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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:采用数值模拟方法,研究不同起爆方式下内部炸药对金属柱壳的加载历程差别.计算结果表明,不同起爆方式下柱壳内表所经受的压力载荷、做功历史显著不同,分析了引起差异的原因.提出一种半解耦数值方法,使柱壳网格划分得更细,可以模拟不同起爆方式下柱壳的膨胀破坏过程,通过理论分析说明了这种方法的合理性....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA EI CBST
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摘要:利用双灵敏度VISAR测量了抗氢钢HR2、工业纯铁DT2和铁锰镍合金FeMnNi在一维应变冲击载荷下的自由面速度历史,结合受载样品的回收分析对其动载行为和断裂表现进行了分析.研究表明,在实验加载压力范围内DT2和FeMnNi样品的自由面速度历史呈现包括相变波在内的典型三波结构,而对HR2钢,尽管金相分析显示其加载前后样品的相组织已发生变化,但速度剖面呈现的仅是典型的弹塑性双波结构.分析认为溶质材料成分和初始相组织是无相变波的主要原因.从冲击相变和卸载逆相变角度解释了在等厚靶碰撞时DT2和FeMnNi材料中出现的多重层裂、浅表层裂现象....
摘要:为了研究甲烷气体的冲击状态方程,用一维无粘流体反应动力学方程组,分别以7组元17步反应和13组元40步反应模型计算了常温下压力为0.12MPa时受高速飞片撞击的甲烷气体的Hugoniot数据,给出了飞片速度为3km/s~9km/s范围内9种条件下的数值结果.在相同的初始条件下,当飞片速度较低(如3km/s)时两种反应模型给出相同的结果.通过较高飞片速度下的计算结果与实验结果比较,13组元40步反应模型给出的数值结果与实验结果基本一致....
[专利] 发明专利 CN201310224883.X
摘要:本发明提供了一种隐形光子晶体打印方法,包括以下步骤:将碳包覆的超顺磁性胶态纳米粒子分散于乙二醇中,得到含有纳米粒子的乙二醇溶液;将所述含有纳米粒子的乙二醇溶液与硅氧烷单体和固化剂混合搅拌,将得到的混合溶液成模、固化,得到聚硅氧烷打印基质;将具有图案的光掩膜覆盖于所述聚硅氧烷打印基质上,然后进行紫外光照射,紫外光破坏无图案覆盖区域的聚硅氧烷打印基质表面,得到隐形光子晶体图案。本发明提供的方法不仅可以实现光子晶体的彩色打印,而且可以实现图案的隐形,并且此图案可以在磁场诱导下立刻以鲜艳的颜色显现出来,具有良好的隐形-再现可逆性,该方法将在防伪,信息存储等领域具有良好的应用前景。
[专利] 发明专利 CN201210213014.2
摘要:本发明提供一种磁响应光子晶体防伪标识及其制备方法。本发明提供的磁响应光子晶体防伪标识包括多个图案,所述图案包括:聚合物基质和封装在所述聚合物基质中的含有碳包覆超顺磁性四氧化三铁胶态纳米粒子的乙二醇微液滴;所述图案中的单个图案中至少包括两种不同粒径的碳包覆超顺磁性四氧化三铁胶态纳米粒子。在本发明提供的磁响应光子晶体防伪标识中,不同粒径的碳包覆超顺磁性四氧化三铁胶态纳米粒子在磁场的作用下,分别进行自组装得到多光子带隙结构,能够反射多种不同波长的可见光,其叠加后得到新的颜色,这种颜色不会被普通颜料或染料色仿制,具有良好的防伪效果,且具有良好的颜色可调性,利于其应用。
[专利] 发明专利 CN201110197084.9
摘要:本发明提供了一种光子晶体纸,包括:基质,所述基质为聚丙烯酰胺凝胶;固化在所述基质中的光子晶体材料,所述光子晶体材料为超顺磁性的碳包覆的四氧化三铁胶态纳米粒子。本发明还提供了一种光子晶体纸的制备方法。本发明提供的光子晶体纸中,光子晶体材料固化于所述聚丙烯酰胺凝胶基质中,呈现蓝色;当以纯水为墨水对所述光子晶体纸进行书写后,书写部分的聚丙烯酰胺凝胶吸水发生膨胀,使固化于其中的光子晶体材料的光子禁带带隙发生改变,从而显示出绿色的文字或图案。本发明提供的制备方法无需模板,简单、快速,以过硫酸盐为引发剂引发丙烯酰胺固化,无需使用紫外线进行固化,因此制备过程较为安全,适于工业化生产。
[专利] 发明专利 CN201110196952.1
摘要:本发明提供了一种光子晶体湿度传感器,包括:基质,所述基质为聚丙烯酰胺凝胶;固化在所述基质中的光子晶体材料,所述光子晶体材料为超顺磁性的碳包覆的四氧化三铁胶态纳米粒子。本发明还提供了一种光子晶体湿度传感器的制备方法。本发明提供的光子晶体湿度传感器中,聚丙烯酰胺凝胶具有强烈的吸水膨胀性能,其在不同相对湿度下对水的吸收率不同,当环境相对湿度发生变化时,聚丙烯酰胺凝胶的吸水率随之发生变化,导致聚丙烯酰胺的膨胀率发生变化,从而使固化于其中的光子晶体材料的光子禁带带隙发生改变,最终使得光子晶体湿度传感器随湿度变化呈现不同的颜色。
摘要:对45钢柱壳在内部炸药JOB-9003爆轰驱动下的膨胀断裂进行了实验研究,利用VISAR技术测量了柱壳外表自由面速度时程曲线,使用高速摄影技术拍摄了柱壳膨胀断裂的整个过程,并使用装满水和小苏打的回收桶软回收部分破片.分别通过测量回收破片和利用高速摄影拍摄到的裂纹条数得到破片尺寸,其值与Grady-Kipp理论预测吻合较好.
