有限元在金属微结构电铸特性分析中的应用

为改善高深宽比金属微结构的电铸成型质量,采用有限元方法分析微细电铸的电场和流场的分布特点,及搅拌方式、电场和流场分布对微细电铸质量的影响。研究表明:搅拌对电铸区域的影响只集中在微区的入口部分,深度小于55μm,扩散过程成为金属沉积的限制性因素;电力线曲率随电铸深宽比增大而提高,导致电铸微区内金属离子传输能力不均匀。微细电铸过程中,搅拌速度提高并不能改善金属沉积的传质条件;辅助超声的复合搅拌在相同条件下能提高金属沉积速度,减少铸层缺陷、改善传质。实现了表面光滑、侧壁陡直的金属微结构的电铸成型。     

金属微结构电铸成型的流场性能研究

为改善高深宽比金属微结构的电铸成型质量,在分析微细电铸的流场特性的基础上,深入研究了铸层厚度的不均匀现象及搅拌方式、流场分布对微细电铸的影响.由于高深宽比胶膜的存在,单一搅拌对电铸区域的影响只集中在微区的入口部分.扩散过程成为金属沉积的限制性因素;随着胶膜深宽比的增大,搅拌速度对电铸传质过程影响减小,导致电铸微区内金属离子传输能力不均匀.实验表明,微细电铸过程中,搅拌速度提高并不能改善金属沉积的传质条件;辅助超声的复合搅拌在相同条件下能提高金属沉积速度、减少铸层缺陷、改善传质.实现了高分辨率,侧壁陡直的金属微结构的电铸成型.     

电铸在LIGA技术中的应用

近年来，电铸在微细加工中的应用得到了较快发展，尤其在近几年高速发展的ＬＩＧＡ技术的掩模加工和其应用产品中，该技术充分体现出了字的优越性能和潜在的应用前景。本文结合ＬＩＧＡ技术掩模的加工及其电铸产品，用已取得的实验结果来说明电铸的应用潜力。     

电铸铜的应用研究

电铸铜能制造某些难以用机械加工方法制造的特殊形状的金属制品,只需针对零件结构的特点,设计合理心模,便可实现零件的精密成型制造。本文对电铸铜工艺及工艺条件的影响进行了浅析,并结合工艺对电铸槽等关键部件进行了阐述。     

微结构光纤的有限元分析计算法

利用有限元法对零色散点在780nm的均匀微结构光纤进行经过简化的矢量波动方程模拟计算，获得了所需要的模场分布、有效折射率、色散、有效模面积等参数，并与实验数据相参照验证了这种方法的准确性和精度。进而将这种计算方法用于非均匀微结构光纤的模拟计算，不仅获得了很好的结果，与其他方法相比还具有更快的计算速度，计算所得到的结果对将来设计和拉制微结构光纤很有帮助，并且这种方法在设计不规则的微结构光纤方面具有很好的优势。     

微细电火花加工MEMS器件技术关键分析

微细电火花加工作为一种低成本、高材料选择度的柔性非接触式加工技术,在微加工中具有独特的工艺优势。本文研究分析了利用微细电火花加工技术制造MEMS微结构、微器件的技术关键及其解决思路。     

LIGA和微细EDM技术制造不锈钢微结构的研究

通过LIGA技术与微细电火花技术相结合，可以在硬质合金、不锈钢等材料上加工出微结构，这一新的方法必将拓宽微细加工的能力和应用范围。利用LIGA技术制备线宽70μm、厚度达730μm的铜工具电极，采用微细电火花技术在不锈钢片上加工出线宽90μm、具有复杂形状的微结构。     

非晶态发射极晶体管中发射结电流密度的横向分布

本文对于由非晶硅和单晶硅两个区域构成的发射区结构，计算了利用非晶硅垂直电阻的镇流作用后发射结直流电流密度的横向分布，并给出发射极有效半宽度与发射区方块电阻及基区方块电阻的关系曲线．这些分析有助于非晶硅发射极微波功率管的性能的提高．     

微电铸技术及其工艺优化进展研究

随着微机电系统(MEMS)和微影微电铸微模铸(LIGA)两种技术的发展,微电铸工艺正逐渐展现着其独特的魅力和发展潜力。然而,现有工艺中存在的缺陷也严重阻碍了其进一步发展。因此,对微电铸工艺进行深入研究,突破其工艺瓶颈,将对微加工工艺的应用和推广起着重要作用。着眼于目前微电铸工艺中存在的不足,从工艺缺陷的理论形成机理出发,总结了近期微电铸领域在工艺缺陷的改进方面所做出的努力及成果,并对微电铸工艺未来的发展趋势提出了一些看法。     

微细切削加工技术

介绍了微细切削加工技术的研究背景,并对其研究现状进行了评述,分析了微细切削加工技术在研究与发展过程中存在的主要问题,提出了将来的研究方向。     

多晶硅薄膜晶体管自加热效应温度分布的有限元模拟

采用有限元方法模拟了n型MILC低温多晶硅薄膜晶体管在直流自加热应力下器件的温度分布．通过对器件沟道温度分布的稳态及瞬态模拟,研究了器件功率密度、衬底材料类型和器件宽长等关键因素的影响．确认了改善器件自加热退化的有效途径,同时有助于揭示多晶硅薄膜晶体管自加热退化的内在机制．     

