薄壁量热计后壁面导热损失的影响与误差修正

薄壁量热计是气动热与热防护试验中常用的一种瞬态热流传感器,其热流测量原理是基于后壁绝热基本假设.实际上后壁与相邻环境之间总会存在一定的热量交换,使薄壁量热计测量的后壁温度响应与理想情况不同,造成测量误差.推导了薄壁后表面有无导热损失两种情况下的薄壁温度响应公式,利用数值分析验证了公式推导的正确性.在此基础上,对导热损失对测量结果的影响进行了分析,给出了考虑导热损失的热流修正方法和修正公式,并对修正效果进行了评价分析.     

高精度STM.IPC-205BJ型原子力显微镜的设计

在成功研制高精度IPC-205B型STM基础上对硬件设计和软件配备进行改进,研制开发了更高精度和应用更广的原子力显微镜.阐述该原子力显微镜的工作原理、组成及应用,详细介绍镜体的独特设计与控制过程、微悬臂的制作与工作过程.该样机采用简单适用的新型微悬臂,利用扫描隧道显微镜检测微悬臂的起伏,通过四维机械驱动和双压电陶瓷扫描,能够有效提高扫描精度、扩大扫描范围.该原子力显微镜的分辨力为:横向0.1 nm,纵向0.01 nm.给出该机型检测的几种样品的扫描图像.     

激光刻蚀半球型铂电阻的定位研究

为了在半圆周上准确进行激光刻蚀,以刻制热流传感器的半球形铂电阻,满足热流测点的精确定位,采用了一种基于视觉成像系统定位加工点的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了铂电阻较高的定位数据。该方法首先通过背光照明使半球边缘轮廓清晰可见,通过提取边缘上的4个点坐标,计算并定位到半球顶点;旋转平台,补偿偏差值,实现精确定位加工点;最后对成型的半球形热流传感器电阻位置进行测量验证。结果表明,该方法具有良好的定位效果,刻蚀制作的球半径相对误差约为0.39%,载物平台旋转角度相对误差控制在3.9%,解决了定位半球顶点问题,提高了刻蚀精度。这一结果对于利用激光刻蚀机在曲面模型上刻蚀形成铂电阻是有帮助的。     

耐冲刷薄膜铂电阻热流传感器研制

薄膜铂电阻热流传感器是激波风洞气动热环境试验的主要测量手段,其缺点是不耐冲刷、易损坏,影响风洞试验效率。为增强铂薄膜热流传感器的耐冲刷能力,以厚度0.06μm的铬薄膜作为底衬,既能增强铂薄膜在玻璃基体上的附着力,又不会影响铂薄膜的电阻温度系数,并覆盖厚度0.2μm的二氧化硅薄膜作为保护膜,制作了3层膜结构和两种两层膜结构的热流传感器样品。分析了铬膜及二氧化硅膜对热流传感器电阻温度系数的影响,对3层膜和单层膜热流传感器的一维传热过程进行对比仿真计算,证明二氧化硅膜不会对激波风洞热流测量结果带来明显的影响。通过开展热流传感器的对比验证试验,证明多层膜热流传感器热流测量结果的可靠性,其热流测量精度和耐冲刷能力都得到一定程度提升。     

高精度扫描隧道显微镜对纳米碳酸钙特性的研究

用高精度IPC-205B型扫描隧道显微镜测得纳米碳酸钙的扫描隧道谱。该隧道谱表明，纳米碳酸钙具有半导体性质，与普通碳酸钙相比，其导电性能有了明显改善。由纳米碳酸钙隧道谱得出纳米碳酸钙的禁带宽度为0．4eV，比半导体硅的禁带宽度1.1eV的低。     

扫描隧道显微镜对纳米碳酸钙的研究

由于扫描隧道显微镜(STM)具有原子级分辨率,因而是迄今为止观察微米和更小尺度上表面三维形貌极其有效的工具.利用STM可以直接观察纳米碳酸钙的表面形貌、粒径大小、晶形、分散性以及纳米碳酸钙的隧道谱.分析了纳米碳酸钙的量子效应和宏观量子隧道效应.     

一种高精度多功能双用原子力显微镜技术及应用

主要研究了一种基于高精度IPC-205B型扫描隧道显微镜(STM)的新型高精度多功能双用原子力显微镜(AFM)技术及其应用.阐述该原子力显微镜的工作原理、组成及应用,详细介绍了该AFM镜体的独特结构和新型微悬臂的制作及其检测方法.该AFM采用简单适用的新型微悬臂.并利用STM检测微悬臂的起伏,通过四维机械驱动和双压电陶瓷扫描,有效提高了扫描精度,扩大了扫描范围.该机型集AFM和STM功能为一体,其中STM可以单独使用.该机型检测精度可达:横向0.1 nm,纵向0.01 nm.并用该样机进行了样品表面形貌和隧道谱的实验研究.