绿色镀膜技术发展现状与趋势

具有功能性和装饰性的电镀技术为美化我们这个世界增光添彩。但是,电镀过程中环境污染严重、能耗高、三废治理比较困难。如果能找到一种工艺简单、无污染、能耗低、膜层均匀致密、与基体结合力强、金属质感强、装饰效果好且易于操作、成本低的技术,替代或部分替代传统的电镀技术,解决可持续发展与环境污染的矛盾,为建设环境友好型和资源节约型社会服务,这是我们的共同愿望。《绿色镀膜技术发展现状与趋势》则给我们指明了努力的方向,颇值一读。

反射式高倍聚光光伏“光漏斗”匀光技术理论与实验研究

在聚光器和接收器之间加入“光漏斗”匀光器来实现砷化镓(GaAs)电池表面能流密度的均匀分布。根据蒙特卡洛射线法和照射在接收器表面能流密度相同的原理,设计“光漏斗”匀光器。聚光器开口半径为1600 mm,焦距为1700 mm,Tracepro仿真结果显示接收器表面能流密度的均匀度为98.51%,实验显示均匀度为95.05%,仿真值与实验值相近。根据GaAs电池输出电量最大化来确定电池芯片的布置范围,仿真结果得到在半径为36 mm内布置电池芯片,与实验值39 mm相近。

闭合场-磁控溅射制备Ti掺杂MoS_(2)复合薄膜及其摩擦学性能研究

采用闭合场-磁控溅射沉积技术,通过调节沉积过程中钛靶的溅射电流,分别在单晶Si(100)和304不锈钢基底上制备不同含量Ti掺杂MoS_(2)复合薄膜。利用场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和透射电子显微镜表征薄膜的形貌、微观结构及元素含量;利用纳米压痕仪、球-盘摩擦试验机系统考察薄膜的力学性能和在大气环境下的摩擦学性能及其与薄膜中Ti元素含量之间的关系。结果表明:随着溅射电流增加,薄膜中Ti元素含量增加、MoS_(2)晶粒的生长尺寸变小,使MoS_(2)由尺寸较大的层状结构向短程有序、长程无序的无定型非晶结构转变。尤其在钛靶电流为1.0 A条件下制备的Ti元素原子分数为18.55%的Ti/MoS_(2)复合薄膜表现出较好的致密性和硬度,同时Ti元素相比于MoS_(2)可以在摩擦界面处优先与O结合,使薄膜中MoS_(2)抗氧化性能提升,从而改善了薄膜的摩擦学性能。

基于关联规则的铁路信号设备故障诊断技术研究

如何对大量的铁路信号设备信息数据进行分析,及时发现故障并对故障进行快速、准确的诊断、处理,是列车安全高效运行的重要前提。提出将Apriori算法应用于铁路信号设备故障的诊断。通过示例演示铁路信号设备信息数据库预处理,采用Apriori算法对数据进行挖掘,再剪枝,计算不同数据项集之间的支持度和置信度,得到关联规则,采用提升度对故障诊断的有效性进行评估。

一种Linux环境下文件安全传输技术的研究与实现

在当今移动互联网环境下，为了保证数据文件在网络中传输的安全性，加密传输就显得尤为重要。具体实现了一种在嵌入式Linux系统环境下加入SSL协议，并对将要传输的数据文件利用一定的加密算法进行加密，能够较好的解决数据文件在网络环境下传输的安全性问题。同时在服务器端利用线程池技术解决了多用户多进程的问题，避免了服务器端不断创建和销毁线程所带来的资源浪费和时间开销。

