矩形压缩谐振腔内基底对电场影响的仿真模拟

针对微波等离子体化学气相沉积金刚石过程中,矩形谐振腔中激发的等离子体稳定性和均匀性差的问题,提出通过用Ansoft软件对矩形压缩谐振腔进行模拟计算来优化设计谐振腔的方法．模拟中,假设除了微波输入端口以外,所有的边界都定义为理想电导体;微波能以平面波的形式,通过矩形波导被耦合到微波谐振腔内;再用高频结构仿真器联合求解满足模型条件的麦克斯韦方程组,得出谐振腔中的电场分布结果．分别模拟了基底深入谐振腔内高度为1．5、2、2．5、3、4mm和基底半径为11、13、15、17mm时,腔体内的电场分布．数值模拟结果表明,压缩谐振腔内的最大电场强度为817V／m左右,较压缩之前的电场强度增高了近一倍,且基底深入谐振腔高度为2mm,基底半径为13mm左右时,装置内电场强度较集中．     

碳纳米纤维／镍管复合材料的制备

采用化学镀法在化学纤维布表面覆盖均匀镍层,通过热处理去除基体后获得中空镍纤维管;将其置于化学气相沉积装置中,通过调整合适的氢气和甲烷流量比及气压条件制备了以中空微米镍纤维管为主体结构、碳纳米纤维（CNF）以及金属管体结构为存储介质的碳纳米纤维／镍管复合纤维材料．运用扫描电子显微镜（SEM）分析中空镍纤维及复合纤维管表面形貌,x射线衍射（XRD）对复合纤维管晶相组成进行表征．结果表明,利用模版法制备出的中空镍纤维管孔径在10μm左右,管壁厚约0．5μm;化学气相沉积制备过程中,当微波功率500W,氢气和甲烷流量比100：6,气压4．0kPa,沉积时间5min时,复合纤维管外壁和端口内壁均匀沉积长径比较大且直径均匀分布的碳纳米纤维,碳纤维直径约50nm;复合纤维成分为碳纳米纤维、镍和三镍化磷合金相,其中碳纳米纤维表现为石墨相．表面覆盖有碳纳米纤维的镍管复合材料,增加了材料自身的吸附存储和导电性能,可应用于多相催化、电容存储和电极材料等领域．     

金属镍在碳纳米管薄膜上的电结晶

为了使碳纳米管表面产生某些含氧官能团,使其疏水性表面变为亲水性表面,采用兼具有酸性和氧化性的硝酸和硫酸水溶液对碳纳米管进行表面氧化处理,并利用红外光谱表征了碳纳米管的表面结构.制备了初始浓度为0.5g/L的碳纳米管悬浮液,运用复合电沉积方法在不锈钢基体表面制备碳纳米管薄膜,同时在硫酸镍基础电解液中研究了沉积时间对镍晶粒在碳纳米管薄膜上沉积的表面形貌和微观结构的影响.结果表明:经过混酸氧化处理后的碳纳米管表面拥有丰富的羧基和羟基等含氧官能团;沉积初期镍晶粒在碳纳米管薄膜中的结晶形态呈颗粒状,其结晶位置仅位于碳纳米管表面少数部位,随着沉积时间的延长,镍晶粒在碳纳米管薄膜中逐渐形成准连续的金属层.此外,碳纳米管的存在促进了镍晶粒(111)晶面的生长,影响了特征峰相对强度的变化及晶粒尺寸的减小.     

镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层的制备及性能

为了改善金属基材的表面性能,以钛铁矿为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法制备了纳米碳管/二氧化钛复合粉体.采用复合电泳电沉积法在不锈钢基体表面制备了镍基纳米碳管/二氧化钛复合镀层;利用扫描电镜、X射线衍射仪、数显维氏硬度计和电化学测试等手段研究了纳米碳管/二氧化钛复合粉体对复合镀层结构和性能的影响.结果表明纳米碳管/二氧化钛复合粉体的加入有效地减小了复合镀层中镍的晶粒尺寸,促进了金属镍沿(111)晶面择优取向生长,改变了镍的电沉积层结构,提高了镀层的硬度,改善了镀层的耐腐蚀性能;在复合粉体的作用下,复合镀层的硬度与纯镍镀层相比提高了110%,腐蚀电位正移了23mV,腐蚀电流密度减少了0.991微安/平方厘米.     

