多晶硅纳米薄膜压阻式压力传感器

多晶硅纳米薄膜具有优越的应变灵敏特性和稳定的温度特性.为了使这种良好的压阻特性得到实际应用,文中给出了多晶硅纳米薄膜压阻式压力传感器的设计方法.根据多晶硅纳米薄膜压阻特性和硅杯腐蚀技术条件确定弹性膜片结构,并采用有限元分析方法对弹性膜片尺寸以及应变电阻分布进行了优化.依据优化设计结果试制了压力传感器芯片.实验表明该传感器工艺简单、高温特性好、灵敏度高.     

多晶硅纳米薄膜牺牲层压力敏感结构设计

为使多晶硅纳米薄膜良好的压阻特性在MEMS(微机电系统)压阻传感器中得到有效应用,在设计牺牲层结构压力传感器芯片中探索性地采用了多晶硅纳米薄膜作为应变电阻,并给出这种传感器的设计方法。分析了牺牲层结构弹性膜片的应力分布对传感器灵敏度的影响,优化设计了量程为0~0.2 MPa多晶硅纳米膜压力传感器芯片的结构参数。有限元法仿真结果表明:在保证传感器灵敏度大于50 mV/(MPa.V)的前提下,零点温漂系数可小于1×10-3FS/℃;灵敏度温漂(无电路补偿)可小于1×10-3FS/℃.为高灵敏、低温漂、低成本的高温压力传感器集成化发展提供了一条可行途径。     

多晶硅薄膜残余应力显微拉曼谱实验分析

利用显微拉曼谱对桥式多晶硅薄膜梁的残余应力进行测量,该多晶硅薄膜采用典型的MEMS(micro-electro-mechanical systems)工艺制造.实验结果表明, 多晶硅薄膜梁的中部存在很大的拉伸残余应力(约1 GPa),且多晶硅薄膜的残余应力沿梁长方向大致呈对称分布,这种内应力分布与制造过程中的ICP(inductively-coupled plasma)工艺密切相关.多晶硅薄膜梁在残余应力作用下的变形情况可以通过WYKO白光形貌仪准确地表征,经过ANSYS计算,薄膜残余应力分布状况与显微拉曼谱法的测量结果吻合.因而,显微拉曼谱法是测量多晶硅薄膜残余应力的一种准确而可靠的方法.     

纳米硬度计研究多晶硅微悬臂梁的弹性模量

利用纳米硬度计通过微悬臂梁的弯曲试验来测量其力学特性是一种简便而有效的方法,具有很高的载荷分辨率,可精确测量微悬臂梁纳米级弯曲形变。运用该方法在研究微悬臂梁的弯曲形变过程中,必须考虑压头在微悬臂梁上的压入以及微悬臂沿宽度方向的挠曲。微悬臂梁采用普通的集成电路工艺(IC)制造。试验研究表明,多晶硅微悬臂梁的纯挠曲与载荷成很好的线性关系,呈现弹性变形,通过该线性关系可计算得到梁的弹性模量。测得的多晶硅微悬臂梁的弹性模量为156±(2.9%-6.3%)GPa。     

一种新型PZT压薄膜应力传感器的设计仿真

针对目前应力传感器不能兼顾柔性、动态测量及无法测量曲面接触应力特征信息等难题,设计了一种新型的PZT压电薄膜柔性应力传感器.主要有由PZT压电薄膜、导线、特殊的压敏涂层等构成.传感器的受力信息可以通过检测PZT压电薄膜传感器的电荷变化来获取,可应用于测量各种接触面之间的应力.为研究测量轮胎路面等具有复杂曲面接触结构的应...     

多晶硅纳米膜压阻超薄微梁加速度敏感结构

随着微机电系统(MEMS)技术的迅速发展,硅基加速度传感器已经得到广泛应用。但在敏感结构设计中,普遍存在灵敏度与固有谐振频率相互制约的矛盾。为此,采用多晶硅纳米膜作应变电阻,设计了300 nm超薄微梁加速度敏感结构。这种结构的设计改善了灵敏度与谐振频率之间的矛盾,使两者乘积值提高了30余倍,从而使压阻加速度计的性能得到大幅提升。     

高密度聚乙烯塑料压力管道热板焊接头应力分布有限元分析

基于热粘弹性积分型本构关系,考虑材料性能依赖于温度变化及相变潜热的影响,利用AN SYS热-力耦合及载荷步功能模拟结晶型高密度聚乙烯(HDPE)塑料压力管道热板焊接过程,并对焊接接头的应力分布进行有限元分析,得到了环向、轴向以及径向瞬态应力分布的基本规律。采用盲孔法和锯切法测量焊后残余应力,实测结果与数值分析基本符合     