DPP基窄带隙聚合物光伏型探测器性能研究

有机/聚合物光探测器以其光谱选择可控、带隙可调、制备工艺简单、易于实现大面积柔性器件等突出优点,一直备受关注。选择结构简单的3,3′-双甲氧基取代的联二噻吩(OT)、3,4-二甲氧基噻吩(O)和3,6-二甲氧基噻并[3,2-b]噻吩(OTT)等寡聚噻吩单元作富电子单元,吡咯[3,4-c]吡咯-1,4-二酮(DPP)作缺电子单元,制备系列D-A型窄带隙共轭聚合物POT-DPP,PO-DPP和POTT-DPP,并对聚合物的热稳定性、吸收光谱、聚集状态、能级及其光伏型探测器件的光伏性能、电荷迁移、复合损失过程及比探测率(D*)等进行了系统研究。其中含更大共轭平面的POTT-DPP:PC71BM的光探测器的探测性能最佳,在400 nm和850 nm处的D*分别为1.87×10^(11)Jones和1.67×10^(11)Jones,这主要受益于器件中高且平衡的空穴/电子迁移率,能更好地抑制双分子复合、陷阱辅助复合以及形成更有利的光敏层表面形貌。此项工作证明,通过增大D-A型共轭聚合物主链上的富电子单元的有效共轭面积,可以调节聚合物的带隙,促进探测器件载流子迁移,抑制其复合,从而促进光伏型光探测器件性能的显著提升。

平板集热器用光谱选择性吸收涂层工艺技术

介绍了自行研制的国内首条宽幅(1 250mm)"空到空、卷对卷"结构连续真空镀膜生产线,并在铜(铝)带材上连续沉积钛基选择性吸收涂层.通过反应气体的分压控制,实现多级溅射法制备多层膜系过程中各单层膜厚和组分的精确控制,强化了吸收层间的干涉效应,改善了涂层的光学性能,同时保证了工艺过程的稳定性和可重复性,涂层的吸收率为(95±2)%,发射率为(5±2)%.

真空蒸镀钙钛矿太阳能电池器件工艺研究进展

钙钛矿太阳能电池器件因其优异的材料性能已经取得最高25.7%的光电转换效率。常见的钙钛矿薄膜的制备方法分为溶液法和真空蒸镀法。其中真空蒸镀法凭借其无溶剂化的特点,具有环境污染小、膜层致密性高、生产效率高,以及较为容易实现大面积连续化高通量制备等优点,在钙钛矿太阳能电池器件制备领域具有独特优势。针对真空蒸镀法制备高质量钙钛矿薄膜的技术,对真空蒸镀的基本工作原理及应用于钙钛矿薄膜制备的真空设备系统进行介绍,并以钙钛矿太阳能电池光电转换效率为切入点,介绍基于真空蒸镀技术制备钙钛矿太阳能电池器件及优化其光电转换效率的研究进展。探究真空蒸镀设备改进策略(温控系统和蒸发源设置)、蒸镀工艺条件(投料量、蒸镀距离、蒸镀时间、室体内压力、薄膜退火温度及时间)、基底材料极性对钙钛矿薄膜结晶度和晶粒尺寸的影响因素,为采用真空蒸镀技术制备具有高光电转换效率的钙钛矿太阳能电池器件提供重要的理论基础及研究思路。最后,总结真空蒸镀钙钛矿太阳能电池的工艺流程,从降低生产成本与提高生产效率的角度出发,提出连续化生产钙钛矿太阳能电池的构想,并对其商业化发展方向进行展望。

真空卷绕镀膜机开卷张力控制系统研究

阐述了在真空卷绕镀膜机中张力控制的必要性和复杂性。通过机理建模的方法建立了开卷区张力控制模型,从中得出影响张力的相关因素,并提出了一种利用间接控制方式设计卷绕镀膜机开卷张力控制系统的方法。从张力给定和张力控制两方面,对控制系统设计过程中相关控制量及补偿量的计算方法给出了具体算式和详尽说明。实践表明,该控制系统结构简单,控制精度高,响应速度快且稳定性好。

