Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory for Laser Plasma, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
2 Key Laboratory of Micro and Nano Photonic Structures, Fudan University, Shanghai 200433, China
3 Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
We propose a spatially chirped quasi-phase-matching (QPM) scheme that enables ultrabroadband second-harmonic-generation (SHG) by using a fan-out QPM grating to frequency-convert a spatially chirped fundamental wave. A “zero-dispersion” 4f system maps the spectral contents of ultrabroadband fundamental onto different spatial coordinates in the Fourier plane, where the fundamental is quasi-monochromatic locally in picosecond duration, fundamentally canceling high-order phase mismatch. A fan-out QPM grating characterized by a linear variation of the poling period along the transverse direction exactly supports the QPM of the spatially chirped beam. We theoretically demonstrate the SHG of an 810-nm, 12.1-fs pulse into a 405-nm, 10.2-fs pulse with a conversion efficiency of 77%.
nonlinear optics second-harmonic generation few-cycle pulse Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011901
1 中国航发成都发动机有限公司，四川 成都 610503
2 成都凯天电子股份有限公司，四川 成都 611730
采用激光修复技术和GH4169合金粉末，在GH738合金基材试块上制备激光成形修复件，对其进行固溶+双时效热处理。对试块进行了高温持久和高温低周疲劳性能试验，观察试样断口形貌并分析断裂机理。结果表明：激光修复GH4169/GH738合金的组织结合处冶金质量良好，呈现向外连续生长的柱状晶组织；在650 ℃、690 MPa下进行持久试验，修复试样晶界析出Laves相，导致裂纹的萌生，与晶界分离形成微观空洞，同时气孔促进了裂纹的扩展，为穿晶和沿晶的混合韧性断裂模式。在455 ℃下进行低周疲劳试验，发现疲劳裂纹源于表面和气孔，以河流状花样向中心扩散，拓展区存在疲劳辉纹，为解理和穿晶两种断裂模式。采用GH4169合金粉末修复可满足常规铸锻GH738合金性能要求。
合金 激光修复 高温持久性能 高温低周疲劳性能 断裂机理 GH4169 superalloy laser forming repair high temperature persistent properties high temperature low cycle fatigue properties fracture mechanism
1 中南大学土木工程学院，长沙 410075高速铁路建造技术国家工程研究中心，长沙 410075
2 山东中建城市发展有限公司，济南 250014
3 东南沿海铁路福建有限责任公司，福州 350013
4 中国铁路南昌局集团有限公司，南昌 330002
盐雾湿润-干燥循环作用下，处于潮汐区、浪溅区、大气区等近海地区的海工混凝土耐久性加速劣化，内部钢筋锈蚀风险增高。考虑配合比、干湿比和暴露时间等参数影响，基于盐雾湿润-干燥循环试验，结合分层磨粉-电位滴定的测试方法，对近海环境水泥基材料中氯离子扩散规律展开研究。结果表明：盐雾湿润-干燥循环作用下，砂浆内氯离子的沉积与传输主要受干湿比、水胶比和暴露时间等影响，其中，水胶比的影响最为显著，干湿比对其影响较小。氯离子峰值浓度Cmax与有效扩散系数Deff随着砂浆水胶比的增大而增加。提高粉煤灰掺量、增加干湿循环次数后，Cmax呈现典型先增高后降低的趋势。随着暴露时间的延长，Deff减小；随着粉煤灰掺量的增加，Deff先增后减。选用较低水胶比混凝土，引入粉煤灰可有效延缓氯离子的侵蚀速率，进而提升结构的耐久性能。
近海地区 干湿循环 氯离子传输 有效扩散系数 耐久性 offshore wet-dry cycle chloride transport effective diffusion coefficient durability
1 上海理工大学 光子芯片研究院，上海 200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
二维材料碳化钛（Ti3C2Tx）因具有高导电性和大比表面积的特点，在作为超级电容电极材料时，可以实现较高的能量密度。然而，Ti3C2Tx在储能过程中会出现不可逆的氧化失活反应，而且它与基底间的结合力较差，这将导致碳化钛超级电容的循环稳定性欠佳，极大地阻碍了其作为电极材料的广泛应用。将Ti3C2Tx作为活性层与氧化石墨烯（GO）分层复合制作成超级电容电极，覆盖在Ti3C2Tx薄膜之上的GO层可以削弱氧化失活反应。同时，对电极的热处理可提升Ti3C2Tx对基底的附着力。这使得Ti3C2Tx/GO复合电极的充放电循环稳定性明显改善，在5 000次循环之后其容量仍高于初始容量。该设计可为制备高循环稳定性超级电容提供参考。
