面向超高温压力传感器的SiC-SiC键合方法

为了实现耐高温压力传感器SiC腔体的制作,分别利用高性能陶瓷胶、旋涂玻璃和金属Ni等3种材料作为键合层,研究了SiC-SiC键合工艺.扫描电子显微镜和键合拉伸强度实验结果表明,这3种材料的键合层均可以成功应用于SiC-SiC键合,其中高性能陶瓷胶键合层厚度为20~30μm,键合强度可达4 MPa;旋涂玻璃键合层厚度为2μm左右,键合强度约1.5 MPa;金属Ni键合层厚度为1μm,键合强度约为0.5 MPa.     

低温压力传感器及压力信号的微机动态测量系统

研制了一种适用于低温环境中的压力（差压）传感器。该传感器具有较高的精度、灵敏度、线性以及较快的响应速度。另以高性能、高速数据采集卡及Ｃｏｍｐａｑ４８６微机为二次仪表,组成了一套实时自动数据测量系统。该系统的硬件可靠,软件虚拟了各类数字化仪表,具有较强的数据处理能力和较便捷的操作性。     

硅玻璃阳极键合绝压压阻式压力传感器中的残余应力

硅玻璃阳极键合技术因键合强度高,工艺简单而成为低成本绝压压力传感器的主要封装技术.但由于常规的硅玻璃阳极键合需要在相对较高的温度下进行且材料之间不可避免的热膨胀系数失配将产生较大的残余应力.实验采用有限元方法对硅玻璃阳极键合进行了系统的力学分析以减小残余应力对器件性能的影响.实验中采用硅玻璃阳极键合技术制备了不同压敏膜厚度和尺寸的传感器并测试其曲率与零点以对残余应力进行分析验证.     

基于压力传感器阵列的轻武器杀伤效应测试系统

轻武器杀伤效应是评价轻武器性能和指导轻武器设计的重要技术指标.为了研究和科学评价轻武器的杀伤效应,设计了埋设有压力传感器阵列的模拟靶标.利用高速摄影机和压力测试系统同步测试,获得了某型号手枪弹在50 m射距下侵彻带有防护材料的模拟靶标的高速摄影图像和压力波曲线,揭示了某型号手枪弹在侵彻带防护模拟靶标的过程中产生的压力变化特性.实际测试结果表明,弹丸在侵彻带防护的模拟靶标的过程中,对防护材料产生的冲击波,可瞬间向模拟靶标传递并转换产生对人体致伤起重要作用的峰值压力.通过对压力传感器阵列所获取的压力曲线进行分析,可以科学评价轻武器的杀伤效应.     

DFT方法研究一氧化氮在铬掺杂石墨烯上的吸附行为

石墨烯具有较高的比表面积,其电导率会因吸附微量气体分子而发生显著变化,有望用作超高灵敏度的气体传感器。本研究基于密度泛函理论(DFT)的计算方法,探讨了NO在石墨烯和Cr掺杂石墨烯上的吸附行为,通过对比吸附前后的各自体系的电子结构变化,发现Cr掺杂石墨烯有助于增强对NO气体分子的吸附能力,吸附能增大到–1.58 eV,基底转移到吸附物的电荷数增大了一个数量级,达到0.143 e,显著提升了气体探测灵敏度。本研究为工业、环境和军事监测领域中开发新型NO气体传感器提供了新的设计思路。     

微机电系统( MEMS)硅压阻式压力传感器分析研究

本文对MEMS硅压阻式压力传感器进行了相应理论的分析,并对其优缺点进行了论述.通过对微压力传感器芯片的探索,提出了一种新型结构:四岛平膜结构.运用仿真软件对四岛平膜型微压力传感器芯片进行了静力学分析.通过分析应力和形变平面云图及沿特定的路径分布图,发现该结构在边缘四边中点位置处出现应力的极大值,同时在芯片的四个凸起中间部位应力出现了明显的应力集中效应.将电阻放置在应力集中的区域,使其构成一个惠斯通全桥,可获得最大的电压输出.形变极大值远远小于传感器有效膜片的厚度,本文设计的传感器芯片的线性度良好.     

