用于玻璃热压印的高温快速均匀加热模块的制造及优化

热压印技术是实现高性能玻璃微光学元件低成本绿色制造的有效途径，但是，由于加热冷却周期较长，温度均匀性不高，其制造效率和成型质量被限制。因此，有必要开发高温快速均匀加热模块，实现高效高质热压印成型。首先，基于氮化硅陶瓷加热片设计制造加热模块，搭建加热测试平台，实现加热模块表面温度分布的实时监测；然后，开展恒电压加热重复性测试，评估实验结果的可靠性；接着，建立和修正加热模块恒电压加热有限元仿真模型，并结合有限元仿真模型和正交试验法对加热模块结构进行优化，以提高加热速率和温度均匀性。实验结果表明：优化后的加热模块不仅加热速率快，而且温度分布均匀。进行180 s恒电压加热测试时，加热模块的升温速率可达363℃/min，表面温差为10.7℃。对加热模块进行700℃控温加热时，实测温度曲线与设定温度曲线基本一致，温度波动在0.3℃以内，尤其中心20 mm×30 mm区域的温差在2℃左右。最后，将高温快速均匀加热模块集成于热压印装置，实现了N-BK7玻璃微结构阵列的高效率高质量热压印成型。     

蓝宝石晶体与N–BK7玻璃的高温界面黏着

目的 评估蓝宝石晶体作为玻璃热压模具的可行性。方法 通过系统地开展玻璃热压试验，获知蓝宝石晶体与N–BK7玻璃在不同热压温度、载荷、保温时间条件下的界面黏着状况，并初步探究蓝宝石晶体晶向的影响。使用CCD相机、金相显微镜和场发射扫描电子显微镜(SEM)对热压试验后的蓝宝石晶体模具表面形貌进行表征，运用能量色散X射线光谱(EDS)对模具表面黏着物质的成分进行分析。结果 热压温度是蓝宝石晶体与N–BK7玻璃界面黏着最主要的影响因素;在热压温度600~700 ℃、保温时间3~25 min、载荷0~1 000g的条件范围内存在不发生黏着的区域边界;在不同的条件下，蓝宝石晶体表面的黏着残留物分布也有所不同。通过选取合适的工艺参数，蓝宝石晶体在600 ℃以上时与N–BK7玻璃表现出较好的抗黏着性，体现了其在玻璃微纳热压印模具领域的潜在应用。结论 详细揭示了蓝宝石晶体与N–BK7玻璃在不同热压温度、保温时间、载荷下的界面黏着状况，并且成功地将蓝宝石晶体模具表面的微结构复制到了N–BK7玻璃上，为蓝宝石晶体用于玻璃微纳热压印模具提供了试验依据。     

PDC钻头复合冲击井下破岩特性模拟研究

为对比各种冲击钻井技术的破岩效果，利用ABAQUS/Explicit模块建立PDC单齿-岩石冲击模型，研究PDC单齿在无冲击、轴向冲击、扭向冲击和复合冲击作用下的破岩特性，再进一步对影响复合冲击性能的因素进行分析。分析结果表明：在其他条件相同的条件下，复合冲击下的破岩比功相较于无冲击降低了28%,较轴向冲击降低了7%,以复合冲击破岩方式破岩效率最高；岩石在复合冲击作用条件下，钻压对PDC齿破岩效率影响较大，且存在明显差异，增大钻压有利于破碎岩石；转速对复合冲击破岩效率存在一个临界值，未达到这个值时，增大转速反而会降低PDC齿的破岩效率。所得结论可为复合冲击钻井工具选择合适的钻压和转速提供理论依据。     

基于FPGA的视频图像实时缩放系统的实现

图像缩放作为图像重建的一个分支，在数字图像处理领域发挥着不可或缺的作用。由于传统的图像缩放大多都是基于软件实现，虽然显示效果较好，但都是针对一帧图像进行处理，对于视频这种数据量较大的场合，根本无法满足实时性要求。基于此，本文介绍一种利用FPGA实现视频缩放处理的方案，能够实现倍率可变的视频图像实时放大。