不同工艺下TaN薄膜中残余应力的研究

笔者以TaN薄膜中的残余应力为主要研究对象,分别从实验和理论上对薄膜中的残余应力进行了分析。所研究TaN薄膜由物理气相沉积的方法制得,制备过程中以不同参数为变量,如反应气体流量、基体温度、功率、工作压力等。使用扫描电镜观察了薄膜的组织形貌,用能谱仪测量了薄膜的成分,用X射线衍射仪标定了薄膜的相结构,用X射线应力测量仪测量了薄膜在不同工艺下的残余应力,并从量子力学角度分析了残余应力产生的原因。实验结果表明:随着氮气流量的增加,薄膜的晶粒变细,薄膜中氮含量升高,相转变为单一的面心立方TaN,残余应力升高;基体温度升高,残余应力增大;工作压力增加,残余应力升高;此外,溅射功率的改变导致薄膜厚度的改变,进而引起薄膜中残余应力改变。当氮气流量2sccm,基体温度25℃,功率150 W,工作压力0.3 Pa时,沉积得到的TaN薄膜残余应力最小。     

高密度聚乙烯/碳纳米管复合材料的力学性能研究

本论文采用高密度聚乙烯(HDPE)为主要原料,使用碳纳米管(CNTs)为增强剂材料,进行聚乙烯/碳纳米管纳米复合材料的配方设计。通过设计不同原料配比的配方进行哈克密炼机混炼、造粒机造粒,再经平板硫化剂压片,最后裁成测试样条,然后通过使用各项专业仪器设备对各组配方样条的拉伸性能、结晶性能及热性能进行测试,最终得到HDPE99.7%,碳纳米管0. 3%的配方为最优配方。CNTs使得聚合物的ΔH_f以及T_m下降。随着碳纳米管含量的增加,复合材料的T_c值逐渐上升。含量为0.3%时,材料断面依然有少量平滑区域。PE-CNTs复合材料晶格数量大致相同,晶格的好坏程度大致相同。当碳纳米管含量为0.3%(质量分数)时,复合材料弹性模量最高、刚度最大、拉伸强度最大。     

潮流方程线性化误差分析及最优状态空间选取

线性潮流方程广泛应用于经济调度、规划优化、概率分析等场景中,不同线性潮流方程的根本差别在于"状态变量函数形式"的选取。从一般的线性潮流方程出发,将潮流方程线性化误差分解为电压相角和电压幅值相关的线性化误差,通过理论推导及数值分析,提出一种潮流方程状态空间变换的归一化分析方法,得到潮流方程线性化误差的一般特性,给出常用状态变量函数形式下潮流方程线性化误差的分布规律。基于上述理论,设计一种潮流方程最优状态空间的选取方法,并对实际应用场景中选择最优的线性潮流模型进行分析。     

考虑水电库容弹性的电力系统经济调度

随着负荷的增长与新能源的接入,电网运行的安全域不断减小。为此可充分挖掘电网的运行弹性空间,扩大电网运行安全域,实现资源的优化配置。文中提出水电库容弹性空间概念,并建立了考虑来水不确定性和风险成本的库容运行弹性模型;基于此提出了考虑库容弹性空间的经济调度模型,以用于评估考虑库容弹性后的电网运行效益。此外,基于KKT（Karush-Kuhn-Tucker）条件,推导了库容弹性与电网运行状态量之间的灵敏度关系,并提出了关键库容弹性的灵敏度辨识方法,进而在电力系统运行时优先利用关键库容弹性。最后,通过IEEE 30节点系统和某地区的实际电网验证了所提方法的有效性。仿真结果表明,所提方法能够在考虑水库防洪风险控制需求的基础上,有效利用水电库容弹性空间来灵活地调整库存水量,促进水电、风电消纳,降低电网运行成本。     

多层建筑消防设计

现行《建筑设计防火规范》(GBJ16 1987)中关于高位消防水箱、消防水泵的设置规定不明确 ,消防水泵的启动控制方式容易引起误报、误启动。现就本人的认识和体会谈谈对a)消防水箱 (气压水罐 )设置及高位消防水箱设置高度问题 ;b)消防水泵的设置问题 ;c)消防水泵启动问题等三个问题的看法     

基于煤层挥发分的狐偃山岩体隐伏形态特征研究

为了寻找狐偃山岩体隐伏形态特征,基于侵入岩体侧畔煤层挥发分的空间变化特征,刻画侵入岩体在煤系地层中的隐伏形态特征机理;依据西山煤田狐偃山岩体附近469组煤层挥发分数据及前人研究结果,通过制作研究区内02#、2#、6#、8#、9#煤层挥发分等值线图、垂直挥发分变化方向剖面图,研究了煤层挥发分与侵入岩体距离关系。结果表明：狐偃山侵入岩体侧畔依次出现接触变质带、恒温变质带、耗散变质带及正常煤带,岩体影响带宽度在7 km左右,其中接触变质带的宽度在1 km以内,恒温变质带宽度在4～5 km范围内,耗散变质带宽度在2～4 km范围内;狐偃山侵入体在煤系中的隐伏形态为一大型岩体,其中9#煤层下伏有多个小型岩株,煤层自上而下遭受岩体烘烤影响的程度逐渐增大。     

