光学玻璃表面液流悬浮研抛加工

在研究表面光整加工方法的基础上,提出了一种液流悬浮研抛加工的新工艺方法。研制了基于三坐标数控铣床的液流悬浮研抛试验系统,并对光学玻璃(K9)进行了液流悬浮研抛试验。对研抛过程进行了分析,探讨了脆性材料的去除机理,即在磨粒冲击和剪切作用下,工件表面是以冲击和剪切的塑性去除方式加工的。试验结果表明:利用液流悬浮SiC纳米磨料研抛的方法可以实现光学玻璃的纳米去除和超光滑表面加工。     

表面活性剂在半导体硅材料加工技术中的应用

表面活性剂以其特有的降低表面张力特性、分散悬浮及润湿渗透作用在微电子工业中应用越来越广泛,尤其是在硅材料的切片、磨片、抛光及清洗工艺中的应用已成为减少损伤、缺陷和污染的必不可少的辅助材料．本文主要对表面活性剂的作用机理及对硅表面性能的影响进行分析讨论．     

应用圆筒形行波压电振子的流体抛光实验研究

应用圆筒形行波压电振子设计了流体振动抛光装置。选取压电振子第十阶弯曲模态作为硅片抛光实验的工作模态,利用化学机械抛光浆料作为抛光液体,对不同表面形貌的硅片进行了抛光实验。实验结果表明硅片表面粗糙度得到改善。该方法也说明流体振动抛光更加适用于对已经具有较高表面平整度的抛光片进行二次抛光。     

砂布页轮柔性抛光表面微观形貌建模与预测

柔性抛光技术广泛应用于航空发动机整体叶盘叶片的精密加工。系统深入研究柔性抛光过程,了解抛光加工表面微观形貌生成的内涵,成为柔性抛光加工技术的重要研究内容之一。以砂布页轮为柔性磨具,通过空间几何坐标变换建立了砂布页轮表面磨粒的空间运动学模型及磨粒-工件几何学干涉模型,并研究了砂布页轮柔性变形对工件表面磨粒运动轨迹的影响。基于磨具表面形貌模型,利用MATLAB软件进行砂布页轮柔性抛光表面微观形貌生成过程仿真,并得到不同工艺参数下工件表面三维形貌及其影响规律,抛光实验结果验证了该仿真算法的正确性和有效性。     

磁场强度对磁流变抛光表面粗糙度的影响

在自制的磁流变抛光实验装置中,通过被加工零件和Bingham凸起相对运动产生的剪切力来实现抛光.在该装置上进行工艺实验,研究了磁流变抛光技术中磁场对表面粗糙度的影响.比较了不同磁场强度下的磁流变抛光情况,以及表面粗糙度和抛光效率的差别,然后,通过采用不同磁场强度组合加工,使初始表面粗糙度(Ra)为400 nm的K9玻璃材料的平面,磁流变抛光30 min,表面粗糙度值达到了0.86 nm,提高了被加工零件的抛光效率和表面质量.     

硬盘磁头自由磨粒抛光材料去除机理研究

同时获得高去除率和超光滑平整的表面是硬盘磁头自由磨粒抛光的矛盾,研究自由磨粒抛光材料去除规律可以优化抛光工艺。采用修正环型浮动块抛光机抛光GMR硬盘磁头,采用场发射扫描电镜和原子力显微镜观察磁头表面形貌。通过改变抛光盘的表面形貌、抛光液以及抛光压力等抛光条件,获得不同的磁头表面形貌,磁头表面有磨粒产生的划痕和少量微坑,显示材料主要以微切削方式去除。划痕和微坑的深浅、数量随抛光条件的不同而改变。进一步采用纳米压痕仪测量磁头表面材料去除率,并研究抛光盘、抛光压力和抛光液等参数与材料去除率的关系,建立了GMR磁     

单晶锗光学表面数控高速抛光优化试验

为研究单晶锗镜片表面光洁度无法达到要求的加工技术难题,基于数控高速抛光方法,开展了聚氨酯和沥青两种抛光模的数控高速抛光优化试验,以Preston理论为基础,通过不断优化工艺流程和参数,结合运动轨迹仿真和功率谱密度计算,对比分析了两种抛光模的加工效率和表面质量控制能力.试验结果表明:两种抛光方式均能获得较高的面形精度,聚氨酯抛光模具有较高的加工效率,但光学表面微观形貌控制能力较差,沥青模抛光得到的表面粗糙度RMS相比聚氨酯模提升近3 nm.通过单晶锗光学表面数控高速抛光试验,最终优化并提出了聚氨酯初抛光与沥青精抛光相结合的方式,并进行了试验验证.     

