液体流量装置理论误差极限分析

静态质量法的液体流量标准装置误差来源和极值研究主要分析了衡器、换向器、计时器等的不确定度,还考虑了一些通常在不确定度分析中被忽略的影响量,如水汽蒸发量、换向器挂壁量和流量稳定性等因素,从而确定了液体流量装置可能达到的相对扩展不确定度的可能极限值。     

红外传感器法设备改进对透湿性测试的影响

目的探究改进后的红外传感器法设备对包装材料透湿性测试的影响及应用性能的提升效果。方法改进设备控温技术及夹样装置,保证试验过程温度稳定,可同时测试薄膜/片材、容器类试样,以基础方法——杯式法设备测试为参考,并分别采用改进前后的红外传感器法设备依次测试1.2 mm皮革、25μm PET薄膜、230μm太阳能背板片材、20μm PP薄膜、100μm PET/AI/PA/CPP与12μm VMPET薄膜这6种不同级别透湿性材料,分别在温度为23℃、相对湿度为90%与温度为38℃、相对湿度为90%这2种试验条件下的水蒸气透过率。结果改进后红外传感器法与杯式法设备在试验时引入的相对不确定度基本相同,与改进前设备相比,改进后红外传感器法设备的不确定度、与杯式法测试值间的相对偏差,以及各组数据间相对偏差与相对标准偏差均得到了降低。结论改进后红外传感器法设备测试不同性能包装材料水蒸气透过率的可靠性、准确性、重复性、稳定性均有提高。     

体积管油流量标准装置不确定度分析

文章介绍了北京长城计量测试技术研究所研制的主动体积管式航空燃油流量标准装置,对其不确定度进行了分析,得出了影响装置不确定度的几个主要因素.此装置采用了主动体积管方式,即通过电机与丝杠带动活塞在体积管内运行从而产生标准流量源流经被测流量计.本装置采用的液体介质为RP-3航空燃油,但也适用于各种高、低粘度油品.装置的流量测量范围为1.6～1666L/min,装置在此流量范围内的流量测量的扩展不确定度为0.04%(k=2).另外在此装置基础上改造的被动体积管式油流量标准的流量测量范围达到3000L/min,这将大大提高我国油品计量的能力.     

氩气流量对四面体非晶碳膜结构和摩擦性能的影响

利用自主研制的45°单弯曲阴极电弧沉积系统,通过改变Ar流量(2,5以及10 ml/min),在p型(100)硅基底上制备了四面体非晶碳膜。借助表面轮廓仪测定薄膜厚度和粗糙度变化;采用X射线光电子谱获得薄膜微结构信息,利用残余应力仪和摩擦磨损试验机测定薄膜的内应力和摩擦学性能。实验结果表明:随Ar流量增加,薄膜的沉积速率降低,表面趋于光滑;薄膜中sp3含量由2 ml/min时的68%下降至10 ml/min时的55%;薄膜应力值随Ar流量的增大而减小,在10 ml/min处取得最小值;不同Ar流量条件下所制备薄膜的摩擦系数在0.024~0.045之间,且随Ar流量增加而增大。     

聚乙烯膜在65%乙醇浸泡液中蒸发残渣测量不确定度的评定

采用市场上常见的液体包装用聚乙烯乳白单膜,实现了以65%乙醇为浸泡液,蒸发残渣测量不确定度的评定。通过实验与不确定度的影响因素分析,建立了蒸发残渣不确定度的数学模型,计算了各不确定度分量。实验结果表明:扩展不确定度为1.22mg/L(k=2),蒸发残渣的测定结果为(7.0±1.22)mg/L。     

沉积速率对EB-PVD Ni-Cr薄膜表面形貌的影响

采用动态蒙特卡罗(KMC)方法模拟电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备Ni-Cr合金薄膜过程中沉积速率与薄膜微观结构之间的关系,并用分维理论研究薄膜表面形貌.研究结果表明:对于基板温度为500K,入射角度为35°的情况,沉积速率＜5μm/min时,薄膜表面分维均＜2.04,表面光滑,而当沉积速率＞5μm/min时薄膜分维随沉积速率增大而增大,表面变得越来越粗糙,直到沉积速率升高到1000μm/min时,分维达到最大值2.31,表面非常粗糙,具有细致的皱褶和缺陷.分维与沉积速率间的关系说明低沉积速率有利于分维小、表面光滑薄膜的制备,而高沉积速率使薄膜分维增大、表面结构更加复杂.该研究结果与沉积速率对EB-PVD薄膜表面粗糙度影响的研究结果一致,表明分维也是评价薄膜表面形貌的途径.     

