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水平PMMA和MMA表面燃烧过程中未燃空间影响的研究
摘要: 本文对聚甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯水平表面的燃烧过程进行了实验与数值研究。本研究所用燃烧器可使燃料表面以设定距离保持水平于燃烧器边缘。研究目标之一是探究容器间隙(燃烧器边缘与燃料表面间距)对燃料燃烧速率及火焰结构的影响。对于聚甲基丙烯酸甲酯,初始间隙下的表面在燃烧过程中会逐渐消退;而对于甲基丙烯酸甲酯,则通过按其燃烧速率补充燃料的方式维持液池高度不变。实验中进行了严谨的可重复温度场与组分场测量,这些数据揭示了甲基丙烯酸甲酯等聚合物流体上形成的小尺度液池火焰结构,此类文献资料较为稀缺。为补充实验结果,采用火灾动力学模拟器对实验工况进行模拟,展示了气相火焰结构与流场并展开讨论。随着容器间隙增大,燃烧速率降低,该趋势通过表面对流热通量结果得到解释。
关键词: 火灾动力学模拟器(FDS)、对流热通量、燃烧速率、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、火焰结构、气相空间
更新于2025-09-23 15:23:52
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掺杂Y2O3:Yb3+/Er3+/Tm3+纳米晶的PMMA纳米复合材料的上转换发光性能
摘要: 通过海藻酸辅助凝胶化热分解法合成了三掺杂Yb3?、Er3?、Tm3?离子的Y?O?纳米晶体,经800°C退火24小时处理。采用超声浴中自由基聚合方法将纳米粉体嵌入PMMA基体。X射线衍射和透射电镜测试表明,PMMA基体中纳米晶体的晶粒尺寸显著减小且分布均匀。使用975nm二极管激光器测量了退火纳米粉体及PMMA复合材料在400-850nm波长范围内的上转换发光特性。研究发现纳米粉体与PMMA纳米复合材料中红、绿、蓝上转换发光的相对强度对Er3?浓度和激发功率密度的依赖关系存在差异。PMMA纳米复合材料上转换发光的CIE-1931色坐标在不同激发功率密度下表现出优异的色彩稳定性,这使其在光子学领域具有潜在应用价值。
关键词: 颜色可调发射、上转换发光、聚合物纳米复合材料、颜色稳定性、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用高锰酸钾溶液作为吸收剂,通过可见光激光诱导背面湿法蚀刻在聚甲基丙烯酸甲酯基板上进行表面微加工
摘要: 本文作者报道了一种在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)上进行连续沟槽微加工的方法。研究了采用高锰酸钾(KMnO4)基吸收液对PMMA进行可见光激光诱导背面湿法刻蚀(v-LIBWE)。PMMA广泛应用于化学和生物领域的微流控器件中。传统使用CO2激光器在PMMA基底上加工微通道的最小特征尺寸约为85微米。本研究中,通过使用532纳米纳秒脉冲激光的v-LIBWE技术,可在PMMA上实现12微米宽的连续沟槽刻蚀??淌淬兄滴?0焦耳/平方厘米,对应10千赫兹重复频率下的平均功率为58毫瓦。作者还确定,v-LIBWE加工PMMA时最低扫描速度需达到2毫米/秒才能获得无裂纹表面。本研究为采用v-LIBWE技术进行聚合物基底微加工提供了新视角和便捷方法。
关键词: 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、高锰酸钾(KMnO?)、可见光激光诱导背向转移(v-LIBWE)、激光蚀刻
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于快速微器件原型制作的优质微通道:采用高效化学后处理的直接二氧化碳激光刻写技术
摘要: 快速、简易的微通道原型制作对现代微流控器件与平台的开发至关重要。采用商用连续波(CW)CO?激光切割(烧蚀)结合热键合,是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等热塑性塑料原型制作最常用的方法之一。然而该技术存在通道质量难以控制、溶剂后处理结果不稳定以及热键合一致性差等问题。我们通过系统研究CW CO?激光对PMMA的通道烧蚀工艺,攻克了这些难题。新型溶剂处理方法显著提升了微通道质量与加工一致性,且残留溶剂可忽略不计。经处理的材料热键合强度提升四倍,同时完全保持了PMMA优异的光学透明性。作为概念验证,采用该新方法制作了高质量三层微流控原型并展示了其性能。
关键词: 二氧化碳激光器、微流控技术、纳流控技术、热键合、溶剂处理、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
更新于2025-09-19 17:13:59
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通过插入多层聚甲基丙烯酸甲酯作为电子阻挡层实现高效量子点发光二极管
摘要: 本研究提出了一种新型量子点发光二极管(QD-LED)器件架构,在器件中集成了多个聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)电子阻挡层(EBL)。该器件采用红色发光CdSe/ZnS量子点,其创新结构是将多个PMMA电子阻挡层夹在两层量子点之间。通过对QD-LED结构的系统优化发现,包含两层PMMA和三层量子点的器件性能最佳,实现了17.8 cd A?1的电流效率和194 038 cd m?2的亮度。对所提出的QD-LED结构简化模型进行数值模拟验证表明,由两层PMMA和三层量子点构成的结构能显著提升电致发光强度。模拟结果进一步揭示了PMMA电子阻挡层的作用机理:添加PMMA电子阻挡层可减少活性量子点区域的电子泄漏并增强电子约束,从而提高量子点活性层中的电子浓度及辐射复合速率。本研究的实验与理论分析共同证明,在制备高性能QD-LED时,多层PMMA可作为高效电子阻挡层发挥作用。
关键词: 模拟、器件架构、电子阻挡层、电子泄漏、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、量子点发光二极管(QD-LED)
更新于2025-09-19 17:13:59
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聚合物混合光伏热(PVT)集热器室内实验开发与测试方法
