压电微致动器元件的制作及特性分析

目的是设计和制作一种新型压电微致动器,用于高密度硬盘磁头的精确定位。其中,压电元件由传统的或改进的溶胶-凝胶工艺制备并利用反应离子刻蚀成型,压电层厚度范围为0.6~3μm。采用X-射线衍射和原子力显微镜等对PZT薄膜的物相、表面形貌以及颗粒尺寸等进行分析。结果显示,随着PZT层厚度从0.6~3μm的不断增加,其内部颗粒尺寸也相应增大,粗糙度越低。此外,该微致动器的驱动机理通过多普勒干涉仪进行测量。结果表明,对于封装了3μm厚PZT元件的U型微致动器悬臂装置,在±20 V交变电压作用下,微致动位移达到1.146μm,谐振频率超过22 kHz。     

高接触压力下齿轮油润滑特性

在重载条件下工作的润滑剂常常会受到高接触压力的影响,有时会导致润滑剂本身性质发生改变从而造成摩擦副失效,但目前对高接触压力条件下润滑剂性能的研究还不多。利用自制的新型膜厚测量仪测量GL-5型齿轮油在不同卷吸速度和接触压力下的干涉图像,并计算得到膜厚曲线进行成膜性能和润滑特性分析。结果表明,在低速重载的情况下GL-5齿轮油有较好的成膜能力;在高接触压力下,油膜形状呈平坦状分布,有助于减小压力峰值;随着接触压力的增加,由Hamrock-Dowson理论算得的膜厚值和实测值逐渐开始偏离,理论公式中卷吸速度和载荷的指数需要调整。     

基于CEBUS总线集中式的小区智能家居

本文综述了CEBus总线的性能特点，给出了小区智能网关的的概念，在分析了现行的多种智能家庭网络体系结构的基础上，提出了一种高性价比、高可靠性、安全的集中式体系结构。     

PMN-PZT多层厚膜微致动器的制作与分析

研制了一种用于计算机磁头精确定位的"U"形压电微致动器。该致动器由流延法在不锈钢(SUS304)基体上制备镁铌酸铅一锆钛酸铅(PMN-PZT)多层膜,并由丝网印刷工艺制作Ag／Pd内电极。在此基础上,在多普勒干涉仪(LDV)上对封装了压电元件的"U"形微致动器进行了测试。结果表明,该致动器具有优异的位移／电压灵敏度、谐振频率等特点。此外,有限元仿真进一步验证了多层结构的压电元件可以有效地提高压电微致动器的驱动能力。     

固溶处理温度对双相不锈钢在硫酸介质中腐蚀磨损行为的影响SCIEI

采用销环式腐蚀磨损试验机研究了固溶处理的双相不锈钢在１０％Ｈ２ＳＯ４中的腐蚀磨损行为．腐蚀磨损率－载荷关系曲线表明：较高温度固溶的双相不锈钢在低载荷下的耐腐蚀磨损性比低温固溶的优，而在高载荷下却恰恰相反；阴极保护下（－６００ｍＶ，ＳＣＥ）具有同样的关系．扫描电镜观察证实，高温固溶处理产生大量铁素体而导致高载下出现脆性剥落是其耐腐蚀磨损性变坏的原因．     

摩擦力显微镜及几种材料的微摩擦特性

介绍了自制的摩擦力显微镜基本原理，结构及关键技术，该仪器能够同时或分别采集横向力和法向力信号，进行多种微观力函数的程控采集，例如法向力与信号电流的对应关系，针尖与样品间的粘附力，还介绍了ｎＮ级载荷定量设定方法等。利用该仪器研究了探针与金膜、光盘之间的接触式滑动的微观摩擦行为，对微观接触状态进行了理论分析，提出了计算摩擦系数的方法。     

Oracle数据库基于索引SQL优化方法的研究与实现

在系统分析了Oracle数据库索引特点的基础上,对如何使用SQL语句的索引对数据库进行优化的实现方法中要注意的问题进行了总结,进行了一些新的探索和尝试,提出了Oracle数据库SQL优化的其它注意问题。     

