Enhancement of Phase Matching Ability in One-Dimensional Photonic Crystal through Plasma Materials

We have theoretically studied the modal dispersion equation and effective refractive index of one-dimensional plasma photonic crystals (1-D PPCs) having different materials in one unit cell. The dispersion relations related for such structure is derived by solving Maxwell’s equation using the transfer matrix method. It is found that the presence of plasma in a unit cell enhanced the phase matching ability and provides additional degree of freedom to control phase matching condition compared to the conventional one-dimensional photonic crystals (1-D PCs).

磷石膏制备纳米CaCO_(3)的碳化工艺条件研究

以工业固废磷石膏、CO_(2)为原料,采用“相转移-沉淀法”制备纳米CaCO_(3)并考察其碳化工艺条件。结果表明,适宜的复合晶形控制剂及其配比为2.5%STPP+0.5%PDS;适宜的碳化沉淀反应工艺条件为:复合晶形控制剂添加质量分数为3%、碳化终点pH为12.40、碳化反应温度为15℃、陈化时间为0 min。该条件下所制备的纳米CaCO_(3)样品为纯相方解石型CaCO_(3),样品的平均粒径约30 nm,分散性好且粒度较为均匀。晶形控制剂在纳米CaCO_(3)形成的作用机制为PDS的模板诱导作用,以及Ca^(2+)与晶型控制剂水解产生的磷酸根间鳌合、电离所形成的P3O105-离子在CaCO_(3)晶核上的选择性吸附等的协同作用,有效抑制了CaCO_(3)晶粒的生长及其颗粒间团聚,促进了粒径小、粒度均匀、分散性好的纳米CaCO_(3)的形成。

电沉积Co-Ni合金镀层结构及硬度的研究

采用氨基磺酸体系电解液电沉积Co-Ni合金,研究了电解液中钴、镍金属离子浓度与合金镀层中钴含量的关系.利用扫描电子显微镜和X射线衍射分析测定了不同钴含量沉积层的微观形貌和晶体结构.同时研究了合金沉积层显微硬度和合金成份的关系及热处理的影响.实验结果表明:电解液中Co2+/(Co2++Ni2+)在0.1～0.5的范围内时,钴离子的优先共沉积的趋势最强.SEM观察结果和XRD分析测试表明,随着钴镍合金沉积层中钴含量的不断增加,低钴含量合金层粗大的颗粒状结晶逐渐转变为细致、均匀的三角形状结晶,最终又形成中等大小的颗粒状结晶.同时合金层中钴含量的逐渐增加,结构由fcc镍固溶体过渡为fcc的钴固溶体,最后转变为hcp的钴固溶体.并且在形成两个钴固溶体的钴含量范围内(20%～50%和60%～80%),所对应的钴镍合金层的硬度值远大于低钴含量区所具有fcc镍固溶体结构的合金层硬度.

退火温度对纳米TiO_2薄膜结构和亲水性的影响

采用射频磁控溅射方法制备出纳米二氧化钛 (TiO2 )薄膜 ,研究了不同退火温度对薄膜微观结构和超亲水性的影响。结果表明 :退火温度升高 ,晶粒长大 ,孔隙率减小 ;常温制备 30 0℃以下退火的TiO2 薄膜为无定形结构 ,亲水性差 ;4 0 0℃～ 6 5 0℃退火的薄膜为锐钛矿结构 ,表现出超亲水性 ;80 0℃退火薄膜为金红石结构 。

纳米二氧化钛薄膜的磁控溅射制备和结构特性表征

用磁控溅射方法制备出纳米二氧化钛(TiO2)薄膜,对制膜的工艺参数进行了详细的测试分析.X射线衍射(XRD)分析表明退火温度提高,TiO2薄膜结晶度增加,800℃下退火2h,TiO2薄膜完全转化为金红石结构,其分子式为Ti8O15,出现氧空位.

利用粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的研究

利用粉煤灰为原料制备高纯超细氧化铝粉体。给出了采用硅酸二钙晶相转变自粉化、高效分散剂———碳化法从粉煤灰中制备氧化铝方法的工艺路线 ,确定了从粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的最佳工艺条件 。

相转移催化条件下N-芳酰基-N′-芳基硒脲衍生物的合成及其晶体结构

硒是人体所必需的14种微量元素之一，硒脲作为有机硒化合物中的重要一类，在抗菌和抗肿瘤方面已显示出了很高的生物活性．关于芳酰基硒脲的合成方法虽然早在1937年就有报道，但是由于反应复杂且控制条件苛刻，故有关芳酰基硒脲的研究至今仍然很少见报道．