碳化钛 氧化石墨烯 超级电容器 循环稳定性 titanium carbide graphene oxide supercapacitors cycle-stability
中国电子科技集团公司 第二十四研究所， 重庆 400060
研究了18、25、30 μm三种金丝和25、32、45 μm三种硅铝丝键合引线在不同温度循环次数下的键合强度衰减规律，并研究了拉断模式的比例。结果表明，所有试验样品，无论是否经历温度循环，均达到了GJB548B-2005方法2011.1中的最小键合强度要求，均未出现焊点拉脱的现象。随着温度循环次数的增加，金丝键合强度先略微增大，后缓慢减小并趋于平缓。硅铝丝键合强度先较快减小，后缓慢减小，并趋于平缓。相比于金丝，硅铝丝在0~50次的温度循环下键合强度衰减较快。通过曲线拟合，获得不同丝径下的键合强度衰减变化方程。
微电子封装 引线键合 键合强度 温度循环 microelectronics package wire bonding bonding strength temperature cycle
五邑大学应用物理与材料学院，广东 江门 529020
电解质为电致变色器件的变色提供离子，是器件中不可缺少的一部分。然而，目前对电解质层的研究主要集中在复合电解质和极限浓度，少有探究电解质浓度对电致变色性能的影响规律和机理，尤其是循环稳定性。因此，本文系统研究了高氯酸锂（LiClO4）电解质浓度（0.1、0.5、1.0、2.0 mol/L）对氧化钨（WO3）薄膜循环前后电致变色性能的影响，及对其循环稳定性的作用机理。结果表明，当LiClO4浓度为1.0 mol/L时，WO3薄膜表现出最短的着色/褪色时间，初始电荷储存量高达25.2 mC?cm-2，6000圈伏安（CV）循环后，衰退率仅为25.4%，表现出最佳的循环稳定性。该研究详细介绍了电解质浓度对WO3薄膜电致变色性能及其循环稳定性的影响规律及作用机理，对WO3基电致变色器件的设计和制备具有重要的指导意义。
电致变色性能 氧化钨 电解质浓度 循环稳定性 光学学报
2023, 43(23): 2331003
为研究铁尾砂泡沫混凝土抗冻融性能, 制备了5组目标密度为900 kg/m3的泡沫混凝土, 在硫酸盐环境下冻融循环后, 对比分析不同铁尾砂掺量泡沫混凝土的质量损失、强度损失、孔隙面积率和微观结构。以质量损失和强度损失为衡量指标, 评选最优配合比, 基于Wiener退化过程进行可靠度分析并预测剩余寿命。结果表明: 在硫酸盐冻融循环过程中, 泡沫混凝土表面损伤, 内部孔隙连通形成裂缝, 各试件质量呈先增加后减少的趋势; 抗压强度和孔隙面积率持续下降, 细粒径铁尾砂的掺入有效缓解了泡沫混凝土的损伤。其中, 20%(质量分数)铁尾砂掺量的泡沫混凝土抗冻融能力最强, 试件经过约300次冻融循环后失效。本研究可为泡沫混凝土在冻土地区的应用提供思路。
铁尾砂 泡沫混凝土 冻融循环 硫酸盐环境 Wiener退化过程 iron tailings sand foam concrete freeze-thaw cycle sulfate environment Wiener degradation process
1 同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室, 上海 201804
2 同济大学材料科学与工程学院, 上海 201804
基于生命周期评价方法研究了矿渣-硫铝酸盐水泥生产过程的环境影响, 采用敏感性分析方法探明了全球变暖潜值(global warming potential, GWP)及初级能源消耗(primary energy demand, PED)两种环境影响的主要来源, 并分析了矿渣-硫铝酸盐水泥相比硅酸盐水泥的碳减排效应。结果表明: 在矿渣-硫铝酸盐水泥的生产中, 熟料煅烧对GWP贡献最高, 原料开采对PED贡献最高; 敏感性分析显示石灰石用量与煅烧煤炭用量对GWP影响最大, 而煤炭与生产过程电力使用对PED影响最大; 与硅酸盐水泥相比, 矿渣-硫铝酸盐水泥的GWP显著降低, PED略微减少; 高矿渣掺量下矿渣-硫铝酸盐水泥力学性能的不足可能影响其应用前景。
硫铝酸盐水泥 生命周期评价 环境影响 碳减排效应 低碳水泥 矿渣 calcium sulfoaluminate cement life cycle assessment environmental impact CO2 mitigation effect low-carbon cement slag
福州大学土木工程学院先进土木工程材料福建省高校研究中心, 福州 350108
超高延性水泥基复合材料(ECC)构建的面层相较于普通刚性混凝土路面面层, 具有更长的使用寿命。本研究对六种典型ECC材料制作而成的面层进行了生命周期评价和成本分析。结果表明, 虽然ECC面层短期内在环境影响和成本方面不占优势, 但是超长的使用寿命和较低的维护频率使其在整个生命周期内的环境影响和成本远低于普通刚性混凝土面层。与普通刚性混凝土面层相比, 含辅助胶凝材料(粉煤灰或矿渣)和环保纤维(聚丙烯纤维或玄武岩纤维)的ECC面层在生命周期内减少了63.2%~68.5%的增温潜势, 且成本只占普通刚性混凝土面层的9.6%~23.3%。
水泥基复合材料 辅助胶凝材料 路面面层 生命周期评价 增温潜势 成本分析 engineered cementitious composite supplementary cementitious material pavement overlay life cycle assessment global warming potential cost analysis
