磁性液体的微致动性能

针对磁性液体在MEMS微致动器中的应用,对磁性液体在磁场中致动力的影响因素进行了理论分析。根据理论分析结果设计了一套磁性液体微致动性能测试实验台,并从磁场强度、磁性液体受力面积和磁性液体质量三个方面对其微致动性能进行实验研究。实验结果表明:磁性液体致动力与磁场强度近似呈线性关系;等量磁性液体作用面积越大,致动力越大;磁性液体致动力随磁性液体质量的增加不断增加,当磁性液体质量达到一定值时,磁性液体致动力大小趋于稳定。     

磁性液体场致界面不稳定性的实验研究

利用自行研制的磁性液体,搭建磁性液体界面不稳定性的实验装置,通过调控电磁铁的励磁电流产生不同的磁场,研究处于磁场中磁性液体界面不稳定性的现象,观察、检测磁性液体突起三维尖峰的数目、间距、高度随磁场的变化规律.实验结果表明,磁性液体处于磁场条件下,界面出现的三维尖峰的数目与磁场强度成正比,三维尖峰的间距与磁场强度成反比,...     

磁性液体场致热效应及其机制分析

根据磁性液体特殊的结构组成及磁场中所呈现的奇异特性,利用自行搭建的场致热效应实验装置,通过控制电流换向器,磁场迅速左右换向,致使磁性液体中磁性颗粒磁矩的取向迅速改变,并通过调节直流电源输入电压,控制磁场强度,使磁性液体处于不同强度的换向磁场下,由此探索磁性液体场致热效应规律及分析机制。实验结果表明,处于变化磁场中的磁性液体具有热效应,其温度将随时间的推移而升高,其升温速率与磁场强度及磁极换向频率呈正相关。这将提供一种特殊磁场下诱导磁性液体实现"肿瘤热疗"的新方法。     

磁性液体强化扬声器音圈散热的实验研究

实验将封有聚α-烯烃合成油基磁性液体的两玻璃管放置于磁场中,研制了磁性液体在均匀磁场中瞬态双热线导热 系数的实验测量装置,测试发现磁性液体的导热系数在均匀磁场中随磁场强度的增大而显著增大.研制了恒压法在线实时 检测扬声器音圈温升的测量装置,评价了在同一工况下空气和磁性液体对扬声器音圈温升的影响,测量发现磁性液体能显著 ...     

一种声学发射换能器的实验研究

采用有强磁化特性的磁性液体作为换能器中制动元件,实验建立一个交变的梯度磁场作用于磁性液体,通过压电陶瓷换能器检测到磁性液体振动而产生的声波,发现磁性液体在交变梯度磁场作用下有磁致伸缩效应。导出了磁性液体振动特性的动力学一般方程,揭示了交变的梯度磁场作用引起了交变的磁性液体的内压强,从而引起磁性液体的体积发生伸缩,产生机械振动,激励空气产生声波的机理。以磁性液体为制动元件可以研制较理想的大功率低频宽带声学发射换能器。     

磁场下磁性液滴拉伸、移动和分裂现象及分析

将油基磁性液体逐渐加入到甘油溶液中,在永磁铁作用下得到直径分别为2.0,2.5,3.0,3.5和4.0 mm的磁性液滴。移除永磁铁后,观察分析不施加磁场或磁场换向频率为0~100 Hz内磁性液滴的不稳定性现象,并用CCD摄像机记录实验过程中的瞬间变化。结果表明:磁性液体漂浮于甘油表层,永磁铁作用下汇聚成椭球型,移除永磁铁后较长时间(48 h)内保持不变;磁场换向频率为0 Hz时,磁性液滴沿磁场方向迅速移动;磁场换向频率大于0 Hz小于等于100 Hz时,磁性液滴随磁场换向频率的变化产生拉伸、移动和分裂现象。磁性液滴移动前其拉伸长度随时间逐渐变化;磁性液滴能够移动的最大换向频率随液滴初始直径的增大而增大;磁性液滴在拉伸移动过程中出现分裂现象。了解和掌握磁性液滴在换向磁场下的变化规律,将进一步拓展磁性液体在检测方面的应用。     

