关键词： 阿基米德螺旋   非均布应变场   微帮浦   光钳   高分子   双光子吸收   FBG感测器   光谱   微黏度计   高分子化   微感测器   光纤布拉格光栅  

摘要： 本论文包含两个主题：光纤布拉格光栅(FBG)感测器和雷射趋动式高分子微感测器.在第一部份中，主要提出分析一个作用于非均布应变场的FBG反射频谱的架构，和量测微裂缝尖端应变的实验结果，并且检验FBG 的gauge length在量测应用上的影响，本实验的结果可用来做为推断或分析非均布应变场的参考资讯。第二部份乃是研究雷射趋动式高分子感测器在黏度计，流速计和微帮浦等之应用。这些感射器是以低成本的双光子吸收高分子化技术快速地制成，可自由地在液体中游动，而以线性极化雷射光钳抓取和控制，在雷射焦聚处产生光扭矩，得以借此方式测量该处之流体特性。黏性和流速感测器具平板形状并都会依极化方向排列。其中，黏性的量测可借由转动线性极化方向所产生的最大旋转频率得到，而液体流速则是借由量测光扭矩和拖曳扭矩的平衡角度所得，这些实验结果与理论计算所得非常吻合。最后，微帮浦具阿基米得螺旋形状的微尺寸，当其被雷射抓取于焦聚时会依其长轴方向旋转，此旋转的原理是由于雷射光射散到螺旋上所转换成的光扭矩所造成。

关键词： ta-C:H薄膜   吸收光谱   血液相容性  

摘要： 通过磁过滤等离子沉积技术,在不同衬底负偏电压下(0～-80V)制备四配位氢化非晶碳薄膜(ta-C:H),通过紫外-可见吸收光谱(UV)测定薄膜的微结构和光学带隙.通过血小板粘附实验研究了不同微结构ta-C:H薄膜的抗凝血性能,在扫描电镜(SEM)下观察血小板形态、聚积变形等情况,统计血小板粘附数量.并以美国PolyMedica公司生产的、临床应用最好的抗凝血生物材料"聚碳酸酯聚胺酯(Phrono flex)"作阴性对照,以最差的玻璃作阳性对照进行对比实验.实验结果表明:在不同的负衬底偏压条件下制备的a-C:H薄膜,其sp3含量不同,抗凝血性能也不同.在衬底负偏电压为-20V下制备的ta-C:H薄膜,具有优良的抗凝血液性能.

关键词： 氧化锆   铁铝金属间化合物   增韧   抗热震性能  

摘要： 采用热压烧结制备了ZrO2(3Y)/Fe3Al复合材料,材料的室温抗弯强度、断裂韧性、HRA硬度分别为1321MPa、36MPa·m1/2、86.7,临界热震温差(ΔT)由单相ZrO2(3Y)的250℃提高至500℃.显微结构研究表明,裂纹桥联、裂纹偏转及相变增韧的协同作用,及位错对裂纹扩展的扰动作用是断裂韧性成倍增加的主要原因.

关键词： 纳米硅   化学气相沉积   退火   光致发光  

摘要： 采用减压化学气相沉积方法,依靠纯N2稀释的SiH4气体的热分解反应,在玻璃表面生长了纳米硅镶嵌的复合薄膜.实验研究了退火前后薄膜样品的结晶状态和光致发光特性.结果表明,未退火样品的光致发光特性随沉积温度升高反而减弱.退火温度Ta＞600℃时,晶化趋势明显,Ta＜600℃时,退火温度对晶化的贡献不大,但提高退火温度或延长退火时间可以增加PL强度.同时在退火样品中发现Si-Ox的单晶结构.通过Raman、PL、TEM的分析比较,认为在退火前后分别有两种不同的发光机制起主导作用.

关键词： 蛤蜊壳   陶瓷   复合材料   微结构   仿生   断裂韧性  

摘要： 对蛤蜊壳的扫描电镜实验观察表明蛤蜊贝壳主要是由无机质的文石和有机质的蛋白质两相材料构成,其构成方式是文石和蛋白质的薄片交替层状的组合.观察也发现在蛤蜊壳中存在弯曲的文石薄片等结构特征.用文石纤维拔出的概念分析说明了蛤蜊壳高断裂韧性的原因.

关键词： FRP筋   包覆层   微结构设计  

摘要： 　FRP筋作为钢筋增强混凝土的替代物已经在潮湿环境中的海堤工程、桥梁隧道、高层建筑、城市建设等基础设施的设计与施工中广泛使用。然而,FRP筋固有的脆性特征成为FRP筋进一步推广使用的障碍。在对FRP筋的综合研究基础上提出了包覆筋的概念,即包覆筋的芯由钢等高延展性的金属材料组成,包覆层由FRP组成。对新设计的FRP筋力学性能进行了理论推导,并给出了理论预测曲线。

