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溶胶凝胶法制备WS2-SiO2可饱和吸收体的探究

林涛 , 孙航 , 李晶晶 , 张天杰 , 郭恩民 , 孙锐娟 , 王茜 , 李璐 , 王勇刚 , 段玉鹏

WS2二维材料独特的光吸收体特性使其成为可饱和吸收体的优选材料。溶胶凝胶法具有操作方便、设备简单、成本低廉等优点。利用溶胶凝胶法在石英基片上制备SiO2材料为主体的WS2-SiO2薄膜是一种实现可饱和吸收体的新思路。本文通过改变实验过程中原料配比、热处理条件、旋涂速度等实验参数确定出溶胶凝胶法制备SiO2薄膜的最佳条件，在此基础上再加入WS2溶液制备出WS2-SiO2薄膜可饱和吸收体，通过共聚焦显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射等方法对制备的样品进行了测试分析，结果表明采用本文提出的制作方法可以得到外观良好的WS2-SiO2薄膜可饱和吸收体、WS2在 SiO2薄膜中呈多层的多晶颗粒，晶面指数主要为(002)、(004)、(101)、(103)、(006)、(105)。

关键词: 溶胶凝胶法 , WS2 , 可饱和吸收体 , SiO2 薄膜

800nm布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜

王勇刚 , 马骁宇 , 王屹山 , 赵卫 , 曹士英 , 张志刚 , 王清月

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2004.05.010

我们在国内首先研制成功波长为800nm附近布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜.用布拉格反射镜型半导体可饱和吸收镜作为自启动装置,我们实现了氩离子激光器泵浦的钛宝石激光器被动连续锁模,获得了连续锁模脉冲序列,重复频率在100MHz到200MHz.

关键词: 激光技术 , 半导体可饱和吸收镜 , 布拉格反射镜 , 被动连续锁模 , 钛宝石激光器

湿热环境下复合材料孔板压缩性能的研究

马少华 , 王勇刚 , 回丽 , 费昺强

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2015.06.014

采用压缩试验的方法,对含孔机织碳纤维环氧复合材料层板进行了湿热环境下的压缩试验,研究了湿热环境对其压缩性能的影响.分析了复合材料孔板的吸湿特性、压缩强度、破坏模式及动态力学性能.结果表明:机织碳纤维环氧复合材料吸湿率较低,其饱和吸湿率仅为0.88％左右.湿热环境会降低由基体性能主导的压缩强度,130℃下湿态试样的开孔压缩强度保持率约为70％.含孔复合材料层合板的破坏模式均为过孔破坏,破坏均发生在应力集中的区域,并且断裂都是沿着应力集中最大的方向扩展.侧面断口主要为剪切失效,有分层和屈曲的特征.吸湿后复合材料的DMA Tg为125℃,比干态时下降了16℃.

关键词: 机织碳纤维环氧复合材料 , 湿热环境 , 吸湿特性 , 压缩强度 , 破坏模式 , 动态力学性能

平面编织复合材料层压板低速冲击损伤和压缩失效行为

马少华 , 郭洪杰 , 回丽 , 王勇刚

航空材料学报 doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2015.4.007

对平面编织复合材料层压板进行不同能量的低速冲击试验和冲击后压缩试验,分析表面凹坑深度、损伤面积以及剩余压缩强度与冲击能量的关系.对压缩后层压板的断口进行宏观观察,分析不同等级损伤对压缩失效特征的影响.结果表明:冲击损伤分为无损伤、前表面目视勉强可见、前表面目视可见及穿透性损伤四个等级,不同等级损伤的失效特征不同;随着冲击能量的增大,表面凹坑深度逐渐增大,二者之间并不满足线性关系,存在着拐点,损伤面积也逐渐增大,在达到穿透性损伤后基本不变;剩余压缩强度逐渐降低,损伤面积和剩余压缩强度最后都有变缓的趋势.

