电潜泵油气分离器测试工艺研究

通过对分离器的应用环境进行分析,得出了分离器入口与排气口压力之间的关系,确定了分离器的测试参数。根据分离器测试装置及压力条件,制定了分离器的测试工艺。根据测试工艺对101系列旋转式分离器进行性能测试,结果表明:分离器的扬程随流量的增加而减小,最大扬程约5.5 m,在流量为200 m3/d时,扬程约0.5 m;分离器的分离效率随入口流量的增加而增加,在流量为200 m3/d时,分离效率超过60%;气体体积分数随入口流量的增加而减小,在流量为200 m3/d时,气体体积分数超过25%。     

粘结性涂层的摩擦磨损特性

采用球-盘式摩擦磨损试验机,研究了粘结性钢-聚四氟乙烯涂层在不同速度和载荷条件下的摩擦磨损特性。采用扫描电子显微镜观测了磨损后涂层的表面形貌,探讨了涂层的摩擦磨损机理。研究发现:随载荷的增加,涂层的摩擦系数和磨损率降低;随速度的增加,涂层摩擦系数趋于恒值,而磨损率增加。扫描电子显微镜分析表明:这是由于高速条件下,涂层与滚球表面转移膜的形成引起的。     

不同氧化剂对6H-SiC化学机械抛光的影响

选用胶体SiO₂纳米颗粒为磨粒,研究不同pH值条件下高锰酸钾和双氧水两种氧化剂对6H-SiC晶片化学机械抛光的影响,并使用原子力显微镜观察抛光后表面质量。采用Zeta电位分析仪分析溶液中胶体SiO₂颗粒的Zeta电位,采用X射线光电子能谱分析SiC抛光表面元素及其化学状态。结果表明：SiC晶片的材料去除率随pH值变化而变化,采用高猛酸钾抛光液抛光时,材料去除率在pH 6时达到峰值185 nm/h,R_a为0.25 nm;采用双氧水抛光液抛光时,材料去除率在pH 8时达到峰值110 nm/h,R_a为0.32 nm。pH值低于5时,电负性的SiO₂颗粒会通过静电作用吸附在带正电的SiC表面,抑制SiC晶片表面原子的氧化及去除,降低材料去除率;pH值高于5时,SiO₂颗粒在双氧水抛光液中的静电排斥力弱于高锰酸钾抛光液中静电排斥力,从而影响了SiO₂颗粒的分散性能,降低了抛光效果。采用高锰酸钾抛光液抛光后,SiC晶片表面的Si-C氧化产物含量（Si-C-O、Si₄C_4-xO₂和Si₄C₄O₄）较高,高锰酸钾抛光液的氧化能力较强。     

基于分子量级的化学机械抛光材料去除机理

Katsuki采用原子力显微镜(AFM)模拟单个磨粒与芯片的划痕作用,文中以此为基础使用线性回归的方法计算了化学机械抛光(CMP)中实际载荷情况下的划痕深度数量级为10-11m;Nishizawa应用椭圆偏振光谱仪(SE)测试了氧化薄膜厚度和反应时间的关系,并结合理论计算得到1.0×10-8s内氧化薄膜厚度的量级为10-13m.实验结果为单分子层材料去除机理提供了依据.最后,以此机理为基础,建立了单分子层材料去除模型,结果与他人实验相吻合,为进一步研究CMP中单分子层材料去除机理提供了理论依据.     