关键词： 倍半矽氧烷   共轭高分子   聚酰亚胺   蒙地卡罗  

摘要： 近年来，多面体寡聚倍半矽氧烷(POSS)受到了广泛的研究并且开启了新的奈米复合材料合成途径。POSS因具有无机的核心及有机的链段，可以以奈米等级有效地分散在混成材料中，此外其特殊立体结构及耐热性，更增添其应用上的多样性，本文在简介部分详细整理了相关的POSS文献，包括POSS的合成方法、POSS与各种高分子的混成材料制备及应用。在本研究中，以POSS衍生物出发，分别探讨POSS与共轭发光高分子形成之星状结构对发光性质之影响，以电脑模拟POSS自身反应所形成之孔洞结构，及POSS与聚酰亚胺混成材料在作为光学薄膜或低介电常数薄膜的性质与应用。本文第一部份研究POSS对共轭发光高分子之发光及耐热特性之影响。首先合成末端含溴苯基之POSS，并与高分子polyfluorene (PFO)以镍催化反应得到以POSS为核心之星状共轭发光高分子，结果显示POSS的加入明显降低聚集的产生并加强其耐热性，研究发现POSS会阻碍玻璃转移及结晶行为，且在不同溶剂中或在固态下对可见光之吸收可发现聚集产生之吸收随POSS加入而减少，相对于原本纯高分子产生明显之绿光，加入POSS后发光热稳定性可增加至150度。另外将此材料制备成单层发光二极体元件，其最大亮度及发光效率相较于纯高分子可增加两倍，因此，借由加入无机之POSS可提供一新的途径使共轭发光高分子获得更佳之耐热及光电性质。本文第二部份则以连续体分子模型及蒙地卡罗法模拟POSS奈米复合材料之网状孔洞结构，此模拟清楚地分辨出奈米孔洞结构中所包含较小的分子间孔洞及较大的微孔洞，因此借由观察交联程度、孔洞大小及分布来探讨与POSS上链段长度、链段硬度及可交联链段数目之关系。模拟结果显示交联程度及分子间孔洞的大小随POSS上链段长度增加增加，而微孔洞的大小却随着链段长度增加而趋减小，结果均与实验相符合。硬链段的POSS则因含有较多的自由未反应链段，导致较低的交联程度与较窄的孔洞分布，相反地，减少可以反应的链段数目并未影响反应交联程度，却使得分子间孔洞大小增加，也使得POSS包含了更大的体积并均匀地分散在系统内，降低了产生大型微孔洞的机率，因此，借由电脑模拟的辅助可以观察到实验无法观察到的结果并预测不同条件所产生对POSS为结构的影响。本文第三部份则是合成寡聚甲基倍半矽氧烷(O-MSSQ)与聚酰亚胺(polyimide)混成材料，此奈米级O-MSSQ可提供无机含量精确控制，研究有机-无机组成、混成结构对此材料制备成为薄膜后之型态及特性的影响。相分离可以借由控制聚酰亚胺的分子量及O-MSSQ的Si-OH反应基含量得以改善，因此低分子量聚酰亚胺并配合使用偶合剂可得到均匀透明的薄膜，抑或使用含大量反应基之O-MSSQ。热性质及机械性质在无机成分加入后有显着的提升，并且可以利用有机-无机比料调控的折射率及介电常数，此外双折射率也相对地减低，因此，本研究显示此混成材料可作为光学薄膜或低介电常数薄膜的应用。由前述研究可发现奈米复合材料的结构与性质可经由POSS的加入得到明显改进，后续的研究包括借由理论与实验精确地控制POSS奈米复合材料的结构、型态与性质。

关键词： Ti3SiC2   Al2O3   复合材料   显微结构  

摘要： 采用SPS烧结方法,通过测定密度、气孔率、硬度、抗弯强度以及组织观察,系统地研究了Al2O3对Ti3SiC2/ Al2O3复合材料性能的影响。结果表明,在Ti3SiC2中添加适量Al2O3可以在强度及断裂韧性略有增加的前提下,大幅度提高材料的硬度,维氏硬度最高可达10.28GPa。当Al2O3含量过高时,材料强度、断裂韧性的下降是由于Al2O3的团聚所致。

关键词： 微乳液   双连续微结构   形貌控制   超临界干燥   针状   纺锤状   六铝酸盐   纳米催化剂  

摘要： 在水/NP-7/正丁醇/环己烷微乳体系中,制备了Ce0.5B0.5MnAl11O19纳米催化剂,用电导跟踪了微乳液微结构变化.研究了微乳体系的组成、干燥方式对颗粒形貌的影响.结果表明,微乳液的微结构对前体颗粒的形态和尺寸产生类似"模板"的限制和剪裁作用,从而控制颗粒的形貌;甲烷催化燃烧活性实验表明,针状颗粒具有较高的稳定性和催化活性.

关键词： 掺杂   PMS—PZ—PT   压电性能   超声马达  

摘要： 探讨了Nb2O5、NiO、Fe2O3掺杂量对三元系PMS-Pz-PT陶瓷的微观结构和电性能的影响.实验结果表明:随着掺杂量的增加,有一个共同的规律:物相组成由四方相向三方相转变;掺杂物在PMS-Pz-PT材料准同型相界区的固溶度比较小;适当的少量掺杂使εr、d33、Kp,等都有所提高.所不同的是,少量硬性掺杂和取代能提高Qm,而软性掺杂材料的Qm值却随着掺杂量的增加一直下降.改性后的组分具有良好的压电性能,能更好的满足超声马达实际使用的要求.