基于各向同性干法刻蚀的大面积悬空Al膜制备

热声传感器随着多孔硅的热致超声发射现象的发现越来越受到关注。热声传感器通过改变器件表面热量而在周围空气中产生交变压力,从而向外发出声波。热声传感器的关键器件是悬空金属薄膜。制备大面积悬空薄膜释放有一定的难度,需要考虑金属薄膜本身的应力与粘附效应。该文提出了两种基于各向同性干法刻蚀的制备金属薄膜的方法,利用XeF2/SF6制备悬空Al膜。由于XeF2与SF6气体刻蚀硅时对于Al有较高的选择比,XeF2对于硅是各向同性刻蚀且有很高的刻蚀速率,而通过设置感应耦合等离子体（ICP）刻蚀机的参数也可利用SF6达到各向同性刻蚀。基于上述特点制备了悬空Al膜,设计相应的制备流程,探索XeF2刻蚀机与ICP刻蚀机合适的刻蚀参数。所制备的悬空Al膜平整、无杂质,具有良好的形貌。     

基于FIB-SEM双束系统的纳尺度真空间隙电学特性原位实验装置

纳米尺度真空电气击穿与绝缘特性研究是高电压与绝缘技术领域的前沿课题.一方面,随着微纳尺度加工技术的不断发展,电气部件和电子器件的特征物理尺寸已经逐步降低到微米、纳米甚至是分子原子尺度,并且在军事和民用领域得到越来越广泛的应用;另一方面,传统的放电击穿理论和绝缘性能评价方法无法用来解释和预估微纳尺度的放电特性和绝缘水平.因此,本文基于聚焦离子束和扫描电子显微镜(FIB-SEM)双束系统,借助纳米压电位移技术和微弱电流测量技术,建立了纳尺度真空间隙电学特性的原位研究系统.该系统不仅能够进行微纳尺度(曲率半径为15 nm~10μm)金属电极的原位加工,材料组成成分的定量分析,而且可以实现纳尺度真空间隙(>20 nm)的放电特性研究,为纳尺度击穿规律和绝缘特性的实验研究提供了有力的支撑.     

动力电池内部温度梯度反演计算

电池在充放电过程中内部温度的分布特征对于锂离子电池热管理系统的设计十分重要。根据电池的物理结构,将圆柱型电池内部平均分成若干等温层,建立了电池沿径向的产热和传热模型,将测试获得的电池表面温度和热流密度作为边界条件,假设热量从中心向外传递过程中等温层之间的热流密度线性增加,提出了一种计算电池沿径向内部温度分布的方法,并在电池内部中心放置热电偶,验证了该方法的准确性。计算结果表明,电池内部温度并非线性分布,在靠近电池中心位置处相邻等温层之间的温度梯度较小,而在靠近电池表面区域附近相邻等温层之间的温度梯度较大。该计算方法在20～40 ℃环境温度区间内具有较高的精度,而在−10 ℃环境温度下误差会偏大些。     

Experimental Study on Electrical Breakdown for Devices with Micrometer Gaps

The understanding of electrical breakdown in atmospheric air across micrometer gaps is critically important for the insulation design of micro ＆ nano electronic devices. In this paper, planar aluminum electrodes with gaps ranging from 2μm to 40 #m were fabricated by microelectromechanical system technology. The influence factors including gap width and surface dielectric states were experimentally investigated using the home-built test and measurement system. Results showed that for SiO2 layers the current sustained at 2-3 nA during most of the pre-breakdown period, and then rose rapidly to 10-30 nA just before breakdown due to field electron emission, followed by the breakdown. The breakdown voltage curves demonstrated three stages： （1） a constantly decreasing region （the gap width d 〈5 μm）, where the field emission effect played an important role just near breakdown, supplying enough initial electrons for the breakdown process; （2） a plateau region with a near constant breakdown potential （5 μm〈 d 〈10 μm）; （3） a region for large gaps that adhered to Paschen＇s curve （d 〉10μm）. And the surface dielectric states including the surface resistivity and secondary electron yield were verified to be related to the propagation of discharge due to the interaction between initial electrons and dielectrics.     

