纳米TiO_2涂层光纤的界面与质量

纳米TiO_2涂层光纤的界面与质量

一、Interface and Quality of Nanometer TiO_2 Coated Optical Fiber(论文文献综述)

张业广[1](2021)在《TiO2基光子晶体结构生色材料的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理TiO2具有高折射率、高热稳定性和光致超亲水性的特点,不同形貌的TiO2材料(包括TiO2纳米粒子(TiO2NPs)和TiO2核壳微球)在光子晶体中均具有明显的应用优势。但TiO2 NPs和TiO2核壳微球在光子晶体中的应用仍存在如下问题:TiO2 NPs与光子晶体复合时通常需要高温煅烧使无定型TiO2结晶;TiO2核壳微球在制备时难以实现对粒径和形貌的精确调控,组装成的光子晶体的结构稳定较差;无定型TiO2核壳微球在高温煅烧时存在微球团聚、破裂和分散性变差的问题,影响光子晶体的组装过程。针对这些问题,本论文在室温条件下制备了 TiO2-聚丙烯酸羟乙酯(PHEA)稳定的光子晶体复合材料;合成了粒径和形貌可控的TiO2核壳微球,并制备出结构稳定型的二维光子晶体(2DPC);利用硅保护煅烧法制备了单分散的TiO2@SiO2中空微球,并组装出三维光子晶体,在溶剂浸润后仍保持亮丽的结构色。将三乙醇胺改性的锐钛矿TiO2 NPs分散在丙烯酸羟乙酯(HEA)中制成预聚液,通过旋涂法将TiO2-HEA预聚液填充并涂覆在PS光子晶体表面,通过紫外光聚合在室温下即得到TiO2-PHEA/PS光子晶体复合材料,利用PHEA对TiO2 NPs和光子晶体阵列的结构锁定实现了材料结构稳定性的增强。复合材料具有亮丽的结构色,其表面水接触角在0.3 s内就能降低到5°以下,超亲水性可在实验室环境中维持180天,还具有自清洁效果。在高反应活性的钛醇盐前驱体水解过程中,以十六胺为结构导向剂,含有羧基的聚(苯乙烯-甲基丙烯酸)(P(St-MAA))微球为核,制备了粒径均匀、形貌规整的P(St-MAA)@TiO2 微球。以粒径分别为 255nm、308nm、323nm、339nm 和 360nm 的 P(St-MAA)@TiO2微球为构筑单元,在玻璃基材上构筑了 2D PC,呈现出角度相关的结构色。将该2D PC密封在透明基材中,具有在空气中透明,在水中立即显示出亮丽结构色的现象,实现了利用外部介质折射率变化调节2D PC结构色的效果,即实现了 2D PC结构色的非侵入式调节。其透明-彩色即时转变的机理可通过2D PC的衍射理论解释,并可作为信息加密材料使用,实现二维码、图案和文字等的隐藏-显示功能。在P(St-MAA)@TiO2微球表面包覆SiO2薄层作为保护层,再经过900℃煅烧制备了形貌规整、粒径均一、分散性好的锐钛矿型TiO2@SiO2中空微球。以粒径为220 nm、233 nm、262 nm和277nm的TiO2@SiO2中空微球为构筑单元,分别组装出亮丽的蓝色、青色、绿色和橙色蛋白石光子晶体。由于TiO2壳层与空心球的折射率对比度较大,中空TiO2@SiO2光子晶体被乙醇浸润后,反射峰红移,结构色亮度有一定程度的增强。

陈欣月[2](2021)在《稳定的高质量叠层光子晶体薄膜制备研究》文中进行了进一步梳理当前人类社会正面临着各种能源匮乏和环境污染等领域的严峻挑战,太阳能作为重要的清洁能源成为光催化学术研究和应用开发的常青藤。光催化废水处理是一种由光能驱动的非常有效的废水深度处理高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes,AOPs)[1],不产生二次污染、反应所需条件更加温和、处理速度快、范围广,具有比传统废水处理技术更加高效便捷、绿色环保的优势,因此该技术在废水的降解以及净化处理领域被广泛研究。TiO2成本低,稳定性高,无毒环保,是光催化领域的热点材料,目前研究最多且最有可能实现光催化废水处理技术大规模工业应用[2]。然而TiO2的光催化效率受限于自身宽的光子带隙、低的比表面积和较高的光生电子-空穴复合率,其应用也受到了很大的限制。光子晶体作为光催化材料中的一种特殊结构,其优点主要在于光子晶体独特的周期性介电结构具有可调节的光子禁带。其中,反蛋白石结构的光子晶体比表面积高有利于化学物质的吸附,且对光的吸收有调控作用,用作光催化剂进行废水的降解处理具有独特优势。本论文提出一种TiO2光子晶体叠层复合膜光催化剂结构,具有更大的比表面积和丰富有序的孔道结构,有利于反应物的传输、扩散、吸附和反应,同时巧妙利用不同尺寸光子晶体调控吸光范围,层层叠加复合进而实现对太阳光谱的灵活分割,最终在全光谱范围内增强吸收和高效利用太阳光,获得自然光照射下的高性能光催化剂,从而有望在太阳光驱动下实现光催化高效降解污染物。实验室前期研究结果显示,叠层光子晶体薄膜存稳定性较差的问题,在TiO2反蛋白石结构叠层光催化剂制备和光催化过程中催化剂薄膜易脱落,限制了有关叠层光子晶体薄膜结构与光催化性能评价及构效关系建立的研究。鉴于此,本论文以提高叠层光子晶体薄膜的稳定性为目标,主要研究了以下几点内容:1.以实验室合成的四种球径不同的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)胶体微球为基础进行叠层光子晶体薄膜的组装,通过旋转镀膜法大大提高了基底与PMMA光子晶体薄膜之间以及单元光子晶体薄膜间的稳定性,进而采用流动控制沉积自组装法制备得到无脱落、结构稳定的PMMA蛋白石结构叠层光子晶体薄膜。2.将含有Ti源的前驱体溶液填充到蛋白石结构的间隙中,经干燥后煅烧处理得到反蛋白石结构的叠层TiO2光子晶体薄膜。系统研究了浸渍、旋涂、滴加等方法对TiO2反蛋白石结构制备的影响及控制因素,通过对反蛋白石结构单层光子晶体薄膜浸渍方式以及填充条件的探索,提高了填充材料在光子晶体结构间隙间的交联度和稳定性,获得大面积结构完整、坍塌少的TiO2反蛋白石单层光子晶体。3.在上述单层TiO2反蛋白石光子晶体的浸渍条件上进一步优化,稳定获得结构完整的高质量TiO2叠层反蛋白石光子晶体,为进一步研究叠层光子晶体膜催化剂的光催化性能奠定了基础。

魏晨静[3](2021)在《光子晶体光纤SPR传感器结构设计与传感特性研究》文中指出光子晶体光纤表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)传感器具有高灵敏度、实时检测、免标记等优点,在化学、生物等领域展现出了巨大的潜力。高性能光子晶体光纤SPR传感器已经成为折射率传感领域的研究热点。为了提高光子晶体光纤SPR传感器的性能(灵敏度、检测限等),本文从光子晶体光纤结构设计以及敏感层的材料选择和微结构设计的角度出发,设计了不同结构的光子晶体光纤SPR传感器,采用Ag-TiO2复合微光栅作为敏感层,利用全矢量有限元法研究了传感器传感性能。主要研究内容包括:1.为了提高光子晶体光纤SPR传感器的灵敏度,本文在光子晶体光纤两侧环形微流体通道内壁设计了Ag-TiO2复合微光栅敏感层,提出了一种槽型光子晶体光纤SPR传感器。利用全矢量有限元法研究了槽型光子晶体光纤结构参数以及敏感层微结构参数对传感性能的影响,并对结构参数进行了优化。仿真结果表明,当Ag膜厚度为45 nm,TiO2膜厚度为15 nm,单侧通道微光栅个数为40,间隔角度为0.6°时,在折射率1.330-1.360范围内,该传感器获得平均波长灵敏度为6329 nm/RIU,比未采用微光栅结构时提高了1700nm/RIU,比未采用TiO2材料时提高了550 nm/RIU。在折射率1.350-1.355范围内获得最大波长灵敏度为10600 nm/RIU。2.在槽型光子晶体光纤SPR传感器中虽然实现了灵敏度的提升,但是在内部通道进行待检测液体的填充和通道的清洗增加了检测难度。因此,本文在沿用Ag-TiO2微光栅作为敏感层的基础上,提出了一种D型结构光子晶体光纤SPR传感器。该传感器中将光子晶体光纤一侧抛磨,在抛磨平面设计敏感层,外侧作为液体检测通道。利用全矢量有限元法对D型光子晶体光纤结构参数以及敏感层微结构参数进行了优化。结果表明,Ag膜厚度为40 nm,TiO2膜厚度为10 nm,Ag-TiO2微光栅数量为20,间距为20 nm时,折射率在1.33-1.40范围内,传感器获得了最大幅度灵敏度2245 RIU-1和最大品质因数480。3.为了提高分析物折射率检测的效率和准确性,基于D型光子晶体光纤SPR传感器,提出了一种双侧抛磨D型光子晶体光纤SPR传感器。利用双通道结构的特点,在两侧通道同时填充分析物,利用全矢量有限元法进行数值模拟,优化传感器结构参数。研究结果表明,Ag膜厚度为40 nm,TiO2膜厚度为10 nm,单侧通道微光栅数量为50,间距为30 nm时,在折射率1.33-1.40范围内,两个通道都获得最大波长灵敏度14000 nm/RIU。证明了它可以对两通道内分析物同时检测,不仅可以用来减少清洗检测通道以及检验两通道对称的时间成本,也可以用来判别双通道分析物折射率是否相同,提高了检测效率和准确性。