选择性激光烧结陶瓷设备铺粉机构的优化设计

选择性激光烧结(Selective Lasers Sintering,简称SLS)技术是20世纪90年代初在RP技术中发展起来的又一种全新的原型制作方法,它以各种粉末材料(陶瓷、石英砂以及金属等粉末)为加工对象。制件的精度问题是任何一种商品化设备必须考虑的问题。影响SLS制件精度的主要因素有铺粉装置的机构因素、材料的收缩性能、环境温度、扫描路径以及铺粉厚度等。笔者主要从铺粉装置的机构因素、环境温度、扫描路径以及铺粉厚度等方面进行探讨,以此提高制件的精度。本设计采用三缸送粉结构,该系统结构紧凑,并且增加了一些控制元器件,使得整个系统的运行更加稳定可靠,制件的精度得到进一步提高。     

碳化硅-氧化铝多孔陶瓷的制备研究

本文以氧化铝粉(44μm)为主要原料,碳化硅粉(0.3μm)作添加剂,磷酸二氢铝作为粘接剂。在300MPa的压力下将粉料模压成多孔陶瓷胚体,试样中碳化硅的添加量分别为5%、10%、15%,粘接剂的含量为6%。将试样在600℃、800℃、1000℃三个温度下烧结,保温1 h后随炉冷却,测试试样的抗折强度、孔隙率及线收缩率,分析不同烧结温度和碳化硅的添加量对多孔陶瓷的力学性能的影响。实验结果表明:随温度逐渐升高,碳化硅添加量的增多,试样的抗折强度逐渐升高,当温度为1000℃,碳化硅添加量为15%时,试样的抗折强度高达48 MPa。在三个温度下,试样的线收缩率整体变化不大,添加剂含量为5%,在600℃烧结后,线收缩仅为13%。孔隙率一方面随着温度的升高而下降,另一方面却随添加剂的含量的增加呈上升趋势。     

聚酰亚胺/滑石粉/碳纤维复合薄膜的界面性能研究

根据碳纤维表面性质和稀土元素独特的物理化学特性,采用稀土溶液(RES)表面改性方法对碳纤维进行表面改性处理,以改善聚酰亚胺/滑石粉/碳纤维(PI/talc/CF)复合材料的界面结合性能,从而有效地提高PI/talc/CF复合材料的力学性能。采用RES改性方法对碳纤维进行表面改性处理,制备出具有不同界面的PI/talc/CF复合材料。以PMDA-ODA型聚酰亚胺为研究对象,在制备的聚酰胺酸中加入不同量的滑石粉和不同RES浓度处理过的碳纤维这两者的混合物,通过5℃/min匀速升温工艺得到聚酰亚胺/滑石粉碳纤维复合薄膜。对制备的复合薄膜进行各种性能测试和结构表征。研究发现,经过RES处理过的碳纤维和滑石粉可以诱导聚酰亚胺分子围绕其结晶,碳纤维和聚酰亚胺之间界面结合良好。RES表面处理提高碳纤维与PI基体之间的界面结合性能,其中RES浓度为0.3wt%的改性处理方法最有效,拉伸强度提高了9.5%。     

稀土氧化钇改性磷酸钙骨水泥的研究

磷酸钙骨水泥是一种新型的自固化的非陶瓷羟基磷灰石人造骨材料,具有良好的生物相容性、自固化能力、易于塑形、与成骨活性相协调的溶解性能可作为药物、生物活性因子缓释载体等优越的性能。稀土掺杂羟基磷灰石,对羟基磷灰石的合成有促进作用,并且使其具有更稳定的性质。钇的加入有助于羟基磷灰石生物活性的提高。笔者利用钇掺改善羟基磷灰石生物活性作为探讨。其采用氧化钇对磷酸钙骨水泥进行改性研究,考察磷酸钙骨水泥凝结时间、可注射性和孔隙率等基本性能。采用X射线衍射分析骨水泥粉末在水化过程中的变化及其最终产物。采用电镜观察产物的微结构和表面形貌。研究结果表明:钇加入没有影响磷酸钙骨水泥的水化,并且随着钇含量的增加磷酸钙骨水泥的固化体凝结时间逐渐延长,其中氧化钇含量在5%时凝结时间最短;骨水泥浆体的可注射性变大,其中氧化钇含量在1.5%时可注射性最大(壳聚糖溶液)。磷酸钙骨水泥水化最终产物为片状或棒状的羟基磷灰石,其结构呈紧密联系,但表面有较多的孔隙,且随着钇含量的增加孔隙率有增加的趋势。