基于各向同性干法刻蚀的大面积悬空Al膜制备

热声传感器随着多孔硅的热致超声发射现象的发现越来越受到关注。热声传感器通过改变器件表面热量而在周围空气中产生交变压力,从而向外发出声波。热声传感器的关键器件是悬空金属薄膜。制备大面积悬空薄膜释放有一定的难度,需要考虑金属薄膜本身的应力与粘附效应。该文提出了两种基于各向同性干法刻蚀的制备金属薄膜的方法,利用XeF2/SF6制备悬空Al膜。由于XeF2与SF6气体刻蚀硅时对于Al有较高的选择比,XeF2对于硅是各向同性刻蚀且有很高的刻蚀速率,而通过设置感应耦合等离子体（ICP）刻蚀机的参数也可利用SF6达到各向同性刻蚀。基于上述特点制备了悬空Al膜,设计相应的制备流程,探索XeF2刻蚀机与ICP刻蚀机合适的刻蚀参数。所制备的悬空Al膜平整、无杂质,具有良好的形貌。     

基于FIB-SEM双束系统的纳尺度真空间隙电学特性原位实验装置

纳米尺度真空电气击穿与绝缘特性研究是高电压与绝缘技术领域的前沿课题.一方面,随着微纳尺度加工技术的不断发展,电气部件和电子器件的特征物理尺寸已经逐步降低到微米、纳米甚至是分子原子尺度,并且在军事和民用领域得到越来越广泛的应用;另一方面,传统的放电击穿理论和绝缘性能评价方法无法用来解释和预估微纳尺度的放电特性和绝缘水平.因此,本文基于聚焦离子束和扫描电子显微镜(FIB-SEM)双束系统,借助纳米压电位移技术和微弱电流测量技术,建立了纳尺度真空间隙电学特性的原位研究系统.该系统不仅能够进行微纳尺度(曲率半径为15 nm~10μm)金属电极的原位加工,材料组成成分的定量分析,而且可以实现纳尺度真空间隙(>20 nm)的放电特性研究,为纳尺度击穿规律和绝缘特性的实验研究提供了有力的支撑.     

动力电池内部温度梯度反演计算

电池在充放电过程中内部温度的分布特征对于锂离子电池热管理系统的设计十分重要。根据电池的物理结构,将圆柱型电池内部平均分成若干等温层,建立了电池沿径向的产热和传热模型,将测试获得的电池表面温度和热流密度作为边界条件,假设热量从中心向外传递过程中等温层之间的热流密度线性增加,提出了一种计算电池沿径向内部温度分布的方法,并在电池内部中心放置热电偶,验证了该方法的准确性。计算结果表明,电池内部温度并非线性分布,在靠近电池中心位置处相邻等温层之间的温度梯度较小,而在靠近电池表面区域附近相邻等温层之间的温度梯度较大。该计算方法在20～40 ℃环境温度区间内具有较高的精度,而在−10 ℃环境温度下误差会偏大些。     

Experimental Study on Electrical Breakdown for Devices with Micrometer Gaps

The understanding of electrical breakdown in atmospheric air across micrometer gaps is critically important for the insulation design of micro ＆ nano electronic devices. In this paper, planar aluminum electrodes with gaps ranging from 2μm to 40 #m were fabricated by microelectromechanical system technology. The influence factors including gap width and surface dielectric states were experimentally investigated using the home-built test and measurement system. Results showed that for SiO2 layers the current sustained at 2-3 nA during most of the pre-breakdown period, and then rose rapidly to 10-30 nA just before breakdown due to field electron emission, followed by the breakdown. The breakdown voltage curves demonstrated three stages： （1） a constantly decreasing region （the gap width d 〈5 μm）, where the field emission effect played an important role just near breakdown, supplying enough initial electrons for the breakdown process; （2） a plateau region with a near constant breakdown potential （5 μm〈 d 〈10 μm）; （3） a region for large gaps that adhered to Paschen＇s curve （d 〉10μm）. And the surface dielectric states including the surface resistivity and secondary electron yield were verified to be related to the propagation of discharge due to the interaction between initial electrons and dielectrics.     