环带式磁流变抛光加工石英光学零件实验分析

针对磁流变抛光工艺参数对加工石英光学零件表面粗糙度的影响规律,进行了平面石英玻璃光学零件的工艺实验.应用正交实验方法分析了磁流变抛光中主要工艺参数:磁场强度、工件轴转速、平摆速度、抛光盘与工件间的间隙对石英玻璃表面粗糙度的影响规律,确定了石英玻璃磁流变抛光最优工艺因素.并分阶段采用不同工艺参数进行磁流变抛光,抛光后石英玻璃光学零件的表面粗糙度值达到0.6 nm.     

无规碰撞对光学表面统计特性的影响

用数值方法研究了抛光粒子对光学表面的无规碰撞对光学表面的粗糙度和功率谱密度的影响.结果表明,对于随机起伏的初始表面,经过抛光粒子的无规撞击之后,表面粗糙度先是逐渐减小,随后开始增加.经过撞击的表面,其高度的起伏由原来的完全随机分布变为具有分形的特征,其功率谱密度具有倒指数规律,这与精密抛光表面的测量结果相符,从而解释了精密抛光表面功率谱密度具有倒指数规律原因.     

GMR硬盘磁头自由磨粒抛光材料去除机理研究

同时获得高去除率和超光滑平整的表面是硬盘磁头自由磨粒抛光的矛盾,研究自由磨粒抛光材料去除规律可以优化抛光工艺.采用修正环型浮动块抛光机抛光GMR硬盘磁头,采用场发射扫描电镜和原子力显微镜观察磁头表面形貌.通过改变抛光盘的表面形貌、抛光液以及抛光压力等抛光条件,获得不同的磁头表面形貌,磁头表面有磨粒产生的划痕和少量微坑,显示材料主要以微切削方式去除.划痕和微坑的深浅、数量随抛光条件的不同而改变.进一步采用纳米压痕仪测量磁头表面材料去除率,并研究抛光盘、抛光压力和抛光液等参数与材料去除率的关系,建立了GMR磁头材料去除率模型,并可预测表面粗糙度,与实验结果基本相吻合.据此可以优化工艺,在获得最佳表面质量的同时,获得高的去除率,兼顾效率与品质的因素.     

溶胶-凝胶毛细管气相色谱柱测定指甲油中的邻苯二甲酸酯

用毛细管气相色谱法检测指甲油中5种邻苯二甲酸酯（酞酸酯）：邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二（2-乙基）己酯（DEHP）、邻苯二甲酸二正辛酯（DOP）.干指甲油采用超声振荡溶解,色谱分析使用高稳定性高分离能力的溶胶-凝胶毛细管柱,采用内标法定量.在检测的6个不同商标的指甲油中有5个商标含有邻苯二甲酸酯.测定结果表明：检测限为0.16-0.50 ng;回收率为95.4%-100.4%;样品质量百分含量测定的变异系数为1.17%-2.91%.     

Liquid spreading on a pre-wetted biomimetic surface inspired by a dog’s tongue

Liquid film flow widely exists in industries due to its high thermal efficiency and low flow flux. The spreading of the liquid film is strongly influenced by the properties of the working surface. A biomimetic surface with multi-scale structures inspired by the skin of a dog’s tongue is proposed in this paper for the enhancement of heat and mass transfer. The spreading and flow behaviors of a gravity-driven liquid falling down the pre-wetted biomimetic surface are compared with that on the smooth surfaces, via the combination of numerical simulations using the volume of fluid (VOF) method, and experimental measurements using high-speed imaging. On the pre-wetted smooth substrate, liquid merges with two droplets before the free surface of the liquid slowly develops into a parabolic shape. In contrast, on the biomimetic surface, liquid rapidly and uniformly spreads into a thin film which could effectively enhance mass transfer in both spanwise and streamwise directions. The characteristics and distribution of the microstructures on the proposed biomimetic surface are potentially to be used to guide the design of the surface in high efficiency heat exchangers and reactors.     

实现虹吸过程的条件

虹吸是常见的一种流体力学现象,即液体在液面压力(通常就是大气压力)的作用下升高到曲管的最高点,而后在重力的作用下流到比原来液面更低的地方.尽管液面压力与虹吸流量无关,但却是虹吸作用发生的必要条件.《辞海》的释文"即使两贮水器液面为真空,虹吸现象也能实现"是错误的.讨论了曲管两侧的长度对虹吸的发生以及流量大小的影响,并介绍了利用虹吸制作的"戒贪杯".     

