石墨烯介电电泳组装及电学特性

将石墨烯有效地集成到微纳器件上实现组装是石墨烯得以应用的重要先决条件。采用介电电泳法对二维纳米材料石墨烯进行组装,研究介电电泳组装过程参数包括外加交变电压幅值、石墨烯悬浮液浓度和外加电场作用时间对组装的影响。结果表明:组装到电极之间的石墨烯数量随着上述组装参数值的增大而增加,其中石墨烯悬浮液浓度的影响最为显著。组装后石墨烯的I-V特性曲线呈现良好的直线性,依据组装石墨烯数量的不同,电阻在数kΩ到数百kΩ之间,表明石墨烯与金属电极之间具有较高的接触电阻。采用局部焦耳热法可以有效地降低石墨烯的接触电阻,在电压幅值为3.6V时,降阻效果最优,电阻下降幅度为47.91%。     

科学应用新型降阻材料降低输电线路接地电阻

本文阐述了降低接地电阻是山区输电线路防雷保护的有效常规措施。分析了各种降低接地电阻的方法,指出应用新型降阻材料可以有效降低杆塔接地电阻,并就如何根据实际情况选用降阻材料进行了研究。     

碳纳米管场发射烧毁机理研究

在碳纳米管场发射过程中,碳纳米管烧毁现象一直是影响碳纳米管场发射能力及稳定性的重要因素。目前,对碳纳米管烧毁机理研究较少。本文采用化学气相沉积原位生长技术制备了不同形貌的碳纳米管阵列。通过对不同形貌的碳纳米管场发射测试过程及碳纳米管烧毁前后形貌的研究,得出碳纳米管烧毁机理主要有三种。一是碳纳米管高度不均匀和碳纳米管本身的缺陷等原因引起了电场局域现象,这种局域场强使得碳纳米管局域温度过高而引起碳纳米管烧毁;二是碳纳米管吸附和脱附造成碳纳米管烧毁;三是碳纳米管与基片间存在较高的接触电阻而产生较高的焦耳热,使得碳纳米管烧毁。本文不仅给出了碳纳米管烧毁机理,还给出了相应的解决方案。这对碳纳米管场发射阴极的研究具有一定的意义。     

正交试验法在高频级联型热声发动机研究中的应用

为了研究级联型热声发动机级间运行参数组合方式对系统性能的影响，采用综合的正交试验法，以驻波级回热器热端的起振温度为例，通过正交试验极差分析和方差分析得知充气压力是最敏感的影响因素，其次是行波级的加热功率，再次是驻波级加热功率。试验表明，随着充气压力的升高，起振温度逐渐降低；随着行波级加热功率的增加，起振温度先降低后升高；随着驻波级加热功率的增加，起振温度趋于降低。正交试验法是研究多因素、多水平的一种优化试验方案的方法，采用综合的正交试验法会使试验研究更为有效。     

基于电流致重结晶的Poly-Si纳米薄膜电阻电学修正特性

为了提高基于多晶硅纳米薄膜的压阻传感器的性能及成品率,对不同厚度多晶硅薄膜的电阻电学修正特性进行了研究.采用低压化学气相淀积(LPCVD)工艺,620℃下制备多晶硅薄膜.通过固相扩散法实现高掺硼,并基于光刻工艺制作成电阻.实验结果表明,在薄膜电阻上施加高于阈值的电流,可有效降低电阻值.薄膜厚度的变化改变了薄膜结晶度及晶粒尺寸,从而影响其修正阈值电流密度及修正速率.用所建立的晶界填隙原子-空位对模型对电学修正现象进行了理论分析,认为该现象是大电流激励产生的焦耳热导致晶界发生逐层重结晶,从而增大载流子迁移率的结果.研究表明,该方法可用于高掺杂多晶硅电阻的封装后调阻.     

