三维光子晶体红外隐身材料特性

随着红外探测技术的飞速发展,红外隐身材料的研制与应用在世界各国受到强烈关注。光子晶体凭借其带隙的可调控性脱颖而出。利用带隙处于红外波段的光子晶体作为表面涂层材料能够有效改变目标的红外辐射特性,实现红外隐身。利用理论和实验验证相结合的方法,对基于胶体基元自组装技术制备蛋白石型光子晶体红外隐身材料进行研究,为新型红外隐身材料的发展提供理论指导和技术支持。根据布拉格衍射定律分别确定带隙处于红外探测仪和红外夜视仪的检测波段（3～5 μm和8～14 μm）的光子晶体胶体基元直径范围,并通过分散聚合法合成1～2.21 μm单分散性良好的聚苯乙烯胶体基元。对垂直自组装法、重力沉降法和层层自组装法3种常用的胶体基元自组装方法进行研究,提出一种恒温水浴烘培法。研究结果表明,采用该方法得到的光子晶体结构规整,带隙范围内红外透射率从80%可降至25%,红外热成像仪测试显示对60 ℃的背景材料红外隐身效果好;该方法具有实验设备和工艺简便、耗时较短（仅3 h）、适用微球种类多、阵列规整有序等优点。     

低温下水热法制备锐钛矿TiO_2晶体材料

低温下(90℃)、0.15mol/L的TiCl3的饱和NaCl水溶液加尿素配位剂(尿素/Ti3+摩尔比1/10)用水热法在玻璃基板上制备TiO2晶体材料(粉末和薄膜),SEM和XRD技术表征结果说明,生成的TiO2为锐钛矿型晶体,TiO2粉末是由TiO2纳米棒自组装成的微米球,薄膜则是大面积纳米棒阵列形成。探索低温下制备TiO2纳米材料的最优条件,并讨论反应机理。     

正辛胺模板法制备SiO_2空心微球及其结构表征

以正辛胺为模板、正硅酸乙酯为硅源,在盐酸的催化作用下通过溶胶-凝胶法制备出圆形度高、分散性好、结构完整的SiO2空心微球;采用SEM、XRD、FTIR、BET、TG等对不同反应时间、反应温度、搅拌速度、盐酸含量等条件下SiO2空心微球的形貌、粒径、壳层厚度和结构进行分析与表征。结果表明,SiO2空心微球的平均粒径随反应温度和反应时间的增加而缓慢增大。SiO2空心微球的平均粒径为15~28μm,壳层厚度为3.1~4.0μm;壳层表面具有孔结构,比表面积为970~1244 m2/g,可几孔径为1.5~2.4 nm。     

温敏光子晶体结构色调控

为满足现代战争对军用设备视觉隐身的需求,设计了一种具有环境自适应性,制备涂装简单,制作过程绿色环保的光子晶体温敏变色材料。采用乳液聚合法制备粒径分别为132 nm、205 nm、 275 nm、 300 nm的聚苯乙烯微球,并将其垂直沉降自组装形成结构高度有序、结构色明显的三维聚合物光子晶体。对温度敏感的聚N-异丙基丙烯酰胺/丙烯酰胺水凝胶与聚苯乙烯三维光子晶体相结合,制备出结构色随环境温度发生改变的光子晶体凝胶膜。基于色度、饱和度、亮度色彩模式,通过实验分析验证了该材料颜色可随环境温度变化做出响应。结果表明,光子晶体温敏变色材料可以实现环境温度自适应响应,在视觉伪装方面具有一定的应用前景。     

纳米LLM-105自组装制备矩形微米棒

以纳米级2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)为原料,采用溶剂诱导自组装法制备了横截面为矩形的LLM-105微米棒,并将制备的矩形LLM-105微米棒与直接合成的孪晶LLM-105样品进行了对比分析。研究了溶剂、纳米级LLM-105加入量、搅拌速率和自组装时间对自组装后LLM-105晶体形貌的影响,得到了最优自组装条件,发现以二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,纳米LLM-105的加入量为40 g·L~(-1),搅拌速率为600 r·min~(-1)时以纳米LLM-105为原料自组装可得到规则的矩形棒状晶体,并提出了其可能的生长机理。采用扫描电子显微镜,X射线粉末衍射,差示扫描量热-热重,高效液相色谱分别对自组装后晶体的形貌、结构、热性能以及纯度进行了表征,发现自组装矩形LLM-105微米棒与直接合成的孪晶LLM-105相比,XRD主要衍射峰完全一致,但在2θ为11.1°、22.3°、24.8°和33.0°处的衍射峰强度有所降低,晶体可能沿着(100)方向择优生长;晶体纯度提高了1.8%,达到为98.8%;自组装制备得到的微米LLM-105晶体具有更好的热稳定性,仅存在356.7℃一个放热峰,热失重起始温度提高了34.8℃。     