质量法液体流量标准装置测量不确定度评定

在质量法液体流量标准装置的构成及工作原理介绍基础上,以质量法液体流量检定装置现场试验数据为例,完成了质量法液体流量标准装置不确定度分析。分析表明,当测量过程受到较好控制时,质量法液体流量标准装置的不确定度为0.034%(k=2),能够满足检定0.15级及以下的液体流量计的要求。     

气相沉积硅薄膜微结构及悬挂键缺陷研究

在单晶Si(100)基体上利用电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积法制备硅薄膜,并采用X射线衍射谱(XRD)、透射电镜(TEM)、Raman光谱、电子自旋共振(ESR)波谱等实验方法研究了不同Ar流量下硅薄膜微结构及悬挂键密度的变化。XRD及TEM实验结果得出,制备的硅薄膜的晶粒尺寸为12~16 nm,属纳晶硅薄膜。薄膜结晶度随镀膜时Ar流量增大而增大,而悬挂键密度则先迅速减小而后缓慢增大。当Ar流量为70 ml/min(标准状态)时,薄膜的悬挂键密度达到最低值4.42×1016cm-3。得出最佳Ar流量值为70 ml/min。     

以乙醇溶液为冷却工质的开式喷雾冷却系统实验研究

在开式循环喷雾冷却系统上研究质量分数分别为10%、20%、30%、50%、70%、99%的乙醇溶液对喷雾冷却效果影响,结果表明:热沉表面热流密度和传热系数先随乙醇水溶液浓度的增大先增大,当乙醇质量分数为50%时达到最大值,随后随乙醇浓度的增大而减小。体积流量0.944 46L/min,乙醇质量分数为50%时,喷雾冷却传热系数为6.41 W/(cm~2·K),热流密度为216.04W/cm~2,较之纯水传热系数增加了34.95%,热流密度增加了24.9%。结果表明使用乙醇溶液作为冷却剂的喷雾冷却系统能同时满足高热流密度和低换热表面温度的要求,具有良好、稳定的换热冷却能力。推导了反映介质喷雾特性和蒸发强度对换热影响的光滑表面量纲一换热准则方程,涉及的物理参量较少,因此可方便用于工程设计。     

微槽道表面喷雾冷却的实验研究

本文建立了以蒸馏水为工质的开放式喷雾冷却系统,研究了工质体积流量、槽道宽度、槽道高度对喷雾冷却系统换热性能的影响。结果表明:保持槽道高度为0.8 mm,喷雾流量为0.45 L/min时,随着槽底宽度从4 mm减小至1 mm,传热系数增加了41%;而当喷雾流量为1.25 L/min时,表面传热系数仅增加了8.5%,因此减小槽底宽度对喷雾冷却效果有一定的促进作用,但大流量时并不明显;保持槽底宽度为2 mm,改变槽道高度,当喷雾流量为0.45 L/min时槽道高度对热沉表面的换热影响较大,存在最优槽道高度(0.8 mm),此时热流密度和表面传热系数分别为198.5 W/cm~2、2.75 W/(cm~2·K),与光滑面相比增加了21.25%和30.95%,且存在最低表面温度;而当喷雾流量增至1.25 L/min时,喷雾冷却效果随着槽道高度的增加而持续增加。在以上基础上推导了微槽表面喷雾冷却强化换热机理,得出反映槽道尺寸对换热影响的微槽群表面无量纲准则方程。     

大口径油流量标准装置

为满足油流量计检定需要,建立最大口径为400mm,最大流量为300m3/h的静态质量法、静态容积法油流量标准装置。文章介绍新建标准装置的结构、工作原理、主要技术特点等,进行现场实验,依据JJG164——2000《液体流量标准装置》的检定要求给出静态质量法的不确定度评定过程,经计算得出装置静态质量法的扩展不确定度为0.03%(k=2),稳定度为0.18%,现该装置经国家院验收合格,可对大口径油流量计的检定校准工作提供强有力的技术支撑。     