高功率双包层光纤激光器温度分布的有限元分析

高功率双包层光纤激光器的热效应严重制约光纤激光器的输出功率和光束质量。首先通过求解热传导方程得到简化情况下的温度解析解;然后，利用有限元方法对不同情况下的温度分布进行模拟计算。通过模拟计算得到：外包层聚合物材料的热传导系数对光纤的温度分布影响较小，因而在近似计算时可以认为纤芯及内、外包层热传导系数相等;外包层表面的对流换热系数对温度分布影响较大，增大对流换热系数，可以有效地降低光纤激光器的热效应;外包层光纤半径的大小对光纤激光器的温度分布也有影响。所得的结果为设计实现千瓦级光纤激光器提供了参考。     

多晶硅薄膜晶体管自加热效应温度分布的有限元模拟

采用有限元方法模拟了n型MILC低温多晶硅薄膜晶体管在直流自加热应力下器件的温度分布.通过对器件沟道温度分布的稳态及瞬态模拟,研究了器件功率密度、衬底材料类型和器件宽长等关键因素的影响.确认了改善器件自加热退化的有效途径,同时有助于揭示多晶硅薄膜晶体管自加热退化的内在机制.     

压电驱动器性能的有限元分析

首先采用有限元法建立了双面粘贴压电元件的悬臂梁驱动装置的理论模型,并通过实验验证了理论分析的可行性。然后,利用有限元软件建模的方便性,计算分析了粘贴层和压电层性质(弹性性质和尺寸大小)对驱动器与结构材料之间变形传递关系的影响。     

强流电子枪电流密度和空间电荷密度计算的曲光轴传递理论与数值分析

强流电子束系统里，一般不能直接进行解析或数值分析计算其电磁场、电子轨迹和电子束的性能，而采用迭代法计算其自治的空间电荷场，在考虑电子发射的热初速时，有关的数值计算方法也非常复杂。本文利用旋转对称电子光学系统里的子午面投射轨迹理论，导出了围绕环形电子束元曲光轴的傍轴的傍轴轨迹方程，利用这一理论研究了在空间电荷和电子热初速效应同时作用下环形电子束元电子电流密度分布的演化发展，并由此建立了一套简便的计算圆形强流电子枪电流密度和空间电荷密度的数值方法。作为例子，分析计算了理想的Pierce枪的电流密度的传输规律，并证实了本方法是一种实用而有效的方法。     

鼓形俘能器的有限元分析

以压电方程和弹性材料的本构方程为基础,建立了鼓形俘能器机电耦合有限元模型.采用有限元分析软件对鼓形俘能器进行仿真分析,并得出鼓形俘能器结构参数的变化对其性能的影响.仿真结果表明,为了提高俘能器的俘能性能,在符合加工工艺要求和其他特性的前提下,应尽量增大鼓形俘能器钢环内径,限制压电陶瓷 (PZT)的直径和厚度,而钢环厚度对其性能影响较小.在此基础上研制了鼓形俘能器,并进行了实验研究,实验结果与仿真结果基本吻合.     

龙门吊结构有限元分析

以龙门吊为研究对象,以有限元分析法为研究方法,利用计算机分析软件对龙门吊的结构强度和刚度进行分析。本文主要对龙门吊系统多种工况进行研究,详细分析了几种最具代表性的施工工况。为设计经济、可靠、稳定和高性能的龙门吊提供了有力的依据。     

Finite Element Analysis Waveguides of Optical

A finite element program for the analysis of anisotropic optical waveguides is described. The appearance of spurious numerical modes, due to the fact that the functional is nonpositive definite is discussed and a possible solution to the problem is presented. For isotropic waveguides it is shown that both EH- and HE-type modes can be very accurately approximated by two different scalar finite element programs. Finally, a method for calculating the attenuation of leaky modes in a single material integrated optic waveguide using this scalar finite element method is proposed.     

一种斑马型压电俘能器的有限元分析

提出了一种新型的俘能结构,其是利用压电效应并应用于微机电(MEMS)领域的设计。通常有效的能量捕获装置包括:悬臂梁类型的金属基层及与之粘结的较薄压电层,从而引起谐振响应。越短的悬臂梁其谐振频率越大,因此在微机电领域中,由于较小的结构使得悬臂梁难以形成共振。文中针对此问题提出了一种可以降低自身谐振频率的新型几何结构。对这种斑马型几何结构,利用Ansys仿真软件求解得出其在微机电领域内也可以接近发生共振。     

Finite Element Analysis of the Field Patterns in Elliptical Waveguide

In this paper, finite element method is first used to discuss the field patterns in a hollow perfectly conducting pipe with elliptical cross section. The electrical field lines of the dominant TE mode as well as the magnetic field lines of the lowest TM mode are presented. The results are the same with literatures, and also give a correction to the field pattern of the lowest TM mode in elliptical waveguide.