杨富理[4](2021)在《金属氧化物涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的机理与工艺研究》文中研究表明本文提出了一种新的刻蚀蓝宝石的方法,即金属氧化物涂层辅助激光刻蚀蓝宝石,研究表明该方法明显提高激光直接刻蚀效率。本文研究分析了金属氧化物涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的机理与工艺,为其工程应用打下基础,进行了以下研究工作:对比研究了不同粉体吸收层辅助激光刻蚀蓝宝石的刻蚀量,发现金属氧化物粉体对激光的吸收率较高。通过比较分析激光透过涂层和粉体刻蚀蓝宝石的表面形貌,发现涂层吸收激光的能力高于粉体;通过比较分析激光透过涂层和粉体辅助下的蓝宝石刻蚀Al2O3陶瓷的表面形貌,发现涂层阻碍激光透过蓝宝石的能力高于粉体。这是由于涂层表面均匀致密,而粉体表面疏松且在脉冲冲击下易散开。首先,设定以在蓝宝石表面刻出连续痕迹时的最低能量作为刻槽连续阈值,对比分析了Ti O2、Zr O2、Cu O、Zn O、Cr2O3以及Fe2O3等六种金属氧化涂层辅助下的刻槽连续阈值,发现Ti O2涂层辅助下的刻槽连续阈值最低。通过研究分析激光能量密度对六种金属化物涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响,发现在相同激光能量密度时Ti O2涂层辅助下的刻蚀量最高。这是由于Ti O2涂层对激光的吸收率较高以及其熔沸点与蓝宝石相近有助于吸收激光能量。为了深入分析Ti O2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的机理,采用SEM观测刻蚀面形貌,EDS测试刻蚀面元素含量以及XRD分析刻蚀面产物成分,发现刻蚀面堆积着大量Al2O3熔融物,这是由于Ti O2涂层吸收激光能量后以热传导方式将能量传递给蓝宝石,经过多次脉冲辐照叠加,熔池温度会持续升高,熔池内的熔融物以蒸气和熔融物质形式喷出熔池,部分堆积在表面形成刻蚀形貌。其次,从刻蚀量方面,研究了涂层参数对Ti O2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响规律,发现刻蚀量随颗粒直径、涂层厚度和粘结剂含量的增大而减小,随骨料含量的增大而增大。这是由于涂层参数影响其吸收激光能量后传递到蓝宝石的能量大小。颗粒直径增大,比表面积减小,涂层不致密且活性减小,降低了吸收激光能力;涂层厚度增大,将消耗更多的激光能量熔化涂层,而且在熔化过程中更多激光能量以热量的形式流失,降低了传递到蓝宝石的能量;骨料含量增大,颗粒堆积的更加致密,能够吸收更多激光能量;粘结剂含量增大,颗粒被粘结剂紧密包裹,降低了吸收激光能力。最后,从刻蚀量方面,研究了激光参数对Ti O2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响规律,发现刻蚀量随激光能量密度、激光重复频率和扫描速度的增大而先增大后减小,随离焦量的增大而减小,随扫描次数的增大而增大。这是由于激光参数决定激光辐照区单位面积单位时间内的能量大小。当激光辐照区单位面积单位时间内的能量较小时,刻蚀量随着激光辐照区单位面积单位时间内的能量增大而增大;当激光辐照区单位面积单位时间内的能量达到一定值时,辐照区温度过高,更多的蓝宝石处于熔融状态,而大部分的熔融物无法排出刻槽,凝聚在刻槽内壁及底部,出现刻槽被熔融物封闭的现象,降低刻蚀量。

辛鑫[5](2021)在《基于氢敏光纤Bragg光栅的TiO2薄膜电极光电催化产氢性能研究》文中提出能源是影响国民经济和社会体系的重要物质基础,是影响国家发展权与核心竞争力的关键要素。氢能以其来源广泛,燃烧热值高,清洁无污染等优异特性成为一种理想的能源供应形式。光电催化水分解技术产氢过程清洁无污染,无副产品产生,是一种具有潜力的氢气生产方式。氢气作为光电催化产氢系统的主要产物,对光电催化系统产氢过程氢气浓度及其分布进行在线原位监测,对于认识产氢机理及其过程优化控制都尤为重要。但是目前未见关于封闭式光电催化产氢反应器电极表面及其周围液相空间氢气浓度在线原位检测方法;同时现有光纤氢气传感器性能存在易受环境温湿度影响的问题。基于此,本文首先研制了一种耐变温高湿环境的氢敏光纤Bragg光栅传感器,然后制备TiO2纳米管阵列光电阳极材料,并对其性能进行表征。最后搭建TiO2薄膜电极光电催化产氢反应器及其在线监测系统,探究光电催化产氢过程机理及规律。其主要研究结果如下:(1)本文提出了一种新的基于聚多巴胺辅助化学镀的光纤Bragg光栅氢气传感器制作方法,并利用氧化硅超疏水涂层和温度补偿光栅进一步消除变温和高湿环境对FBG传感器氢敏响应的影响。实验结果表明,水合肼作为还原剂更适用于聚多巴胺辅助化学镀钯技术,所制备钯膜致密均匀无裂纹,次亚磷酸钠作为还原剂制备钯膜易开裂,氢敏响应性能较差;当聚多巴胺涂层厚度为8.9 nm时,水合肼化学镀钯厚度为130.7 nm,涂覆15层氧化硅疏水薄膜时,FBG氢气传感器同时获得较高的响应灵敏度和较快的响应时间。传感器在温度30-70℃、湿度20-90%RH范围内,能稳定准确地响应氢气浓度变化,灵敏度达到10.80 pm/%、相对误差小于7.2%。(2)利用阳极氧化法制备的TiO2纳米管薄膜SEM图像表明,TiO2薄膜呈现取向一致的纳米管阵列,表面管口孔径均匀,无裂纹产生,管口直径约100 nm,薄膜厚度约4μm。XRD和XPS等分析表明TiO2纳米管材料由Ti和O两种元素组成,符合锐钛矿相TiO2的衍射特征峰,具备良好的光吸收能力。光电化学性能测试结果表明,TiO2纳米管光电阳极具有高效光电响应能力,光电流达到1.1 m A/cm2。(3)本文构建的光纤Bragg光栅传感器阵列能够准确有效地监测反应器阴极室内电极界面和附近溶液中氢组分浓度和温度变化信息。实验研究发现,受光照射下反应器阴极室内温度呈现先上升,在6000 s后趋于稳定。电极表面处氢敏光纤表明141 s时过饱和溶解氢浓度达到峰值,随后降低至稳定值。