[博士论文] 胡海波
无机化学 中国科学技术大学 2013(学位年度)
摘要:利用外磁场诱导具有超顺磁性的胶态纳米粒子进行自组装来制备光子晶体的技术是近年来才发展起来的一种快速光子晶体制备技术。相对于传统的制备胶态光子晶体的自组装技术,磁诱导自组装技术具有多种优势:首先,传统的胶态纳米粒子自组装技术,例如重力自组装、离心力自组装、电泳自组装以及静电和毛细管力自组装等,需要较长的时间来构筑光子晶体结构。其短则需数小时,长则几天的时间来制备厘米级尺度的光子晶体,难以满足实际应用的要求。而利用磁诱导自组装技术可以瞬间完成光子晶体结构的构筑,实现从无衍射颜色到有衍射颜色的巨大变化。其次,通过磁场强度和磁场方向的改变,可以很容易地操纵其诱导形成的一维光子晶体的结构,从而实现衍射颜色的改变。最后,不同于利用传统的胶态纳米粒子自组装技术所构筑的光子晶体结构,基于磁诱导自组装技术形成的光子晶体结构是可逆的,可以通过磁场的施加和撤销,实现光子晶体结构的形成和消散。磁诱导自组装技术的发展使得人们随意的调控光子晶体的光学性能和制备更加精细和复杂的光子晶体结构成为可能。
   基于磁诱导自组装技术的这些巨大优势,本论文旨在探索磁性胶态纳米粒子的磁诱导自组装机制以及基于磁诱导自组装技术制备功能化的光子晶体材料,例如光子晶体写字板、光子晶体湿度传感器和光子晶体防伪标识等。此外,还着重研究了一种新颖的隐形光子晶体印刷术。详细内容归纳如下:
   1、通过超顺磁性胶态纳米粒子的快速磁诱导自组装和随后的自由基聚合反应,将一维链状光子晶体结构固定在聚丙烯酰胺乙二醇凝胶基体中制备了一种新型的光子晶体写字板。用蒸馏水做墨水,通过聚合物基体的膨胀作用可以在光子晶体写字板上书写各种字母或文字符号。通过去除光子晶体印迹中的水分可以拭去光子晶体符号,使得光子写字板可以重复多次使用。由于写字板可重复书写且墨水无毒,这种光子晶体写字板/墨水系统具有环境友好性。得益于快速的磁诱导自组装技术和自由基聚合反应,这种光子晶体显示写字板的制备时间比基于传统的自组装方法大大减少,这对于未来工业化生产具有重要的意义。
   2、利用快速磁诱导自组装技术和自由基聚合反应,制备了高度稳定的,肉眼可视的自显示光子晶体湿度传感器。随着相对湿度从11%变化到97%,该光子晶体湿度传感器的颜色可以自动从深蓝色到浅红色之间逐渐转变。其整个衍射波长的变化区间接近160nm,这几乎覆盖了整个可见光范围,并且其强度肉眼可见。另外,循环试验表明该光子晶体湿度传感器在光学信号上具有良好的稳定性和重复性。这种低成本、无功耗的光子晶体湿度传感器系统可以实现类似于pH试纸的比色湿度检测。
   3、基于最近发展起来的磁诱导自组装技术,设计了一种新颖的、简单且低成本的制备具有双光子带隙异质结构的光子晶体的方法,并且最终达到了调制其光学衍射颜色的目的。这种方法极大地简化了具有多重光子带隙异质结构的光子晶体的制备过程,并且扩充了调节光子晶体光学衍射颜色的方法。源自这种具有双光子带隙异质结构的光子晶体的结构色,因其具有双重衍射峰且可以通过磁场的施加与撤销实现衍射颜色的显现和消散,难以被普通的化学染料和颜料所模仿。基于这种特殊的具有双光子带隙异质结构的磁响应光子晶体,我们进一步制备了一种新颖的光子晶体防伪标识。由于商品防伪保护的迫切需求,这种光子晶体防伪标识将在防伪领域具有良好的应用前景。