智能测试磁性液体表面张力系数的实验研究

利用同种磁性液体表面张力智能测试仪在不同边界条件下对磁性液体的表面张力系数进行了测试,实验结果表明,磁性液体的表面张力系数与磁场强度及其饱和磁化强度成正比。利用不同的仪器、在相同边界条件下对同种磁性液体表面张力系数测试的结果表明,智能仪器能够准确获取磁性液体液膜断前、断后的电压值,减小依靠人眼盲读电压值产生的误差,测试精度比传统仪器提高了4.14%。     

基于声表面波聚二甲基硅氧烷薄膜形变研究

提出了一种新的聚二甲基硅氧烷薄膜形变方法。在128°YX-LiNbO3压电基片上光刻叉指换能器,其激发的声表面波在压电基片上亲水表面的阻力共同作用下挤压微槽内水相微流体,使得其上的聚二甲基硅氧烷薄膜发生形变。采用红色染料溶液微流体为实验对象进行聚二甲基硅氧烷薄膜形变实验,结果表明,所提出的方法可有效实现聚二甲基硅氧烷薄膜形变,且与激发声表面波的电信号功率、水相微流体的体积及薄膜厚度有关。在13μL水相微流体,薄膜厚为12.5μm,电信号功率为26.5dBm时,薄膜最小形变距离为280μm。     

采用超磁致伸缩薄膜的光纤磁场传感器

采用马赫-曾德尔干涉仪,对TbDyFe超磁致伸缩薄膜/光纤传感器的磁探测性能进行了实验测试.结果表明:在1 kHz调制频率附近,传感器对磁场具有最大的信号响应;在恒定直流磁场及调制磁场强度小于1 kA/m的条件下,系统输出信号大小随调制磁场强度线性增加;在35～50 kA/m的直流磁场范围内,传感器可探测的最小磁场变化为8.6×10-2A/m.     

面向碳纤维增强树脂基复合材料/钢异质结构连接的汽车钢板高速激光毛化工艺研究

为了解决激光连接碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)/钢异质接头中的缩孔问题,采用光纤激光对GMW2钢板进行高速毛化试验,系统研究了激光功率、扫描速度、扫描长度和扫描次数对微凸起宽度和高度的影响,并利用高速摄像实时观察了毛化过程。结果表明,微凸起宽度与熔池宽度相当,增加激光功率或减小扫描速度将导致熔池宽度增加,微凸起宽度也将增加;而扫描长度和扫描次数不影响熔池的宽度,因此微凸起宽度也不发生变化。微凸起高度由蒸气压力、表面张力和液体动压力决定,激光功率增加将导致蒸气压力的增加和表面张力的减小,液态金属向熔池尾部流动的驱动力增大,适当地增加激光功率有利于微凸起的长高,但激光功率过高将产生大量飞溅,导致微凸起高度不稳定;随着扫描速度的增加,蒸气压力、表面张力和液体动压力都将发生变化,熔池液体流动的驱动力和阻力存在竞争关系,导致微凸起高度呈先增加后减小的趋势;扫描长度增加,蒸气压力水平分量增大,驱动力增加,微凸起高度逐渐增大。     

应用于射频范围的软磁薄膜研究进展

探讨了获得具有优良高频电磁性能的软磁薄膜的合适工艺条件。指出薄膜的性能主要取决于薄膜的成分、微观组织、磁致伸缩系数、残余应力状态、有无软磁底层、外加磁场溅射沉积和后续磁场热处理等因素。以Fe70Co30为基的软磁薄膜和Fe(Co)-X-N纳米晶软磁薄膜主要应用于要求高饱和磁化强度的器件如磁头中,磁性纳米颗粒膜具有高的电阻率因而趋肤深度较大,有望应用于高频微磁器件如微电感、微变压器的磁芯中。     

磁控溅射氧化钛薄膜在不同溅射温度下的光电性能研究

通过磁控反应溅射,在玻璃基底上制备了不同溅射温度下的氧化钛薄膜.通过对其光电性能的分析测试,探讨了溅射温度对氧化钛薄膜性能的影响.实验表明:低温溅射下,薄膜表面颗粒较小,结构较为疏松,高温溅射下,薄膜颗粒较大,薄膜表面颗粒出现团聚现象;随着溅射温度的升高,溅射速率减小;薄膜方阻减小,载流子浓度增大;溅射温度越高,薄膜在紫外可见光波段内透射越弱,光学带隙越小.     

