基于SOI材料的兵器微电子技术应用分析

随着集成技术进入亚微米阶段,传统的硅基集成电路由于存在闩锁等不利因素,使其应用受到了限制。而基于SOI材料的微电子技术是能突破硅材料与硅集成电路限制的新技术,是国际半导体的前沿技术之一,是发展兵器装备用元器件的又一关键材料技术。介绍了SOI材料结构技术用于微电子器件的优势、SOI结构及基于SOI结构材料的兵器微电子技术应用,展望了SOI技术的发展前景。     

高温透波材料研究现状和展望

综述了最近几十年来高温透波材料的发展状况，分析了高温透波材料的性能及影响其性能的主要因素，在此基础上提出了高温透波材料的几个发展方向。     

高温自蔓延反应合成功能材料的研究进展

简要总结了自蔓延高温反应(SHS)的国内外发展过程。从SHS前驱体元素体系的组成及SHS产物的应用方向(粉体功能材料、陶瓷材料、涂层材料等)进行了分类阐述,着重分析了未来含能材料在SHS方面的应用。其次,重点分析了适用于不同应用方向SHS材料的点火机制、反应机制、热力学和动力学等理论分析,在此基础上提出绝热温度不是SHS反应唯一判据的新观点。最后,介绍了自蔓延高温反应的燃烧机理,阐明了反应物粒径、球磨参数、反应物压坯压力等工艺参数对SHS反应的影响,同时对SHS技术发展中存在问题进行了分析。     

某型激光探测器高温过载失效原因分析及改进措施

针对某型激光探测器的高温过载失效,从原理、结构等方面入手,根据失效现象和解剖、检测情况,分析了失效原因,提出了改进措施并进行了验证,旨在为解决类似器件高温过载失效问题提供思路和参考。     

用全耗尽绝缘硅互补型金属氧化物半导体集成技术实现ー种激光测距电路

在对薄膜全耗尽绝缘硅互补型金属氧化物半导体( SOICMOS)结构进行模拟和测试基础上，采用薄膜全耗尽绝缘硅(SOI)结构，并在工艺中利用优质栅氧化、Ti硅化物、轻掺杂漏(LDD)结构等关键技术实现了一种高速低功耗SOI CMOS激光测距集成电路。测试结果表明：1.2μm器件101级环振单门延迟为252 ps，总延迟为54.2 ns．电路静态功耗约为3mW，动态功耗为15 mW.     

重型燃气轮机燃烧室用高温合金研究进展

通过分析重型燃气轮机燃烧室的工作环境,提出了材料性能要求.概述国内外燃机用高温合金发展现状,详述了合金成分设计理念、组织稳定性和力学性能,展望燃烧室用新型高温材料的发展方向.     

基于动态损伤及优化AR模型的电子器件寿命预测方法研究

电子器件所承受的各种环境应力和工作应力的时间历程是其性能衰退或发生故障的直接外因。通过分析电子器件单点损伤直接寿命预测方法存在的不足,以器件的动态损伤信息为基础,结合器件的单点损伤递推预测模型,提出了基于优化自回归(AR)模型的电子器件寿命预测方法,并详细介绍了该方法的技术流程和具体算法。并以某型导弹车电控元件功率器件为研究对象对提出的方法进行了案例验证。结果表明：该方法既能考虑电子器件退化的历史变化趋势,又能考虑应力突变带来的预测影响。     

国内外碳化硅功率器件发展综述

对国内外碳化硅(Silicon Carbide,SiC)单晶衬底技术、外延片技术、功率器件性能特点进行了归纳分析,指出SiC功率器件产品在应用中面临的问题:SiC功率器件驱动技术和保护技术尚不成熟、电磁兼容问题未完全解决和应用的电路拓扑不够优化等.针对这些问题应从以下几个方面着手发展:降低单晶衬底和外延片材料成本、降低SiC器件在高温下的损耗和开发新的适合SiC功率器件的封装技术.     

垂直腔面发射激光器中的新结构研究

通过对垂直腔面发射激光器( VCSEL)台面结构的深入研究,提出了新型环形分布孔结构,并制作了这种新结构器件。测试结果表明这种新结构器件不仅表现了良好的工作特性,而且输出功率也提高到环形沟槽结构的1. 34倍。     

高速导弹与空间系统应用材料

为了提高飞行马赫数为4.5或更高的先进高速导弹弹体的性能,需要研制在高温下仍能保持其性能的轻质材料。对导弹系统而言,如果其工作温度超过了钛合金的承温能力,弹体的设计者就只好用合金或镍合金作为主要结构材料。只有一些内装件,如燃料箱、致动装置及电子系统等,限定使用高效蜂窝或夹芯结构部件。因此,当导弹的飞行包线扩展到使其表面温度超过594℃的工作环境时,会使导弹的质量大大增加。因此,成功地研制出新型轻质耐高温结构材料,对减轻高速导弹的质量、提高其性能具有显著效果。     

一种基于双极性脉冲信号的沉底及掩埋小目标探测方法

针对沉底及掩埋小目标探测需求,设计低频双极性脉冲信号,提出基于双极性脉冲信号的空间与时间（简称空时）联合探测方法。分别从频谱、模糊度函数分析探测信号,根据声纳方程分析探测沉底及掩埋目标信混比情况,并搭建试验平台,完成了探测沉底小目标的试验验证。理论分析、仿真计算及试验结果表明：低频、窄波束、小掠射角方式有利于探测沉底及掩埋小目标;低频双极性脉冲信号及空时联合探测方法作为一种新型探测信号及处理方法,可提高沉底及掩埋小目标的空间分辨能力及混响抑制性能。     