于华洋,马涛,王大为,王朝辉,吕松涛,朱兴一,刘鹏飞,李峰,肖月,张久鹏,罗雪,金娇,郑健龙,侯越,徐慧宁,郭猛,蒋玮[6](2020)在《中国路面工程学术研究综述·2020》文中认为改革开放40多年,中国公路建设取得了举世瞩目的成就,有力地支撑了国家社会经济的高速发展。近年来,与路面工程相关的新理论、新方法、新技术、新工艺、新结构、新材料等不断涌现。该综述以实际路面工程中所面临的典型问题、国家科技奖的技术创新内容、科技部及国家自然科学基金项目、优秀中文权威期刊的论文、Web of Science中的高被引论文的关键词为依据,系统分析了国内外路面工程7大领域的研究现状及未来的发展方向。具体涵盖了:智能环保路面技术、先进路面材料、先进施工技术、路面养护技术、路面结构与力学性能、固废综合利用技术及路面再生技术等。可为路面工程领域的研究人员与技术人员提供参考和借鉴。

周航[7](2020)在《超声喷涂制备结构色薄膜及其性能研究》文中提出结构色,又称物理色,是由于光在一些极薄的细微结构中,发生散射、衍射或干涉而产生的各种颜色。相比于色素色,结构色具有高亮度、高饱和度、不易褪色的优点,并且结构色材料结构简单、选材广泛、在显示、功能涂层、防伪领域有着广泛的应用前景。制备结构色材料的方法很多,传统的精密加工法设备昂贵、制造成本高;而基于溶液体系的自组装方法简便高效,主要有浸渍法、旋涂法和压力式喷涂法等。本课题引入了微量喷涂的概念来实现装配过程的精确控制,并且采用超声喷涂技术进行研究,这项技术是近年来被开发用于薄膜制备领域。本课题研究了材料的性能以及设备操作参数对于超声喷涂制备纳米颗粒薄膜的影响,旨在制备厚度均匀(200 nm以下)的纳米颗粒薄膜。选择二氧化硅(SiO2)和二氧化钛(TiO2)作为沉积材料,基底为硅片和玻璃片。为了降低胶体溶液的表面张力,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂。首先,对于TiO2纳米颗粒和SiO2纳米颗粒的水分散液中颗粒平均水合粒径和溶液PDI进行测量,TiO2纳米颗粒的平均粒径为36.75 nm,PDI为0.186;SiO2纳米颗粒的平均粒径为52.57 nm,PDI为0.228。添加PVP前后,TiO2纳米颗粒分散液的PDI分别为0.186和0.197,增加了5.9%,而颗粒的平均水合粒径分别为36.75 nm和41.05 nm,增加了11.7%,可以看出PVP的加入对于体系粒径大小和分散性影响并不明显。其次,使用PVP的纯溶液作为原料进行薄膜组装,初步确定超声喷涂参数。后续使用0.1 wt.%的PVP分别和0.1 wt.%的纳米颗粒分散液进行混合组装,之后经过煅烧去除PVP,结果表明,S/P体系中SiO2与PVP对膜厚贡献比为1:1,T/P体系中TiO2与PVP对膜厚贡献比为6:4。同时,研究表明,喷涂遍数或料液浓度减半,膜层厚度也会减半。对煅烧后的TiO2纳米颗粒涂层进行EDS能谱测试,结果表明,涂层在基底表面覆盖程度良好。再次,降低料液浓度,从而降低薄膜的厚度,使其易于落入薄膜干涉材料的厚度范围,通过调节操作参数进而控制其颜色。最终选取0.05 wt.%的SiO2纳米颗粒溶胶和0.01wt.%的PVP混合体系最为实验原料,考察了底板温度影响薄膜干燥过程,最终选取60℃作为干膜组装温度,选取40℃作为湿膜组装温度。载气压力控制在20 kPa以内。研究发现,不添加PVP的纳米颗粒水分散液喷涂所得涂层,未产生结构色效果,在光学显微镜下发现其微观结构呈现卵石形状。超声喷涂SiO2纳米颗粒涂层,结果表明,随着喷涂遍数的增加,其颜色逐渐发生红移,这一现象符合薄膜干涉规律,因为喷涂遍数增加,薄膜质量增加进而引发薄膜厚度的增加。对于干膜喷涂所得SiO2纳米颗粒涂层,煅烧后的样品进行轮廓仪测试,测得表面粗糙度RMS为130 nm,且涂层表面呈现多孔结构。超声喷涂TiO2纳米颗粒涂层,研究发现,喷涂遍数增加,涂层的厚度增加;不添加PVP所得样品现象与SiO2涂层一致;煅烧前后样品的厚度未发生明显变化,涂层折射率平均下降0.22,这是因为煅烧后空气占据了之前PVP所在的位置。最后,SiO2纳米颗粒涂层可以使硅片的水接触角由43.0°下降到5.5°,展现出明显的润湿效果。后续的,将SiO2纳米颗粒涂层组装在玻璃基材上,所得产品的透光率在85%以上,玻璃的水接触角由57.0°下降到8.0°,并且具有优异的防雾性能。

赵海洋[8](2020)在《激光熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2金属陶瓷涂层组织性能研究及数值模拟分析》文中研究说明激光熔覆作为一种重要的材料表面改性技术,能够促进熔覆层与基材表面冶金结合,在现代化制造行业中占据重要地位。伴随着激光技术的发展,金属陶瓷复合粉末作为熔覆材料,在保持金属优良特性的同时又兼具有陶瓷特点,已成为激光熔覆涂层研究和开发的热点。本文通过激光熔覆工艺在45钢表面上熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2金属陶瓷粉末,获得兼有金属和陶瓷综合特性的耐磨涂层。研究了熔覆层的组织结构、硬度、耐磨性及抗高温氧化性,结合有限元数值模拟分析涂层内部温度场、应力场分布特点,并与试验部分相佐证,共同诠释Ni-Al/Al2O3-13%TiO2金属陶瓷涂层性能提升因素及不同工艺参数对其影响机理。主要研究内容如下:1)为了进一步研究Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层的硬度、耐磨及抗高温氧化性能,应用YLS-2000光纤激光器在45钢基体上分别制备Ni-Al涂层及Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层。通过金相显微镜、SEM、EDS能谱分析、X射线衍射等系统研究涂层的组织形貌、物相组成及元素分布。采用HXD-1000TB维氏硬度仪测定涂层截面显微硬度分布,利用M-2000磨损试验机进行磨损试验,通过WS-G510智能马弗炉对熔覆层及基材进行高温氧化性能测试。结果表明,与Ni-Al涂层相比,Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层的宏观成形质量较好,无裂纹,涂层组织更为均匀致密,其涂层的截面最高硬度约为Ni-Al涂层的2倍,约为基体的4倍;其失重量约为Ni-Al涂层的1/2,约为基体材料的1/12,涂层比增重相较45钢而言比较小。因此,Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层的硬度、耐磨及抗高温氧化性能相较于Ni-Al涂层及基体材料显着提升,该研究对于金属陶瓷材料的整体性能分析具有一定的参考意义。2)研究激光功率、扫描速度对激光熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层和Ni-Al涂层的温度场分布影响规律,针对单道激光熔覆,利用ANSYS Workbench对该熔覆过程的温度变化进行模拟。通过模拟参数设计、因素极差分析,以稀释率大小作为衡量指标,结合涂层宏观形貌质量分析,得出结论,随着激光功率的增大,涂层最高温度点逐渐增大;随着扫描速度的增加,涂层温度最高点逐渐减小;激光功率为影响温度的主要因素,扫描速度为影响温度的次要因素。当P=1200W、V=6mm.s-1时,获得的Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层宏观形貌质量较好,且此时稀释率较低。3)选取激光熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2涂层成形质量较好的工艺参数,对该参数下激光熔覆过程的温度场、应力场进行分析。结合试验和数值模拟进一步研究温度和应力对涂层组织及相变的影响机理。结果表明,在激光熔覆快速熔化与冷凝的过程中,熔覆层表面组织较为细化,随着距表面距离的增加组织逐渐粗大化;Ni-Al/Al2O3-13%TiO2相较于Ni-Al涂层内部存在的拉应力较小,这也是Ni-Al涂层易产生裂纹的因素之一。