基于AZO的光谱选择性反射膜制备及其在聚光器中的应用研究

铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜在红外波段具有高反射率的特性。设计了SiO_(2)/AZO/Al_(2)O_(3)/Glass/SiO_(2)光谱选择性反射膜。通过软件仿真和实验研究,探究了SiO_(2)、AZO、Al_(2)O_(3)薄膜的光学常数以及物理厚度对SiO_(2)/AZO/Al_(2)O_(3)/Glass/SiO_(2)薄膜光谱特性的影响,确定了光谱选择性反射薄膜的制备工艺参数。根据工艺制得了对可见光平均透射率接近90%、红外(2.5~20μm)平均反射率大于85%的光谱选择性反射膜,薄膜的辐射率为0.08~0.12。以表面镀有光谱选择性反射膜的玻璃作为线性菲涅尔式聚光系统中的二次聚光器窗口,设计了新型二次聚光器。光谱选择性反射玻璃有效阻挡了集热管的热辐射,使聚光器辐射热损失降低约66%。

绿色镀膜用磁控溅射电源的设计与实现

传统的化学电镀技术在生产过程中会产生大量的三废污染,而绿色镀膜技术可以很好地解决该问题。磁控溅射镀膜是绿色镀膜技术中的重要环节。针对大型绿色真空镀膜设备,介绍了一种大功率绿色镀膜用磁控溅射电源的设计方法,描述了电源控制算法,通过部分电路图和波形图介绍了主电路设计、开关管的并联和高频整流滤波电路等几个问题;同时给出了设计高频变压器的过程和方法。该电源已用于实际生产中,且运行效率高,工作可靠。

表面工程应用实例[例6] 汽车铝、镁合金轮毂的绿色镀铬

绿色镀铬技术即复合真空沉积镀铬技术，其工艺是一个短流程的物理过程，实现了近零排放，根除了六价铬，无需铜、镍过渡层，大幅度节约水资源，膜层质量高，晶粒微观尺寸约50nm，综合成本约为槽镀铬的三分之一。因而，可替代高消耗、重污染的传统电化学镀铬技术。该技术已成功地应用于汽车铝、镁合金轮毂的表面强化与装饰，亦可广泛应用于其它相关表面、强化装饰领域。

双烷硫基噻吩侧链光伏材料与器件研究

通过将硫原子引入到共轭聚合物的侧链中,不仅可以降低共轭聚合物的最高占据分子轨道(HOMO)能级,而且可以提高共轭聚合物的介电常数。二噻并[2,3-d∶2′,3′-d′]苯并[1,2-b∶4,5-b′]二噻吩(DTBDT)相对于[1,2-b∶4,5-b′]苯并二噻吩(BDT)有更大的共轭面,更长的共轭长度,有利于载流子的传输。在DTBDT的5,10位引入噻吩双烷硫基侧链,分别与受体单元[2,1,3]苯并噻二唑和氟代的[2,1,3]苯并噻二唑通过Stille偶联合成共轭聚合物PDTBDT-DST-BT和PDTBDT-DST-FBT。共轭聚合物PDTBDT-DST-BT和PDTBDT-DST-FBT在350~700 nm范围内有强的吸收系数,并且两种共轭聚合物有低的HOMO能级(-5.51 eV和-5.56 eV)和较高的介电常数,基于双烷硫基的引入,在1 kHz时共轭聚合物的介电常数从4.1增加到了5.2。将PDTBDT-DST-BT和PDTBDT-DST-FBT作为给体材料与富勒烯受体PC71BM制备有机聚合物太阳能电池(OSCs)器件,结果表明,共轭聚合物侧链中硫原子的引入,对光伏器件的开路电压(VOC)和填充因子FF有明显地提高,从而得到了5.05%的能量转换效率。

基于DS证据理论多特征融合模型的说话人分割聚类研究

说话人分割聚类是语音处理领域一个重要的研究课题。为提高说话人分割聚类的准确性,提出一种基于DS证据理论多特征融合模型用于提取说话人嵌入特征。该方法使用2种组合特征来更高效地表征语音,用于DenseNet网络的输入,利用DS证据理论对softmax层的输出进行融合,得到说话人的嵌入特征。分别使用单一特征与组合特征输入的DenseNet网络与该模型进行实验对比分析,结果表明,基于该模型的说话人分割聚类提取目标说话人的准确性更有优势。

