基于石墨烯/纳米微球电光调制器的调Q光纤激光器

摘要:利用光纤倏逝波耦合效应,设计一种基于石墨烯/聚苯乙烯纳米球/聚二甲基硅氧烷(Gr/PS Ns/PDMS)电光调制器的调Q(Q 为品质因子)光纤激光器。该全光纤电光器件采用氢氧火焰制备的锥型光纤,并将其置于石墨烯和Ag 叉值电极之间构成调制结构。为了增强光与石墨烯的相互作用,将单层PS Ns 沉积于石墨烯表面,并用PDMS 稳定结构,限制发散的倏逝场以形成强局域场。实验结果表明:在电极两端施加不同幅值的电压以改变石墨烯固有的光学吸收特性,对腔内光进行调制,可以实现1530 nm 光纤激光器调Q 脉冲输出性能的主动调控,器件的调制深度达53.25%,脉冲重复频率在41.6~71 kHz 内连续可调,脉宽在3.186~3.965 μs 内,对应平均输出功率为2.69~3.94 mW,脉冲能量为64.69~55.42 nJ。该器件兼具低成本、低功耗、高调制深度的优势,为开发灵活可控的调Q 光纤激光器提供新思路。

机器学习驱动的富锂正极活化条件优化

摘要:富锂锰基层状氧化物因其低成本和高可逆容量,被认为是最具潜力的下一代锂离子电池正极材料。然而其电化学性能对初始活化条件高度敏感,受电压、温度、电流密度及活化圈数等多因素耦合影响。为实现活化制度的高效优化,本工作构建了基于机器学习的活化参数优化框架。通过整合实验与文献数据建立多特征数据集,并以CatBoost 模型为核心构建容量保持率预测体系,实现了对不同活化条件下电池循环性能的高精度预测。进一步结合贝叶斯优化,在高维参数空间中实现多参数协同寻优,所得最优活化条件下模型预测结果与实验结果的容量保持率误差低于1%。本工作实现了富锂正极电化学活化工艺的智能优化,为复杂电化学体系的多参数定量调控与高性能正极材料设计提供了新的思路与可行路径。

新型表面涂层材料在预应力钢绞线上的应用

摘要:针对酸洗加磷化的表面处理方式会产生大量磷化渣和废液、增加生产成本、排放处理困难的问题,研究一种新型表面涂层材料,将其应用于预应力钢绞线用盘条,可替代盘条表面磷化,节约能耗和减少成本。每天洗线量800t情况下,每年可降低288~346t废渣产出,增加每套模具拉拔量约70t,并提高拉拔速度8.3%左右,在同样的环境中钢丝与钢绞线的防腐性能得到提升。

球形粉制备技术及其在贵金属领域中的应用

摘要:金属增材制造技术作为一种新兴的材料制备技术正快速发展,粉末作为金属增材制造的关键原料,其性能对增材制造成形件的质量和应用具有至关重要的作用 。贵金属球形粉的制备是贵金属增材制造技术的研究热点,本工作聚焦分析金属球形粉的国内外研究现状,介绍当下制备金属球形粉的制备工艺,包括雾化法、球化法等,简要总结这些技术的优缺点及讨论其在贵金属材料上的应用。低制备成本、球形度高、损耗率低、杂质含量少及粒径小的贵金属球形粉制备技术会是未来贵金属球形粉的重要发展方向。

形状记忆高分子材料的研究进展及应用

摘要:形状记忆高分子材料(Shape memory polymers,SMPs)是一类能够在外部刺激条件(如温度、光照、电场、磁场等)下,自动恢复到预定形状的智能材料。自20世纪90年代初期以来,随着科学技术的进步,SMPs作为一种新型智能材料在众多领域获得了广泛的关注和研究,随着国家大力推动科技创新和产业升级,SMPs正迅速崭露头角,成为现代科技飞速发展的关键支撑之一。得益于其结构的灵活性和可调性,SMPs在生物医学、纺织工业、航空航天等多个领域展现出了巨大的应用潜力。本文将深入探讨形状记忆高分子材料的研究进展及在多个领域的应用,介绍其分类、特性以及发展历程;重点分析该材料在各个行业中的应用前景,并对当前存在的挑战及其未来的发展趋势进行论述展望。

基于多功能量子阱二极管器件的氮化镓光电融合手势通信系统

摘要:设计并实现一种基于多功能氮化物二极管器件的光电融合手势通信系统。该系统包含由多功能量子阱二极管器件组成的可穿戴手势识别传感模块以及无线光通信(WOC)链路。其中,手势识别部分利用片上集成氮化镓光电子器件作为光发射和光接收,融合塑料光纤传感器,实现对手指弯曲的感知,并通过单片机读取和识别手势信息,实现手势精准识别。随后,将手势信息经串口输出,对信号进行频移键控(FSK)调制后驱动蓝光发光二极管(LED)发光,串口波特率为1200 Baud,FSK 载波频率分别为42 kHz 和84 kHz;接收端通过绿光LED 探测,演示1.5 m 水下信道传输,误码率低于10-4。该系统的总功耗约为13.2 W。所提基于氮化物二极管器件的手势传感和通信架构为构建低成本人机交互系统提供可行的解决方案,在水下救援和人机交互等场景中具有潜在的应用价值。

极端环境下航空航天复合材料设计进展及应用现状

摘要:综述了极端环境下航空航天复合材料的设计进展及应用现状。首先分析了国内外复合材料的研究现状,阐述了复合材料在军民用飞机、运载火箭等装备中的典型应用场景。在此基础上,重点探讨了温度载荷、机械冲击和化学腐蚀等极端环境因素对复合材料性能的影响机理,揭示了多场耦合作用下材料的损伤演化规律。在设计方法层面,深入阐述了组分设计、结构设计和铺层设计3 个关键环节的研究进展,特别强调了多尺度模拟方法和智能优化算法在提升材料设计方面的重要作用。最后基于当前技术瓶颈与未来需求,对航空航天复合材料的发展趋势进行了展望。

普鲁士蓝材料在水系离子电池中的研究进展

摘要:水系离子电池由于具有低成本和高安全性等优点,在规模储能场景下被认为具有广阔的应用前景,近年来发展迅速。在各种水系离子电池电极材料体系中,普鲁士蓝类似物(PBAs,A2T[M(CN)6],其中,A=Li, K, Na; T=Fe, Co, Ni, Mn, Cu, 等;M=Fe, Mn, Co, 等)由于其大的开放框架、丰富的离子嵌入位点和易于制备的特点,已经成为具有良好电化学性能的、有发展前景的材料之一。本文系统总结普鲁士蓝类似物材料的结构、合成策略以及其在水系锂离子、钠离子、钾离子、铵根离子和质子电池中的应用,同时,还指出了PBAs 材料在未来作为水系离子电池电极材料发展中存在的关键挑战。