张文斌[9](2020)在《激光原位合成Ti3Al及Ti2AlNb涂层微观结构及摩擦腐蚀行为》文中研究指明Ti-Al金属间化合物具有密度低,熔点和比强度及比弹性模量高,高温强度和刚度优异,抗蠕变和高温抗氧化性能优异的特点,使其成为航天及发动机耐热件中具有竞争力的优质轻型结构材料。通过在韧性和塑性较好的Ti-6Al-4V基体表面形成Ti3Al(α2)和Ti2AlNb(O)金属间化合物复合涂层,既能克服钛合金抗氧化性能和耐摩擦学性能以及耐腐蚀性能的不足,也能解决其室温塑性、低温冲击性能差的缺点。将Ti、Al粉末和Ti、Al、Nb粉末均匀混合后,在Ti-6Al-4V基体表面通过激光熔覆原位合成Ti3Al复合涂层以及Ti2AlNb复合涂层。研究了涂层中相的形成机制以及显微组织对机械性能、高温摩擦学和在3.5 wt.%NaCl溶液腐蚀行为影响。主要研究结果如下:按Ti-35Al(at.%)配比的粉末进行激光熔覆后涂层中形成了Ti3Al(α2)相和α-Ti(α)相。涂层在凝固过程中,α2相形成粗大的初生一次枝晶,α相为快速冷却的针状马氏体组织,附着在一次枝晶上而长大。初生的一次枝晶α2相与针状马氏体α-Ti相间的比近似6:4,α2相为硬质脆性相,α相较软充当连接α2相的介质,涂层中两相的合理配比为涂层提供了适当的韧性和较高的硬度(680 HV);按Ti-25Al-17Nb(at.%)配比的粉末进行激光扫描后在基体表面形成了基本为O相和少量α2相的涂层。形成过程为从α2相中不断析出O相,先析出的O相不断的长大形成了板条状的组织,后析出的O相由于涂层快冷而形成了一种针状的组织。此外,还有部分未转化的α2相残存于涂层中。涂层中O相具有良好的塑性变形能力。对比研究Ti-6Al-4V基体和Ti3Al复合涂层在25500℃内的摩擦学性能,发现,涂层与基体的平均摩擦系数基本在0.22至0.37的范围内。此外,由于α2相的高硬度和高温抗氧化性,在500℃时,Ti3Al涂层较Ti-6Al-4V基材的磨损率低1.35倍。涂层中α2相和α相之间配比合理(α2:α=6:4),因此在摩擦的过程中涂层具有一定的强度和韧性,涂层未发生脆性剥落;通过研究Ti2AlNb涂层25800℃内的摩擦学性能,发现在25400℃下摩擦时,涂层在周期性接触应力的作用下发生疲劳剥层磨损,剥落的磨屑又参与到摩擦过程中形成了三体磨粒磨损。随着温度的升高,磨屑颗粒减少使得磨损减弱。在600℃时,摩擦过程中的最低剪切强度降低,因此出现了较深的犁沟,磨损较为严重。在800℃下进行摩擦时,涂层发生了明显的软化蠕动变形,涂层表面生成连续且光滑的TiO2薄膜具有良好润滑作用,涂层磨损率显着降低。Ti3Al涂层在3.5 wt.%NaCl溶液中浸泡时,涂层表面形成的TiO2和Al2O3对涂层的溶解具有保护作用,使得涂层的电荷转移电阻Rct(9.908×1011Ωcm2)较高,大约为基体的3×108倍,涂层表面生成的这层氧化膜可以看作钝化膜,具有良好的耐溶液腐蚀的能力。但TiO2和Al2O3钝化膜分布不连续,钝化膜边缘的α相自腐蚀电位较低,在浸泡过程中被溶解,而形成龟裂纹的腐蚀通道,Cl-沿龟裂纹渗入涂层内部,使得浸泡后期的腐蚀过程加速;Ti2AlNb涂层在3.5 wt.%NaCl溶液中浸泡时,涂层表面形成了Nb2O5、TiO2和Al2O3的钝化膜,这三种氧化物在NaCl溶液中均具有良好的抗点蚀能力。激光原位合成的涂层中基本均为O相,在浸泡过程中涂层各区域电位基本一致,浸泡后期钝化膜被Cl-均匀溶解,未出现晶间腐蚀,涂层耐腐蚀性较强。Ti3Al和Ti2AlNb两种金属间化合物复合涂层均可以通过激光原位反应而合成,均较基体具有良好的抗高温氧化性和耐磨性以及耐腐蚀性能。对比两种复合涂层,Ti3Al复合涂层的硬度和抗压强度较Ti2AlNb复合涂层优异,而Ti2AlNb复合涂层的塑韧性、抗高温氧化性、耐磨性及耐腐蚀性较Ti3Al复合涂层优异。

孙卉[10](2020)在《超临界CO2辅助制备TiO2提高芳纶抗光老化和表面性能研究》文中提出芳纶纤维具有低密度、高强度、高模量和高耐热性等性能,芳纶/树脂复合材料广泛应用于交通运输、防弹背心、电缆和国防等领域。近年来,随着臭氧层被破坏,照射到地面的紫外光增加,长期紫外光照射下纤维会发生光老化降解,影响纤维的寿命,制约其应用,因此需要提高芳纶纤维的抗光降解能力。由于氧原子比较容易渗透进入纤维/微纤界面,较难渗透进入结晶区,所以光降解一般发生在纤维/微纤界面。同时,芳纶纤维分子链结晶度高,表面光滑,粗糙度低及表面惰性,阻碍芳纶纤维与树脂的界面结合。因此,通过对芳纶纤维表面改性提高纤维与树脂界面结合力非常重要。本文通过超临界CO2的携带作用下将TiO2的前驱体钛酸四正丁酯(TBT)对芳纶纤维进行改性,然后在将含有前驱体的纤维在超临界CO2下进行水解制备TiO2。研究超临界CO2的压力温度对TiO2及芳纶纤维抗光老化性能及纤维力学性能界面性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD),傅里叶变换红外光谱仪(FTIR),场发射扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱分析(XPS),热重分析(TG)紫外-可见光谱仪(UV-Vis)和单纤维测试,接触角测试和微球脱粘测试研究了超临界CO2处理对芳纶的结构、形貌、表面组成、热稳定性、光稳定性和力学性能和界面性能的影响。主要结果如下:(1)超临界CO2辅助制备TiO2工艺研究,研究压力和温度条件对制备TiO2表面形貌及纳米颗粒大小的影响。XRD和SEM的研究表明,超临界CO2辅助制备的TiO2为无定形态,TiO2同时在纤维表面及在纤维内部微纤/原纤之间合成。纤维表面的TiO2含量随着超临界CO2压力的增加而增加,主要是由于超临界CO2密度随着压力增大而增大,CO2携带到的TBT的含量增加。但是当压力过高时,TiO2在分子间作用力的作用下形成团聚体,并形成大颗粒,不均匀地附着在纤维表面并且容易受到外力作用而脱落,TiO2的含量降低。当压力不变时,TBT在CO2中的溶解度随温度的升高而增加,所以随着温度的升高TiO2量增加。当温度过高时,超临界CO2的密度降低,CO2携带TBT的含量降低,因此水解得到的TiO2的含量降低。SEM和XPS的研究表明,当超临界压力为15MPa时,温度为100°C时,TiO2的含量最多且粒子平均直径小,O/C比值从0.23增加到0.35,Ti元素含量最高,达2.53%。因此,超临界制备TiO2最佳的超临界条件为15MPa,100°C。(2)研究超临界CO2不同压力和温度条件辅助制备TiO2对芳纶纤维力学性能和抗光老化性能的影响。超临界CO2改性后的芳纶纤维的模量和强度都有提高。对芳纶纤维进行不同时间的模拟紫外光老化实验,研究改性后纤维的抗老化性能的影响。经紫外线照射168 h后,未处理的芳纶纤维的拉伸强度和模量保持率分别为81.48%和51.41%,单丝强度和模量严重下降,纤维表面出现明显的刻蚀坑、沟槽和条纹,损坏严重。超临界处理后的样品单丝强度和模量下降很小,超临界压力和温度为15MPa,100°C时纤维的保持率相比其他样品高,单丝强度和模量保持率分别为86.34%和65.03%,其单丝强度和模量保持率比未处理纤维分别提高了4.86%和13.62%,说明CO2辅助在芳纶的表面和纤维/微纤界面同时制备TiO2能有效提高芳纶纤维的抗光老化性能。(3)研究超临界CO2协助TBT和TiO2对芳纶表面性能的影响。与未处理的芳纶纤维相比,改性后的芳纶含氧极性基团数量增加,IFSS值增大。当超临界的压力和温度为15MPa,100°C时,TBT和TiO2改性后芳纶与环氧树脂接触角值最低,其值分别为83.18°和77.6°,表明在此条件下制备芳纶纤维与树脂浸润性最好。同时,超临界的压力和温度为15MPa,100°C时,TBT和TiO2改性后的IFSS值最高,IFSS比未处理的芳纶纤维提高了57%和80.42%。实验表明,超临界CO2协助TBT和TiO2改性AF-Ш是提高其表面性能的有效途径,在复合材料领域具有广阔的应用前景。