接地极雾化电晕放电除尘器的研究

随着经济的快速发展和排放标准的日益严格,粉尘的去除一直是研究的热点。设计了一种新型的接地极雾化电晕除尘器。该除尘器在放电过程中,对颗粒物荷电的同时使线电极表面液体雾化,从而有效去除粉尘。在试验过程中,首先设定进气的气流速度为1 m/s和3 m/s,改变线电极表面覆盖液体流量及气流方向,研究了接地极雾化负电晕放电伏⁃安特性。其次,设定线电极表面覆盖液体流量为25 mL/min,研究了接地极雾化负电晕放电装置中顺向气流和逆向气流下气流速度对除尘效率的影响。最后,为了研究接地极雾化电晕放电除尘器对高比电阻粉尘的除尘能力,在气流速度为1 m/s的逆向气流中,将比电阻为1.2×1012 Ω·m的水泥粉尘作为高比电阻粉尘进行了试验。结果表明,随着气流速度的增加,除尘效率降低。当气流速度较大的条件下,气流逆向流动时的放电电流比顺向流动时大;在线电极表面覆盖液体流量为25 mL/min时,接地极雾化负电晕放电的电流最大。接地极雾化电晕放电除尘器最优条件为：线电极表面覆盖液体流量为25 mL/min,逆向气流速度为1 m/s。相对于传统的干式电晕放电反应器,接地极雾化电晕放电除尘器对高比电阻粉尘具有更高的除尘效率。     

抽油井真实液面测试技术研究及应用

当抽油井流压低于原油饱和压力时，环空中由于气体从油中分离出来而产生泡沫段，从而失去明显的油气界面，无法采用回声仪测试油井的真实液面，给流压计算带来了一定误差，造成了生产决策的失误，根据物质平衡方法设计的拟液面测试仪，通过测试油套环空排气和恢复时的压力梯度及排气量，并根据油井的油气比、含水率、气体比重进行修正，计算出环空拟气柱的高度，即油井真实液面。现场测试表明，该方法比回声仪测试法误差减少10％以上，能满足油井液面测试的需要。     

半淹没式旋转孔板污水取水机水力特性数学模型及运行分析

针对污水源热泵系统中过滤除污装置流量稳定性差、不易调节并影响换热器效率的问题,介绍了新型半淹没式旋转孔板污水取水机,研究了其工作原理,通过建立数学模型分析了污水中污杂物浓度、污水的液面高度、孔板的旋转周期对其过流量、过滤负荷、滤面堵塞系数的影响.结果表明：污水液面高度、孔板旋转周期一定的条件下,污水浓度增加将导致孔板过流量减小,滤面堵塞系数增加;通过调整液面高度和孔板旋转周期可调节由于污水中污杂物浓度变化对孔板过流量的影响,且孔板旋转周期调节效果优于液面高度.     

考虑水膜存在的PEMFC流场的优化模型

在PEMFC的研究中,双极板流场一直是一个非常关键的研究部分。如今对双极板流场的研究,多基于反应产物水仅以气态形式存在,然而在实际的反应中,尤其在大电流密度下,扩散层中有液态水产生并在电解质表面形成水膜,影响着燃料电池的使用性能。引入液态水水膜对PEMFC性能的影响,推导出新的电流密度公式,使其更符合真实反应情况,并建立了更准确的三维阴极模型对交指形流场尺寸进行优化,得出在宽度为1cm的双极板上制造出4组流道且其进出流道宽度比为1.5∶1时更好。     

Dispersive bubble wall--a new method of flow control in tundish

Tundish is the last refractory vessel in the steelmaking process. The fluid flow phenomena in tundish have a strong influence on the separation of non-metallic inclusions. The dispersive bubble wall (DBW) is a new method in tundish metallurgy. A water model of a multi-strand tundish has been set up based on the Froude number and Reynold number similarity criteria. The effect of DBW weir on the flow pattern has been studied. The results show that this new structure of DBW weir is beneficial not only to uniform the temperature among different submerge entry nozzles but also to separate non-metallic inclusions from liquid steel. The DBW can capture the particles of non-metallic inclusions and make them float up to the surface.     

Dispersive bubble wall——a new method of flow control in tundish

Tundish is the last refractory vessel in the steelmaking process. The fluid flow phenomena in tundish have a strong influence on the separation of non-metallic inclusions. The dispersive bubble wall （DBW） is a new method in tundish metallurgy. A water model of a multi-strand tundish has been set up based on the Froude number and Reynold number similarity criteria. The effect of DBW＋weir on the flow pattern has been studied. The results show that this new structure of DBW＋weir is beneficial not only to uniform the temperature among different submerge entry nozzles but also to separate non-metallic inclusions from liquid steel. The DBW can capture the particles of non-metallic inclusions and make them float up to the surface.     

连续液柱流自由表面非平衡绝热蒸发

分析连续液柱流自由表面绝热蒸发过程并进行了数值模拟,获得了汽液界面温度及蒸发通量分布规律。结果显示表面非平衡蒸发过程速率仅为按热力学平衡条件下最大理论计算量的20%,并且受液柱内部向自由表面传热控制。表面蒸发过程迅速衰减,当x/L=0.5,表面释放的蒸发热与液柱内部过热量之比水ηx(蒸发进程)仅为0.25,蒸发进程已接近尾声,揭示了强化液柱表面更新是强化该过程的主要因素。本模型计算结果得到了单液柱流绝热真空蒸发实验数据的验证,蒸发速率模拟值与实验值相对误差小于10%。