加添加剂水热法简易制备锐钛矿型TiO_2薄膜及其表征

在3种晶型(锐钛矿型、板钛矿型和金红石型)的TiO2中,只有锐钛矿型的TiO2具有较好的光催化活性。因为钛矿型TiO2不稳定,它容易转化为最稳定的金红石型,所以简易地制备锐钛矿型TiO2比较困难。在最佳条件下:以0.15 mol/L的Ti(SO4)2溶液为原料,外加添加剂(关键技术,添加剂/Ti4+摩尔比为4/1)于170℃下水热反应4 h,在玻璃基板上制备TiO2纳米晶体薄膜,SEM、TEM和XRD表征结果说明,生成的TiO2晶体为锐钛矿型。制备的TiO2薄膜平整、密实,厚约2μm,薄膜由大面积的TiO2纳米晶体自组装而成,TiO2纳米晶体呈现八面体结构,平整的三角形表面边长约100～200 nm,晶体长约1μm。     

纳米亚稳态分子间复合含能材料的最新研究动态

正1.中国工程物理研究院化工材料研究所设计和制备了三维层状Co_3O_4/Al基纳米含能材料。制备方法可分成如下步骤:a为纳米粒子组装成的纳米片层;b和c分别为纳米片层组装成三维空心微球;d为三维多孔空心微球热处理;e为Al沉积在三维多孔中空Co_3O_4上,形成Co_3O_4/Al基纳米亚稳态分子间复合含能材料;f表示在Si衬     

射流不稳定性对流动聚焦法制备硝化棉微球的影响

为通过微流控技术获得良好形貌特性的硝化棉微球，以硝化棉的乙酸乙酯溶液为研究对象，探究了流动聚焦微流控芯片中硝化棉/乙酸乙酯水包油液滴的生成机制，详细研究了在滴流、稳定射流、不稳定射流3种流动模式下，连续相、分散相流量以及界面张力等对微液滴生成的影响，并在3种流动模式下制备硝化棉微球。结果表明：滴流和稳定射流模式下制备的微球呈单分散、高度球形化、窄粒径分布特性；不稳定射流模式下制备的微球高度球形化，粒径分布较滴流和稳定射流下的宽。     

含能快递

正美国圣地亚国家实验室研制了一种高均匀度的CL-20纳米微球美国圣地亚国家实验室设计了一种用表面活性剂辅助的自组装工艺,研制出均匀球形微米级颗粒的CL-20重结晶新方法。结合x射线衍射、拉曼光谱结果表明,球形CL-20球形颗粒晶型为斜方晶系β?phase。证实了表面活性剂在控制CL-20晶体形貌过程中起着重要作用。通过研究得到CL-20纳米微球,其单分散性质及较小的颗粒度(亚微米),有效降低了CL-20冲击波感度,有利于促进CL-20应用。     

不同形貌的超细RDX制备方法研究

采用溶剂/非溶剂法、喷雾干燥法、微乳液法三种超细炸药制备方法进行炸药细化,通过控制工艺条件,制得了微米级黑索今(RDX),采用扫描电镜(SEM)对产品进行了晶体形貌观测,结果表明可以通过不同的制备方法和工艺条件控制,在细化RDXD的同时,改变其晶体形貌,从而为进一步研究超细炸药晶体形貌与性能之间的关系打下基础.     

基于自组装方法制备纳米含能材料的研究进展

纳米含能材料具有优异的性能,近年来已成为纳米材料和含能材料两个研究领域的热点之一。简要介绍了纳米含能材料常用的制备方法,分析了已有的纳米含能材料自组装制备方法,提出了大分子自组装制备纳米含能材料的新思路。综述了大分子自组装及其与纳米粒子协同自组装用于纳米材料制备方面的研究进展。分析表明,基于大分子自组装制备纳米含能材料具有良好的应用前景,但是目前仍处于探索阶段,今后还需要从理论和实验两个方面进行更加深入的研究。     