二、Interface and Quality of Nanometer TiO_2 Coated Optical Fiber(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、Interface and Quality of Nanometer TiO_2 Coated Optical Fiber(论文提纲范文)

(1)TiO2基光子晶体结构生色材料的制备及性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 结构色简介
        1.2.1 自然界中的化学色与结构色
        1.2.2 结构色的生色机理
    1.3 光子晶体结构色材料简介
        1.3.1 一维光子晶体
        1.3.2 二维光子晶体
        1.3.3 三维光子晶体
    1.4 TiO_2基光子晶体结构色材料的研究进展
        1.4.1 TiO_2简介
        1.4.2 TiO_2 NPs与光子晶体的复合
        1.4.3 TiO_2胶体微球在光子晶体中的应用
    1.5 光子晶体的应用及存在的问题
        1.5.1 二维光子晶体的应用
        1.5.2 三维光子晶体的应用
        1.5.3 光子晶体的结构稳定性和结构色亮度问题
    1.6 本论文的设计思想
2 TiO_2 NPs-PHEA稳定的PS PC复合材料的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 主要试剂及仪器
        2.2.2 TiO_2 NPs的改性
        2.2.3 TiO_2-PHEA涂层的制备
        2.2.4 PS微球的制备及光子晶体的组装
        2.2.5 TiO_2-PHEA/PS光子晶体复合材料的制备
        2.2.6 表征和测试方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 改性TiO_2 NPs的制备与表征
        2.3.2 PS光子晶体的制备及光学性能
        2.3.3 TiO_2-PHEA/光子晶体复合材料的制备及光学性能
        2.3.4 TiO_2-PHEA/光子晶体复合材料的超亲水性及自清洁性能
        2.3.5 TiO_2-PHEA/光子晶体复合材料的结构稳定性
    2.4 本章小结
3 结构稳定型P(St-MAA)@TiO_2 2D PC的制备及结构色调控
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要试剂及仪器
        3.2.2 单分散PSM微球的制备
        3.2.3 PSM@TiO_2微球的制备
        3.2.4 PSM@TiO_2 2D光子晶体的制备
        3.2.5 密封式PSM@TiO_2 2D光子晶体的制备
        3.2.6 表征和测试方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 单分散PSM微球的制备及粒径调控
        3.3.2 PSM@TiO_2微球的制备及条件优化
        3.3.3 PSM@TiO_2 2D PC的制备
        3.3.4 密封式PSM@TiO_2 2D PC的制备及光学性能
        3.3.5 密封式PSM@TiO_2 2D PC透明-彩色转变机理
        3.3.6 密封式PSM@TiO_2 2D PC在信息加密中的应用
    3.4 本章小结
4 中空TiO_2@SiO_2三维光子晶体的制备及结构色性能
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要试剂及仪器
        4.2.2 PSM@TiO_2微球的制备
        4.2.3 TiO_2@SiO_2中空微球的制备
        4.2.4 中空TiO_2@SiO_2光子晶体结构色膜的制备
        4.2.5 表征和测试方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 TiO_2@SiO_2中空微球的制备及表征
        4.3.2 中空TiO_2@SiO_2光子晶体的制备及结构表征
        4.3.3 中空TiO_2@SiO_2光子晶体的光学性能
        4.3.4 中空TiO_2@SiO_2光子晶体与溶剂复合后的光学性能
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
附录 A 不同衍射波长下的FDTD模拟结果
攻读博士学位期间科研项目及科研成果
致谢
作者简介

(2)稳定的高质量叠层光子晶体薄膜制备研究(论文提纲范文)

中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 光子晶体概述
        1.2.1 光子晶体简介
        1.2.2 光子晶体的基本理论
        1.2.2.1 光子禁带
        1.2.2.2 布拉格衍射
        1.2.2.3 “慢光子”效应
        1.2.3 光子晶体在光催化中的应用
    1.3 叠层光子晶体研究现状
        1.3.1 叠层光子晶体的制备研究现状
        1.3.1.1 无平面缺陷层
        1.3.1.2 有平面缺陷层
        1.3.2 叠层光子晶体的应用
    1.4 选题及意义
第二章 稳定的高质量叠层PMMA光子晶体薄膜的制备
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器及试剂
        2.2.2 实验方案
        2.2.3 表征方法
        2.2.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.3.2 紫外-可见分光光度计
    2.3 平面基底上制备稳定的高质量叠层PMMA光子晶体薄膜
        2.3.1 基底表面预处理改善叠层PMMA光子晶体薄膜质量
        2.3.2 单元光子晶体薄膜界面预处理提高叠层PMMA光子晶体薄膜质量
        2.3.3 界面处理对叠层PMMA光子晶体薄膜光学性能的影响
    2.4 曲面基底上制备稳定的高质量叠层PMMA光子晶体薄膜
        2.4.1 曲面基底对组装PMMA光子晶体薄膜的影响
        2.4.2 曲面基底上稳定的高质量叠层PMMA光子晶体薄膜制备
    2.5 小结
第三章 稳定的高质量TiO_2叠层反蛋白石光子晶体薄膜的制备
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器及试剂
        3.2.2 实验方案
        3.2.3 表征方法
    3.3 稳定的高质量单层反蛋白石TiO_2光子晶体薄膜的制备
        3.3.1 煅烧温度对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2 浸渍方法对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.1 滴加法
        3.3.2.1.1 滴加量对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.1.2 重复滴加对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.1.3 前驱体浓度对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.2 旋涂法
        3.3.2.2.1 旋涂用量对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.2.2 旋涂方式对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.2.3 转速对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.2.4 前驱体浓度对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.2.5 凝胶相对速率对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.3 浸渍法
        3.3.2.3.1 浸渍方式对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.3.2.3.2 浸渍时间对反蛋白石TiO_2薄膜结构的影响
        3.3.2.3.3 前驱体浓度对反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
    3.4 稳定的高质量叠层反蛋白石TiO_2光子晶体薄膜的制备
        3.4.1 浸渍时间对双层反蛋白石TiO_2薄膜质量的影响
        3.4.2 稳定的高质量多层反蛋白石TiO_2薄膜质量的制备
    3.5 小结
第四章 结论与展望
    4.1 论文总结
    4.2 创新性
    4.3 展望
参考文献
研究成果
致谢
个人简况及联系方式

