本文關(guān)鍵詞：基于量子級聯(lián)激光器中紅外吸收檢測系統(tǒng)的熔融與結(jié)晶行為研究

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【摘要】：熔融和結(jié)晶作為工業(yè)制造過程中重要的熱力學(xué)相轉(zhuǎn)變,一直是材料科學(xué)的熱門研究課題。隨著研究體系的豐富和研究手段的發(fā)展,大量的理論和實驗成果加深了對于相轉(zhuǎn)變過程的理解和認識,但是仍然存在很多科學(xué)以及工業(yè)加工等方面的難題。近年來商業(yè)化量子級聯(lián)激光器的出現(xiàn),以其高亮度、寬調(diào)諧和窄線寬的特點,為這些難題的解決引入了新的視角。為了滿足高分子材料加工中的中紅外在線檢測需求,研制了基于量子級聯(lián)激光器的中紅外吸收檢測系統(tǒng)。檢測系統(tǒng)可同時檢測光、熱、電三種信號,既可以追蹤拉伸或者相轉(zhuǎn)變過程中的構(gòu)象變化,還能進行取向檢測。時間分辨達到納秒級別,遠高于常規(guī)傅里葉紅外光譜。同時,量子級聯(lián)激光器光源波長基本覆蓋了5.8-12 μm的中紅外指紋區(qū),使檢測系統(tǒng)能夠應(yīng)用于大多數(shù)聚烯烴類高分子材料的構(gòu)象和取向等結(jié)構(gòu)變化檢測。在中紅外吸收檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展了中紅外共振吸收定點加熱的方法學(xué),并應(yīng)用于二十烯的熔融再結(jié)晶行為研究。該方法學(xué)不僅可以對分子鏈上基團實現(xiàn)定點加熱,還可以從泵浦光中獲得結(jié)構(gòu)變化信息。同時將熔融結(jié)晶過程的研究時間縮短至幾十毫秒,遠高于一般中紅外光譜的時間分辨。泵浦的加熱效果和二十烯的熔融行為與泵浦波數(shù)、泵浦時間和泵浦能量均相關(guān)。在這些實驗的基礎(chǔ)上還進一步研究了二十烯在熔融前的表面平滑現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)樣品陳化時間、泵浦條件及樣品起始溫度均影響著泵浦探測實驗中的表面平滑現(xiàn)象。除此之外,還對反式-1,4-聚異戊二烯熱力學(xué)亞穩(wěn)β相的記憶效應(yīng)進行了研究,并以熱力學(xué)穩(wěn)定α相作為參考。實驗結(jié)果表明亞穩(wěn)β相反而擁有比穩(wěn)定α相更強的記憶效應(yīng)。β相反式-1,4-聚異戊二烯在100℃仍然表現(xiàn)出很強的記憶效應(yīng),也就是說記憶溫度比對應(yīng)的平衡熔點(78℃)高了 20℃。而對應(yīng)的穩(wěn)定α相反式-1,4-聚異戊二烯則在平衡熔點附近就失去熔體記憶。β相的記憶熔體還表現(xiàn)出更高的成核密度和更快的晶體生長速率。這些特殊的記憶現(xiàn)象與在之前介晶等規(guī)聚丙烯研究中觀察到的現(xiàn)象類似,說明更高的記憶溫度以及更快的結(jié)晶動力學(xué)可能是亞穩(wěn)相記憶效應(yīng)所共有的特征。亞穩(wěn)β相記憶效應(yīng)更強可能由于晶體和自由熔體的構(gòu)象熵差值少,分子鏈松弛得更慢。除了對于科學(xué)研究的重要性,這種特殊的記憶效應(yīng)還可以用來控制加工過程中不同晶型的空間位置,對于工業(yè)制造方面具有重要意義。總之,這些實驗結(jié)果彌補了基于量子級聯(lián)激光器的中紅外透過光譜在研究快速熔融再結(jié)晶行為方面的空白,也為量子級聯(lián)激光器的應(yīng)用提供了更多可能。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN248

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1 顏嚴,羅山;高效率量子級聯(lián)激光器[J];激光與光電子學(xué)進展;2000年05期

2 李琦,王騏,尚鐵梁;量子級聯(lián)激光器的發(fā)展及其應(yīng)用[J];激光與紅外;2001年02期

3 劉峰奇,王占國;紅外量子級聯(lián)激光器[J];物理;2001年10期

4 李華,李愛珍;四阱耦合InGa As/InAl As/InP量子級聯(lián)激光器材料的結(jié)構(gòu)特性研究[J];稀有金屬;2004年03期

5 王志軍;;量子級聯(lián)激光器的發(fā)展研究[J];長治學(xué)院學(xué)報;2009年02期

6 王玉然;;太赫茲量子級聯(lián)激光器[J];電子技術(shù);2009年09期

7 徐世錄;;美國繼續(xù)發(fā)展量子級聯(lián)激光器[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2009年06期

