Droplet controllable manipulation over a wide temperature range has promising applications in microelectronic heat dissipation, inkjet printing, and high temperature microfluidic system. However, the fabrication of a platform for controllable droplet manipulation using the methods commonly used in industry remains a tremendously challenge. The popular method of controlling droplets is highly dependent on external energy input and has relatively poor controllability in terms of droplet motion behaviors and manipulation environment, such as distance, velocity, direction and a wide temperature range. Here, we report a facile and industrially applicable method for preparing Al superhydrophobic (S-phobic) surfaces, which enables controlled droplet bouncing, evaporation, and transport over a wide temperature range. Systematic mechanistic studies are also investigated. Extreme wettability surfaces were prepared on Al substrate by a composite process of electrochemical mask etching and micro-milling. To investigate the evaporation process and thermal coupling characteristics, controlled evaporation and controlled bouncing of droplet in a wide temperature range were conducted. Based on the evaporation regulation and bouncing mechanism of droplets on an extreme wettability surface, by using Laplace pressure gradients and temperature gradients, we realized controlled transport of droplets with confluence, split-flow, and gravity-resistant transport over a wide temperature range, offering a potential platform for a series of applications, such as new drug candidates and water collection.

量子信息科技的进步, 在很大程度上依赖于传统材料的成熟与发展。近年来, 铌酸锂成为量子器件的重要基础材料, 在量子科技领域具有巨大的应用潜力。梳理了基于铌酸锂材料制备的量子光源、量子中继器件、单光子探测器件等各类铌酸锂量子器件的技术进展, 总结了它们的优缺点并展望了其未来主要的发展趋势, 对基于铌酸锂材料制备的量子器件在量子信息科技的实用化具有很好的指导作用。

为了研究不同形状的防辐射屏自发辐射对探测器的影响并找出影响最小的防辐射屏形状, 采用理论计算对抛物面、双曲面、半椭球面(含半球面)、台柱面(含圆柱面和圆椎面)的防辐射屏内屏自发辐射至探测器的功率进行了系统分析。结果表明, 各种形状防辐射屏自发辐射至探测器的功率随防辐射屏高度与底面半径比值的增大而先减小再增大, 其中最大值为与探测器尺寸相关的常数, 最小值出现在防辐射屏高度与底面半径接近或相等时; 当防辐射屏为半椭球面且高度和底面半径相等(即半球面)时, 自发辐射至探测器的功率小于其它任何形状的防辐射屏, 且与防辐射屏尺寸及顶部开小孔与否无关。本研究能为防辐射屏结构设计提供有价值的参考。

光纤与平面光波导高效耦合是光波导器件互联设计中的重要环节,常用的倒锥波导已经解决了光纤与波导芯片之间的模式不匹配问题。然而,高折射率差波导与光纤耦合时通常需要较小的尖端尺寸(<180 nm),加工复杂且波导易坍塌。设计了一种宽波段(可见光和近红外波段)光纤-波导水平耦合器,通过引入聚合物SU-8锥形结构,提高了三端口分支波导的线宽,实现了850 nm波段超过300 nm的1 dB有效带宽。

通过高温固相法制备了一系列Eu掺杂的Sr1.95+xLi1-xSi1-xAlxO4F(0≤x≤0.25)发光材料, 并详细研究了所制备Sr2LiSiO4F化合物的晶体结构及相组成。利用Al3+-Sr2+离子对取代Si4+-Li+ 离子对的晶体位点工程, 对Eu2+占据的Sr多面体位点进行调控, 实现单相Sr1.95+xLi1-xSi1-xAlxO4F(0≤x≤0.25)材料中Eu2+和Eu3+的共存, 获得了Sr1.95+xLi1-xSi1-xAlxO4F∶Eu体系从绿光到红光的发光调谐。 通过对Sr1.95+xLi1-xSi1-x-AlxO4F∶Eu材料中的Eu2+和Eu3+离子在25～300 ℃范围内温度依赖性光谱的研究发现Eu2+和Eu3+呈现不同的温度敏感特性。经计算, Sr1.95+xLi1-xSi1-xAlxO4F∶0.05Eu发光材料的温度传感绝对灵敏度和相对灵敏度可分别达到2.83%·K-1与0.66%·K-1, 进一步证实了所制备发光材料在温度传感方面的应用潜力。

通过激光选区熔化技术, 使用优化后的工艺参数成形了3组GH4169样件, 制备了高温疲劳性能测试试样。通过工业CT检测了疲劳测试样件的孔隙情况, 在650 ℃高温下进行疲劳循环试验, 同时采用SEM观察试样断口形貌并分析断裂形式。结果表明, 部分参数试样存在约100 μm的孔隙, 经后续检测分析其未对疲劳断裂产生影响。三组试样的疲劳循环次数随工艺参数改变, 无明显的变化趋势, 均为105~107次循环, 但其疲劳性能低于同等试验条件的锻件。断口形貌显示, 三组试样的裂纹源均位于试样表面, 同时存在脆性与塑性断裂两种机制。

本文采用激光选区熔化技术(SLM, selective laser melting)制备了0Cr18Ni9不锈钢,通过扫描电子显微镜比较了不同工艺参数下的组织, 同时测试了试样致密度。结果表明, 0Cr18Ni9不锈钢较优工艺参数为激光功率285 W, 扫描速度960 mm/s。微观组织主要由细柱状晶组成, 组织沿多方向凝固, 但大多数都在高度方向上生长。在较优的工艺参数下, 成形的0Cr18Ni9不锈钢的平均缺口拉伸性能为883 MPa, 断口低倍呈纤维状, 高倍呈蜂窝状, 为典型的韧窝形貌, 与成形件良好的缺口拉伸强度相符。

近年来, 窄带发光材料由于可扩大显示色域、改善色彩重现性、提高发光效率等优点在LED显示领域引起广泛的关注。但由于目前已报道的窄带发射材料较少以及Eu2+ 4f-5d跃迁的扩展效应, 用于新兴领域的窄带Eu2+掺杂荧光材料的研发仍然面临巨大挑战。本文综述了目前已报道的具有良好发光性能的Eu2+激活的UCr4C4型窄带荧光材料, 并从结构相关的发光性质出发, 分类描述了Eu2+掺杂的UCr4C4基氮化物、氧化物及氮氧化物荧光材料的晶体结构特征、发光及应用特性, 以期望为设计合成新型稀土掺杂的窄带发光材料提供有意义的启示。

采用选区激光熔化(SLM)技术制备了GH4169冲击韧性试样,并对其微观组织进行观察。结果表明:在优选的SLM工艺参数范围内,成形试样中定向凝固的细化柱状晶组织均匀排列,在功率P=260 W、扫描速度ν=0.9 m/s的条件下,GH4169试样的室温韧性值为43.9 J/cm 2,且随着激光功率和扫描速度的增大,冲击韧性值不断降低,冲击试样断口有明显的穿晶断裂特征。