基于六角形和球形冰晶模型的卷云辐射特征研究

卷云中冰晶粒子的单次光散射计算是卷云辐射传输及云微物理参数反演的重要基础。近年,利用高观测频率的静止气象卫星数据来反演水云和卷云的光学和微物理参数,进而计算地表光通量的研究倍受重视。然而,很多研究中卷云的冰晶用球形模型来模拟。由于不同形状和尺度大小的冰晶对电磁波的散射特征的不同,导致不同冰晶模型计算的卷云环境下卫星观测的辐射值及地表光通量的不同。利用不同尺度大小和电磁波波长的球形和六角形冰晶的单次散射数据,结合RSTAR辐射传输模式来定量分析了卷云环境下不同形状的冰晶模型对计算卫星观测的辐射和地表光通量中的影响。结果显示利用不同形状的冰晶模块来计算的卫星观测的辐射,地表向下辐射通量明显不同。波长在0.4～1.0μm之间的大气窗口部分的光谱辐射通量的差距最大。总辐射通量受云粒子形状的影响显著。研究证实了正确选择冰晶模型对卫星反演卷云微物理和光学参数的反演及计算地表光通量的重要性。该结果对于云微物理参数的反演及地表向下辐射通量的模拟具有参考价值。

相转移催化条件下N-苯甲酰基-N'-芳基硒脲类化合物的合成及其超分子晶体结构

以PEG-400为固液相转移催化剂,通过苯甲酰氯与硒氰酸钾反应合成了中间体苯甲酰基异硒氰酸酯,该中间体不需分离,直接与芳胺反应,得到N-苯甲酰基-N'-芳基硒脲(2a～2p),这些化合物用1HNMR,IR及元素分析进行了表征,并用X射线单晶衍射确定了化合物2k的单晶结构.晶体结构表明,该化合物通过分子间氢键组装成了沿a轴无限延伸的一维链状超分子结构.晶体属于单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数:a=1.1073(1)nm,b=0.5745(1)nm,c=2.4356(5)nm,β=92.10(1)°,V=1.5483(4)nm3,Z=4,μ=2.428.

螺旋刮削式流态冰制取性能的实验研究

现有的流态冰制取技术受限于冰堵等问题一直难以实现大规模稳定生产流态冰。为了改进技术、改善现有设备存在的问题,本文开发了一台同时包含过冷法和壁面刮削法两种制冰过程的新型螺旋式流态冰制取装置,采用理论分析和实验研究相结合的方法,以乙二醇水溶液为制冰溶液,对该流态冰制取装置的性能进行研究。结果表明,这种流态冰制取装置是可行的。所得流态冰分布均匀,最高含冰率达13.684%,具有良好流动性,流态冰中冰晶颗粒形状一般呈现条状和扁圆状,平均冰晶颗粒面积10~–9~10~–8m^2;装置产生的流态冰含冰率随时间先升后降,并将最终稳定在一个恒定值;减小制冰溶液流量、降低冷却液起始进口温度,都有助于缩短装置产生流态冰所需时间、提高产生流态冰含冰率;增大制冰溶液流量、提高刮削转速,都能促使产生的流态冰中冰晶颗粒细化减小。

具有光学活性的盘状液晶的合成及介晶性研究

将手性引入盘状液晶中，合成了具有光学活性的盘状液晶３，４，５－三辛氧基苯甲酸胆甾醇酯．通过ＤＳＣ和偏光显微镜研究显示，该化合物在３８～６５℃呈现液晶相．在对没食子酸甲酯进行多烷基化反应时，采用丙酮为溶剂，Ｋ２ＣＯ３为碱，在相转移催化剂作用下，反应时间缩短，产率提高．

液滴在热液相介质中上升汽化时的传热与传质

本文分析了液滴在不互溶的液相介质中上升汽化时的传热和传质,导出了数模,进行了数值求解,获知在泡滴与液相接触的汽液边界处温度下降和浓度升高,存在着溶液的过冷(或过饱和)边界层。实验结果与数模计算结果表明,该模型能够较好地预測液滴汽化的整体特性。

表层厚度渐变一维耦合腔光子晶体的反射相位特性及其应用

利用传输矩阵法研究了表层厚度渐变的一维非对称耦合腔光子晶体的反射相位特性.研究表明,光子禁带内(包括缺陷模附近)的反射率在98%以上,且基本不受表层厚度影响,特别是,在非正入射情况下,简并的缺陷模随着表层厚度的变化会发生分裂;进一步研究发现,在缺陷模分裂处附近,TE,TM偏振的反射相位以及它们之间的相位差均敏感地依赖于表层厚度的变化,从而使得反射光的偏振态也随表层厚度的变化而敏感变化,其物理机理在于缺陷模分裂所造成的剧烈相位变化.基于上述特性,设计了一种表层厚度呈二维周期变化的一维光子晶体结构,从该结构反射的激光经透镜聚焦后,在聚焦区域同时存在各种偏振态(包括沿不同方向的线偏振、左旋或右旋圆偏振、椭圆偏振等)的子光束,它们叠加后在聚焦区域将产生具有无规相位和无规偏振态的光场.以上结果能有效降低激光的相干性,在激光核聚变等领域有潜在的应用价值.