涂层结构对梯度涂层温度与应力分布的影响

采用多层平板模型,利用有限元分析软件计算了不同涂层结构下梯度涂层高炉风口的温度场与应力场,并分析了涂层结构对梯度涂层内部温度分布与应力分布的影响。结果表明,涂层结构变化可以影响涂层内温度与应力的大小及转折点的位置。试验中设计的梯度涂层具有良好的隔热性能,且涂层内应力变化缓慢。当底层、中间层及面层厚度比为1∶1∶3时,涂层隔热效果最好,隔热温度达77℃;底层、中间层及面层厚度比为1∶2∶2时,涂层最大等效应力最小,其值为1.52E+9Pa。     

MEMS器件用低表面应力SOI材料的制备及应用

利用改进的BGSOI工艺成功制备低表面应力的厚膜SOI晶片,并表征晶片的显微结构、界面和表面应力。研究结果显示:晶片的各层区域分明,界面平整,上层硅厚度为76.5μm,SiO2埋层厚度为0.865μm;晶片键合良好,有效键合面积大于95%,键合强度大于13.54 J/m2;表面应力小于12.6 MPa,已成功制作出微加速度计。     

SiC陶瓷/UHMWPE纤维复合结构抗12.7mm穿甲燃烧弹试验与仿真

针对SiC陶瓷板、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维板层合而成的复合结构,为掌握组元厚度对其抗弹性能的影响规律,进行12.7 mm穿甲燃烧弹对复合结构的侵彻试验,获得不同撞击速度下的侵彻效果。建立弹体对复合结构侵彻的有限元计算模型,并通过试验验证计算模型的可靠性。采用被验证的计算模型对12.7 mm穿甲燃烧弹侵彻不同厚度组元的复合结构进行仿真计算,分析复合结构在弹体侵彻下的破坏机制及抗弹性能影响因素。研究结果表明：所建立的有限元模型能够可靠计算12.7 mm穿甲燃烧弹对复合结构的侵彻效应;复合结构抗弹性能随组元厚度增加呈线性增加,SiC陶瓷对抗弹性能的影响较UHMWPE纤维板大;随SiC陶瓷与UHMWPE纤维板厚度比的增加,复合结构抗弹体侵彻性能先增强后减小,当厚度比在0.2~0.4之间时,复合结构抗弹体侵彻性能最佳。     

类钢密度活性材料弹丸撞击铝靶行为实验研究

采用弹道碰撞实验对类钢密度冷压成型和烧结硬化聚四氟乙烯/铝/钨系活性材料弹丸撞击铝靶行为进行了研究。基于圆柱形活性材料弹丸正碰撞不同厚度2A12硬铝靶的弹道极限速度、穿孔破坏模式及平均穿孔尺寸实验结果,结合THOR侵彻方程,得到活性材料弹丸正碰撞铝靶的弹道极限速度半经验关系,并分析铝靶厚度对活性材料弹丸相对于钢弹丸侵彻行为及性能的影响。从活性材料内部压力分布、靶板背面稀疏波卸载效应和活性材料激活响应点火时间等角度,分析和讨论了活性材料弹丸化学响应行为对侵彻性能的影响机理。分析结果表明,随着靶板厚度的增大,活性材料激活率和侵孔内爆燃压力随之提高,从而导致侵彻末端爆裂穿孔能力的显著增强。     

一种超聚能装药结构的仿真

为了得到一种新型的可形成较传统射流更高速度的聚能装药结构,利用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D对其成型过程进行了数值仿真,并应用应力波基础、冲击力学等相关理论进行分析。研究表明：选用铜、钽、钨作为“蘑菇形”药型罩的材料可以得到速度在8800～13000 m／s且具有良好成型效果的高速射流。分析了药型罩壁厚和下辅助药形罩二的半径结构参数对射流速度的影响,结果表明,减小药型罩厚度或增大下辅助药形罩的半径可以有效提高形成射流的速度,但速度超过13700 m／s后成型效果变差。根据研究成果可以得到“蘑菇形”药型罩各部分材料的搭配规律及其成型规律。     

纳米膜共振隧穿效应微陀螺的设计与测试

提出了一种新颖的基于纳米薄膜共振隧穿结构(RTS)的微陀螺。对共振隧穿结构的介观压阻效应进行了理论分析;设计了RTS的结构和工艺方法;制备出了能反映共振隧穿效应的RTS结构。该结构降低了器件的寄生电容,改善了敏感薄膜的负阻特性,适用于共振隧穿效应陀螺。对共振隧穿效应陀螺进行了结构设计和理论仿真;利用体工艺制造了微陀螺;对陀螺的关键性能参数进行了测试。     

用于复合材料的超声测厚传感器设计

复合材料作为一种优异的耐磨和耐高温材料,在高温设备热防护、飞机刹车制动盘等军事、特种民用技术等领域有着广泛的应用.为了更好地测量和评定这一类型材料的防护特性,迫切需要一种能够在试验中进行厚度动态测量的传感器.超声式厚度测量传感器具有无损、无放射性的优点,并且可以提供实时动态的测量结果,为这种类型材料的测量提供了强有力的...     

线圈型电磁发射器的一种屏蔽方案

从磁路的观点出发,分析了封装材料的导磁和导电特性对发射性能的影响,并分析了铁氧体的特性和作为封装材料的可行性与优越性。基于Ansoft电磁场有限元分析软件,建立了线圈型电磁发射器模型,研究了炮管的厚度与结构变化对线圈发射的影响。结果表明：在驱动线圈电流固定的前提下,增大炮管厚度可有效抑制电磁发射器工作时对外的电磁辐射,并可显著提高弹丸的出炮口速度;炮管采用实心封装结构要优于多层封装结构,初步实现了电磁发射过程的电磁屏蔽。