磁控溅射氧气流量对非晶InGaZnO薄膜特性的影响研究

采用射频磁控溅射法在不同氧气流量条件下制备了非晶In Ga Zn O(a-IGZO)薄膜。利用霍尔效应,X射线光电子能谱(XPS)和光透过率谱研究了氧气流量对a-IGZO薄膜性能影响的规律。研究表明a-IGZO薄膜呈现n型半导体特性。当氧气流量为0.5 m L/min时薄膜电子迁移率达到最大12 cm2/Vs。当氧气流量大于1 m L/min时,薄膜呈现出半绝缘电导特性。XPS揭示了a-IGZO薄膜中In,Ga,Zn元素均以In3+,Ga3+及Zn2+价态存在,氧气流量分别为0和4 m L/min的a-IGZO薄膜的O 1s高分辨率XPS图谱表明低氧气流量a-IGZO薄膜中存在与氧空位相关的氧晶格元素O 1s峰而高氧气流量样品中没有显示此峰,表明生长过程中增加氧气流量降低了a-IGZO中氧空位缺陷浓度。此外,a-IGZO薄膜在可见光范围内的光透过率随氧气流量的增加而提高,当氧气流量为1 m L/min时a-IGZO薄膜平均透过率达到80%,光学禁带宽度为3.37 e V,为实现高性能透明a-IGZO-TFT器件奠定基础。     

蒸发速率对ZnS薄膜性能的影响

为了研究蒸发速率对ZnS薄膜的折射率、表面形貌和应力等性能的影响,本文采用电子束蒸发技术进行了ZnS薄膜的制备。首先在K9玻璃基片上镀制薄膜,采用分光光度计进行透射率曲线的测试,利用光谱反演法得出薄膜的折射率,采用原子力显微镜表征了样品的表面形貌。最后在聚酰亚胺基底上镀制薄膜,利用Stoney公式计算出薄膜的应力。结果表明,随着蒸发速率的增加,薄膜折射率先增大后减小,在2000nm波长处薄膜的折射率最大值为2.21,最小值为2.07。蒸发速率越大,薄膜样品表面结构越疏松。不同蒸发速率下制备的薄膜均呈现压应力,增大蒸发速率可以显著降低薄膜应力。ZnS薄膜的性能受蒸发速率影响显著,蒸发速率为1.5nm/s时折射率可达到最大值,蒸发速率为2.5nm/s时薄膜应力最小。     

容积法自动售油系统流量示值误差的测量不确定度评定

文章主要介绍了利用液体流量标准装置对容积法自动售油系统流量示值误差进行评定的过程分析及方法,首先介绍了自动售油系统的工作原理,并对校准之前的准备工作进行了详细的描述,进而通过数学模型的建立及不确定度分量的确定,并通过现场实际校准数据进行计算分析,综合考虑各方面影响因素,保证得到的不确定度准确可靠无遗漏,从而对不确定度分量进行整合计算得到合成扩展不确定度。     

α-SiO_x∶H钝化Cz-Si表面的工艺优化与机制分析

氢化非晶氧化硅(α-SiOx∶H)是一种优质的硅片表面钝化材料。采用PECVD法,以SiH4、CO2和H2作为气源制备α-SiOx∶H薄膜钝化Cz-Si表面,研究了沉积气压和CO2∶SiH4流量比对钝化效果的影响规律及作用机制。采用准稳态光电导法测试了硅片的有效少子寿命并依此计算出其表面复合速率以对薄膜的钝化效果进行定量表征,采用光谱型椭偏仪测试了样品的介电常数虚部ε2谱对样品微观结构进行了定性分析。结果表明,(1)在所研究范围内,氧掺入非晶硅薄膜使得薄膜结构趋向非晶化,沉积气压主要对薄膜中的空位浓度造成影响,而CO2/SiH4流量比的增加可增加薄膜中的H含量并改变了硅氢键的结构,从而影响薄膜的钝化效果;(2)在CO2/SiH4流量比为3.0/3.0mL/min,沉积气压为22Pa条件下获得了最优钝化效果,钝化后硅片有效少子寿命为975μs,表面复合速率为3.9cm/s。     

