微型器件选区激光熔化成形温度场的有限元分析

为选择合适的工艺参数实现微型器件的选区激光熔化直接成形,利用ANSYS有限元软件对成形过程的温度场进行了分析。结果表明,温度场的形貌大致呈椭圆形,熔池位置滞后于激光光斑位置,粉末层最高温度、熔池最大宽度和深度均随着扫描速度的增加而减小、随着激光功率的增加而增大。根据分析结果选择合适的工艺参数,当光斑直径为50μm、粉末层厚为30μm、激光功率为200W、扫描速度为800mm/s和扫描间距为100μm时,成形的效果最好,制备出了具有较高精度和物理性能的微型钻头。     

太赫兹金属光子晶体结构研究

鉴于金属光子晶体结构在滤波、极化、传感、成像等领域的重要作用,研究了基于三角形晶格的金属光子晶体的超常透射、光子能带和表面波特性。采用三维时域有限差分法对金属光子晶体结构建模,同时解释超常透射机理;推导和讨论光子能带沿着ΓK和ΓM晶格方向的能带图,分析不同的表面波特征,并解释非对称入射下观察到的三角形的两个晶格方向模式分裂效应;建立了描述这种模式分裂效应的精确的表面模式谐振频率公式,并对金属光子晶体的色散进行了定量分析。研究结果可为太赫兹功能器件的研究提供参考。     

金刚石半导体器件的研究进展

金刚石因其优异的物理化学特性,被视为下一代电力电子器件的终极材料,金刚石半导体器件的制备受到了科研工作者的广泛关注。文章对金刚石基二极管、开关器件和边缘终止效应等方面的研究成果进行了概述。着重阐述了金刚石半导体器件的电学特性,尤其是,在500 ℃高温条件下得到高正向电流密度,阻断能力大于10 kV,并展现出长程稳定性的肖特基势垒二极管;在金属半导体场效应晶体管与金属氧化物半导体场效应晶体管上制得阻断电压超过2 kV的开关器件。同时,针对加工技术带来的表面缺陷,详细讨论了金刚石器件的表面终止技术和缺陷对器件性能的影响,并展望了金刚石半导体在肖特基势垒二极管及场效应晶体管等领域的应用前景。     

用于室内有毒气体快速检测的便携式CC/SAW电子鼻

开发了一种用于室内空气质量快速检测的便携式电子鼻气体分析仪.该仪器利用毛细管分离柱(CC)将混合气体选择性分离,实现对气体的分类识别,然后借助声表面波(SAW)传感器频率响应测量每种组分对应的浓度,实现对气体的量化.实验针对17种有毒有害气体进行测试,结果表明该系统能对低浓度复杂混合气体进行快速检测,且具有较高的灵敏度,良好的选择性和重复性.这为不同应用场合下的痕量气体检测提供了一种可行的技术.     

用静电力和SAW滤波器对悬臂梁式SAW加速度计的扩程及其计量标定

提出了用声表面波滤波器测知加速度方向和大小的原理和方法,研究了电容器中的静电吸引力对加速度计敏感质量块的位置稳定作用,以及用它扩大悬臂梁式加速度计量程的原理.还对静电力扩程之后,加速度计测量值的校准、计量标定等问题进行了有益地探讨,针对电容器静电力的非线性扩程特点,提出了查询表式的在线实时测量换算读值方案.     

基于Monte Carlo模型的微型PLGA给药系统建模及仿真

多腔体的微型可降解高分子聚合物PLGA药物缓释系统是一种新型植入式给药微器件,其载体结构是结合药物释放的要求和高分子聚合物生物降解特性进行设计并利用MEMS工艺制备.为了解微型给药系统实际释药的性能,需要对其进行建模和仿真研究.基于体溶蚀的Monte Carlo溶蚀模型,建立了具有多腔体的微型PLGA给药载体的释药模型,并对腔体结构为圆形的微型给药系统进行了释药过程仿真.仿真结果表明本文建立的微系统释药模型可以较为准确的描述微系统的释药过程,仿真模型对进一步开发微型PLGA给药系统有重要的参考价值.     

微器件自动装配系统的定标和操纵策略

主要研究了自动微器件装配系统的定标技术和操纵策略两个问题.在加入了尺度因子优化步骤之后,一种基于Tsai两步法的自定标方法实现了亚微米级的定标精度,并且获得了更加可信的定标角度参数.这种定标方法应用于微器件装配系统中并可以实现高精度的微器件定位.除了精确定标之外,我们还应该选择合适的工作环境来控制粘附力的大小来提高微器件操纵成功率,选择合适的夹持和释放方式来提高微器件操纵效率和释放位置精度,选择一种安全简单的移动路径来缩短移动时间.实验表明,我们的自动微器件装配系统可以在10 s内完成一个器件的定位和移动操作,并实现数微米的释放位置精度.     

一种面向微型传感器的新型微能源的结构设计与仿真

传统同位素微电池的能量转换结构采用单层阵列形式,造成电池输出功率较小,不能满足微型传感器件的需求.设计了一种基于大阵列多层压制的能量转换结构,以引入高深宽比工艺并增大比表面积,从而提高了放射源利用率,使得微电池可以根据微型传感器件的需求作出设计,并能与其进行工艺集成.对这种结构的微电池性能进行仿真得到最佳p-n结结深,结果证明了该结构具有较高的输出功率.     

线导鱼雷模拟器的改进设计

为了满足作战训练需求,对某型线导鱼雷模拟器进行了改进设计.模拟器的设计基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)和C++ Builder,采用“工控机+ISA总线+CPLD+上位机软件”结构.在分析了已列装的该型鱼雷模拟器所存在的缺陷基础上,提出了新型模拟器的功能需求以及总体设计方案,根据功能需求,从硬件和软件两方面对模拟器进行设计:硬件部分包括接口电路以及联接ISA总线和接口电路的桥接电路;软件部分采用C++ Builder进行开发,通过Win IO函数实现对底层硬件的驱动.改进后的模拟器在试用过程中取得了良好的效果,其主要技术性能达到了设计要求.     

FPGA应用技术及在电力系统中的应用前景

简单介绍了FPGA器件的发展及基本结构、设计方法 ,并以PWM电路的FPGA实现为例 ,说明了FPGA在电力系统中的应用