   4、基于磁诱导自组装技术和前期的工作基础,发展了一种新颖的隐形光子晶体印刷术。利用这种隐形光子晶体印刷术,可以简单、快速、方便的制备各种图案的隐形光子晶体印迹,且隐形的光子晶体印迹可以使用随处可见的磁铁来使之显现。这种隐形光子晶体印刷术不仅可以实现光子晶体图案的电脑设计化,人工设计化,此外,印刷在光子晶体纸基底上的隐形光子晶体图案还可以保持较长时间的稳定(三个月以上),这使得这种隐形光子晶体印刷术具有很强的实用性。
[硕士论文] 胡海波
高分子化学与物理 中国科学技术大学 2012(学位年度)
摘要:本文采用共沉淀法和共价接枝法对层状双氢氧化物(LDH)进行有机改性,得到有机反应性基团功能改性的无机纳米粒子,从而有效地提高了其与聚合物基体的相容性和反应活性;并将其引入到水性聚氨酯丙烯酸酯体系,制备得到了水性聚氨酯丙烯酸酯/LDH乳液;进一步采用紫外光辐照的方法制备了水性聚氨酯丙烯酸酯/LDH纳米复合材料。本文重点研究了纳米复合材料的制备过程、结构表征、微观形态和热稳定性等,并取得了初步结果。具体研究内容包括:
   (1)水性超支化聚氨酯丙烯酸酯/LDH纳米复合材料。
   首先采用共沉淀法制备了长链烷烃(十二烷基磺酸根,DS)插层的镁铝型层状双氢氧化物(IDH-DS),然后通过共价接枝的方法将LDH-DS表面用脂环族异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI)修饰改性,得到含NCO基团的层状双氢氧化物(LDH-DS-NCO);然后以超支化聚酯H2O、丁二酸酐、羟乙基丙烯酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和三乙胺为原料,通过原位聚合的方法制备水性超支化聚氨酯丙烯酸酯预聚体,并将LDH-DS-NCO用作交联剂,将其引入到水性超支化聚氨酯丙烯酸酯预聚体中;最后采用自乳化法获得固含量约为30%的杂化水性超支化聚氨酯丙烯酸酯乳液,通过紫外光固化技术制备得到水性超支化聚氨酯丙烯酸酯/层状双氢氧化物纳米复合材料。依据XRD测试和HR-TEM结果分析,含5wt%LDH-DS-NCO的纳米复合材料中的镁铝层状双氢氧化物的片层结构部分呈层离状态,部分呈剥离状态。依据TGA分析结果可知,与纯的水性超支化聚氨酯丙烯酸酯材料相比,添加无机纳米粒子LDH-DS-NCO可以提高该纳米复合材料的热稳定性。其他测试表明,随着无机纳米粒子含量的增加,该纳米复合材料的硬度有着明显的提高,柔韧性虽有少许下降但整体表现良好。
   (2)水性聚氨酯丙烯酸酯/LDH纳米复合材料。
   首先采用共沉淀法制备了含氨基的长链烷烃(11-氨基十一烷酸,AD)插层的镁铝型层状双氢氧化物(LDH-AD),然后通过共价接枝的方法将LDH-AD表面和层间用脂环族异氰酸酯(异佛尔酮二异氰酸酯,IPDI)修饰改性,得到含NCO基团的层状双氢氧化物(LDH-AD-NCO);然后以亲水性聚合物二醇PTMG与LDH-AD-NCO的混合物、双羟甲基丙酸、异佛尔酮二异氰酸酯、羟乙基丙烯酸酯、1,4-丁二醇和三乙胺为原料制备水性聚氨酯丙烯酸酯预聚体;最后采用自乳化法获得固含量约为30%的杂化型水性聚氨酯丙烯酸酯乳液,通过紫外光固化技术制备得到水性聚氨酯丙烯酸酯/层状双氢氧化物纳米复合材料。依据XRD测试和HR-TEM结果分析,含5wt%LDH-DS-NCO的纳米复合材料中的镁铝层状双氢氧化物的片层结构部分呈层离状态,部分呈剥离状态。依据TGA分析结果可知,与纯的水性聚氨酯丙烯酸酯材料相比,添加无机纳米粒子LDH-AD-NCO可以提高该纳米复合材料的热稳定性。
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