8 湯媛媛;劉文清;闞瑞峰;張玉鈞;張帥;許振宇;阮俊;;基于量子級聯(lián)激光器高靈敏快速檢測機動車尾氣排放氣體濃度[J];中國激光;2011年12期

9 ;波蘭科學(xué)家研究成功制造量子級聯(lián)激光器技術(shù)[J];機電工程技術(shù);2012年04期

10 宋淑芳;邢偉榮;劉銘;;量子級聯(lián)激光器的原理及研究進展[J];激光與紅外;2013年09期

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1 曹俊誠;;太赫茲量子級聯(lián)激光器及其應(yīng)用[A];第八屆全國光學(xué)前沿問題討論會論文集[C];2009年

2 曹俊誠;呂京濤;;太赫茲量子級聯(lián)激光器的蒙特卡洛模擬[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

3 呂燕伍;;氮化物半導(dǎo)體中遠紅外量子級聯(lián)激光器材料設(shè)計[A];2004年中國材料研討會論文摘要集[C];2004年

4 呂燕伍;Greg Sun;;氮化物半導(dǎo)體中遠紅外量子級聯(lián)激光器材料設(shè)計[A];2004年材料科學(xué)與工程新進展[C];2004年

5 劉峰奇;;應(yīng)變補償量子級聯(lián)激光器(特邀)[A];中國光學(xué)學(xué)會2006年學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

6 張權(quán)生;劉峰奇;王占國;郭長志;陳水蓮;;量子級聯(lián)激光器[A];第四屆全國光學(xué)前沿問題研討會論文摘要集[C];1999年

7 曹俊誠;韓英軍;;太赫茲半導(dǎo)體量子級聯(lián)激光器研究[A];第十六屆全國半導(dǎo)體物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

8 劉峰奇;劉俊岐;陳劍燕;王濤;王利軍;梁平;胡穎;王占國;;高功率太赫茲量子級聯(lián)激光器研究[A];第十屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

9 張錦川;劉峰奇;王利軍;劉俊岐;王占國;;波長4.6μm高性能無冷工作的量子級聯(lián)激光器[A];第十屆全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2012年

10 王海龍;龔謙;;太赫茲量子級聯(lián)激光器電極制備中的幾個問題[A];第11屆全國發(fā)光學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 本報記者 張強;利用量子級聯(lián)激光器快速排查有害氣體[N];科技日報;2007年

2 本報記者 張強;搶占量子級聯(lián)激光器市場化制高點[N];科技日報;2007年

3 記者 王小龍;太赫茲量子級聯(lián)激光器功率達到1瓦特[N];科技日報;2013年

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7 本報記者 常麗君;夜幕下，捕獲“隱身”太陽能[N];科技日報;2014年

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1 呂默;基于中紅外量子級聯(lián)激光器的一氧化碳檢測系統(tǒng)關(guān)鍵問題研究[D];吉林大學(xué);2016年

2 彭琛;基于量子級聯(lián)激光器全光調(diào)制的高速中紅外調(diào)頻光譜技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2016年

3 周勝;痕量氣體的高靈敏紅外光譜檢測技術(shù)[D];中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所;2017年

4 盧杰;基于量子級聯(lián)激光器中紅外吸收檢測系統(tǒng)的熔融與結(jié)晶行為研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

5 高少文;太赫茲量子級聯(lián)激光器電子動力學(xué)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2004年

6 呂京濤;太赫茲量子級聯(lián)激光器及其它半導(dǎo)體輻射源研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2006年

7 李華;氣態(tài)源分子束外延材料生長及特性和量子級聯(lián)激光器材料生長研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2007年

8 王玲芳;基于量子級聯(lián)激光器的氣體光譜檢測關(guān)鍵技術(shù)[D];重慶大學(xué);2012年

9 譚松;應(yīng)用于痕量氣體檢測的量子級聯(lián)激光器研究[D];清華大學(xué);2014年

10 楊全魁;InGaAs/InAlAs量子級聯(lián)激光器物理、材料及器件[D];中國科學(xué)院上海冶金研究所;2000年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 朱鶇達;InGaAs/InAlAs量子級聯(lián)激光器的熱特性研究[D];長春理工大學(xué);2014年

2 劉紹斌;基于四能級的量子級聯(lián)激光器等效電路模型及其應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2014年

3 付麗;量子級聯(lián)激光器驅(qū)動電源的設(shè)計和實驗研究[D];吉林大學(xué);2016年

4 盧俊;太赫茲量子級聯(lián)激光器結(jié)構(gòu)設(shè)計與輸運性質(zhì)[D];河北師范大學(xué);2011年

5 徐寶翠;電子橫向運動對太赫茲量子級聯(lián)激光器性能的影響[D];河北師范大學(xué);2011年

6 梅斌;量子級聯(lián)激光器基礎(chǔ)材料結(jié)構(gòu)特性研究[D];中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2008年

7 王麗麗;量子級聯(lián)激光器電路模型分析及驅(qū)動電路設(shè)計[D];長春理工大學(xué);2012年

8 劉振;基于量子級聯(lián)激光器氣體傳感器的電路設(shè)計[D];山東大學(xué);2013年

9 李祥;基于量子級聯(lián)激光器微量氣體檢測系統(tǒng)的設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2013年

10 劉平;基于中紅外量子級聯(lián)激光器的分子吸收光譜[D];華中師范大學(xué);2013年

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本文編號：1285582