基于昆虫振动感受器的谐振式硅微机械压力传感器结构设计

针对谐振式硅微机械压力传感器输出信号十分微弱、检测难度大的问题,从结构设计的角度分析了相应的解决方法。将对昆虫孔缝结构振动感受器的研究与谐振式微机械压力传感器的设计相结合,提出在谐振敏感结构中引入孔缝结构,通过孔缝应力集中效应提高检测信号的强度,实现传感器检测性能的提高。     

硫化镉/石墨烯复合光催化剂的微波水热合成及DFT研究

采用微波水热法制备了CdS/rGO纳米复合光催化剂,通过XRD、FTIR、XPS、SEM、TEM对其结构和形貌进行了表征,结合UV-Vis和密度泛函(DFT)计算对异质界面的电荷转移机制进行了研究。结果表明所得复合材料中CdS分散性好、显示出较高的可见光催化活性和光稳定性。当rGO含量为0.5 mg/mL时复合材料的光催化性能最佳,可见光照射120 min后亚甲基蓝(MB)的光降解率达到94.40%,且五次循环实验光催化效果接近。界面相互作用、差分电荷密度、平均静电势等计算结果表明CdS与rGO通过范德华弱相互作用形成稳定异质界面,电荷由CdS向rGO转移,电子和空穴在两相界面实现了有效分离,因而材料的光催化性能得到增强。     

电容式柔性压力传感器的性能优化原理及研究进展

作为可穿戴电子器件的重要分支,柔性压力传感器在人机交互、健康监测等方面具有广阔的应用前景。随着新型材料与新的器件制备策略的不断开发,柔性压力传感器的力学与电学性能不断被优化以适应不同的应用需求。相较于其他传感器,电容式柔性压力传感器具有灵敏度高、功耗低、响应快的优势。电容式柔性压力传感器的性能优化主要通过改变器件的结构参数来实现,如电极有效正对面积、电极间距、有效介电常数等。主要方法策略包括新型纳米材料的应用、新型微结构设计和新型复合材料的开发。主要优化原理有四种：（1）通过改变电极表面粗糙度来改变电极有效正对面积;（2）在电极或介电层中引入空气层以降低弹性模量;（3）在介电层中引入空气或高介电常数材料来改变有效介电常数;（4）通过复合材料在介电层中形成微电容以改变总体电容变化。在电容式柔性压力传感器的性能优化研究中存在一个共性问题,即高灵敏度与宽检测范围之间总是存在一种制约关系。在一定压力范围内,尤其是低压范围,灵敏度提升往往会使器件较易达到压缩饱和而使检测范围有限,即线性度较差。近年来,研究者们着眼于高灵敏度与宽检测范围之间的制约问题,对介电层的梯度结构设计及混合响应机制进行探索,...     

聚苯胺/钛酸钡复合粒子的合成及结构表征

采用硅烷偶联剂对钛酸钡进行表面修饰,并实施接枝聚合,制备聚苯胺/钛酸钡壳核型的复合粒子.采用SEM、XRD等分析方法对复合粒子的表观形貌和结构进行表征,并应用Gaussian 03软件对硅烷偶联剂分子在钛酸钡表面接枝的几何构型进行计算.结果表明,采用硅烷偶联剂后,苯胺在钛酸钡表面有效地实施了接枝聚合,形成壳核结构,与理论计算结果一致.     

基于可膨胀微球/聚二甲基硅氧烷复合介电层的柔性电容式压力传感器

为解决含有微结构的柔性电容式压力传感器工作范围较窄的问题,设计了一种基于可膨胀微球/聚二甲基硅氧烷(PDMS)介电层的柔性"三明治"结构电容式压力传感器,并对介电层的结构和形貌进行表征.通过自行搭建的压力设备和电容采集设备研究了基于可膨胀微球/PDMS介电层传感器的力学性能和电学性能.结果 表明:通过向PDMS介电层中...     

斜角式脉冲涡流传感器理论分析及试验验证

直角式脉冲涡流传感器在检测裂纹时具有良好的响应特性,但对于面积型腐蚀缺陷的检测,这种传感器的响应信号变化复杂,使得特征量的提取变得困难,而且误差较大.针对这种情况,本文提出了一种新的斜角式传感器结构,并对这种新型的传感器进行了理论分析和试验验证,试验结果表明该传感器极大的提高了检测的精度.