(3)光子晶体光纤SPR传感器结构设计与传感特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 光子晶体光纤SPR传感器研究现状
        1.2.1 内部敏感层光子晶体光纤SPR传感器
        1.2.2 外部敏感层光子晶体光纤SPR传感器
    1.3 本文的主要工作及结构安排
第2章 光子晶体光纤SPR传感器基本理论
    2.1 光子晶体光纤
        2.1.1 光子晶体光纤分类
        2.1.2 光子晶体光纤数值计算方法
        2.1.3 光子晶体光纤制备方法
    2.2 表面等离子体共振
        2.2.1 表面等离子体共振理论
        2.2.2 光子晶体光纤SPR传感器工作原理
        2.2.3 敏感材料选择
    2.3 光子晶体光纤SPR传感器性能分析
        2.3.1 仿真过程
        2.3.2 性能分析参数
    2.4 本章小结
第3章 槽型光子晶体光纤SPR传感器
    3.1 槽型光子晶体光纤SPR传感器设计
        3.1.1 模型结构
        3.1.2 传感器模式分析
    3.2 传感器结构参数变化对传感性能的影响
        3.2.1 槽型光子晶体光纤结构参数变化对传感器性能的影响
        3.2.2 复合敏感层微光栅结构参数变化对传感器性能的影响
    3.3 传感器传感特性分析
    3.4 传感器制作方案设计
    3.5 本章小结
第4章 高幅度灵敏度D型光子晶体光纤SPR传感器
    4.1 高幅度灵敏度D型光子晶体光纤SPR传感器设计
        4.1.1 模型结构
        4.1.2 传感器模式分析
    4.2 传感器结构参数变化对传感性能的影响
        4.2.1 D型光子晶体光纤结构参数变化对传感器性能的影响
        4.2.2 敏感层微结构参数变化对传感器性能的影响
    4.3 传感器传感特性分析
    4.4 本章小结
第5章 双侧抛磨D型光子晶体光纤SPR传感器
    5.1 双侧抛磨D型光子晶体光纤SPR传感器设计
        5.1.1 模型结构
        5.1.2 传感器模式分析
        5.1.3 传感器共振特性分析
    5.2 传感器结构参数变化对传感性能的影响
        5.2.1 双侧抛磨D型光子晶体光纤结构参数变化对传感器性能的影响
        5.2.2 敏感层微结构参数变化对传感器性能的影响
    5.3 双通道分析物折射率检测可行性分析
        5.3.1 可行性论证
        5.3.2 使用场景
    5.4 传感器传感特性分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(4)金属氧化物涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的机理与工艺研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 加工蓝宝石的方法
        1.2.1 传统机械加工蓝宝石
        1.2.2 干法和湿法加工蓝宝石
        1.2.3 激光加工蓝宝石
    1.3 激光加工蓝宝石的国内外研究进展
        1.3.1 超短脉冲激光直接加工
        1.3.2 激光诱导背面湿法加工
        1.3.3 激光诱导等离子体加工
        1.3.4 选择性激光加工
        1.3.5 吸收层辅助激光加工
    1.4 课题来源与研究内容
        1.4.1 课题来源和研究意义
        1.4.2 课题研究内容
第二章 试验材料、设备和方法
    2.1 引言
    2.2 试验材料及设备
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 试验设备
    2.3 实验方法
    2.4 实验原理
    2.5 选择吸收层的材料及制备方式
        2.5.1 选择吸收层的材料
        2.5.2 选择吸收层的制备方式
    2.6 本章小结
第三章 异种金属氧化物涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的实验研究
    3.1 引言
    3.2 不同金属氧化物涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的研究
        3.2.1 不同金属氧化物涂层对刻槽连续阈值的影响
        3.2.2 激光能量密度对TiO_2与其它金属氧化物刻蚀效果的影响研究
    3.3 TiO_2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的机理研究分析
    3.4 本章小结
第四章 涂层参数对TiO_2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响研究
    4.1 引言
    4.2 颗粒直径对TiO_2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响
    4.3 正交实验
        4.3.1 正交实验设计
        4.3.2 正交实验结果与分析
        4.3.3 正交实验结果的验证与实验
    4.4 本章小结
第五章 激光参数对TiO_2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响研究
    5.1 引言
    5.2 激光能量密度对TiO_2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响
    5.3 离焦量对TiO_2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响
    5.4 激光重复频率对TiO_2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响
    5.5 扫描速度对TiO_2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响
    5.6 扫描次数对TiO_2涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的影响
    5.7 本章小结
主要结论与展望
    主要结论
    展望
创新点
致谢
参考文献
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文

(5)基于氢敏光纤Bragg光栅的TiO2薄膜电极光电催化产氢性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 概述
    1.2 TiO_2 光电催化产氢
        1.2.1 TiO_2能带结构及基本性质
        1.2.2 光电催化分解水产氢原理
    1.3 氢气在线检测技术研究现状
        1.3.1 电学氢气传感检测技术
        1.3.2 光纤氢气传感检测技术
        1.3.3 氢敏材料及存在的问题
    1.4 课题研究内容及意义
        1.4.1 已有研究工作的不足
        1.4.2 本文主要工作
        1.4.3 课题研究意义
2 氢敏光纤Bragg光栅传感器研究
    2.1 引言
    2.2 传感器制备
        2.2.1 实验材料与仪器
        2.2.2 传感器的制备
    2.3 传感器结构,检测原理及测量系统
        2.3.1 传感器结构及测量原理
        2.3.2 传感器测量系统
        2.3.3 材料表征方法
    2.4 传感器结构参数及还原剂对氢敏性能的影响
        2.4.1 聚多巴胺厚度对FBG氢气传感器性能影响
        2.4.2 还原剂种类对FBG氢气传感器性能影响
        2.4.3 钯膜厚度对FBG氢气传感器性能影响
    2.5 不同温度和湿度条件下传感器氢敏响应特性
        2.5.1 不同温度环境下传感器氢敏响应特性
        2.5.2 不同湿度环境下传感器氢敏响应特性
    2.6 本章小结
3 TiO_2光电催化产氢电极及性能测试
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料与仪器
        3.2.2 光电极的制备
        3.2.3 材料测试与表征方法
        3.2.4 光电化学性能测试
    3.3 材料表征及光电化学性能测试结果
        3.3.1 SEM-EDS
        3.3.2 XRD-XPS
        3.3.3 光电化学性能测试结果
    3.4 本章小结
4 TiO_2光电催化产氢反应器及在线测量系统
    4.1 引言
    4.2 反应器系统及在线测量系统
        4.2.1 反应器系统
        4.2.2 在线测量系统
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 温度补偿光纤标定情况
        4.3.2 氢敏FBG标定情况
        4.3.3 产氢过程传感器的响应特性
    4.4 本章小结
5 结论及展望
    5.1 本文主要结论
    5.2 后续研究工作展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果

(6)中国路面工程学术研究综述·2020(论文提纲范文)

