本文应用机械合金化法制备了CNTs-SiC-Ni复合粉末, 采用激光熔覆技术制备了CNTs-SiC-Ni复合涂层, 研究了机械合金化对熔覆层的硬度和耐磨性的影响。结果表明, 随着机械合金化转速的提高, 镍粉、SiC粉末和CNTs逐渐混合均匀, 形成了CNTs-SiC-Ni核壳式复合粒子, 镍颗粒表面复合包覆层面积呈指数函数增加, 然后趋于稳定, 转速为300 r/min时, 粉末复合效果最佳; 随着机械合金化转速的增加, 熔覆层硬度具有最大值, 磨损量具有最小值, 转速为300 r/min时, 熔覆层的硬度最高, 约为基板的2倍。

以玻璃基底作为聚苯乙烯纳米球的载体, 首先将聚苯乙烯纳米球旋涂在玻璃基底上, 然后通过热沉积的方法将金熔融沉积在聚苯乙烯纳米粒子的表面, 再通过超声的方式将负载有金纳米帽子的聚苯乙烯微球从玻璃基底上分离下来, 最后用二氯甲烷将聚苯乙烯微球溶解掉, 成功制备了空心的金纳米帽子材料。 通过共价键链接的方式在这些空心的金纳米帽子的表面成功修饰上苯的衍生物, 通过测试分析发现, 修饰带有不同电性的基团, 金纳米帽子的等离子体共振吸收会发生不同的红移或蓝移现象, 推测这是由于金纳米帽子表面结构电子密度的变化所导致。

大气中大量存在的复合粒子会对激光传输效率产生很大影响。由于空气中水蒸气含量较高, 以C作为凝结核外层包裹以水的核壳结构微粒对光传输具有明显的散射效应。本文应用Mie散射理论对C@H2O核壳结构微粒的散射特性进行了理论分析和数值计算, 首先给出了不同入射波长、核粒子半径以及水膜厚度条件下散射强度分布变化曲线; 其次给出了不同入射波长、核粒子半径以及水膜厚度条件下偏振变化情况; 最后讨论了光学截面与粒子半径之间的关系。结果表明各参数对前向散射强度影响较大, 入射波长越大散射强度越弱, C核半径增大粒子的前向散射增强, 水膜厚度增大粒子的前向散射增强, 而后向散射无明显影响; 入射波长较大时, 粒子在多个角度出现线偏振光, 入射波长增大、碳核半径变大、水膜厚度增大, 偏振度峰值都会增多; 随着入射波长的增大, 散射截面最大峰值位置向着半径增大的方向移动, 并伴随一定的振荡现象, 散射和消光截面在碳核半径为0.1 μm左右达到最大值。

基于面积分方程的矩量法及其快速算法研究了复杂含核粒子对任意入射贝塞尔波束的散射特性. 将零阶贝塞尔束的矢量解和坐标系旋转理论相结合, 推导出任意入射贝塞尔波束电磁场分量的数学表达式. 根据等效原理, 建立了求解具有任意形状和复杂内部结构含核粒子散射问题的面积分方程. 对贝塞尔波束任意入射下一些复杂含核粒子的散射进行了数值模拟, 结果表明: 贝塞尔波束入射时的微分散射截面要小于平面波入射时的微分散射截面, 且随着半锥角的减小而增大;当波束中心的位置远离粒子中心时, 微分散射截面会减小;微分散射截面对波束的入射角非常敏感. 这为激光对微粒的探测、诊断以及操纵技术提供有益帮助.

根据Mie散射理论，对金属单粒子和复合粒子的散射强度和偏振度进行了数值计算与理论分析，得到了两类散射体的散射强度、偏振度与散射角、入射波长及壳层厚度之间的关系。结果表明，随着入射波长的增大，复合粒子的前向散射增强，背向散射未变化；偏振度峰值和峰位易出现明显的退偏振现象，明显区别于金属单粒子散射行为。该结论对两类金属材料光学特性方面的开发和应用提供了理论参考。

在水溶液中采用化学共沉淀法制备了壳聚糖/LaF3∶Eu3+纳米复合粒子。通过透射电子显微镜(TEM)，X射线衍射(XRD)，傅立叶变换近红外(FT-IR)光谱对样品进行了表征。结果表明：所得纳米复合粒子大小在 20 nm左右，粒径均匀，表面包覆的壳聚糖使其易溶于水，并具备了与生物蛋白偶联的多个基团。测量了该纳米复合粒子的激发光谱与发射光谱，详细说明了各发光峰对应能级的跃迁及其发光机理，分析了不同掺杂浓度对其相对发光强度的影响。结果表明：当 Eu3+离子掺杂摩尔分数为 10%时，样品的相对发光强度达到最大值。最后介绍了壳聚糖/LaF3∶Eu3+纳米复合粒子与荧光蛋白 FITC偶联的方法，以表明其在生物学中潜在的应用价值。