扶手椅型单壁碳纳米管的扭转和弯曲变形

实验提出了一种针对单壁碳纳米管的原子尺度有限元模型.利用该模型对(5,5)型扶手椅型单壁碳纳米管的扭转和弯曲变形过程进行了模拟,发现其屈曲的临界扭转和纯弯曲角度分别约为40°和20°,与扭转屈曲相比,该碳管更容易发生弯曲屈曲.当弯扭复合变形时发生屈曲后,卸载时壁面褶皱的回复比较缓慢.在某些情况下,碳管的局部势能的变化与经典连续介质力学理论不一致,对此本文结合原子势理论给出了模拟结果的原子尺度的解释.     

高温下液硅的润湿性

液硅在耐高温材料上的润湿性对于低成本太阳能电池生产过程中硅的精炼和铸造具有重要的研究意义。为了研究液硅的润湿性,采用座滴法分别研究真空和氩气气氛以及不同温度条件下液硅在高纯石墨以及刚玉基底材料上的接触角。实验结果表明,高纯石墨基底材料表面越粗糙,液硅所形成的接触角越小,从而润湿性越好;真空条件下液硅在刚玉上的接触角并没有随着加热温度的上升呈现下降的趋势,而是在88°~90°的范围内波动,分析图像的过程中可明显看到液硅在刚玉基底材料上左右来回蠕动的现象。     

基于双目视觉的板材平面测量研究

针对传统人工测量板材尺寸精度较低、工作量大、易导致板材表面受损等局限,基于双目视觉技术设计了一种板材尺寸视觉测量系统。通过双目相机采集棋盘格图像,采用MATLAB进行相机标定和图像校正,拍摄左右图像并通过半全局立体匹配算法(SGM,semi global matching)进行特征点立体匹配,重建出目标三维点云模型。为提高目标特征点坐标获取的准确性,提出基于HARRIS的亚像素检测方法。采用区域生长算法结合膨胀和腐蚀操作提取板材表面轮廓,根据三角测量原理计算出板材轮廓上各点的三维坐标从而实现板材的尺寸测量,并进行点云重建增强三维展示效果。实践结果表明亚像素检测方法在角点提取上存在优势,在实际板材测量应用中实现了高精度尺寸测量,满足了工业测量需求。     

掺磷纳米硅薄膜的制备及介观力学性质与介观接触电阻的研究

采用PECVD法制备的纳米硅薄膜是一种具有特殊性能的人工材料.它是由大量具有纳米量级的硅微品粒构成,纳米硅晶粒镶嵌在由非晶硅构成网络中,其晶粒所占的体积百分比为Xc≈50%,从而决定了其特有的性质.本文通过严格控制薄膜生长的工艺参数,得到了掺磷纳米硅薄膜,并通过原位纳米力学电学测试系统对其力学和电学性质进行测试,发现掺磷纳米硅薄膜的纳米硬度为5 GPa,而其杨氏模量随着压入深度的增加而增大,其接触电阻与薄膜的结构密切相关.这些属性对于纳米硅薄膜微器件的制备具有重要的参考意义.     

气悬浮式超薄玻璃物理钢化加热仓结构设计与分析

传统的接触式物理钢化炉对2 mm以下的超薄玻璃进行加热时无法保证玻璃表面的平整度,为此需要开发气悬浮式加热钢化方式。而加热过程中压力的均匀性是减少超薄玻璃在加热过程中发生形变的关键,为此必须设计合理的气悬浮式加热仓结构。文中采用Fluent软件研究了气悬浮式加热仓大小孔的不同排列方式、大小孔直径比例及小孔填充材料与玻璃表面压力分布的影响。并提出了一种评判压力均匀性的方法,给出了气悬浮式加热仓合适的结构参数。该研究工作对2 mm以下的超薄玻璃进行气悬浮非接触式加热可提供理论依据。