压缩机焊接变形的三维数值模拟

采用三维热弹塑性有限无法对压缩机的圆筒和轴承焊接后的残余变形和应力进行了分析。为提高计算精度引入了局部坐标系统和缩减积分法。计算了各种不同焊接条件下轴承的偏心和圆筒端部的径向变形。计算结果与实测值十分符合。本模拟方法可预测各种参数对焊接变形的影响，从而控制压缩机的制造精度。分析还表明在焊缝周围的热影响区存在着相当高的残余应力。     

轴对称热弹塑性应力有限元分析在焊接中的应用

本文运用热弹塑性理论,给出了轴对称条件下热弹塑性应力有限元分析关系式。所编制的轴对称热弹塑性应力分析程序考虑了温度对材料性能的影响以及进入塑性变形后卸载问题和应变硬化问题。利用该程序对补焊时的应力分布进行了实例分析。结果表明,该程序可以作为了解轴对称条件下热弹塑性应力的有力工具。     

大拼板角变形的计算机预测和控制

对核电凝汽器制造中的大拼板多怪焊后的角变形进行了计算机预测，通过不同的焊接方法，焊接顺序和工艺参数下焊接形形趋势的比较，为选择最佳的焊接方法和工艺提供了依据。     

氮氧混合气体对沉积金刚石膜的影响

通过对微波等离子体化学气相沉积装置中沉积的金刚石薄膜形貌与质量的检测研究了向甲烷/氢气等离子体中同时添加氮气/氧气对薄膜沉积的影响,获得了包括微米级和纳米级的多种薄膜;采用扫描电子显微镜、拉曼光谱以及X射线扫描对薄膜进行了表征,结果表明:只引入少量氧气后生成了111取向的较大粒度金刚石薄膜,而只引入少量氮气时生成了110取向的纳米级金刚石薄膜;当引入总量一定的氮氧混合气体时,根据氮气与氧气的引入量,所获得的薄膜从微米级多晶金刚石膜延伸至纳米级金刚石薄膜,其晶面组成从混合111与110取向过渡到100取向再过渡到110取向,氧气浓度较高时样品表现为大粒度成膜,随氮气浓度增加晶粒迅速减小,氮气浓度较高时所得样品则是标准的纳米膜;氮气和氧气的引入明显地影响着薄膜的不同粒径、不同微观结构和形貌的改变,表明通过调整气体引入量可以指向性获得具有特定微观结构的薄膜.     

等离子体改性牦牛毛

采用微波电子回旋共振等离子体反应离子刻蚀(ECR-R IE)装置对牦牛毛纤维进行表面改性,从而改善牦牛毛的可纺性。研究了各等离子体参数对牦牛毛纤维性能的影响。通过SEM、XPS及吸附性能等的分析,结果表明,在相同参数的等离子体条件下,随着产生等离子体的微波功率的增大,对牦牛毛纤维表面的刻蚀效果增强;经过等离子体处理过的牦牛毛纤维的亲水性,上染率等都有明显的提高,说明该方法是一条切实可行的路线。     

基片温度对金刚石厚膜生长的影响

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法制备了Ф60mm的金刚石厚膜,通过对沉积过程和结果的观察发现,由于所用沉积气压较高,基片不同区域温度不均匀,导致不同区域沉积的金刚石厚膜晶型差距较大．通过对不同区域的结果进行比较,发现850℃为较好的沉积温度,并在对沉积工艺进行优化后,采用该温度在Ф60mm的基片上制备了厚度为0．6mm取向性很好的金刚石厚膜．