离子注入样品的二次离子质谱（SIMS）定量分析

本文分析了弧坑效应和离子轰击混合效应对SIMS深度剖析的影响,认为在采用一次离子束扫描、弧坑效应可忽略的情况下,离子轰击混合效应是影响SIMS深度分辩的重要原因。在分析了注入剂量法的主要误差来源后,结合实验发现了注入剂量法结果随溅射时间的变化规律,由此提出了设定精度、逐点逼近的方法。同时,考虑到溅射深度测量上的困难,采用了LSS理论平均射程值,使得计算更为简捷,并可与SIMS深度剖析同步进行。将该方法用于注N的GCr15轴承钢和注Zn的砷化镓样品取得了较好的结果,与AES和LSS理论分析结果相符,且具有较高的精度。由此方法还可得到稳定的、具有普遍意义的注入元素在基体中的二次离子相对灵敏度因子。     

离子束金属表面改性的新进展

本文反映了国际上应用离子束对金属材料表面改性研究的新进展,阐述了离子轰击引起盒属材料组分变化的机理,总结了离子轰击对材料的机械性能、抗氧化性能、耐水溶液腐蚀性能等方面的影响,介绍了离子束混合与离子束轰击扩散镀膜等方面的工作。     

轴承沟道形状误差的最小区域评定

结合形状误差的定义和轴承沟道的几何要素,提出一种用最小区域思想来评定轴承沟道形状误差的方法。详细阐述了利用最小区域算法求解轴承沟道形状误差的过程和步骤。该算法采用最小二乘法及三点定一圆得到空间线轮廓的中心点;用几何优化算法确定拟合每条线轮廓中心点的空间圆及方程;求解空间圆与每条线轮廓所在平面的交点坐标;计算每条线轮廓上测点至所对应每个交点的距离最大值和最小值之差,从中找到最小极差值,即得到包容整个轴承沟道的最小区域形状误差值。该算法简单明确,具有精度高、易于计算机程序实现、易于推广应用等特点。     

以下项目供您选择

微机控制坐标切割机该设备为悬臂式,主要用于钢、铝、铜等金属圆筒表面切割椭圆孔或其他任意形状的孔,还可对非筒形壳体及平板进行切割。它采用汉化人机对话,只要输入切割参数或简号即可自动切割。屏幕可实时显示切割轨迹、各点坐标位置及切     

全息离子束摆动刻蚀凸面闪耀光栅制备技术

高衍射效率的凸面闪耀光栅是高光谱分辨率成像光谱仪的核心分光元件,其制作方法包括机械刻划法、电子束直写法、X射线光刻法、全息离子束刻蚀法等,其中全息离子束刻蚀法因为具备良好的各向异性,不受尺寸与曲面形状限制,杂散光低,完全没有鬼线,制造时间短等优点成为现今光栅制造领域常用方法之一.传统全息离子束刻蚀凸面光栅时基底的弯曲会...     

基于微波热裂法的陶瓷切割技术

针对传统陶瓷切割方法普遍存在的高污染、高噪声、低切割面质量等缺点,提出了一种基于微波热裂法的陶瓷切割方法。阐述了微波热裂法的切割原理, 开发了实验装置,该装置所形成的微波能束为有效加热区域直径约6 mm的圆形热源。通过实验研究了利用该热源切割四种陶瓷（玻璃、碳化硅板、氧化铝板和氧化锆板）的机理。研究结果表明：吸波陶瓷内部的微缺陷处有爆破点产生,这有利于降低陶瓷材料切割所需宏观温度（玻璃：85 ℃,碳化硅：230 ℃）;非吸波陶瓷表面涂覆的石墨层中有微放电痕迹产生,进而可获得偏移较小的切割轨迹;与激光热源相比,微波热源具有更广泛的适用性和更低成本的优点。     

