电气化铁路供电臂末端网压提升装置研究

分析了某电气化铁路供电臂末端网压偏低的主要原因,提出了在供电臂末端装设动态无功补偿装置达到末端网压提升的解决方案,并对该方案的技术原理、装置组成特点及控制策略进行了论述。装置在某重载铁路投运后,供电臂末端电压提升了2.5kV以上,同时供电系统平均功率因数达到0.98。     

PT/PZT/PT薄膜微力传感器

提出了一种基于PT/PZT/PT压电薄膜微悬臂梁结构的微力传感器.运用Sol-Gel(溶胶-凝胶)法制作了PT和PZT薄膜,采用X射线衍射技术表征了PZT和PT/PZT/PT两种薄膜的成相特征,用阻抗分析仪测试了PZT和PT/PZT/PT薄膜的介电常数.结果表明,在PZT薄膜退火温度同为600℃时,PZT和PT/PZT/PT薄膜均为完整的钙钛矿结构,而且PT/PZT/PT薄膜沿(100)晶向强烈取向;在测试频率为1 kHz时,经600℃热处理条件下制备的PZT和PT/PZT/PT薄膜的相对介电常数分别为525和981.最后应用MEMS工艺制作了基于PT/PZT/PT压电薄膜微悬臂梁结构的微力传感器.在静态和准静态下对微力传感器的传感特性进行了测试.测试结果表明,力与位移或电荷具有良好的线性关系.两种尺寸微力传感器的灵敏度分别为0.045 mV/μN和0.007 mV/μN,力分辨率分别为3.7 μN和16.9μN,满足了微牛顿量级微小力的测量.     

掩模偏转方向对硅尖形状的影响

为制备高纵横比的纳米硅尖,研究了掩模的偏转方向对硅尖形状的影响.设计了硅尖制备的工艺流程,采用KOH溶液湿法各向异性腐蚀(100)单晶硅的方法制备硅尖,根据实验结果和{411}晶面模型,分析了硅尖侧壁的组成晶面,讨论了掩模偏转方向对硅尖形状的影响,得到了制备高纵横比纳米硅尖的工艺参数.实验结果表明:当腐蚀溶液浓度和温度一定时,正方形掩模的方向并不影响快腐蚀晶面的类型,利用正方形掩模的偏转,可以制备出八面体和四面体的硅尖.当正方形掩模边缘沿〈110〉晶向时,在78 ℃、浓度为40%的KOH溶液中腐蚀硅尖,经980 ℃干氧氧化3 h进行削尖,可制备出纵横比＞2的八面体纳米硅尖阵列,硅尖侧壁由与(100)面夹角为76.37°的{411}晶面组成.     

各向异性腐蚀制备纳米硅尖

采用KOH溶液各向异性腐蚀单晶硅的方法制备高纵横比的纳米硅尖,研究了腐蚀溶液的浓度、添加剂异丙醇(IPA)对硅尖形状的影响。设计了硅尖制作的工艺流程,制备了形状不同、纵横比值为0.52～2.1的硅尖,并结合晶面相交模型,提出了硅尖晶面的判别方法,讨论了实验中出现的{411}和{331}晶面族两种硅尖晶面类型,实验结果和理论分析相一致。通过分析腐蚀溶液的质量分数和添加剂对{411}、{331}晶面族腐蚀速度的影响,得到了制备高纵横比纳米硅尖的工艺参数。实验结果表明:当正方形掩模边缘沿<110>晶向时,在78℃、质量分数40的KOH溶液中腐蚀硅尖,再经980℃干氧氧化3h进行锐化削尖,可制备出纵横比大于2、曲率半径达纳米量级的硅尖阵列。