核电站接地电阻特性研究

本文从介绍接地网接地电阻的组成人手，结合核电站接地电阻的特点，对影响接地电阻值的各个参数进行研究与分析，研究的过程中穿插介绍了接地电阻值的计算方法。本文列举了几种常见的降低接地电阻的方法，在理论分析与计算分析的基础上，对各种降阻措施进行比较，给出目前能够降低核电站接地电阻并且工程上又较经济实用的方法。     

石墨烯薄膜热声性能的三维数值计算与测试

对石墨烯薄膜进行电-热-声耦合的三维建模计算,并将计算结果与实验测试值进行对比分析。首先建立了通电石墨烯薄膜焦耳热的三维模型,计算出石墨烯薄膜表面的温度振荡和稳态温度分布;在此基础上,建立了热黏性声学和压力声学耦合的声扩散模型,计算出空间中声压的分布;分析了基底和空气参数对石墨烯薄膜发声的影响;最后对通电石墨烯薄膜进行温度测试和声压测试。结果表明：三维模型数值计算的温度分布与测试结果吻合良好,数值计算的声压值比一维近似解析解更接近实验值,验证了数值计算方法的有效性。三维模型的数值计算方法在复杂边界条件下分析薄膜的声学性能更具优势。     

碳纳米管纱的时间依赖电性能（英文）

碳纳米管(CNTs)在电力转换领域具有潜在前景。本文表征碳纳米管纱随时间变化对电力的转换性能影响。通过建立I-V关系,结果表明存在3个区域,即线性、非线性和下降区域。线性区域表明呈现低且恒定电阻。当恒定电压处于I-V线性区域时,输出电流强度不随时间而改变。然而,当恒定电压处于非线性区域时,电流强度以指数级下降后随时间而趋平。在恒电流测试下,电压仅在电流强度处于非线性区时增加。依赖时间的导电性能可通过短路来理解。短路发生在非线性区域的碳纳米管纱中炽热部位,会导致热性能降低。通过热图像、热重分析、扫描电镜和能谱分析等手段对碳纳米管纱进行分析。     

金掺杂降低碳纳米管接触电阻的实验研究

降低与金属之间的接触电阻是碳纳米管在微纳电子领域获得应用的前提,掺杂金纳米粒子可有效降低碳纳米管的接触电阻。本文采用高温焙烧在碳纳米管表面构造缺陷和亲水基团,然后将碳纳米管在氯金酸水溶液中超声浸泡以吸附氯金酸,再在氢气气氛下加热还原氯金酸为金。扫描电子显微(SEM)图片表明碳纳米管被成功地掺杂了金纳米粒子,X射线能量散射谱(EDS)和X射线光电子谱(XPS)表明金是唯一掺杂在碳纳米管上的粒子。掺杂后碳纳米管的拉曼光谱中G带波数降低说明对碳纳米管掺杂金为N型掺杂。N型掺杂剂将电子转移给邻近的碳原子,使碳纳米管中的电子数量增加,进而增强了碳纳米管的导电性。利用介电电泳法将碳纳米管组装到一对金电极之间,并使用精密电感电容电阻(LCR)测试仪实时测量。结果表明碳纳米管与金电极之间的接触电阻较掺杂前得到了有效改善,电阻值最大可降低近50%。     

聚变设施厂房钢铜组合接地技术

针对某聚变设施园区土壤结构差别大、电阻率各不相同、厂房接地电阻难以满足相关规范要求等关键问题,建立园区内部重点区域三维电磁瞬态计算模型,分析接地网工频接地电阻、跨步电压和接触电压等安全性指标受接地导体影响因素的影响规律,进行厂房钢铜组合接地技术研究。结果表明：钢铜复合式接地装置按照一字型埋设10m降阻效率可达41.7%,该新型高效防雷接地技术可降低科研厂房精密装置因雷电导致的安全事故发生率,且具有优异的防腐蚀作用,增加使用寿命同时降低成本。     