微纳尺度电气击穿特性和放电规律研究综述

微纳尺度电气击穿特性和放电规律是当前国内外学者的研究热点。本文回顾了近70年来国内外学者在该领域的主要研究工作和成果,重点从研究手段、放电规律以及物理机制等方面对不同物理尺度介电系统(宏观尺度电极/微米间隙、微米尺度电极/微米亚微米间隙、纳米尺度电极/纳米亚纳米间隙)的放电击穿特性进行了总结,阐述了电极间隙、气压、电极材料和电极形状等因素的影响机制以及不同物理尺度介电系统的放电规律。通过对微纳尺度电气击穿特性和放电规律的概括和分析,发现当前存在的主要问题并指出下一步的研究方向,对丰富和完善微纳尺度放电击穿理论具有重要参考意义。     

基于可拓符号学和眼动实验的黄梅挑花再设计研究

目的 针对传统文化符号再设计过程中,显隐性因子提取与表征存在模糊主观问题,提出一种基于可拓符号学和眼动实验的显隐性文化特征提取与应用的研究方法。方法 以黄梅挑花为例,在可拓符号学的基础上融入眼动实验,首先,利用爬虫技术提取黄梅挑花文化特征词(隐性因子),并进行可拓语义评估得到其可拓区间值;其次,运用眼动实验提取挑花纹样特征(显性因子),结合隐性因子可拓区间值进行综合图解语义评估;最后,将图案元素进行可拓变换设计。结果 变换结果在服饰纹样图案设计中得到合理应用。结论 研究表明:运用该方法可修正传统的依据从业经验及主观思维表征文化特征存在的偏差,能客观、科学地提取显隐性因子并作为设计因素,有助于更好地表达文创产品的文化内涵。     

脉冲陡度对快脉冲下真空沿面闪络特性的影响

为了研究高压快脉冲下绝缘材料的真空沿面闪络机理,从脉冲陡度角度出发,在真空度5 mPa水平下,通过5种脉冲源形式,13种输出电压,测量了环氧试样在不同脉冲陡度下的真空闪络电压。通过数据的分段拟合,结合闪络时延特性以及在高脉冲陡度下洛伦兹力对电子运动的影响,讨论了脉冲陡度对闪络电压的作用机制。分析表明,脉冲陡度很低时(<1.5 kV/ns),闪络电压主要受闪络形成的统计时延的影响;脉冲陡度较高时(几kV/ns~10 kV/ns),闪络的形成时延也成为影响闪络电压的重要因素;脉冲陡度很高时(>十几kV/ns),闪络电压受闪络时延和洛伦兹力共同影响。     

甘蓝型油菜籽水分解吸等温线及热力学性质

为了提高油菜籽储藏期间的稳定性,延长其保质期。采用静态称量法对油菜籽在20、30、40℃温度条件下的解吸特性进行研究,将实验数据用5种常见数学模型进行拟合并对最佳模型进行解析。采用净等量吸附热(q_(st))、扩张压力(Φ)、微分熵(ΔS)、净积分焓(q_(in))、净积分熵(ΔS_(in))以及焓熵互补等特征参数对其热力学性质进行描述。结果表明,油菜籽等温线属于Type Ⅱ类曲线,油菜籽的平衡含水率与水分活度呈正相关,一定水分活度下,平衡含水率与温度呈负相关;描述水分活度与平衡含水率关系最佳模型为GAB模型,不同温度条件下模型决定系数R~2的平均值为0.993 7,卡方x~2的范围为1.396 5×10~(-5)～0.778,残差平方和RSS最低值为4.189 6×10~(-6);较高Φ值能提高干燥速率,储藏过程中,较低Φ值能延长物料保质期;对ΔS_(in)与平衡含水率的关系分析得到最低ΔS_(in)值,在20、30、40℃条件下,籽粒内结合水和单分子层吸附水分子最稳定的平衡含水率分别为5.03%、4.92%以及4.88%。     

化工机械设备的润滑管理及日常保养方式分析

作为化工机械设备管理重要组成,设备日常保养以及润滑管理与设备运行状态有着直接关联,因此为实现理想型化工机械设备运用模式,有关部门都加大了对设备日常保养与润滑管理的研究力度。因此,从保养、润滑必要性分析为切入点,对化工机械设备日常保养以及润滑管理两部分内容展开全面论述,期望能够为化工机械设备管理提供一定助益。     

真空ns脉冲下环氧复合材料表面电荷特性

表面电荷的产生、运动和积累与真空脉冲沿面闪络息息相关,为了探寻沿面闪络的机理,研究了真空ns脉冲作用下环氧及其复合材料的表面电荷特性。围绕15 ns/1070 ns(脉冲前沿和半高宽)高峰值和165 ns/960 ns低峰值两种脉冲源,针对纯环氧及其Al(OH)3和TiO2复合材料,测量了ns级脉冲作用前后的表面电位分布。脉冲作用不闪络时,试样将带有正电荷,闪络后,试样表面积累少量负电荷;纯环氧带电量明显高于其复合材料试样;随脉冲作用次数的增加带电量逐渐增加并最终饱和,阴极电位高于阳极。研究认为:脉冲作用下表面电荷积累受电荷注入、二次电子发射及碰撞电离等多种因素影响。闪络通道形成前,二次电子发射和碰撞电离起主要作用;闪络通道形成后,电荷的中和和注入作用占据主导地位。