多孔硅相对湿度传感器的设计

基于对三明治型与平铺型两种多孔硅湿度传感器结构的灵敏度分析与比较,结合两种结构的优点,设计出新的传感器的结构。通过对该结构湿度传感器的性能测试,得出该传感器的灵敏度为1.1 pF/RH%,响应时间为73 s,温度湿度系数为0.5%RH/℃,该湿度传感器适用于在中低湿环境中测量,在每隔20 d的时间对传感器跟踪测试,证明该传感具有较好的稳定性。此外为了传感器可以自解吸附,该传感器采用多晶硅为传感器加热除湿,在金属电极上溅射一层钝化层以防止电极被水汽腐蚀。     

分形结构中粒子扩散过程随机模拟

为分析孔隙分形维数和分形结构形式对粒子扩散特性的影响,通过生成分形结构模拟粒子在分形结构中的随机行走,探索分形介质中粒子扩散的运动规律.数值模拟结果显示,粒子在分形结构中的扩散行为受到起点位置、主通道和次通道形状及分形维数等因素的影响.     

层状淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响分析

本文研究了不同厚度淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响以及一定厚度层状淤沙的不同分布形式对混凝土重力坝的地震响应的影响。基于饱和多孔液固两相介质的压力波动方程,设层状淤沙各层厚度不同,将层状淤沙分为三种不同分布形式,在每种分布形式每层的物理参数相同和物理参数不同两种情况下,确定了淤沙对混凝土重力坝地震响应的影响大小。通过算例分析表明,相同物理性质不同的分布形式对地震响应的影响不显著,而不同的分布形式对坝体的地震响应影响较大。     

基于微腔光学晶体生物传感器的研究进展

多孔硅（PS）与多孔硅微腔晶体（PSM）作为新型功能材料,其独特的光学特性、微电子相容性、滤过性、纳米微孔生长可控性及大的比表面积为生物信号传感提供了一个较为理想的平台,已制备成多种生物传感器应用于血液,细菌,病毒,DNA等的快速检测中。在分析了PS与PSM的结构和性能的基础上,重点介绍了PS与PSM生物传感器的研究现状,并提出开发微型芯片、集成器件和市场化产品将是PS与PSM生物传感器的发展趋势。     

微/纳双尺度复合多孔结构对沸腾传热性能的影响

采用溶胶–凝胶法制备了纳米孔隙尺度的珊瑚状结构氧化铜粉体,通过还原烧结法制得微纳米双尺度复合多孔传热表面(micro-nanodual-scale composite porous heat transfer surface,MNPS),研究其结构对沸腾传热性能的影响,并对其沸腾过程可视化进行了验证。实验发现：该表面颗粒间孔隙直径在1～2μm之间,颗粒内存在约为100nm且均匀分布的珊瑚状网络孔道。在实验范围内,以乙醇为沸腾工质,纳米孔道尺度在80～130nm,微米孔道尺度在1～1.5μm(micron pores accounted for 0.15,MP0.15)时,MNPS传热性能最佳,约为光滑表面的7倍,是微米孔道尺度在0.8～1.0μm(MP0.00)的1.4倍。由沸腾过程(charge coupled device,CCD)可视化得出,MNPS微米孔道可显著增加活性核化位点,提高气泡核化密度;MNPS纳米孔道在毛细吸力作用下,可增强液相回流,延缓膜沸腾的形成。2种尺度孔隙协同可降低气泡逸出与液相回流之间的阻力,实现强化传热。     

桃胶基氮掺杂多孔炭的性能

比电容较低将限制炭电极材料在超级电容器领域的应用。以天然生物质桃胶为碳源,邻苯二胺为二级碳源和氮源,FeCl₃为氧化剂和造孔剂,经水热处理以及500℃炭化,制备氮掺杂多孔炭。通过SEM、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱和N₂吸-脱附测试等,分析样品的形貌和结构,并对样品进行电化学性能测试。制备的氮掺杂多孔炭具有纤维网状多级孔结构,产率为54.6%,比表面积为459.72 m²/g;以0.5 A/g的电流在-0.4～0.6 V充放电,比电容为612 F/g。采用氮掺杂多孔炭组装的超级电容器,以0.5 A/g的电流在0～1.1 V充放电,比能量高达19.8 W·h/kg。     

太阳能-空气光伏/光热一体化热泵热水系统实验特性

本文研究了一种新型光伏/光热一体化(PV/T)复合热源热泵热水系统,将多孔扁盒式PV/T集热板与空气源热泵相结合,根据不同控制方式组合成双热源并联、单太阳能和单空气能三种不同运行模式。在室外环境温度28.5℃下,将200 L 30℃热水加热到55℃,研究了加热时间、热水温度、COP等性能的变化规律,结果表明双热源并联运行模式下分别比单太阳能模式和单空气能模式的加热时间缩短了42%和54%,COP分别提高了32.78%和47.64%;同时实验研究了在夏季工况下将200 L水从9∶00循环加热到17∶00过程中系统热性能,探讨了太阳辐射强度、PV/T集热板温度对光电/光热效率的影响,通过实验对比可以得出在热电模式下系统的光电效率η_(pv)比单一光电模式平均高25.8%.     

CNTs-Al_2O_3多孔陶瓷复合材料的制备与性能

利用冰模板法制备一种具有高孔隙率的碳纳米管强化氧化铝(CNTs-Al_2O_3)多孔陶瓷复合材料。采用SEM,XRD及Raman对样品进行表征,研究碳纳米管(CNTs)含量对复合材料微观形貌、性能的影响。结果表明:随着CNTs含量的增大,复合材料的体积密度、孔隙率和抗压强度均发生改变;添加适量的CNTs能促进陶瓷孔壁烧结致密度,提高材料的抗压强度;但加入过量CNTs会导致CNTs团聚,嵌于陶瓷内壁形成微孔,反而降低了材料致密度与抗压强度;当CNTs含量达2.0%(质量分数)时,多孔陶瓷的抗压强度达到最大值4.52MPa,相对纯Al_2O_3多孔陶瓷提高了66%。     

珍珠层粉/壳聚糖多孔支架的制备及分析测试

用负压真空冷冻干燥机在-20℃条件下冷冻干燥48h制备珍珠层粉/壳聚糖复合多孔支架。用扫描电子显微镜(SEM)观察支架表面形貌,通过X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)等手段对材料进行表征测试,检测其降解性能,并将兔骨髓间充质干细胞与支架共培养检测材料细胞毒性。结果表明复合支架具有稳固的三维多孔结构,孔隙率最大至91.64%,孔径在100~300μm范围,降解性能适宜,且冷冻干燥制备方法对珍珠层粉的结构无明显破坏,并具有良好的生物相容性,有利于细胞的生长。