索引
0 引言(长沙理工大学郑健龙院士提供初稿)
1智能环保路面技术
    1.1 自净化路面技术(长沙理工大学金娇老师提供初稿)
        1.1.1 光催化技术
        1.1.2 自清洁技术
        1.1.3 其他自净化技术
        1.1.4 自净化路面技术发展展望
    1.2 凉爽路面技术(长沙理工大学金娇老师提供初稿)
        1.2.1 路面热反射技术
        1.2.2 相变调温技术
        1.2.3 其他路面调温技术
        1.2.4 凉爽路面技术发展前景
    1.3 自感知路面技术(长安大学蒋玮老师提供初稿)
        1.3.1 基于外部手段的感知技术
        1.3.2 基于感知元件的感知技术
        1.3.3 基于自感知功能材料的感知技术
        1.3.4 自感知技术发展前景
    1.4 主动除冰雪技术(哈尔滨工业大学徐慧宁老师提供初稿)
        1.4.1 自应力弹性铺装路面
        1.4.2 低冰点路面
        1.4.3 能量转化型路面
        1.4.4 相变材料融冰雪路面
        1.4.5 主动融冰雪路面研究前景
    1.5 自供能路面技术(长安大学王朝辉老师提供初稿)
        1.5.1 道路压电能量采集技术
        1.5.2 道路热电能量采集技术
        1.5.3 光伏路面能量采集技术
        1.5.4 路域能量采集技术发展前景
    1.6 透水降噪路面技术(长安大学蒋玮老师提供初稿)
        1.6.1 透水降噪路面材料组成设计
        1.6.2 路面材料性能与功能
        1.6.3 路面功能衰变与恢复
        1.6.4 透水降噪路面发展前景
2先进路面材料
    2.1 自愈合路面材料(由长沙理工大学金娇老师提供初稿)
        2.1.1 基于诱导加热技术的自愈合路面材料
        2.1.2 基于微胶囊技术的自愈合路面材料
        2.1.3 其他自愈合路面材料
        2.1.4 自愈合路面材料发展展望
    2.2 聚氨酯混合料(德国亚琛工业大学刘鹏飞老师提供初稿)
        2.2.1 聚氨酯硬质混合料
        2.2.2 聚氨酯弹性混合料
        2.2.3 多孔聚氨酯混合料
        2.2.4 聚氨酯桥面铺装材料
        2.2.5 聚氨酯混合料的服役性能
        2.2.6 聚氨酯混合料发展前景
    2.3 纤维改性沥青(哈尔滨工业大学王大为老师提供初稿)
        2.3.1 碳纤维
        2.3.2 玻璃纤维
        2.3.3 玄武岩纤维
        2.3.4 合成纤维和木质纤维
        2.3.5 纤维改性沥青发展前景
    2.4 多聚磷酸改性沥青(哈尔滨工业大学王大为老师提供初稿)
        2.4.1 多聚磷酸改性剂的制备与生产
        2.4.2 多聚磷酸改性沥青性能
        2.4.3 多聚磷酸改性沥青混合料性能
        2.4.4 多聚磷酸改性沥青改性机理
        2.4.5 多聚磷酸改性沥青与传统聚合物改性沥青对比分析
        2.4.6 多聚磷酸改性沥青技术发展展望
    2.5 高模量沥青混凝土(长安大学王朝辉老师、长沙理工大学吕松涛老师提供初稿)
        2.5.1 高模量沥青混凝土的制备
        2.5.2 高模量沥青混凝土的性能
        2.5.3 高模量沥青混凝土相关规范
        2.5.4 高模量沥青混凝土发展前景
    2.6 桥面铺装材料(长安大学王朝辉老师提供初稿)
        2.6.1 浇注式沥青混凝土
        2.6.2 环氧沥青混凝土
        2.6.3 桥面铺装材料发展前景
3先进施工技术
    3.1 装配式路面(同济大学朱兴一老师提供初稿)
        3.1.1 装配式水泥混凝土铺面
        3.1.2 地毯式柔性铺面
        3.1.3 装配式路面发展前景
    3.2 智能压实技术(东南大学马涛老师提供初稿)
    3.3 自动驾驶车道建设技术(同济大学朱兴一老师提供初稿)
        3.3.1 自动驾驶车道建设理念
        3.3.2 自动驾驶车道建设要点
        3.3.3 自动驾驶车道建设技术发展前景
    3.4 大温差路面修筑技术(哈尔滨工业大学徐慧宁老师提供初稿)
        3.4.1 大温差作用下沥青路面性能劣化行为
        3.4.2 大温差地区路面修筑技术要点
        3.4.3 大温差地区路面设计控制
        3.4.4 大温差地区路面修筑技术发展前景
4路面养护技术
    4.1 路面三维检测技术(北京航空航天大学李峰老师提供初稿)
        4.1.1 路面三维检测用于病害识别
        4.1.2 路面三维检测用于表面构造分析
        4.1.3 路面三维检测技术的发展前景
    4.2 人工智能与大数据的智能养护(北京工业大学侯越老师提供初稿)
    4.3 功能性/高性能预防性养护技术(北京航空航天大学李峰老师提供初稿)
        4.3.1 裂缝处治
        4.3.2 雾封层
        4.3.3 稀浆封层和微表处
        4.3.4 碎石封层和纤维封层
        4.3.5 薄层罩面和超薄罩面
        4.3.6 预防性养护技术发展趋势
    4.4 超薄磨耗层技术(华南理工大学于华洋老师提供初稿)
        4.4.1 国内外超薄磨耗层发展历史
        4.4.2 国内外常见超薄磨耗层技术简介
        4.4.3 超薄磨耗层材料与级配设计
        4.4.4 存在问题及发展趋势
5路面结构与力学性能
    5.1 基于数值仿真方法的路面结构力学分析(德国亚琛工业大学刘鹏飞老师提供初稿)
        5.1.1 基于有限元法的路面结构分析研究现状
        5.1.2 基于离散元法的路面结构分析研究现状
        5.1.3 未来展望
    5.2 路面多尺度力学试验与仿真(浙江大学罗雪老师提供初稿)
        5.2.1 基于纳微观分子动力学模拟的多尺度试验与仿真研究
        5.2.2 基于细微观结构观测的多尺度试验与仿真研究
        5.2.3 未来展望
    5.3 微观力学分析(浙江大学罗雪老师提供初稿)
        5.3.1 分析微观力学模型
        5.3.2 数值微观力学模型
        5.3.3 未来展望
    5.4 长寿命路面结构(长沙理工大学吕松涛老师提供初稿)
6固废综合利用技术
    6.1 工业废渣(武汉理工大学肖月老师提供初稿)
        6.1.1 钢渣再利用
        6.1.2 其他工业废渣
        6.1.3 粉煤灰再利用
    6.2 建筑垃圾(武汉理工大学肖月老师提供初稿)
        6.2.1 建筑固废再生骨料
        6.2.2 建筑固废再生微粉
    6.3 生物油沥青(长安大学张久鹏老师提供初稿)
        6.3.1 生物沥青制备工艺
        6.3.2 生物沥青改性机理
        6.3.3 生物沥青抗老化性能
        6.3.4 生物沥青再生性能
        6.3.5 生物沥青其他应用
        6.3.6 生物沥青发展前景
    6.4 废轮胎
        6.4.1 大掺量胶粉改性技术(东南大学马涛老师提供初稿)
        6.4.2 SBS/胶粉复合高黏高弹改性技术(华南理工大学于华洋老师提供初稿)
        6.4.3 温拌橡胶沥青(华南理工大学于华洋老师提供初稿)
7路面再生技术
    7.1 热再生技术(北京工业大学郭猛老师提供初稿)
        7.1.1 高RAP掺量再生沥青混合料
        7.1.2 温拌再生技术
        7.1.3 再生沥青混合料的洁净化技术
        7.1.4 热再生技术未来展望
    7.2 高性能冷再生技术(东南大学马涛老师提供初稿)
        7.2.1 强度机理研究
        7.2.2 路用性能研究
        7.2.3 微细观结构研究
        7.2.4 发展前景

(7)超声喷涂制备结构色薄膜及其性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
引言
1 背景介绍
    1.1 基于溶液自组装
    1.2 超声喷涂技术
        1.2.1 超声雾化原理
        1.2.2 超声喷涂工作原理
        1.2.3 超声喷涂溶液参数优化
    1.3 超声喷涂纳米颗粒薄膜
    1.4 超声喷涂光学薄膜
    1.5 论文选题
2 超声喷涂组装薄膜
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 原料制备
        2.2.3 薄膜组装过程
        2.2.4 实验原料及涂层效果的表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 SiO_2和TiO_2 分散液以及混合体系的性质
        2.3.2 涂层厚度的扫描电镜分析
        2.3.3 元素分布的能谱分析
        2.3.4 纳米粒子薄膜制备讨论
    2.4 小结
3 结构色材料的组装研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 原料制备
        3.2.3 混合分散液薄膜组装过程
        3.2.4 薄膜表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 喷涂参数对于涂层颜色的影响
        3.3.2 SiO_2涂层制备与表征
        3.3.3 TiO_2涂层制备与表征
    3.4 小结
4 功能涂层组装及亲水性研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 基片预处理
        4.2.3 组装过程
        4.2.4 薄膜表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 硅片基底SiO_2涂层的亲水性研究
        4.3.2 玻璃基底SiO_2涂层性能测试
        4.3.3 玻璃基底SiO_2涂层防雾测试
    4.4 小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表专利情况
致谢

