声子晶体点缺陷模式质量传感的位置解耦方法

声子晶体点缺陷微小的振动质量和高品质因数(Q)使之用于质量传感时可以提高灵敏度和分辨率,但其灵敏度受被测物位置影响。制作硅基点缺陷结构,建立了计算缺陷模式的质量灵敏度的弹簧-振子模型。通过实验验证,实验中最高灵敏度为9.1Hz/ng。提出了一种利用多模式的灵敏度分布差异对质量和位置进行解耦的算法,并予以仿真验证。采用3种和8种模式测量质量的相对误差分别为2.6%和0.43%。     

新型充填式套管补偿器研制与应用

针对剪切式套管补偿器容易出现销钉提前剪断导致补偿失败的问题,设计了一种通过温控材料融化来控制补偿动作的新型充填式补偿器。优选了80℃熔化的低熔点合金作为温控材料,并对其进行了强度试验,在600kN的压力下不发生位移变形。现场应用表明:该补偿器在注汽和生产过程中能够有效地保护完井管柱,大幅降低了套损井的发生率。     

介绍一种高效率的冲钻头水口工具

到目前为止,地质勘探所需之合金钻头在水口的加工工艺上多采用锯条拉割或刨、钻等方法。在加工的效率和质量上多不能适应钻探生产上的需要,特别是:当钻探生产效率一跃再跃的提高以后,更显着加工钻头水口工艺方法急需随着生产而迅速改进。用锯条拉割水口,从人力、物力以及效率上都不经济,改用刨、钻确实在效率和劳力上有所提高和     

重质碳酸钙的应用实践

油墨印刷时需要不透印,即一面的油墨不渗透到另一面,否则会影响到另一面的字迹或画报的清晰[1]。近期,客户反应我们的纸页存在透印现象、不透明度低的问题。     

微电铸工艺中含N’N-二乙基硫脲添加剂时金属铜填洞机理研究

为了研究含N’N-二乙基硫脲添加剂的微电铸工艺金属铜填洞机理,本文采用线性伏安法、循环电压电流溶出法(CVS)、扫描电镜(SEM)以及XRD测量法研究N’N-二乙基硫脲对微电铸工艺电化学行为的影响,并借助塔菲尔方程,研究微电铸铜反应过程中的电极动力学参数。结果显示：当微电铸铜工艺中加入N’N-二乙基硫脲添加剂时,产生活性极化,提高了铜离子还原时所需的活化能,金属离子的放电速度从2.2214 mA/ cm2降低 到约0.076 mA/ cm2,这样增加了反应时的过电位,促使电极表面晶核成型速度增加,晶体成长速度由2.57μm /min 降低到约0.17μm /min,铜离子的平滑能力提高约50%。这样可以有效减小微电铸时的边沿效应,使金属铜具有良好的填充微型孔洞的能力。本实验通过微电铸工艺成功地将金属铜填充入宽为10μm,深宽比为4：1的微型凹槽中,且镀层内没有空洞、空隙以及细缝等缺陷。     

用于微反射镜制作的叠层光刻胶牺牲层工艺及残余应力控制

对应用于微反射镜制作的叠层光刻胶牺牲层工艺及微反射镜表面残余应力控制进行了研究。讨论了光刻胶牺牲层在电镀时的污染问题,提出电镀结束后重新制作光刻胶牺牲层的方法来保证牺牲层表面质量。同时提出蒸发-电镀相结合的工艺解决了上层光刻胶溶剂穿过中间结构层浸入底层光刻胶的问题,并通过控制蒸发与电镀过程中应力状态不同的两层金属薄膜的厚度解决了微反射镜镜面存在残余应力问题。最后成功释放了长620μm、宽500μm、厚2μm、悬空高为12μm的微反射镜结构。     

微流体流量分配网络的两种数值设计方法

比较了微流体流量分配网络的两种设计方法-电学比拟法和流体拓扑优化方法,并对以出口流量为设计要求的微流体网络进行了流阻极小为目标的优化设计。对于电学比拟法,探讨了管道长度和弯曲度以及流体雷诺数等因素对设计结果的影响;对于流体拓扑优化法,阐述了优化模型以及实现的具体形式。从设计面积和误差等方面对电学比拟法和拓扑优化法的结果进行了分析比较。针对设计误差,对电学比拟法提出了一种基于参数优化的修正设计方法,结果显示这种方法可以有效消除电学比拟法的设计局限性,有利于进行高效的大规模高精度微流体网络设计。     

亲/疏水性不同壁面组成微通道的深宽比与通道内液体的自发毛细流动

研究了聚合物芯片上由亲/疏水性不同壁面组成的微通道内流体的流动行为。为了实现该类微通道内液体的自发毛细流动和被操作液体的自发毛细输运,根据系统总表面自由能极小原理,提出了微通道内毛细输运自发实现时微通道的临界深宽比条件。在以二聚二甲基硅氧烷(PDMS)和玻璃为材料的微流控芯片上进行了三面疏水一面亲水微通道内水的毛细输运实验。针对165μm,200μm和265μm3种深度的通道,理论计算的临界深宽比为0.5,而实验得到的值分别为0.4714,0.4878和0.4818,实验结果与理论预测结果基本相符,从而验证了由亲疏水性不同的壁面组成的微通道内毛细输运自发实现的临界深宽比条件。     

主辅通道型微混合器的设计与制作

为了实现微量液体的快速均匀混合,设计了一种PDMS双层结构的新型微混合器。研究了混合器的制作方法以及几何尺寸和Re数对混合的影响。依据Fick第一定律介绍了主辅通道型微混合器的设计原理;采用有限元方法对不同几何尺寸及Re数下混合器中液体的速度流场及浓度场进行了数值模拟;数值分析显示,随着主辅通道出口宽度比的减小,通道长度的增加和雷诺数的减小,混合器的混合率增加。最后,依据仿真结果制作了主辅通道深度比为0.71,出口宽度比为1,通道长度为9mm的微混合器并进行了去离子水和红墨水的混合实验。实验结果表明:当Re5时,设计的混合器能实现液体的快速混合,并且混合率随着Re的减小而增大,基本满足低Re数下微量液体快速均匀混合的要求。     

复合扩铰刀切削参数的合理选择

基于铰削用量对孔表面质量的影响进行试验研究,分析了实际加工条件和被加工材料特点,选取了多组铰削速度和进给量进行试验。通过测量和对比不同铰削用量下所加工的孔表面质量,得出结论:铰削速度对孔表面质量的影响大于进给量对孔表面质量的影响;在一定范围内,适当提高铰削速度可以降低孔表面的粗糙度,但在切削速度提高的过程中会产生大量的切削热,影响被加工孔的表面质量,综合二者的影响进行分析并获得合理的切削参数。