无人水下航行器海底停驻流体动力特性分析

为了研究无人水下航行器(UUV)在海底停驻时水流侧向流过时的受力特性以及垂推对其的影响,采用计算流体力学（CFD）方法,用ANSYS ICEM对海底定点停驻UUV有、无垂推两种模型在距离海底不同距离以及海底不同倾角时的状况进行结构化网格划分,并利用CFX对其在不同水流速度下的流场进行了数值模拟,得到了其侧向力、升力随水流速度、距海底距离及海底倾角的变化曲线,并对计算结果进行了分析。最后,根据有、无垂推两种模型的受力仿真结果,分析了垂推对海底定点停驻UUV流体动力特性的影响。分析结果表明：侧向力受近壁面影响较小,而升力受其影响很大;侧向力和升力均随着水流速度的增大而迅速增大;侧向力随着海底倾角绝对值的增大总体呈减小的趋势,其升力则随着倾角的增大迅速增大;UUV有垂推时所受侧向力比无垂推时要大5%~15%,而升力则大数倍。     

石英颗粒表面合成六棱柱状Mn~(2+)掺杂Zn_2SiO_4及光致发光性能研究

以SiO2颗粒和Zn(CH3COO)2为原料,采用水热法在不锈钢反应釜中低温制备了Mn2+掺杂的Zn2SiO4荧光材料。利用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计对影响产物结构及发光性能的反应温度、反应时间、NH4OH质量分数等参数进行研究。结果表明:六棱柱状的ZnSiO4纳米颗粒可以在220℃的低温水热条件下获得,以该法制备的Mn2+掺杂ZnSiO4具有良好的光致发光性能,在220 nm紫外光激发下产生525 nm的绿色发光,并且发光强度随水热反应温度、时间以及NH4OH浓度改变而改变。     

等离子喷涂制备压电石英膜材料及性能分析

采用大气等离子喷涂技术制备SiO2膜压电材料,利用XRD和SEM研究其组织结构,同时对其介电常数ε、介电损耗tanδ、压电常数d33、机械品质因数Q等性能进行测试。结果表明:采用大气等离子喷涂工艺可制备出相结构主要由α-石英和α-方石英共同组成组织较为致密、缺陷较多的SiO2压电膜,压电常数d33和介电常数εr随膜厚度的增加而增加,介电损耗tanδ随膜厚度的增加而减小;介电常数εr、介电损耗tanδ、机械品质因数Q随频率的增加而减小,当SiO2膜厚为5mm,压电常数d33最大值为2.3 pC/N。     

SiC/C遗态陶瓷的制备工艺研究

以苎麻纤维为生物模板,经溶胶-凝胶浸渍工艺获得苎麻/SiO2前驱体A和苎麻/酚醛树脂/SiO2前驱体B,在真空炉中经1 500℃碳热还原反应制备得SiC/C遗态陶瓷。采用TG-DTG、XRD和SEM等技术分别对材料的热解行为、物相构成和显微结构进行分析与表征,利用阿基米德法测定试样的显气孔率。结果表明:SiC/C遗态陶瓷继承苎麻纤维的天然结构形貌,其物相中包含有β-SiC相和石墨化程度较低的C相;由苎麻/SiO2前驱体A制备的试样组织结构疏松,界面结合较差,显气孔率高,纤维形貌更为完整;由苎麻/酚醛树脂/SiO2前驱体B制备的试样组织结构致密,界面结合较好,显气孔率低。     

外加20%SiO2原位生成陶瓷相增强铝基复合材料显微组织及相组成的研究

外加质量分数为20%的SiO2采用粉末冶金法成功制备了原位生成陶瓷相增强Al基复合材料,研究了复合材料烧结后的油磨性能、物相组成和组织形貌.油磨条件下,在98～1764N载荷内,复合材料的体积磨损量始终小于基体合金196N时的体积磨损量1.67mm3,在1764N时的最大磨损量小于0.8mm3.复合材料的最终物相为MgAl2O4、MgO、Mg2Si、Si和Al.在颗粒SiO2与Al-Mg反应过程中,约有复合材料中质量分数为2.8%Mg和7.0%Al及0.26%Cu扩散入颗粒内,颗粒内约有质量分数为9.74%Si, 0.23%O被置换到颗粒外,颗粒主要由MgAl2O4组成.     

浸渗法制备SiCf/SiO2复合材料的力学性能研究

使用硅溶胶浸渍沉积和未沉积碳界面层的碳化硅纤维2.5D编织体,制备了SiCf/SiO2复合材料。抗弯测试结果显示,随着处理温度的升高,基体缓慢释放出的结合水对纤维造成氧化损伤,使试样的抗弯强度均下降,但始终表现出非脆性断裂行为,这主要是由于基体与纤维的热膨胀系数差别较大,使得基体与纤维之间未形成强结合。另外,由于碳界面层对纤维的保护使得纤维免遭氧化损伤,沉积过碳界面层的试样在各温度处理后的抗弯强度均高于未沉积过碳界面层的试样。