高温压力传感器用多晶硅-AlN-硅单晶基片

论述纳米多晶硅-氮化铝隔膜-硅单晶衬底基片的研制.此基片可供制造高温力学量传感器.其要点是在力敏电阻条与硅弹性膜之间利用AlN进行绝缘隔离.AlN与硅的热膨胀系数接近,附着力高,耐击穿性好.又具有高化学稳定性,高热导率,对于压力传感器的电桥散热特别有利,可解决压力传感器启动时的零点时漂.由于无P-N结,力敏电阻无反向漏电,因此用此基片制造的力学量传感器的特性好（零点电漂移及热漂移小、非线性小）.力敏电阻条由纳米多晶硅构成.利用在600℃退火Al诱导晶化能使溅射得到的非晶硅转化成纳米多晶硅.     

堵孔板内的应力释放孔对应力分布规律影响的研究

堵孔板外围的封闭焊缝由于受到较大的约束,因此会在焊缝和堵孔板内产生很大的内应力。研究了结构补强中的由堵孔板封闭焊缝引起的应力的分布规律,并对在堵孔板中开设应力释放孔以减小焊缝处应力的规律进行了研究。     

高温压力传感器温度特性的芯片内补偿技术

本文在分析、测试多晶硅高温压力传感器温度特性的基础上 ,提出了一种新的改善传感器温度特性的措施。通过在压力传感器芯片上集成低阻值的多晶硅电阻网络与温度传感器 ,不仅可以很好的补偿传感器的零点温漂 ,也可以借助传感器信号处理单元 ,方便地实现对灵敏度温度系数的补偿。经补偿 ,传感器的零点温漂达到 1× 10 -4/℃ ,灵敏度温漂小于 -2× 10 -4/℃。实验表明 :该方法的补偿温区宽 ,通用性强 ,是高温压力传感器十分有效的温度补偿方法     

厚壁压力容器接管应力分布的三维有限元分析

对厚壁压力容器的应力分布进行三维有限元分析,研究不同焊接结构型式对接头应力分布的影响,并比较承载能力,利用映射和ＡｕｔｏＬｉｓｐ编程方法实现三维网格的自动剖分,对压力容器生产中焊接结构型式的选取有指导意义。     

有间隙胶接劈裂接头应力分布的数值模拟

建立了有间隙胶接劈裂接头的有限元模型，并运用弹塑性有限元法，研究了间隙位置和长度对劈裂接头胶层中部应力分布的影响。研究结果表明：合理的间隙不仅对劈裂接头的应力峰值和接头的承载能力无明显影响，而且有利于提高接头的胶接质量；间隙的中心位置对接头的应力峰值影响显著，而间隙长度对接头的应力峰值无明显影响；当接头末端无胶层时，因应力峰值显著增大，可能导致接头的名叉强度降低。     

圆形筒体小间距大开孔结构的应力分布

采用有限元分析计算方法对受内压圆形简体小间距大开孔结构的应力分布进行了系列的分析、研究,探索结构应力随开孔率、孔间距及开孔位置等因素的变化规律,弥补了《水管锅炉受压元件强度计算》标准在该方面的缺陷。     

双阀座止动式旋塞阀设计及接触应力分析

针对目前常用的旋塞阀容易发生转动失效的问题设计了一种双阀座止动式旋塞阀。该旋塞阀在发生井喷关闭后,可有效减小旋塞阀球形阀芯和阀座之间的接触应力,减少球形阀芯的变形,从而使旋塞阀开启转动力矩变小,并能保证其密封的可靠性,有效解决了旋塞阀容易发生转动失效的问题;另外还通过建立球形阀芯和阀座接触的力学模型和ansys有限元分析软件分别对旋塞阀工作时球形阀芯和阀座的接触应力进行了理论计算和有限元分析。     

一种测牙齿压力分布的测量系统

介绍了一种能测牙齿咬合力大小与分布的测量系统;利用导电橡胶的压阻特性设计了一测力传感器阵列,叙述了传感器阵列的结构和制造方法,设计了调理电路,数据采集卡采用USB-6009;软件以LabVIEW为平台,设计了数据采集模块、分析处理与显示模块。通过实验,验证了系统的可行性。     

厚板焊接过程温度场、应力场的三维有限元数值模拟

采用厚板试件对焊接过程的三维数值模拟进行了初步研究。在商用软件的基础上,开发了专业化接口,使网格自适应技术能够应用于焊接过程的数值模拟,并为大幅度缩短复杂结构焊接过程数值模拟的时间创造了条件。