将银纳米粒子制备成可打印的墨水，采用喷墨打印方法将此墨水打印在纸张表面，作为柔性表面增强拉曼散射基底。重点研究了不同银墨水倍数和不同打印层数对拉曼检测灵敏度的影响。实验结果表明，以55 mmol/L浓度银墨水作为打印原料，在打印7层时，基底对罗丹明（R6G）分子的检测浓度低于10^-10 mol/L，最大增强因子约为1.92×10⁹，相对误差分析计算结果为14.3%。同时，在苹果的曲面上对该基底的拉曼增强效果进行了实际检测。最后，结合基底的扫描电子显微镜（SEM）结果，采用有限时域差分（FDTD）软件对该基底的电磁场增强特性进行了计算。

作为一种轻薄、低能耗的功能化产品, 陶瓷薄板因强度低而应用受限, 如何对其进行低成本增强成为工业领域研究热点。本文以构筑“纤维布-黏结剂-陶瓷薄板”多层复合结构作为切入点, 将多种工业级纤维布、黏结剂和陶瓷薄板进行二次后加工复合, 制备了兼具低成本和优异力学性能的复合型陶瓷薄板, 探究了其断裂面微观形貌及断裂机理。经研究表明, “碳纤维布-环氧树脂-陶瓷薄板”复合型陶瓷薄板具有最佳界面结合强度及力学性能, 其抗弯强度和承载冲击能量分别为85.26 MPa和1.45 J, 与陶瓷薄板坯体相比, 性能提升幅度分别高达22.98%和141.67%。“纤维布-黏结剂-陶瓷薄板”多层复合结构能够有效提升陶瓷薄板综合力学性能, 陶瓷薄板内部存在微裂纹拓展、纤维偏转等多种良性强韧化机制。

针对铜/不锈钢异种材料激光焊接过程中的物理性能差异较大、冶金相容性较差等问题，利用光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪，结合拉伸、硬度等试验研究了不同光束偏移量对焊接接头组织及性能的影响。结果表明：焊缝在金属蒸发作用力及马兰戈尼对流效应的共同影响下呈半沙漏状形貌；光束偏向铜侧时，焊缝由于液相分离导致富铁相弥散分布，造成焊缝成分和硬度分布不均匀，熔覆金属中铜的含量较多使得接头强度较低；光束偏向钢侧时焊缝组织为奥氏体和富铜相，焊接接头的强度较高，抗拉强度最高可达240 MPa，与铜母材相当；当光束偏移量为-0.4 mm时，可得到综合性能最优的焊接接头。

在液氮冲击实验中, 锑化铟红外焦平面阵列探测器中各层材料之间线膨胀系数的不同将导致热失配产生, 过大的热失配应力将引起锑化铟芯片断裂失效。为了降低热失配对锑化铟芯片的影响, 基于弹性多层体系热应力计算理论, 借鉴平衡复合物结构设计方法, 优化平衡复合物结构上表面的热应变, 使得平衡复合物结构中硅读出电路上表面的热应变尽可能接近锑化铟芯片下表面的热应变, 从而大幅降低锑化铟芯片中的热应力。考虑器件加工工艺成熟度, 经一系列计算表明: 当硅读出电路的厚度取 25.m时, 平衡复合物结构中硅读出电路上表面的热应变与 InSb芯片下表面的热应变最为接近, 此时锑化铟芯片中的拉应力最小。锑化铟芯片中拉应力的大幅降低, 将为消减液氮冲击中锑化铟芯片的碎裂几率提供可以信赖的结构设计方案和实现途径。

为了研究激光切割UO₂陶瓷芯块-316Ti不锈钢复合结构温度场的分布，考虑了材料的热物性参数与温度的关系，运用ANSYS有限元软件模拟了该复合结构的激光切割过程，通过ANSYS的Fluent模块实现激光热源C语言程序的UDF加载与编译。研究了不同激光切割工艺参数下的温度分布云图，结果表明：温度分布主要呈现为类彗尾状；最高温度集中在切割热源中心处，工件表面的最高温度随着激光功率的增加和切割速度的降低而升高；当激光功率过小或切割速度过大时，工件会因热量输入不足而切不透；当激光功率过大或切割速度过小时，切缝会因材料熔化区域变大而变宽。仿真结果可以对实际切割过程的工艺参数优化提供参考。

提出一种以Au为材料的正方形框和中空圆柱嵌套的亚波长周期性复合结构，采用时域有限差分算法对复合结构进行数值模拟研究。研究发现，波长在400~900 nm的线偏振平面波垂直入射情况下，最小的透过率能达到7.46%，最小的半峰全宽能达到7.25 nm，最大的反射率为87.61%，最大吸收率达到38.00%，且表现出透射光谱与入射光的偏振方向无关。分析发现，复合结构的共振模式由两基本结构的共振模式耦合而来，且嵌套模式可以进一步减小单一结构的透过率和增大光与复合结构的相互作用。通过改变复合结构参数，得到了较宽且高效的等离激元调控范围和较窄的透射光谱。这也为设计人工亚波长周期性复合结构的研究提供一定的理论指导。

陶瓷激光器是一种以透明陶瓷材料作为增益介质的激光器。与单晶相比,透明陶瓷具有制备周期短和烧结温度低等优势,在激活离子高掺杂浓度下能保证良好的光学均匀性,且容易制备成各种大尺寸复合结构。近年在高功率和超短超强激光输出方面得到广泛应用,产生了一系列研究成果。回顾了陶瓷激光器的发展历程,总结了透明陶瓷在高功率、超短超强脉冲激光输出和特殊波长激光输出等方面的最新进展,并阐述了基于陶瓷制备优势的新型激光材料的发展趋势。

硅微谐振式加速度计的非线性振动可以导致振动幅度噪声耦合到频率输出进而恶化器件的噪声性能, 因此有必要对谐振式加速度计的非线性振动特性进行评估及优化, 拓展线性振动范围。本文针对所设计的基于梳齿结构与振动梁复合的硅微谐振式加速度计进行了仿真与实验分析。首先对加速度计结构使用COMSOL仿真软件进行了非线性仿真分析, 该方法通过在谐振梁的振动方向上施加一个静力, 得到力与位移之间的关系, 计算出非线性三次项系数k3, eff和线性系数keff的比值约为2.13×1010 m-2。然后, 对双端固支音叉(DETF)进行扫频测试, 得出DETF的非线性振动频响曲线。根据Duffing方程对实验数据进行拟合, 得出器件两个DETF的非线性三次项系数k3, eff和线性系数keff的比值分别为2.24×1010 m-2和2.19×1010 m-2。仿真值与测试值的误差分别为5.2%和2.8%。实验结果与仿真值吻合得较好, 印证了仿真方法的有效性和测试数据的可靠性。最后, 对所设计的谐振加速度计进行非线性分析, 当振幅小于35.4 nm时, DETF工作在线性区, 可为后续谐振式加计的控制电路设计提供参考。