光子晶体透射相位特性在全光开关和逻辑门中的应用

利用传输矩阵法详细研究了形如（HL）kA（LH）k的含N个耦合缺陷一维光子晶体的透射相位特性。研究表明，k=0时，光子晶体的透射相移呈近线性变化；而k≥1时，透射相位曲线在整个禁带范围内呈阶梯变化，且在每个缺陷模附近透射相位随频率迅速改变，其相移量约等于π。当在光子晶体中引入非线性折射率材料时，折射率的微小改变将导致透射光产生π相移，而且此相移过程中透射率接近于零，这有利于减少动态啁啾对透射光信号的影响。光子晶体这种π透射相移特性可用于设计各种新型相位器件。根据这一原理，设计了全光开关及逻辑门并讨论了其工作原理。

相转移法制备二氧化钛粉体的工艺研究

分别以草酸铵饱和溶液、加氨水的草酸铵饱和溶液、碳酸铵饱和溶液3种无机相与四氯化钛正辛醇溶液的有机相反应,制备二氧化钛(TiO2)粉体.通过热重分析、XRD物相分析和成分分析,研究了工艺条件和粉体的性质.结果表明,有机相溶液有效抑制了四氯化钛在水相溶液中的水解成核速率和晶核生长速率.草酸铵饱和溶液和加氨水的草酸铵饱和溶液促进成核速率,抑制生长速率,产物难以过滤洗涤,纯度难以保证.碳酸铵饱和溶液促进晶核生长速率明显,产物易于过滤洗涤,是制备高纯粉体的有效途径.实验获得了含量为99.9647%的TiO2粉体,是制备金红石单晶原料粉体的潜在途径.

无甲醛抗皱整理剂DEMN的合成及应用

以正己烷为溶剂,聚乙二醇2 000(PEG 2 000)为相转移催化剂,无水碳酸钾为碱剂,丙二酸二甲酯和丙烯腈为原料,用迈克尔加成反应制备多元羧酸DEMN.采用正交实验,研究了多元羧酸DEMN的合成工艺.结果表明,迈克尔加成反应的最佳合成条件:无水碳酸钾用量为0.02 mol;PEG 2 000用量为0.5 g;n(丙二酸二甲酯)∶n(丙烯腈)=1∶2.2;70℃反应6 h.用X-单晶衍射确定了迈克尔加成中间体的晶体结构.应用试验表明,用DEMN处理后棉织物的急弹折皱回复角为157°,缓弹折皱回复角达205°;白度值由处理前的99.87降到94.72;强力保留率为80.8%.表明DEMN可以作为抗皱整理剂应用于棉织物的免烫整理过程中.

双聚γ-十钨硅酸盐的结构与配位水的取代研究

1970年，杂多化合物[（Yy-）M^m＋O5X^x＋O4（W or Mo）11O30]^（12-mx＋y）-被Baker和Figgis确定，同时展示了许多Y的功能化。1984年，Pope等人首先发现这些化合物可以在相转移试剂的作用下，由水相转移到非极性溶剂中，从而失去簇表面配位水，进而可被一些配体配位闭。1986年，Hill等人又首次研究了这些取代型杂多酸的催化性能。

水平表面结霜过程的实验研究

对水平表面在低温高湿条件下结霜过程进行实验研究,分析了冷面温度、湿空气温度和表面特性等因素对水珠冻结和霜层生长的影响。结果表明:冷面温度越低,过冷水珠冻结时间越短、冻结直径越小;在湿空气温度与冷面温度温差相等的条件下,湿空气温度越低,过冷水珠冻结时间越短、冻结直径越小;疏水表面上过冷水珠的冻结时间比裸铝表面晚。冷面温度越低,湿空气流速越快,则霜层生长越快。

含左手材料一维光子晶体的反射相特性

通过传输矩阵法,理论研究了含左手材料的一维光子晶体零均值折射带隙中波的反射相特性,结果表明,零均值折射带隙中波的反射相值,受入射角、偏振模式的影响,而不受晶格比例缩放的影响。这些特性的研究为制作光子晶体相位补偿器和色散补偿器方面提供理论依据。

降膜结晶过程的数值模拟

本文采用数值方法对在工业上有着广泛应用前景的降膜结晶分离过程进行了模拟，提出了一套描述降膜结晶过程的降膜流动、传热、传质及结晶相变相互耦合的以控制容积为基础的有限差分的湍流数值计算模型和算法。本模型的计算结果与以前简化模型的计算结果相比，更符合实验值．