N_2流量对HiPIMS制备Al-N共掺杂ZnO薄膜的性能影响

采用高功率脉冲反应磁控溅射(HiPIMS)在玻璃基底上沉积Al-N共掺氧化锌(ZnO)薄膜,研究氮气(N_2)流量对Al-N共掺杂ZnO薄膜的晶体结构、表面形貌和电学性质的影响。测量结果表明,N_2流量对掺杂的ZnO薄膜电导率类型转变和光电性能有很大影响:当N_2流量为8 mL/min时,掺杂ZnO薄膜在可见光波段透过率大于85%,薄膜导电类型为n型;随着N_2流量的增加,薄膜经历n-p-n型的转变过程。当N_2流量为20 mL/min时,掺杂的ZnO结晶性最好,晶体缺陷少、XRD衍射峰半峰宽(FWHM)最小、表面粗糙度也低,为p-ZnO。薄膜电学性能测量显示:载流子浓度、迁移率、电阻率分别为5.47×10~(17)cm~(-3)、2.7 cm~2/Vs、4.51Ωcm。     

棉短绒天然有机纤维吸油材料研究

以棉短绒为基材,实验11组不同体积密度样本的吸油倍率、吸水率等指标,发现随体积密度的增加,吸油倍率先增加后减小,重复使用性能变好。以吸油倍率15g/g、重复使用比率90%为参考值,最佳体积密度范围在0.5~0.9g/cm3之间。实验发现天然棉短绒吸水的弱点比较突出,吸水率受体积密度的影响,最小吸水率在43%左右。使用10#硅油表面疏水处理后,吸油倍率变化不明显,吸水率大幅下降。以吸水率10%为参考值,棉短绒纤维最佳疏水剂增重率范围在0.26~0.40g/dm~2之间。     

基于氧化锌纳米线表面传导场发射阴极的研究

利用热蒸发和丝网印刷技术在玻璃基底上成功制备了氧化锌纳米线表面传导场发射阴极阵列,并测试其场发射性能。扫描电镜表明,在氩气和氧气流量分别为60和1mL/min,反应温度550℃保温30min条件下制备的氧化锌纳米线均匀垂直生长在玻璃基底上,直径大约在80～200nm,长度〉7μm。场发射测试表明,在阳压2000V和阴阳间距为500μm时,ZnO纳米线表面传导场发射阴极的开启电压为70V;在栅压为96V时,电子发射效率为26.2%,高于传统报道的表面传导电子发射器件,在经过80min的老练后发射接近稳定,平均发射电流接近135μA,表明ZnO纳米线表面传导场发射阴极有着稳定高效的场发射性能。     

氮流量对孪生靶磁控溅射沉积氮化铬薄膜性能的影响

采用中频孪生靶反应磁控溅射在金属镍基底上制备氮化铬薄膜。利用X射线衍射仪、显微硬度计、扫描电子显微镜、原子力显微镜、磨擦磨损试验仪和电化学工作站等系统研究了氮气流量(即氮/氩流量比)对薄膜的相结构、显微硬度、表面形貌、附着力、耐磨性和耐腐蚀性的影响。结果得到随氮/氩流量比的增加,CrN_x薄膜成分经历了一个由Cr→Cr+Cr N→Cr+Cr_2N+Cr N的演化过程,薄膜形貌由致密、球状颗粒向类长方体规则形状的面心结构转化;而薄膜的表面粗糙度则呈现出在低氮时稍微下降,高氮含量时又快速增加的趋势,在N_2/Ar流量比为23/53时,粗糙度达到最小;耐磨性、硬度都呈现随着氮流量的增加先上升后下降;薄膜耐腐蚀性能随氮的加入明显得到改善。综合性能分析认为,制备2.5μm厚的氮化铬薄膜时在N_2/Ar(流量比)为23/53较为合适。     

R134a闭式喷雾冷却传热性能实验研究

本文搭建了以R134a为工质的闭式喷雾冷却系统实验台,通过实验分析了稳态下制冷剂流量,过冷度和充注量对传热性能的作用规律,其中制冷剂流量范围为0.20~0.25 U/min,过冷度范围为5~8 ℃,充注量范围为0.95~1.25 kg。研究表明:在制冷剂流量为0.184 L/min,充注量为0.95 kg条件下,实验获得最大热流密度为105.25 W/cm2 ,最大表面传热系数为2.54W/（cm2?℃）。低热流密度(45.93~72.55 W/cm2)条件下,随着制冷剂流量,过冷度和充注量的增大,表面传热系数总体呈上升趋势;高热流密度(84.02~105.25 W/cm2)条件下,随着流量的增大,表面传热系数逐渐增大,而随着过冷度及充注量的增大,表面传热系数先增大再趋于稳定。雅各布数随着制冷剂充注量的增大逐渐减小,这对高热流密度下表面传热系数的提升不利,存在一个最佳充注量使得闭式唢雾冷却系统传热性能最佳。