水介质下打磨磨痕对钢轨疲劳损伤的影响

采用棕刚玉砂纸在钢轨试样表面处理得到不同角度打磨磨痕,利用MMS-2A轮轨摩擦磨损试验机研究了水介质下不同角度打磨磨痕对钢轨疲劳裂纹扩展的影响。结果表明：水介质条件下打磨磨痕与运行方向夹角在0°～45°范围内时,钢轨表面粗糙度略高,高于夹角为70°、90°打磨磨痕区域表面粗糙度;相比没有打磨磨痕的光滑区域,0°～45°打磨磨痕将加速钢轨接触疲劳裂纹的扩展,20°磨痕区域的裂纹扩展尤为严重,出现了许多分支裂纹;而70°、90°的打磨磨痕一定程度上会减缓疲劳裂纹的生长,90°打磨磨痕区域基本只存在表层裂纹;打磨磨痕角度由0°向90°增大时,裂纹扩展深度先变大后变小,而裂纹扩展角度呈现出逐渐减小的趋势。     

基于机器视觉的箱体类金属工件铆接质量检测方法研究

针对箱体类金属工件铆接质量难以检测、检测效率及精度低的问题,通过分析半空心铆钉铆接特点,基于机器视觉技术,提出了一种特征融合与机器学习结合的铆接质量检测方法。首先,为了克服铆钉反光及背景噪声和纹理的影响,提出改进的Retinex图像增强算法和多阈值目标分割算法,得到铆钉及镦头等感兴趣区域;其次,为了准确描述缺陷特征,提取目标区域的几何形状及Zernike矩等12维特征向量;最后,设计了基于ELM分类算法实现缺陷的分类。实验结果表明,该方法能够准确检测出铆接质量缺陷,“合格-缺陷”二分类和缺陷多分类检测正确率分别为95.2%和92%,且满足实时在线检测需求。     

双孔载频剪切散斑干涉法测量表面动态形变

为了精确地测量物体表面的动态形变并得到形变高度和梯度信息,提出了一种基于双孔衍射结构的空间载频剪切散斑干涉法.该方法采用双孔产生固定的载频条纹,利用双旋转光楔实现剪切量的连续调节,采用正弦拟合算法进行相位计算.首先,分析了双孔调制的相位载频与双孔距和像距之间的关系,讨论了双旋转光楔得到线性剪切量调整的实验参数.然后,设计了测量光路参数;采用孔距为3.8 mm的双孔径配合焦距为80 mm的成像镜头在物距为300 mm时得到了载频为π/2的散斑场.最后,对动态形变的薄金属板进行了测量.实验结果表明:配合实时图像处理系统,该方法可以在帧率为15 frame/s的采集速度下实现动态形变的测量与显示,可测形变峰值为0.11～1.15 μm.本系统结构简单,易于集成,适用于动态形变的实时检测.     

便携式隐藏焊缝超声检测系统设计

针对现有技术无法快速、准确对车架号码区域隐藏焊缝进行检测的现状,采用超声波无损检测技术设计一套基于C8051F360的便携式超声检测系统。通过超声检测隐藏焊缝的方式对车架号码区域进行篡改鉴别,系统体积小、操作简单。检测系统通过高频超声全波信号采集,及数字处理系统对采集的信号实时处理,根据报警系统响应情况检测出车架号码区域是否经过篡改。该方法已在实验室得到验证,取得了良好效果,可快速有效识别出伪造车架号码区域的痕迹。     

基于旁瓣光束衍射反演的强激光远场焦斑测量方法

针对大型激光装置使用纹影法无法实现旁瓣光束弱信号区域光强分布精确测量的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的纹影法强激光远场焦斑测量方法.采用逆向推演间接测量的研究方法,沿光路传播逆方向推导,以旁瓣光束衍射光强图像和相位图像作为输入,通过计算获得未遮挡前旁瓣光束远场焦斑分布.相比传统基于纹影的远场焦斑测量方法,本文的主要改...     

The use of amphipathic polymers for cryo electron microscopy of NADH:ubiquinone oxidoreductase (complex I)

Atom removal from surfaces via bombardment by ion beams – ion beam sputtering or ion milling – is a widely employed technique to form geometric structures in materials. In this work we present and test a new method to achieving uniform material removal from an irregular surface. The method is based on ion milling at off-normal incidence under four consecutive perpendicular azimuthal specimen orientations. Mathematical analysis shows that uniform ion milling of an uneven surface is achieved at the polar angle of incidence θ where the quantity     has its maximum [ Y (θ) is the number of removed atoms per incident ion].
The four-azimuth milling procedure is tested successfully for a 30 keV Ga⁺ beam on a suspended but wrinkled Si₃N₄/Au bilayer foil and on truncated Si pyramids with slopes up to 40°. Despite the variations in local surface orientations, uniform milling is achieved at a polar incidence angle of 45° and four consecutive azimuths of 0°, 90°, 180° and 270°.     