阴极曲率半径对微米尺度气隙击穿的影响规律研究

微米尺度气隙击穿特性研究对微结构绝缘性能评价和微放电等离子体应用具有重要意义。该文建立了微米气隙击穿的二维物理模型,利用粒子模拟/蒙特卡洛碰撞(PIC/MCC)方法开展微米气隙击穿过程中电场分布及带电粒子的仿真研究,得到阴极的曲率半径对于微米气隙电场分布、带电粒子分布以及击穿路径的影响规律,并结合实验结果对仿真结果进行了验证,最后讨论分析极不均匀场下微米空气气隙击穿物理过程。结果表明,阴极曲率半径R0对微米尺度击穿特性的影响规律主要分为两个阶段：当R0<5μm时曲率半径的变化对电场畸变的影响较大,进而导致击穿电压变化较大;当R₀>5μm时R₀对电场畸变的影响逐渐变小,对击穿电压影响减弱。当间隙距离d为5μm时阴极场发射电流占总电流的95%以上,证明了场致电子发射成为击穿的主导机制。同时,阴极表面的放电区域面积随曲率半径的增加而增大,进而导致击穿电流增大。研究结果有助于进一步分析和理解微米尺度击穿过程的影响因素及其微观作用机制。     

基于可拓符号学和眼动实验的黄梅挑花再设计研究

目的 针对传统文化符号再设计过程中,显隐性因子提取与表征存在模糊主观问题,提出一种基于可拓符号学和眼动实验的显隐性文化特征提取与应用的研究方法。方法 以黄梅挑花为例,在可拓符号学的基础上融入眼动实验,首先,利用爬虫技术提取黄梅挑花文化特征词(隐性因子),并进行可拓语义评估得到其可拓区间值;其次,运用眼动实验提取挑花纹样特征(显性因子),结合隐性因子可拓区间值进行综合图解语义评估;最后,将图案元素进行可拓变换设计。结果 变换结果在服饰纹样图案设计中得到合理应用。结论 研究表明:运用该方法可修正传统的依据从业经验及主观思维表征文化特征存在的偏差,能客观、科学地提取显隐性因子并作为设计因素,有助于更好地表达文创产品的文化内涵。     

微纳尺度电气击穿特性和放电规律研究综述

微纳尺度电气击穿特性和放电规律是当前国内外学者的研究热点。本文回顾了近70年来国内外学者在该领域的主要研究工作和成果,重点从研究手段、放电规律以及物理机制等方面对不同物理尺度介电系统(宏观尺度电极/微米间隙、微米尺度电极/微米亚微米间隙、纳米尺度电极/纳米亚纳米间隙)的放电击穿特性进行了总结,阐述了电极间隙、气压、电极材料和电极形状等因素的影响机制以及不同物理尺度介电系统的放电规律。通过对微纳尺度电气击穿特性和放电规律的概括和分析,发现当前存在的主要问题并指出下一步的研究方向,对丰富和完善微纳尺度放电击穿理论具有重要参考意义。     

10 kV电力电缆本体局放信号传播特性的实验研究与仿真分析

探究局部放电在电缆中的传播特性对于信号放电水平的测定、放电位置的定位及与环境干扰噪声的区分均有着重要的意义。以配电网10 kV电力电缆为研究对象,测量了4种放电量（2、5、10、20 nC）的放电信号在100～600 m电缆本体中传播特性,得到了放电量和幅值随传播距离的变化规律,分析了不同频率分量的局放信号随传播距离的衰减特性,最后在CST软件中对放电信号在电缆中的传播进行了仿真,验证了实验的有效性,并讨论了误差产生的原因。实验结果表明：放电信号的幅值变化呈现负指数衰减,但由于信号脉宽在不断增大,使得实际放电量衰减低于幅值衰减;放电信号中所含的频率分量将直接影响信号的波形变换从而影响幅值与放电量的衰减;对于放电信号中不同频率分量随距离传播的衰减率与频率大小线性相关。     

化工机械设备的润滑管理及日常保养方式分析

作为化工机械设备管理重要组成,设备日常保养以及润滑管理与设备运行状态有着直接关联,因此为实现理想型化工机械设备运用模式,有关部门都加大了对设备日常保养与润滑管理的研究力度。因此,从保养、润滑必要性分析为切入点,对化工机械设备日常保养以及润滑管理两部分内容展开全面论述,期望能够为化工机械设备管理提供一定助益。     

绝缘油浸没预热NCM811动力电池的热特性及放电参数改善

低温环境严重影响了电池放电性能,综合考虑多种预热方法对电池温度场分布的影响,利用绝缘油浸没加热NCM811电池,测试了不同低温环境下预热过程电池的温升速率、电池表面温差、不同电池剩余容量（SOC）下的电池1C放电时的放电参数。结果表明,NCM811电池低温性能良好,但是预热对于低SOC放电很重要,当SOC低于33.3%时,在-20℃的环境下,不预热则几乎无法放电。预热能明显改善低温下的电池放电性能、减小内阻,在-20℃的低温环境中将电池内部温度预热至0℃时,其温升速率可以达到0.31℃/s,对于100%SOC与33.3%SOC的初始电池状态,其对应的电池欧姆内阻分别降低至预热前的39.5%和37.9%,极化内阻则降低至预热前的15.4%和21.1%,即使是33.3%SOC的初始状态,1C倍率放出的容量可以达到充入容量的81.68%。