(8)激光熔覆Ni-Al/Al2O3-13%TiO2金属陶瓷涂层组织性能研究及数值模拟分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景、意义以及研究现状
        1.1.1 研究背景及意义
        1.1.2 研究现状
    1.2 激光熔覆模拟进展
    1.3 激光熔覆金属陶瓷目前存在的主要问题
    1.4 本文的研究工作
第2章 试验材料与方法
    2.1 试样材料的选用及涂层制备
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 熔覆材料
        2.1.3 涂层制备
    2.2 熔覆层组织与物相分析
        2.2.1 熔覆层宏观形貌质量分析
        2.2.2 熔覆层微观组织与成分分析
    2.3 熔覆层性能检测
        2.3.1 硬度性能分析
        2.3.2 摩擦磨损性能测试
        2.3.3 耐高温氧化性能测试
第3章 激光熔覆Ni-Al、Ni-Al/AT13 复相金属陶瓷涂层组织性能研究
    3.1 激光熔覆Ni-Al、Ni-Al/AT13 涂层工艺研究
        3.1.1 激光扫描速度对涂层质量的影响
        3.1.2 激光功率对涂层质量的影响
    3.2 Ni-Al、Ni-Al/AT13 复相金属陶瓷涂层的组织性能研究
        3.2.1 涂层形貌分析
        3.2.2 涂层微观形貌及微区成分分析
        3.2.3 涂层物相分析及元素分布
        3.2.4 涂层硬度分布
        3.2.5 涂层耐磨性分析
        3.2.6 不同加载力下的涂层耐磨性分析
        3.2.7 耐高温氧化性能分析
    3.3 本章小结
第4章 激光熔覆数值模拟设计及分析
    4.1 数值模型建立
        4.1.1 建立几何模型及划分单元格
        4.1.2 热传递条件的设置
        4.1.3 材料的热物性参数设置
        4.1.4 热源模型的选取
        4.1.5 相变潜热
        4.1.6 移动热源加载
    4.2 温度场分析原理
        4.2.1 温度场概述
        4.2.2 温度场热传导方程
        4.2.3 初始条件和边界条件设置
        4.2.4 加载与求解过程
    4.3 应力场基本分析原理
        4.3.1 残余应力产生的原因
        4.3.2 激光熔覆温度场和应力场的耦合分析
    4.4 有限元数值模拟设计流程图
    4.5 温度场模拟工艺参数设计
        4.5.1 Ni-Al/Al_2O_3-TiO_2 金属陶瓷复合涂层模拟参数设计
        4.5.2 Ni-Al涂层模拟参数设计
        4.5.3 极差分析
    4.6 涂层温度场模拟分析
        4.6.1 激光功率对温度场的影响
        4.6.2 扫描速度对温度场的影响
        4.6.3 某一时刻温度场分布云图
        4.6.4 涂层表面轨迹线上的温度分布
        4.6.5 涂层径向方向上的温度
        4.6.6 熔覆涂层纵向金相组织与温度梯度变化分析
    4.7 涂层残余应力模拟结果分析
    4.8 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(9)激光原位合成Ti3Al及Ti2AlNb涂层微观结构及摩擦腐蚀行为(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 Ti-Al基金属间化合物国内外研究现状
        1.2.1 Ti-Al基金属间化合物的相图和晶体结构
        1.2.2 Ti_3Al基合金的典型组织与性能特点及应运
        1.2.3 TiAl基合金的典型组织与性能特点及应运
        1.2.4 Ti_2AlNb基合金的典型组织与性能特点及应运
    1.3 Ti-Al基合金表面强化对摩擦学性能和机理的研究
    1.4 Ti-Al基合金腐蚀性能和机理的研究
        1.4.1 Ti-Al基合金在不同腐蚀介质中的腐蚀行为
        1.4.2 Ti-Al基合金在不同溶液中的热腐蚀和抗熔盐腐蚀行为
    1.5 激光熔覆技术
        1.5.1 激光熔覆的原理
        1.5.2 激光熔覆的国内外研究现状及应用
        1.5.3 激光熔覆存在的问题及发展趋势
    1.6 论文研究意义及内容
第2章 实验与研究方法
    2.1 实验材料及试样的制备
        2.1.1 基材与粉末的处理
        2.1.2 试样的制备
    2.2 测试分析
        2.2.1 粉末差示热扫描测试
        2.2.2 涂层组织测试
        2.2.3 涂层机械性能测试
        2.2.4 涂层摩擦学性能测试
        2.2.5 涂层腐蚀学性能测试
第3章 涂层的微观结构
    3.1 引言
    3.2 Ti_3Al涂层微观结构
        3.2.1 Ti_3Al涂层的微观结构和力学性能
        3.2.2 Ti_3Al涂层的EBSD分析
    3.3 Ti_2AlNb涂层微观结构
        3.3.1 Ti_2AlNb涂层的物相及微观形貌
        3.3.2 涂层中相的形成机制
        3.3.3 涂层中相的变形机制
    3.4 本章小结
第4章 涂层摩擦学行为
    4.1 引言
    4.2 Ti_3Al涂层摩擦学行为
        4.2.1 涂层摩擦学性能
        4.2.2 温度对涂层摩擦学行为的影响
    4.3 Ti_2AlNb涂层摩擦学行为
        4.3.1 涂层摩擦学性能
        4.3.2 温度对涂层摩擦学行为的影响
    4.4 本章小结
第5章 涂层腐蚀学行为
    5.1 引言
    5.2 Ti_3Al涂层腐蚀学行为
        5.2.1 涂层腐蚀学性能
        5.2.2 涂层的腐蚀过程
    5.3 Ti_2AlNb涂层腐蚀学行为
        5.3.1 涂层腐蚀学性能
        5.3.2 涂层的腐蚀过程
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士期间所发表的论文

(10)超临界CO2辅助制备TiO2提高芳纶抗光老化和表面性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 芳纶纤维光老化的机理及其研究现状
        1.2.1 芳纶纤维光老化机理
        1.2.2 芳纶纤维光老化研究现状
    1.3 提高芳纶纤维抗光老化性能研究
        1.3.1 表面涂覆技术
        1.3.2 表面接枝技术
        1.3.3 等离子体处理
    1.4 纳米TiO_2光学特性及其在缓解芳纶光老化中的应用
        1.4.1 纳米TiO_2光学特性
        1.4.2 纳米TiO_2在缓解芳纶光老化中的应用
    1.5 超临界流体改性高性能纤维
    1.6 超临界CO_2在聚合物表面改性中的应用
        1.6.1 表面接枝
        1.6.2 表面刻蚀
        1.6.3 表面沉积
        1.6.4 超临界CO_2在聚合物改性中的应用
    1.7 课题研究与意义
第二章 超临界CO_2 压力对制备TiO_2-AF-Ⅲ的结构和抗光老化性能影响
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验材料及药品
        2.1.2 实验设备
        2.1.3 在芳纶表面和纤维/微纤界面同时制备TiO_2过程
    2.2 ScCO_2 条件改变对芳纶表面和纤维/微纤界面制备TiO_2 的影响
    2.3 分析与测试
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 傅里叶红外光谱分析
        2.3.3 扫描电镜分析
        2.3.4 X射线光电子能谱分析
        2.3.5 紫外-可见光光谱分析
        2.3.6 力学性能测试
        2.3.7 紫外老化实验
        2.3.8 热稳定性能分析
    2.4 ScCO_2辅助TBT改性AF-Ⅲ结构分析
        2.4.1 SEM分析
        2.4.2 FTIR分析
        2.4.3 XPS分析
    2.5 ScCO_2 压力对制备TiO_2-AF-Ⅲ结构的影响
        2.5.1 XRD分析
        2.5.2 FTIR分析
        2.5.3 SEM分析
        2.5.4 XPS分析
    2.6 ScCO_2 压力对制备TiO_2-AF-Ⅲ力学性能和热稳定性能影响
        2.6.1 力学性能分析
        2.6.2 TG分析
    2.7 ScCO_2 压力条件制备TiO_2对AF-Ⅲ抗光老化性能的影响
        2.7.1 UV-Vis分析
        2.7.2 力学性能分析
        2.7.3 SEM分析
        2.7.4 XPS分析
    2.8 本章小结
第三章 超临界CO_2 温度对制备TiO_2-AF-Ⅲ的结构和抗光老化性能影响
    3.1 引言
    3.2 ScCO_2 温度对制备TiO_2-AF-Ⅲ纤维结构的影响
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 SEM分析
        3.2.3 XPS分析
    3.3 超临界CO_2 温度对制备TiO_2-AF-Ⅲ力学性能的影响
    3.4 超临界CO_2 温度对制备TiO_2-AF-Ⅲ抗光老化性能的影响
        3.4.1 UV-Vis分析
        3.4.2 力学性能分析
        3.4.3 SEM分析
        3.4.4 XPS分析
    3.5 ScCO_2 辅助在芳纶表面和纤维/微纤界面同时制备TiO_2 的机理
    3.6 本章小结
第四章 超临界CO_2改性芳纶纤维的表面性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验材料和仪器
        4.2.1 实验材料及药品
        4.2.2 实验仪器
    4.3 实验部分
        4.3.1 接触角测试
        4.3.2 微球脱粘实验
    4.4 实验结果与讨论
        4.4.1 ScCO_2-TBT-AF-Ⅲ表面浸润性分析
        4.4.2 ScCO_2-TBT-AF-Ⅲ界面性能分析
        4.4.3 ScCO_2-TiO_2-AF-Ⅲ表面浸润性分析
        4.4.4 ScCO_2-TiO_2-AF-Ⅲ界面性能分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果
致谢

四、Interface and Quality of Nanometer TiO_2 Coated Optical Fiber(论文参考文献)

  • [1]TiO2基光子晶体结构生色材料的制备及性能研究[D]. 张业广. 大连理工大学, 2021
  • [2]稳定的高质量叠层光子晶体薄膜制备研究[D]. 陈欣月. 山西大学, 2021(12)
  • [3]光子晶体光纤SPR传感器结构设计与传感特性研究[D]. 魏晨静. 东北电力大学, 2021(09)
  • [4]金属氧化物涂层辅助激光刻蚀蓝宝石的机理与工艺研究[D]. 杨富理. 江南大学, 2021(01)
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纳米TiO_2涂层光纤的界面与质量
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