光学系统弥散斑参数的测试

采用CCD显微成像系统对光学系统弥散斑参数进行定量测量,并设计了弥散斑参数的评价算法。首先,给出了弥散斑参数的定义,分析了弥散斑所形成的能量等高线构成的闭合的连通区域,对占总能量80%的区域计算其弥散斑直径。然后,对该区域的边界点进行椭圆拟合,得到弥散斑圆度。提出的方法通过对光学系统在像平面所成的星点像的能量分布的分析,在弥散斑圆度测试中引入了椭圆拟合,减少了CCD噪声和测试环境中的杂光等随机因素对测试结果的影响,提高了测试结果的置信度。实验结果显示:弥散斑直径测试重复性为0.18μm,弥散斑圆度测试重复性为1.65%。提出的方法实现了弥散斑参数的定量测试,满足航天项目中光学系统成像质量控制要求。     

复合式多点测量速度干涉仪光学系统设计

为满足爆炸冲击作用下物质界面的速度测量需求,设计了一种复合式多点测量的速度干涉仪。采用物方和像方双远心光路,将光纤阵列出射的照明激光定点投射到待测物面上,实现了针状滴注式照明,充分利用了照明激光能量,且保证了待测物面在运动过程中具有恒定的照度。成像系统像面采用末端为大芯径的锥形光纤接收信号光,既保证了物面运动过程中信号光与光纤的有效耦合,又保证了信号的单模输出,以便进入单模光纤马赫-曾德干涉仪进行差频干涉。采用具有微小楔角、沿直径方向镀矩形带状45°反射膜的反射镜,将照明光路与成像光路同轴,并校正了成像系统的大量像散。该干涉测量系统在物面运动10mm的行程中,物面滴注式照明照度保持恒定,像面光斑大小没有超出大芯径的光纤芯径。此光学系统能够满足爆炸冲击界面的大行程速度测量需求。     

基于CCD的钢轨表面几何尺寸非接触式测量方法

针对当前人工对钢轨几何尺寸的手工测量存在检查率低、工作效率低、人为检查误差大的现状,提出了基于CCD成像和激光三角测距的非接触式测量方法。通过一次测量完成钢轨的扭曲度、弯曲度和外形尺寸精确检测,并通过计算机图形图像处理技术自动生成钢轨外形的仿真图。该方法测量过程全自动在线完成,避免了人工的参与和干预,具有重复性能好、故障率低、精度高的优点。     

基于单次全反射椭球单玻璃管X射线聚焦镜表征光源参数

为了正确表征X射线光源参数,本文利用单次全反射椭球单玻璃管X射线聚焦镜,设计了一种测量X射线光源焦斑尺寸和焦深的方法。该方法利用椭球单玻璃管X射线聚焦镜具有单次全反射成像能力的特点,对多个已知焦斑尺寸的多毛细管X光透镜模拟光源的焦斑成像尺寸和椭球聚焦镜的面形误差进行表征,从而确定光源焦斑尺寸和经过椭球聚焦镜后的焦斑成像尺寸以及椭球聚焦镜的面型误差之间的通用数学关系。然后,通过分析待测光源焦斑经过椭球聚焦镜所成像的尺寸来得到被测量光源的焦斑尺寸。利用该法也同样可以得到光源焦深的大小。为了验证设计方法的可行性,测量了实验室微焦斑X射线光源的焦斑和焦深参数。测试显示:对于焦斑直径约为50μm、焦深约为20mm的光源,文中方法得到的算术平均值标准偏差分别为1.5μm和0.7mm。结果表明:本文设计的光源参数表征方法可以实现对微焦斑源焦斑尺寸和焦深的同时测量,在X射线源的研制和应用领域具有潜在应用。     