交变荷载和氯盐环境作用下钢绞线的腐蚀疲劳性能研究

为探寻交变荷载和氯盐环境对拉索中各钢绞线力学性能的影响,进而预测不同腐蚀区绞线的疲劳寿命,本研究通过盐雾腐蚀试验来模拟钢绞线在交变荷载和氯盐环境共同作用下的腐蚀情况,考虑不同应力幅对钢绞线腐蚀疲劳寿命的影响,并运用灰度处理方法,对钢绞线腐蚀程度进行量化分区,便于分析不同腐蚀区钢绞线的破坏模式.研究结果表明:拉索外侧钢绞线比拉索内侧钢绞线更容易腐蚀,其腐蚀程度与所施加应力幅相关,应力幅越大,钢绞线腐蚀程度越高,开裂韧性值越低,易发生脆性破坏.随着应力幅值降低,钢绞线开裂韧性值提高,钢绞线破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏.此外,通过疲劳试验,基于三参数法,提出不同腐蚀程度的钢绞线的疲劳寿命预测模型,为进一步探究拉索疲劳腐蚀机理提供参考.     

基于CFD正交试验的电芯干燥箱风速场均匀性研究

使用FLUENT数值仿真结合单因素试验和正交试验,研究电芯间距、进风口竖直距离、出风口竖直距离、进口风速和工作压力对电芯干燥箱内风速场均匀度的影响。单因素试验揭示了均匀度随各参数的变化规律,并为正交试验因素水平合理选择提供依据。由正交试验得到各参数不同水平的最优组合方案,以使风速场均匀度达到最大值。利用极差分析得出电芯间距为影响均匀度值的最主要因素。通过优化前后的数据对比,发现均匀度提高了21%,进一步验证了方案的合理性。     

基于谐波平衡法的双稳态压电发电系统非线性振动特性研究

研究双稳态压电发电系统非线性振动特性。通过谐波平衡法计算获得系统幅频响应方程,分析不同非线性系数、阻抗参数与激励对系统幅值解影响,随激励频率、幅值的变化,双稳态压电发电系统幅值解存在跳跃、多解现象,调节非线性系数及阻抗参数可使不稳定区域范围最小;研究外加激励对功率影响,随非线性系数及阻抗参数的增加,输出功率先增加后减小,通过调节磁化强度与负载阻抗可使系统输出功率最大;通过实验所得频率电压响应曲线及电阻功率响应曲线,验证系统非线性分析结果。可为双稳态压电发电系统工程应用提供理论依据。     

基于自适应阈值调整小波去噪法和HT-LMD的电流幅值时滞检测方法

为解决电流幅值时滞效果,避免电流幅值时滞问题对电网运行的质量扰动,保障电网安全可靠运行的问题,基于自适应阈值调整小波去噪法和HT-LMD提出电流幅值时滞检测方法,采用自适应阈值调整小波去噪法去除电流幅值信号中的噪声,根据正交性判据的迭代终止条件,采用HT-LMD分解去噪后的电流幅值信号获取PF分量,通过比较分析PF分量幅值特征、边际谱特征、瞬时频率特征和Hilbert-Huang谱特征,实现电流幅值时滞检测。开展电流幅值时滞检测方法仿真验证,仿真及实验结果表明：随噪声强度变化,该文方法能自适应地更新相关参数,更好地向最优值逼近;除噪效果较为显著,可很好地保存有效信号特征;能有效获取电压暂降LMD分量,具有较好的电流幅值时滞检测效果。     

不同测试电压下多壁碳纳米管湿度传感器的稳定性(英文)

为提高碳纳米管(CNTs)湿度传感器的检测精度,研制了一种电阻型碳纳米管湿度传感器.阐述了传感器的结构、工作原理与制作过程,并对传感器的稳定性进行了实验与理论分析.建立并求解了对应于两根碳纳米管间势垒的薛定谔方程.分析结果表明传感器内部碳纳米管的稳定决定了传感器的稳定性,并且测试电压会影响碳纳米管的稳定性对传感器电阻波动的影响.实验结果表明传感器的工作电压影响着传感器的稳定性,当测试电压为5V时传感器电阻波动范围大约是工作电压为15 V时的5倍.     

