河南平芝高压开关有限公司，河南平顶山 467013
红外测温技术是电力行业常用的设备故障检测手段，在气体绝缘组合电器设备(Gas InsulatedSwitchgear，GIS)故障诊断中有着重要应用。为提高 GIS设备红外测温精度，建立了一个红外测温模型并提出一种 SF6透射率校正方法。首先，基于热辐射理论建立红外测温模型，并给出不同条件下的简化模型。然后，为提高温度测量精度，考虑 SF6透射率对红外模型测温模型输出结果的影响，给出不同条件下的 SF6透射率校正方法。最后，进行实际的温度测量实验，验证所建立的红外测温模型及所提 SF6透射率校正方法的有效性。实验结果表明，与未进行 SF6透射率校正的方法相比，使用所提 SF6透射率校正方法后温度测量精度得以提高，误差最高降低了 66.7%。所提方法为电网故障检测及监控打下基础，在电网故障检测、电网安全作业等方面有着广阔的应用前景。
电网故障检测 红外测温技术 辐射理论 SF6透射率 红外热像仪 power grid fault detection infrared temperature measurement technology radiation theory SF6 transmittance infrared thermal imager
上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620
表面增强拉曼散射(SERS)是利用金属或金属纳米颗粒作为检测基底的一种分析测试技术, 可用于表征分子振动的信息, 具有良好的再现性和稳定性。 纳米酶是一种具有催化功能的纳米材料, 近年来, 纳米材料模拟酶催化活性的研究发展迅速, 引起了生物学、 医学等学科的广泛研究兴趣。 与天然酶不同的是纳米酶能够避免生物酶易失活的弱点, 在水或缓冲溶液中表现出较高的稳定性和良好的催化性能, 可调催化活性和制备方法简单的特点, 使其在分析催化化学和酶动力学领域具有广泛的应用前景。 目前SERS技术与模拟生物酶催化活性相结合的研究十分有限, 大部分纳米酶的研究采用紫外可见吸收光谱对纳米酶催化性能进行分析, 检测手法比较单一。 通过一步自组装氧化还原聚合法制备聚苯胺(PANI)基体中的Ag纳米颗粒, 在苯胺的聚合过程中, 利用AgNO3和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为氧化剂和结构诱导剂, 在还原AgNO3的同时进行苯胺的氧化聚合, 制备出了具有SERS增强性能, 且具有模拟过氧化物酶和葡萄糖氧化酶两种模拟酶活性的Ag/PANI纳米复合材料。 经过研究发现, 这种纳米复合材料不仅可以作为单独的过氧化物酶或者葡萄糖氧化酶实现催化功能, 还可以作为串联酶, 直接通过氧化3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)反映葡萄糖的浓度。 因此将SERS技术和模拟酶催化研究相结合, 利用SERS技术实现了对过氧化氢、 葡萄糖以及TMB更加快速有效地检测。
表面增强拉曼散射 Ag/PANI纳米复合材料 纳米酶 串联酶 SERS Ag/PANI nanocomposites Nanozymes Tandem enzymes 光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3399
上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620
为了研究ZnO/Au复合薄膜中不同浓度的金纳米颗粒对表面增强拉曼光谱(SERS)的影响, 通过光还原反应将Au纳米颗粒沉积在ZnO薄膜上作为活性基底形成ZnO/Au 复合薄膜, 实现SERS基底的制备。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和EDS元素分析对样品进行性质表征, 发现制备的ZnO薄膜均匀密布于玻璃衬底上, 且金纳米颗粒成功地沉积在ZnO表面。利用探针式台阶仪测得ZnO薄膜的厚度为50 nm。以低浓度罗丹明B(10-9 M)作为探针分子, 改变Au纳米颗粒的浓度, 进行SERS测试。结果表明, ZnO/Au复合薄膜具有良好的拉曼增强效应, 在620 cm-1, 1355 cm-1, 1502 cm-1, 1646 cm-1等位置出现了罗丹明B的明显特征峰。对比ZnO/Au复合薄膜中不同浓度的金纳米颗粒对检测罗丹明B的SERS增强效果, 发现3 g·L-1浓度下拉曼活性增强效果最佳。
金纳米颗粒 复合薄膜 罗丹明B ZnO/Au ZnO/Au Au nanoparticles Composite Film SERS SERS Rhodamin B
上海工程技术大学材料工程学院, 上海 201620
利用植酸(IP6)、柠檬酸三钠和硝酸银的氧化还原制备了银纳米粒子,基于银纳米粒子与氯金酸的置换反应制备了IP6封端的金纳米颗粒,研究了该纳米颗粒的粒径分布和组成,结果显示:该纳米颗粒的均匀性良好;通过合成表面增强拉曼散射(SERS)基底可以准确有效地检测拉曼探针,检测极限可以达到10
-8 mol·L
-1;当添加质量分数为0.28×10
-6~0.56×10
-6的Fe
3+时,IP6与Fe
3+形成的螯合物可以增加热点数,使SERS增强效果及检测灵敏度得到提升。
光谱学 表面增强拉曼散射 植酸 金纳米颗粒 表面拉曼增强光谱 罗丹明B
为了改善1Cr5Mo耐热钢焊接接头拉伸力学性能，利用CO2激光对其进行了表面改性处理，通过拉伸试验考察了激光热处理对拉伸性能的影响。利用扫描电镜观察了焊接接头的断裂形式和断口形貌，并用能谱仪分析了激光热处理前后试样表面化学元素的组成，讨论了残余应力和残余奥氏体对拉伸性能的影响。结果表明，激光热处理前后试样的拉伸断口均为韧性断裂，激光热处理后断裂性能有所提高；激光热处理试样表面产生晶粒细化和残余压应力的强化层，其屈服强度和抗拉强度分别提高了3.4%和13.7%，拉伸性能得到进一步提高；激光热处理试样的残余奥氏体含量有所降低，导致焊接接头的断面收缩率下降了18.61%，而延伸率基本不变，其均匀变形能力有所增强。
拉伸性能 激光热处理 1Cr5Mo耐热钢 焊接接头 tensile property laser heat treatment(LHT) 1Cr5Mo heat-resistant steel welded joint
1 常州大学机械工程学院, 江苏 常州 213016
2 江苏省大型重载齿轮传动工程技术研究中心, 江苏 常州 213012
3 常州大学材料科学与工程学院, 江苏 常州 213164
用CO2激光对40CrNiMo高强度钢表面进行淬火强化处理，进行了拉拉疲劳对比试验，采用Locati法求出激光淬火前后试样的疲劳极限。通过电子扫描显微镜观察了疲劳断口形貌，分析了激光淬火对40CrNiMo疲劳强度的影响机理。结果表明，激光淬火后试样表面形成强化层、马氏体和残余压应力，使40CrNiMo疲劳强度明显增加，由调质处理时的626 MPa提高到715 MPa，疲劳强度提高了14.2%。调质处理试样疲劳裂纹源萌生在试样表层，而激光淬火后试样疲劳裂纹源萌生于试样次表层，其扩展至断裂的过程较为缓慢。晶粒细化和残余压应力是疲劳强度提高的主要机制。
激光技术 激光淬火 疲劳强度 断口形貌 中国激光
2013, 40(11): 1103005