Brightness enhancement of plasma ion source by utilizing anode spot for nano applications

Anode spots are known as additional discharges on positively biased electrode immersed in plasmas. The anode spot plasma ion source (ASPIS) has been investigated as a high brightness ion source for nano applications such as focused ion beam (FIB) and nano medium energy ion scattering (nano-MEIS). The generation of anode spot is found to enhance brightness of ion beam since the anode spot increases plasma density near the extraction aperture. Brightness of the ASPIS has been estimated from measurement of emittance for total ion beam extracted through sub-mm aperture. The ASPIS is installed to the FIB system. Currents and diameters of the focused beams with∕without anode spot are measured and compared. As the anode spot is turned on, the enhancement of beam current is observed at fixed diameter of the focused ion beam. Consequently, the brightness of the focused ion beam is enhanced as well. For argon ion beam, the maximum normalized brightness of 12,300 A∕m(2) SrV is acquired. The ASPIS is applied to nano-MEIS as well. The ASPIS is found to increase the beam current density and the power efficiency of the ion source for nano-MEIS. From the present study, it is shown that the ASPIS can enhance the performance of devices for nano applications.     

多尺度光斑中心的快速检测

分析了光斑图像成像特点和理想光斑灰度分布模型,针对含有多个不同尺度光斑的图像,提出了一种可以在复杂环境下一次性快速检测出多个光斑中心的方法。该方法基于高斯模糊后光斑中心不变的性质,先对含有大量光斑的图像进行快速多级高斯模糊,构建其高斯尺度空间;然后,使用加速的非极大值抑制方法在尺度空间内寻找多个尺度的局部极值,初步确定各光斑中心的像素级坐标;最后,联合这些坐标的邻域像素,拟合局部曲面,得到光斑中心的亚像素级精确位置。利用仿真实验和实物实验验证了提出方法的有效性。结果表明:该算法对640pixel×480pixel图像,处理时间仅需50ms,每千个光斑的平均检测时间为23ms,在复杂环境下正确率可达89%。此外,该方法对弱光斑较敏感,适合快速处理含有大量不同尺度光斑的图像,并能够有效减少光斑的错检和漏检。由于检测速度快,自适应性强,在实际应用中取得了良好的检测效果。     

基于序列图像提高光斑质心定位精度

针对激光模拟射击系统对激光光斑进行快速、高精度质心定位的要求,提出了一种基于视频序列图像的光斑检测与高精度质心定位方法。该方法首先利用帧间差分图像和噪声估计参数对射击突发事件进行检测;然后利用噪声估计方法确定光斑的分割阈值,结合形态学滤波对目标光斑和背景噪声进行有效分割,提取光斑区域,同时降低窗口内外噪声。最后,用4帧差分图像合成1帧高分辨率的图像来抑制图像噪声和计算误差的影响,实现光斑质心的高精度定位。实验结果表明,本文方法的光斑质心定位精度与稳定性均优于传统的方法;其中光斑质心定位精度达到了亚像素级别,稳定性度量平均值为0.000 49,优于传统方法的0.002 97。得到的结果显示,提出的方法有助于提升激光射击系统的性能。     

大倾斜角薄壁结构激光近净成形实验研究

针对复杂装备零件的快速成形及修复问题，提出了一种在激光束与垂直方向之间设置预设夹角的方法，开展了不同预设夹角下无支撑倾斜薄壁结构的成形实验，研究了倾斜薄壁结构的大角度成形机理，给出了预设夹角范围的选择依据，以实现无支撑大倾斜角薄壁结构的成形。研究结果表明：成形过程中无支撑熔融粉末发生坍塌是导致最终成形结构形貌及角度成形精度不高的主要原因；当设定的预设夹角使得激光束与倾斜薄壁结构之间的夹角小于30°时，成形得到的无支撑倾斜薄壁结构形貌良好且实际倾斜角度与设计角度较吻合。给定工艺条件下，采用预设夹角的方式，最终成形得到了倾斜角度约为60°的倾斜薄壁结构，突破了激光近净成形方法成形无支撑倾斜薄壁结构的倾斜极限，成功获得了三元叶片样件。