜。结构分析表明磷以微米级岛状结构分散于DLC薄膜表层,P的掺杂增加了DLC薄膜的无序性,俄歇能谱证明岛型区域是由P、C、O三种元素形成的化合物,衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)的分析结果显示存在P-O-P和P-P-C的非对称伸缩振动。掺杂表面表现出强烈的亲水性(水接触角为16.9°),体外血小板粘附实验结果显示,P掺杂DLC薄膜表面粘附的血小板少且变形小,表现出的血液相容性优于热解碳和未改性DLCo。P-doped DLC薄膜与水的界面张力为2.7 nJ/cm2,具有较理想的接近于血细胞的界面张力,因此与血液保持了较高的相容性。

碳纳米管及其应用

综述了碳纳米管材料当前的研究状况、独特性质及其应用潜力,对碳纳米管材料的制备技术进行了简单介绍,详细说明了碳纳米管场致发射显示器的工作原理和制作技术、方法,讨论了碳纳米管材料在各种应用领域中的巨大应用前景,包括高强度复合材料、微机械、信息存储、纳米电子器件、平板场致发射显示器以及碳纳米管微操作等。利用碳纳米管材料制作的平板显示器具有优越的视觉性能,而且可以极大地降低生产成本。

大面积光学级金刚石自支撑膜制备、加工及应用

大面积光学级金刚石自支撑膜的制备和加工是近年来在CVD金刚石研究领域的最重要的技术进展之一.在军事和民用光学领域有非常重要的应用前景.本文综述了北京科技大学近年来在CVD金刚石膜光学应用领域的研究进展.给出了采用高功率直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet)CVD工艺制备大面积光学级金刚石自支撑膜的研究结果,并报导了对所制备的光学级金刚石自支撑膜的光学、力学(机械)、热学、微波介电性能和抗激光损伤等方面的最新研究结果.

电泳电压对碳纳米管沉积薄膜及阴极场发射特性影响

电泳法是制作碳纳米管冷阴极的重要方法。电泳电压是电泳过程中的重要参数,不同电压会影响阴极沉积的厚度和效率、形貌结构及场发射特性。实验对比研究和机理分析认为,电压在20～30V区间内较易获得良好的碳纳米管场发射冷阴极。针对电泳边缘增厚效应,提出减小电场强度边缘效应方法。

Ⅱb型金刚石单晶的制备和半导体特性研究进展

Ⅱb型金刚石由于具有极佳的半导体性能,适合于制造高性能电力电子器件,可以在更高的温度和恶劣的环境下正常工作,是一种有发展前途的高温、大功率半导体材料。本文从结构、合成方法、半导体特性和应用等方面阐述了Ⅱb型半导体金刚石的研究现状,在此基础上提出了今后的研究方向。

金刚石半导体研究进展

金刚石具有一系列优异的物理化学性能,特别是独特的电学和热学性能,使其在半导体领域具有极佳的应用前景。通过详细评述金刚石的各种性能,以及与其他半导体材料的性能比较,提出了金刚石在半导体器件应用领域的优势。详细介绍了金刚石半导体掺杂以及金刚石半导体器件的种类和应用,并在此基础上展望了金刚石在半导体领域的应用。

β树脂含量对高密度各向同性炭性能的影响

以不同β树脂含量的中间相沥青炭微球（Ｍｅｓｏｃａｒｂｏｎ ｍｉｃｒｏｂｅａｄｓ，ＭＣＭＢｓ）为原料制备高密度各向同性炭块．通过 ＴＧＡ、ＳＥＭ、Ｉｎｓｔｒｏｎ等分析方法系统地研究了β树脂含量对炭块七学性能和断面形态的影响．分析了中间相沥青炭微球的自烧结机理,结果表明：由中间相沥青炭微球热压得到的生坯的炭比过程分为两个不同的阶段．塑性烧结和固相炭比：β树脂含量对最终炭比制品的性能影响显著．炭比后炭块的密度、弯曲强度等性能均随β树脂含量的增加先增加后降低．在β树脂含量为８．９ｗｔ％时出现最大值。

金刚石氮空位中心的研究进展及应用

综述了金刚石中氮空位(NV)中心的研究进展及应用。金刚石中NV中心是由一个氮原子取代金刚石中的一个碳原子,然后捕获周围的一个空穴形成的,是一种独特的荧光光散射吸收光谱晶格缺陷。首先介绍了金刚石晶体中NV中心的晶体结构以及光学和电学等基本性质。系统综述了金刚石中NV中心的国内外研究现状,包括在物理和生物等领域的重要应用。分析了其在磁场测量、温度测量、角速率测量的超高灵敏度优势,生物标记应用上的稳定性优势以及其他方面的独特的应用前景。指出了金刚石NV中心存在的可扩展性需提高和物理机制需继续研讨等问题,并且展望了金刚石NV中心未来的发展趋势。

液体中激光烧蚀固体靶制备纳米晶金刚石

一种独特的方法用来制备纳米晶金刚石，即在丙酮溶液中激光烧蚀石墨靶制备纳米晶金刚石。透射电镜（ＴＥＭ）和高分辨电镜（ＨＲＥＭ）分析表明，所制备的纳米晶金刚石为立方金刚石和六方金刚石晶体。

含掺杂的金刚石

含Ⅲ族与Ⅴ族元素掺杂的金刚石是宽禁带的半导体材料 ,同时具有优异的物理化学特性 ,在电子器件与光电子器件方面的应用具有极大潜力 ,成为近几年来国内外研究的热点之一。本文介绍了目前常用的掺杂方法、技术水平及金刚石半导体的应用前景。

金刚石薄膜半导体研究进展及其应用前景

ＣＶＤ金刚石薄膜是一种有发展前途的半导体材料，近几年来国内外研究取得了一定进展。目前采取的主要研究技术是在非金刚石衬底上生长掺杂金刚石多晶膜，其应用方向是耐高温和抗辐射的半导体器件。尽管金刚石薄膜半导体还有许多问题极待解决，但其应用前景十分广阔，到２０００年以后，市场销售额将超过金刚石膜工具而跃居首位。