基于量子效应的微型推进器设计

微/纳机电系统(MEMS/NEMS)技术的发展,大大促进了航空航天领域飞行器的微型化。依据量子理论,有效提取真空中的零点能,并以此作为驱动能源,可以解决微型飞行器由于必须携带燃料而增加重量等问题。从理论上阐述了真空零点能及Casimir力的产生机理,研究了真空中两平行平板和矩形腔等结构设计依据,提出并建立了以Casimir力作为驱动力的微型推进器设计模型。     

用AFM导电探针在n-Si(111)表面进行纳米加工的机理研究

本文介绍了在AFM针尖与氢钝化硅表面之间施加电场作用对硅表面进行修饰的纳米加工方法，重点讨论了加工机理。实验考虑了样品的表面状态，周围大气状况，所加电压的极性、大小和加压方式等影响纳米加工的因素。对机理的研究表明，针尖和样品之间发生的是场致电子发射而非热电子发射，电流热效应增强粒子的扩散能力，提高了电化学反应速度。最后给出了电场诱导阳极氧化扩散增强的加工机理。     

Microstructure and Mechanical Properties of Heat-treated GeSb_2Te_4 Thin Films

The effect of annealing on microstructure,adhesive and frictional properties of GeSb 2 Te 4 films were experimentally studied.The GeSb 2 Te 4 films were prepared by radio frequency(RF)magnetron sputtering,and annealed at 200℃and 340℃under vacuum circumstance,respectively.The adhesion and friction experiments were mainly conducted with a lateral force microscope(LFM)for the GeSb 2 Te 4 thin films before and after annealing.Their morphology and phase structure were analyzed by using atomic force microscopy(AFM)and X-ray Diffraction(XRD)techniques,and the nanoindention was employed to evaluate their hardness values.Moreover,an electric force microscope(EFM)was used to measure the surface potential. It is found that the deposited GeSb 2 Te 4 thin film undergoes an amorphous-to-fcc and fcc-to-hex structure transition;the adhesion has a weaker dependence on the surface roughness,but a certain correlation with the surface potential of GeSb 2 Te 4 thin films.And the friction behavior of GeSb 2 Te 4 thin films follows their adhesion behavior under a lower applied load.However,such a relation is replaced by the mechanical behavior when the load is relatively higher.Moreover,the GeSb 2 Te 4 thin film annealed at 340℃presents a lubricative property.     

应用Casimir力实现真空"零点能"的利用研究

阐述了产生零点能及Casimir力的理论依据，对真空中的两平行平面等结构内的零点能及Casimir力进行了分析，并对一些影响因素进行了讨论，最后对应用Casimir力实现零点能利用的可行性进行了分析。     

纳米压痕法对304不锈钢残余应力的研究

利用纳米压痕法研究了304不锈钢的残余应力,采用Suresh理论模型恒定载荷时的公式计算残余应力,最大加载载荷依次为500μN、1 000μN、1 500μN、2 000μN、2500μN。结果表明,不锈钢硬度和弹性模量为定值,退火前后的硬度分别为5.3GPa和4.0 GPa,弹性模量分别为110 GPa和100 GPa。利用Ansys分析软件模拟了压痕过程,发现不锈钢在受压过程中有Sink-in现象发生。纳米压痕法测得了未退火不锈钢存在残余压应力,大小为381 MPa;用XRD测得了未退火不锈钢中有350 MPa±23 MPa的残余压应力,两种测量结果吻合良好,说明了纳米压痕法在残余应力测试时的准确性与可靠性。     

高温下液硅的润湿性

液硅在耐高温材料上的润湿性对于低成本太阳能电池生产过程中硅的精炼和铸造具有重要的研究意义。为了研究液硅的润湿性,采用座滴法分别研究真空和氩气气氛以及不同温度条件下液硅在高纯石墨以及刚玉基底材料上的接触角。实验结果表明,高纯石墨基底材料表面越粗糙,液硅所形成的接触角越小,从而润湿性越好;真空条件下液硅在刚玉上的接触角并没有随着加热温度的上升呈现下降的趋势,而是在88°~90°的范围内波动,分析图像的过程中可明显看到液硅在刚玉基底材料上左右来回蠕动的现象。     

纳米硅薄膜超微压力传感器设计与性能研究

利用纳米硅薄膜良好的力学与电学特性,设计出超微压压力传感器芯片结构:双岛-梁-膜结构.利用ANSYS进行了静力分析、模态分析、谐反应分析、瞬态分析,结果表明:该结构具有灵敏度高、线性度好、动态响应快等优点.     

微型高温压力传感器芯片设计分析与优化

基于弹性力学和板壳力学理论,分析了微型高温压力传感器圆形膜片的受力分布,为力敏电阻在应变膜上的布置提供依据;利用有限元分析方法,借助ANSYS仿真软件,对微型高温压力传感器应变膜进行了一系列的分析和计算机模拟,探讨了传感器圆形应变膜简化应力模型的合理性以及温度对应力差分布的影响,得到了直观可靠的结果,为微型高温压力传感器芯片设计和研发新颖的微型高温压力传感器芯片提供有力的依据.     

高温压力传感器温度漂移补偿研究

针对高温压力传感器耐高温和高压的测量的要求,设计了压阻式压力传感器硅杯式芯片版图,采用SIMOX(separationbyimplantedoxygen)技术SOI(silicononinsulator)晶片,在微加工平台上制作了该芯片,获得了差动等臂等应变的惠斯登检测电桥。对采用耐高温封装后的传感器的热零点漂移、热灵敏度漂移和零位输出的补偿作了研究,设计了补偿电路,推导了热灵敏度漂移补偿的计算公式,在通用型高温压力传感器的研发中证明其可行性和实用性,并总结出了经验公式。     

几种人字门底枢材料的摩擦磨损性能研究

通过摩擦磨损试验和摆动试验对比考察了几种人字门底枢材料在水润滑和脂润滑条件下摩擦磨损性能，并进行摩擦磨损机制分析，选出一种综合性能较好的材料，进行一些机械性能的测试，为下一步台架模拟试验作准备。研究表明：一种新材料FZ5（3）在摩擦磨损试验和摆动试验中都表现出优异的性能，通过硬度测量、拉伸性能等试验表明其具有优良的机械性能。