强脉冲磁场的杀菌效果及对食品品质的影响

以西瓜汁脉冲磁场杀菌为例 ,研究了磁场强度、脉冲数和物料温度对杀菌效果及营养成分的影响。结果表明 :(1)随着磁场强度或脉冲数的增加 ,细菌残留数会出现一谷值 ,杀菌效果最好 ;之后随着磁场强度或脉冲数的进一步增加 ,杀菌效果反而变差 ;在细菌残留数出现峰值之后 ,杀菌效果再度变好。杀菌效果随磁场强度或脉冲数周期性的变化原因有待深入研究。 (2 )物料温度越高 ,微生物对磁场的敏感性越强 ,杀菌效果越好。 (3)脉冲磁场对西瓜汁杀菌的主次因素为磁场强度 >脉冲数 >西瓜汁温度 ;最佳参数组合为磁场强度 7.5 9T ,脉冲数 15 ,西瓜汁温度 2 0℃ ,最佳参数下菌落总数和大肠菌群数可达到商业无菌要求。 (4 )脉冲磁场对西瓜汁中还原性Vc和色素有一定的影响 ,但影响不大 ;对西瓜汁中可溶性固性物含量和 pH值几乎没有影响。     

非熔透激光搭接焊SUS304奥氏体不锈钢无焊缝侧变形机理

利用光纤激光器对DC01镀锌钢板和SUS304奥氏体不锈钢薄板进行了激光非熔透搭接焊实验、反变形焊接实验,测得了SUS304钢板(下板)表面微凸起的变形量和变形轮廓,研究了非熔透焊后SUS304钢板表面微凸起变形产生的机理。研究结果表明:角变形是SUS304钢板表面微凸起产生的重要原因;通过反变形法矫正角变形可降低微凸起的最大高度,但微凸起区域的塑性凸起变形仍存在;焊接过程中的角变形和热膨胀引起的塑性变形是非熔透搭接焊下SUS304不锈钢板无焊缝一侧微凸起变形的主要原因。     

弱磁场中向列相液晶TEB30A薄膜自衍射现象研究

采用1.5 mW低功率的He-Ne激光(632.8 nm)正入射向列相液晶TEB30A薄膜,研究向列相液晶TEB30A薄膜在不同强度的弱磁场(0、0.4649、0.5062和0.5185 T)中的远场衍射特性。实验结果表明,向列相液晶TEB30A薄膜在4种不同强度的弱磁场(0,0.4649,0.5062和0.5185 T)中都能产生远场衍射。衍射图样会随磁场强度的增加而发生明显的变化。衍射环的数目增加,衍射环宽度变宽,衍射场向外拓展。当磁场强度为0.5062 T时,衍射环上出现了近似相互平行的干涉直条纹。当磁场强度达到0.5185 T时,干涉直条纹更加明显的趋于平行。在弱磁场的作用下,激光束在远场的散度变得明显。基于Kirchhoff-Fraunhofer衍射积分原理的理论模拟结果表明,当激光通过处在弱磁场中的向列相液晶TEB30A薄膜时,横向非线性相移会增大。随着弱磁场强度由0 T增加到0.5185 T,非线性相移也由4 π增加到20 π。弱磁场引起样品非线性相移增大,导致其远场衍射图样发生了变化。远场衍射光强图样的变化也是透射光能量分布的改变,因此,可将弱磁场调控向列相液晶这一技术应用于磁控光开关及光限幅等领域。     