摘要: 本文旨在介绍用于室内实验的聚合物混合光伏光热(PVT)集热器的开发与测试方法。聚合物材料已应用于混合PVT集热器,甚至在平板集热器中应用更久。我们开发了一种采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为吸热体并与铜片结合的混合PVT集热器制作方法。为了解其热性能和电性能细节,我们通过改变质量流量、辐照度和进水温度进行了一系列实验,从而建立了该PVT集热器的测试方法。结果表明,以PMMA作为热吸热体并搭配铜片可产生约80%的热效率有益冷却效果,同时电效率下降0.03%/°C。该方法利用简单设备即可轻松且低成本地制造混合PVT集热器。
关键词: 聚合物材料,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),PVT集热器测试方法,PVT集热器,PVT集热器开发方法,室内测试
更新于2025-09-16 10:30:52
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硅基单层石墨烯的原位合成及其在近红外光电探测器中的应用
摘要: 通过简单的热退火工艺实现了单层石墨烯在硅(Si)衬底上的直接集成,该工艺以顶部铜(Cu)层作为催化剂,插入的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为碳源。在Si衬底上旋涂PMMA碳源后,采用电子束蒸发法将Cu催化剂沉积在PMMA/Si上。随后,在简单的热退火过程中,通过PMMA的分解脱氢和Cu的催化作用,直接在Si上合成了石墨烯。此外,在优化的生长条件下,证明了单层石墨烯直接形成于Si衬底上。利用原位生长的石墨烯/Si异质结,在无需任何转移后处理的情况下,直接制备出了在1550 nm波长下具有高探测率((cid:1)1.1 (cid:3) 1010 cm Hz1/2 W(cid:4)1)和高响应度(50 mA W(cid:4)1)的近红外光电探测器。这种在硅上直接生长石墨烯的方法具有高度可扩展性,且与现有纳米/微米制造系统兼容,从而推动了石墨烯在微电子领域的应用。
关键词: 热退火、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、硅、光电探测器、铜催化剂、石墨烯
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光冲击与静态压缩下聚甲基丙烯酸甲酯的拉曼光谱研究
摘要: 用于在纳秒时间尺度上可视化分子指纹快照的时间分辨拉曼光谱,是深入理解材料原位冲击行为的有效工具。该技术被应用于研究约束几何条件下,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在激光驱动冲击压缩至约1.9 GPa时的分子振动变化。采用分层靶构型以增强冲击压力。通过测量动态冲击与静态压缩条件下的振动模式,利用拉曼模式的压缩行为确定了PMMA的格林艾森参数和键非谐性?;?.9 GPa下受激拉曼模式随时间演化的结果推导出的PMMA冲击波速(~3.5±0.4 km/s),与一维辐射流体力学模拟计算值(~3.7 km/s)相符。研究对比了冲击实验与静态高压拉曼光谱测量结果,静态压力测量至约16 GPa时显示C-H伸缩模式存在快速蓝移现象。
关键词: 拉曼光谱、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、限制几何结构、拉曼位移、激光冲击、金刚石压砧(DAC)、静态实验
更新于2025-09-16 10:30:52
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聚甲基丙烯酸甲酯上自组装的聚酰胺-胺树状大分子用于等离子体光纤传感器
摘要: 我们报道了一种基于聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子的新型一步法聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)表面功能化策略,用于开发基于聚合物光纤(POF)和金纳米粒子(AuNP)的等离子体传感器。简单的接触角测量表明,与传统的基于六亚甲基二胺(HMDA)的表面修饰不同,该树状大分子无需额外的酸碱预处理即可牢固结合PMMA表面。随后,利用具有高消逝波吸收灵敏度的U型弯曲POF探针,通过异硫氰酸荧光素(FITC)结合和金纳米粒子(AuNP)的高效化学吸附对表面氨基进行相对定量,从而确定最佳条件(树状大分子浓度、孵育时间和代数)。虽然FITC结合显示氨基功能密度随PAMAM浓度和时间成比例增加,但有趣的是,AuNP(40 nm)结合研究表明形成了松散的PAMAM多层结构并发生解吸。低至5 mM的PAMAM(G4)浓度和24小时孵育时间可提供更快的结合速率,形成致密堆积的AuNP,并具有约15(A546 nm/RIU)的折射率灵敏度。这种更简单且低成本的方法还可用于开发功能化PMMA基底,应用于纳米技术、生物成像、药物递送和分析分离等多种领域。
关键词: 金纳米粒子(AuNP)、树枝状大分子、等离子体传感器、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚合物光纤(POF)、消逝波吸收
更新于2025-09-11 14:15:04
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利用聚合物固定的金种子在表面直接形成金纳米棒
摘要: 本文展示了通过聚合物分子量(Mw)及金盐与聚合物重量比,在新型金-聚甲基丙烯酸甲酯(Au-PMMA)纳米复合基底上实现前所未有的生长可控性,从而形成金纳米棒(GNRs)。我们首次采用预涂覆聚合物固定金种子的表面,通过种子介导的直接生长法制备GNRs。该金种子由紫外光还原形成的Au-PMMA纳米复合材料构成。研究探讨了聚合物Mw和金浓度对GNRs形成的影响:使用低Mw PMMA与20 wt%金盐形成的聚合物纳米复合材料,为生长分散性良好的GNRs提供了理想介质。该样品中生成的GNRs平均长度为200 nm,长径比最高达10,且GNRs与纳米颗粒的比例分布接近22%。通过原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)等表征技术验证了所提出生长方法的可行性。
关键词: 表面直接生长、金纳米棒、纳米复合材料、原子力显微镜(AFM)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
更新于2025-09-04 15:30:14