抛物线CPC和圆管型CPC光学性能对比分析研究

以抛物线CPC和圆管型CPC为研究对象,对两类CPC光学性能进行对比分析,为线性菲涅尔聚光发热系统参数优化和实际应用提供理论依据。根据CPC的光学特性,在Matlab中建立两类CPC的数学模型,利用蒙特卡罗光线追迹法对两类CPC的光学性能进行对比分析。由Soltrace软件进行模拟仿真验证。结果表明:截取比为0.3时,两类CPC的汇聚率和光学效率达到最大值,入射角为60°时,圆管型CPC的汇聚率和光学效率比抛物线CPC分别高出1.654%和1.704%;圆管型CPC在接收半角为45°时能流分布较均匀且具有较高的聚光比,而抛物线CPC在接收半角为50°时能流分布较均匀且具有较高的聚光比,圆管型CPC的局部聚光比整体上大于抛物线CPC。

界面工程在非富勒烯太阳能电池中的研究进展

有机太阳能电池(OSCs)由于成本低、重量轻、可大面积制备等优点,已经显示出了巨大的前景。尤其是非富勒烯有机太阳能电池(NF-OSCs)的功率转换效率已超过18%。界面工程在不仅在提高器件效率,而且在器件稳定性方面也起着重要作用。有效的界面修饰可以改善载流子传输和收集效率。因此,对界面工程的研究是OSCs发展的重要途径。本文主要综述了NF-OSCs界面工程的最新研究进展,为之后界面材料的设计和改性提供方法指导。

基于超分辨率重建的小目标检测算法研究

近年来,随着深度神经网络的不断发展,使得目标检测算法对大型目标以及中型目标的检测已经具有较高的准确率,然而由于小目标在图像中面积占比较少,像素较低以及检测网络可利用特征较少等原因,导致小目标的检测存在严重的分类不准确和定位不精确的情况。为解决上述问题,本文将基于生成对抗网络的超分辨率重建技术和SPD-Conv模块融合到YOLOv5目标检测网络中。实验表明,VisDrone2019数据集上对比原始YOLOv5网络mAP@0.5提升了3.73个百分点。最后经过消融实验证明本文提出的两个模块对小目标检测效果均有一定提升。

面向柔性电子器件的聚酰亚胺薄膜的性能研究进展

近年来,电子设备都在向着柔性可穿戴发展,尤其是有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode, OLED)显示和手机对柔性屏的需求日益增高。目前传统的聚合物薄膜如PET、PEN等虽然具有良好的透明度,但是它们的耐热性能不佳,无法满足目前产业化较高的加工温度。而聚酰亚胺(PI)不仅具有良好的透明度,耐热性能也是聚合物中最高的一类,有望应用于柔性显示的基板、盖板以及触控板中。本文将对聚酰亚胺以及其面向柔性电子器件的应用及性能研究现状做一概述。

用于线性菲涅尔式聚光系统的CPC仿真研究

以用于线性菲涅尔式聚光系统的CPC为研究对象,在Matlab环境下建立了数学模型。利用光线跟踪法对不同间隙、不同最大接受半角和不同截取比的CPC汇聚率进行仿真研究,结果表明用于线性菲涅尔式聚光系统的CPC对不同入射角光线具有特定的汇聚率,随着入射角的变化会出现极小值,极小值所对应的入射角仅与CPC最大接收半角相关,与截取比和间隙无关。仿真计算了间隙为50 mm、最大接受半角为45°、截取比为0.75的CPC汇聚率为80.15%。最后通过实验验证了仿真方法的有效性。

含氮类金刚石薄膜的力学和摩擦学性能的研究

利用脉冲等离子体增强化学气相沉积系统沉积了含氮类金刚石碳薄膜.利用X射线光电子能谱和红外光谱分析了薄膜的化学键状态,在UMT摩擦磨损试验机上考察了薄膜的摩擦学性能,利用扫描电子显微镜分析了摩擦对偶球表面的转移膜形貌.结果表明:随着薄膜中氮含量的增加,薄膜中的sp2C含量增加,硬度有所降低,薄膜的平均摩擦系数先减小后增加.