激光微织构表面水滴撞击动力学行为特性研究

为了探究低韦伯条件下,微织构超疏水表面的液滴撞击动力学行为特性,利用激光微织构技术在航空用材Ti 6Al4V试样表面用不同扫描速度的纳秒激光制备出三角纹理微纳织构,借助高速摄像实验平台研究水滴撞击水平表面和倾斜表面动力学行为特性。实验结果表明,水滴冲击平表面高度越高,空气越不容易进入片层,使最大铺展系数增加;与平表面相比,相同高度的斜表面滑移时更多空气进入片层,最大铺展系数最小;其中在扫描速度为100mm/s的工况下,表面凸起占比达到64611,表面纳米颗粒最大,微米颗粒最多,表面的静态接触特性与动态接触特性最优。受表面结构和表面能协同作用共同影响水滴弹离表面的状态。本实验可为航空领域制备超疏水、主动防除冰表面提供一定参考。     

多层复合电沉积磁屏蔽薄膜屏蔽效能

利用电沉积法制备磁屏蔽薄膜,不仅可以精确控制沉积膜的化学成分和厚度,而且可以在复杂几何形状的表面上形成薄膜。通过电沉积装置制备了铁镍-铜-铁镍多层复合磁屏蔽薄膜,并探究了磁场强度、厚度、高温环境对磁屏蔽薄膜屏蔽效能的影响。实验结果表明,50 μm和100 μm样品的屏蔽效能随磁场强度的增大而增大,200 μm的屏蔽效能则是先增大后降低;在4~16 Oe磁场中,厚度越大,薄膜屏蔽效果越好;100 ℃的温度会降低所有厚度的磁屏蔽薄膜的屏蔽效能。     

电子工艺

0206051外加磁场对磁控溅射过程及薄膜物性的影响[刊]/朱炎//功能材料与器件学报.—2001,7(4).—384～388(C)通过在放电空间中引入垂直基片方向有梯度的磁场,使得利用普通的平面磁控溅射技术可以方便地制备磁性薄膜。与此同时,磁性薄膜的许多物理性能发生了变化。这种变化还出现于非磁性靶的情况中。本     

基于改进粒子滤波的焊缝磁光成像增强

为了提高焊缝磁光成像效果,采用改进粒子滤波算法。首先建立法拉第磁光效应,磁光传感器把垂直分量的磁场磁感应强度以磁光图像的形式检测出来,分析焊缝成像的亮度变化。接着用无迹卡尔曼滤波算法更新粒子,权值小的粒子被抛弃,再通过调节复制率补充总数,避免粒子枯竭发生,设定比较阈值进行粒子重要性采样。最后采用非完全Beta函数只对磁光图像灰度级的最大值、中间值、最小值构造的焊缝区域进行增强,有效提高增强效果。实验显示越接近焊缝中心磁感应强度越小,越接近焊缝边缘磁感应强度也越小,在焊缝中心到焊缝边缘出现磁感应强度峰值,其出现位置在距离焊缝中心0.8 mm处;磁光成像效果随着磁场强度增加而变得清晰,其磁光成像灰度值范围增加;磁铁电压越大,距离焊缝位置越近的过渡区域灰度值变化越明显;所提方法在磁场N极、磁场S极交变处增强的焊缝图像过渡带轮廓清晰。     

纳米磁性液体零泄漏密封保护器的实验研究

在某些特殊密封场合下,阀的密封优良与否具有重要意义,零泄漏就显得尤为重要。利用电磁式磁性液体零泄漏保护器搭建实验平台,记录了不同性状磁性液体在不同励磁电流下的耐压值,对比这些曲线之间的差异。实验表明:磁性液体的耐压值与磁感应强度成正比,在同等磁感应强度下,除去在点240 mA附近之外,耐压值的高低顺序依次为:样本1、样本2、样本3。根据电磁式保护器各磁场下的耐压情况,设计出三种不同尺寸的永磁环,研制出永磁式磁性液体密封保护器,扩大了保护器适应范围,提高了保护器的安全性能。总结出相关结论,对磁性液体密封中磁性液体的选取提供指导。