多壁碳纳米管/天然橡胶复合材料压阻传感特性实验分析及理论预测

为实现对隔震支座工作性能的有效监测,采用开炼法制备了多壁碳纳米管(MWCNT)/天然橡胶(NR)复合材料,研究了该复合材料在恒应变和间歇加载下的电阻-应变响应行为。结果表明：MWCNT/NR复合材料电阻-应变响应稳定性、重复性、单调性、对称性及“肩峰”效应依赖恒应变载荷;随着间歇时间的增加电阻变化幅值趋于稳定,所建立的理论模型能有效预测该幅值变化。不同脱层形式下MWCNT/NR复合材料表现出不同的压阻行为,采用Digimat和Workbench解释了其响应机制。基于MWCNT导电网络和橡胶材料黏弹性,一个能够完整表征和预测循环电阻-应变响应的数学模型被提出和验证,模型拟合结果与实验结果高度吻合,为实现MWCNT/NR复合材料的工业应用奠定理论基础。     

碳纤维水泥基材料与电极的接触电阻

论述了接触电阻的产生及其表征,并在试验的基础上分析研究了影响碳纤维水泥基材料(Carbon fiber reinforced cement,CFRC)与电极之间接触电阻的各种因素.研究表明:实际接触面积是影响接触电阻的主要因素,增大实际接触面积是减小接触电阻的一种可行方法.     

流体组装制造的金属-碳纳米管-金属结构

基于碳纳米管的纳米器件制造中,金属-碳纳米管-金属结构是重要部分通过流体组装多壁碳纳米管,并在其上沉积、光刻图形化金属制造了金属-碳纳米管-金属结构．对比不同流体组装条件下的排列效果发现,较大的样品台倾角和较高的气流速度可实现较好的碳纳米管组装．通过对碳纳米管与金属间的接触电阻进行估算和比较,金属包覆碳纳米管比碳纳米管沉积在全电极上的接触方式具有更小的接触电阻和接触电阻分散性,且碳纳米管与金电极接触状态比钛电极好最终通过该方法制造出了接触良好的金属-碳纳米管-金属结构。     

射频磁控溅射纳米二氧化钒薄膜的电致相变特性

采用射频磁控溅射方法和热处理工艺制备了二氧化钒（VO2）薄膜,并制作了金属钨／VO2／金属钨三明治结构,通过改变金属钨／VO2／金属钨三明治结构中VO2薄膜与金属钨电极的接触面积,研究了VO2薄膜的电致相变特性．采用x射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、四探针和半导体参数测试仪对VO2薄膜的结晶取向、表面形貌、方块电阻和,I-V特性进行了测试．实验结果表明,所制备的VO2薄膜为具有热致相变特性的单一组分VO2纳米薄膜,在热激励下,薄膜的方块电阻相变幅度达到2个数量级;在电压的激励下,VO2薄膜与金属钨的接触面积为12μm×12um时,电流发生跳变的阁值电压为9．4V,随着接触面积的减小,闽值电压也逐渐降低．     

超声波焊接振幅对碳纳米管场发射阴极性能的影响

通过高频超声波焊接来改善电泳后碳纳米管阴极的场发射性能,深入探讨了焊接振幅对碳纳米管焊接效果以及场发射性能的影响。结果表明,焊接振幅太小,碳纳米管无法与金属紧密接触;焊接振幅过大,在高超声能和剪切力的作用下碳纳米管阴极被破坏,场发射性能明显降低。选择20%~50%的焊接振幅,可有效焊接碳纳米管与基底,使两者之间形成可靠接触。开启电压随着振幅的加大而显著降低,从而构造出稳定的场发射阴极。