不同摩擦环境下GO/UHMWPE复合材料摩擦学行为研究

为推动超高分子量聚乙烯(UHMWPE)在医学材料领域的应用,通过模压成型法制备氧化石墨烯(GO)/UHMWPE复合材料,并在干摩擦环境、去离子水及小牛血清中研究复合材料摩擦学行为。结果表明,随着GO的添加,复合材料的硬度明显增加。复合材料的摩擦系数在干摩擦过程中最大,去离子水过程中次之,小牛血清中最小。此外,同样条件下,GO/UHMWPE复合材料摩擦系数均比纯UHM WPE的大。三种条件下,磨损率与摩擦系数呈现相同的趋势,但是同样条件下,GO/UHMWPE复合材料磨损率明显小于纯UHM WPE。最后结合磨痕表面微观形貌,揭示不同摩擦环境下材料的磨损机制。     

Al2O3-40%TiO2涂层/锡青铜的摩擦磨损性能研究

在室温下对Al2O3-40%TiO2涂层与锡青铜摩擦副进行了油润滑情况下的球盘式摩擦磨损试验。使用SEM分析了磨损表面形貌特性;同时采用EDAX进行了磨损微观区域的成分分析。结果表明:在FD-7主轴润滑油的条件下,A l2O3-40%TiO2涂层与锡青铜之间发生了明显的涂抹和擦伤现象,涂层摩擦磨损性能优异。     

粘着力对化学机械抛光芯片分子去除机理影响的数学模型

基于芯片/磨粒/抛光垫的微观接触力平衡关系,建立了考虑抛光垫/磨粒大变形和粘着力效应的微观接触模型.模型预测结果表明:对于Cu和SiO2芯片而言,粘着力对磨粒所受外力具有重要影响作用;考虑粘着力的情况下,单个磨粒压入芯片的深度比未考虑粘着效应时,最大为原来的2倍和4倍.然而,即使考虑粘着效应时,磨粒压入芯片的深度仍然在分子量级.因此,认为CMP材料的去除机理为单分子层去除机理.为深入研究CMP材料原子/分子去除机理提供了一定的理论指导.     

基于AFM的化学机械抛光磨粒模拟研究

当前的化学机械抛光(CMP)磨损模型中大多数都缺少微观试验数据的支持。为进步揭示CMP中纳米磨粒对材料表面的磨损机制,提出了采用原子力显微镜(AFM)来模拟CMP中的单个磨粒的试验方案,并验证该模拟试验方案的可行性。结果表明:采用AFM探针来模拟CMP过程中单个磨粒对芯片表面的磨损与相互作用的试验方案是完全可行的;可以通过AFM探针对芯片表面的相互作用与磨损,模拟得出单个磨粒对芯片表面的作用与磨损状况,并可以在此微观试验数据的基础上建立起新的CMP磨损模型。     

粘着力对化学机械抛光芯片分子去除机理影响的数学模型

基于芯片/磨粒/抛光垫的微观接触力平衡关系,建立了考虑抛光垫/磨粒大变形和粘着力效应的微观接触模型,模型预测结果表明：对于Cu和SiO2芯片而言,粘着力对磨粒所受外力具有重要影响作用;考虑粘着力的情况下,单个磨粒压入芯片的深度比未考虑粘着效应时,最大为原来的2倍和4倍。然而,即使考虑粘着效应时,磨粒压入芯片的深度仍然在分子量级。因此,认为CMP材料的去除机理为单分子层去除机理,为深入研究CMP材料原子/分子去除机理提供了一定的理论指导。     

纺织机钢丝圈表面类金刚石膜的制备及摩擦特性研究

为提高纺织机高速纺纱工况下钢丝圈表面的磨损性能,采用直流等离子气相沉积法在钢丝圈表面制备类金刚石涂层(DLC),采用原位扫描探针显微镜观测涂层表面形貌,测量并计算涂层硬度。结果发现,DLC涂层颗粒粒径约为100 nm,呈岛状聚集分布,硬度约为18 GPa。采用球-盘式摩擦试验机研究DLC涂层在不同载荷(20~100 N)和不同转速(100~600 r/min)条件下的摩擦特性。结果表明,在低载高速的条件下,DLC涂层具有良好的耐磨特性,符合钢丝圈的实际工况。采用傅里叶变换红外光谱分析涂层的磨损机制,结果发现,在摩擦磨损过程中从薄膜中释放出来的氢和涂层的剪切变形引起了DLC薄膜的石墨化SP^3/SP^2转变,从而降低了摩擦因数和磨损率。