关键词: 平面编织复合材料 , 低速冲击 , 凹坑深度 , 损伤面积 , 剩余压缩强度 , 失效特征

固体超强酸SO42-/Fe-MMT催化合成柠檬酸三辛酯

常玥 , 任小宁 , 查飞 , 王勇刚 , 柳宏伟 , 陈虎魁

硅酸盐通报

通过离子交换法制备了铁柱撑蒙脱土(Fe-MMT),以硫酸改性得到SO42-/Fe-MMT固体超强酸,并用FT-IR和XRD对其进行了表征.研究了它对合成柠檬酸三辛酯的催化行为,结果表明,160 ℃时,当n(柠檬酸):n(正辛醇)=1:4,催化剂用量为柠檬酸质量的15%,反应4 h,酯化率可达97.0%.

关键词: 蒙脱土 , 固体酸催化剂 , 酯化反应 , 柠檬酸三辛酯

考虑水浸温度影响的复合材料吸湿动力学模型

回丽 , 王勇刚 , 许良 , 马少华 , 张旭 , 费昺强

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.11.014

研究了在恒温水浸吸湿实验中，水浸温度对复合材料吸湿参数的影响。通过对国产碳纤维／双马复合材料在60，70，80℃恒温水浸中进行的吸湿实验，得到了不同水浸温度下的吸湿曲线。由吸湿曲线分别求出了各水浸温度下的扩散系数和平衡吸湿率以及它们与水浸温度的关系。结合Arrhenius关系和Fick定律，得到了反映此复合材料在任意水浸温度下吸湿行为的吸湿模型。该吸湿模型能较为准确地预测此复合材料在95℃恒温水浸中任意时刻的吸湿量及预估达到特定吸湿量所需要的时间。

关键词: 复合材料 , Arrhenius关系 , Fick定律 , 吸湿模型

湿热环境对碳纤维环氧树脂复合材料弯曲性能的影响

马少华 , 王勇刚 , 回丽 , 许良

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.02.013

采用不同温度下的三点弯曲测试方法,研究了湿热环境对机织碳纤维环氧复合材料吸湿前后弯曲性能的影响,分析了复合材料的吸湿量、断口形貌、动态力学性能及其加载曲线.结果表明:机织碳纤维环氧复合材料吸湿率较低,其饱和吸湿率仅为0.88％左右.湿热对复合材料弯曲强度的影响要大于对弯曲模量的影响.干态试样的断裂形式都为脆性断裂,湿态试样只有在高温下未发生断裂.吸湿后复合材料的玻璃化转变温度(DMA Tg)为125℃,比干态时下降了16℃.在弯曲变形的前期,载荷和位移曲线都成线性变化,干态试样在载荷达到峰值之前会出现小的波动.湿态试样的后期会有明显的弯折或塑变,而且随着温度的升高这种现象越明显.

关键词: 机织碳纤维环氧复合材料 , 湿热环境 , 弯曲性能 , 吸湿量 , 断口形貌 , 动态力学性能

碳纤维/环氧树脂复合材料湿热老化后的力学性能

回丽 , 张旭 , 许磊 , 王勇刚

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201601015

将碳纤维/环氧树脂复合材料在温度为71℃、相对湿度为85％的环境下吸湿至平衡后研究了它的吸湿行为,然后分别在室温和71,93,116,132℃下进行了弯曲性能、纵横剪切性能、动态力学性能试验,研究了该复合材料湿热老化后的力学性能.结果表明：碳纤维/环氧树脂复合材料的吸湿率较低,其饱和吸湿率仅为0．91％左右；湿热老化后,复合材料的弯曲强度保持率在50％以上,弯曲模量保持率在80％以上,纵横剪切强度保持率在55％以上,其玻璃化转变温度为195℃,极限耐热温度可达到132℃；该碳纤维/环氧树脂复合材料具有良好的耐湿热老化能力.

关键词: 碳纤维/环氧树脂复合材料 , 吸湿试验 , 湿热环境 , 力学性能 , 性能保持率