高压微间隙摩擦测试仪研制

为研究高压、微间隙、非稳态条件下的摩擦学问题,自行研制了高压微间隙摩擦测试仪。它可以通过计算机对电机的转速、起停状态的控制,模拟重载条件下点接触摩擦副的运动状态。选用蓝宝石和高精度GCr15球作为实验摩擦副,设计了自动加载机构,实现最大工作压力达3 GPa。应用相对光强光干涉原理,测量润滑膜厚度,垂直方向上膜厚分辨率达到0.5 nm,水平方向的分辨率可达1.0μm。采用间接测量法,利用高精度扭矩仪,对球与盘间的摩擦力进行实时测量,测量精度为0.1 N。在温控系统中采用闭环控制方式,实现了准确控温,控温精度为±1℃。以5种润滑剂进行实际测量,研究了各类润滑液膜厚随速度的变化规律,验证了仪器的稳定性。     

几种氮化物薄膜与熔融玻璃之间的高温界面摩擦行为*

使用多弧离子镀设备制备了AlTiN,CrN,TiN,ZrN薄膜,在850℃条件下,利用自行研制的高温界面摩擦试验装置对上述薄膜与熔融玻璃之间的界面摩擦行为进行了试验研究.利用X射线衍射分析了上述4种薄膜在高温试验前后的物相结构变化.此外,在500℃条件下测量了4种材料与熔融玻璃的高温润湿行为.试验结果表明CrN,TiN,ZrN 3种薄膜材料具有良好的抗高温氧化性能,而AlTiN薄膜在高温下会逐渐氧化生成A12TiO5氧化膜,该氧化膜能够阻止氧化反应的继续进行,且A1TiN,CrN,TiN,ZrN 4种薄膜与熔融玻璃之间的接触角与界面摩擦存在对应关系.     

原子级光滑表面的制造技术与机理研究

报告中国国家重点基础研究发展计划(973计划)项目《高性能电子产品设计制造精微化、数字化新原理和新方法》中有关于原子级光滑表面制造的基础研究中所取得的进展和阶段性成果.包括CMP的若干关键技术的突破,化学机械抛光的机理研究,CMP中纳米粒子行为的计算机模拟和实验研究. 开展原子级光滑表面制造和化学机械抛光开展的实验研究,理论分析和计算机模拟.内容包括固体磨粒材料的选择,磨粒的表面修饰和分散,磨粒大小和含量的优化;抛光液中氧化剂,络合剂,缓释剂和其它化学助剂的作用机理;抛光压力速度等工艺参数的优化,抛光中纳米粒子的行为以及纳米团簇-硅基体碰撞过程的分子动力学模拟,纳米粒子与基体的冲击实验,抛光过程和二相流动中纳米粒子运动的荧光跟踪观察等.研究结果表明,抛光液中的固体磨粒对抛光中的材料去除和高质量表面的形成具有重要的贡献.减小颗粒的粒径一般有利于改善表面质量,但关键是保证粒子的大小均匀,因为大颗粒容易造成表面划痕或缺陷.通过对固体磨粒的含量和大小尺寸的优化,可以获得高质量的抛光表面、同时保证较高的抛光去除速率.除了固体磨粒外,抛光液中还包含氧化剂,络合剂,缓释剂,以及多种化学助剂.氧化剂与抛光工件表面发生化学反应形成软质钝化层,以便通过抛光垫和磨粒的机械作用加以去除,形成“氧化去除-氧化”的材料去除循环.但钝化层的形成阻碍了氧化反应过程的继续发展,络合剂的作用是与氧化反应产物形成流动性较好的络合物,从而增加了钝化层的化学活性,使氧化反应和材料去除得以继续发展,高品质的抛光液的研制取决与对抛光液中各种化学成分的精心调配和长期的潜心试验.我们在计算机磁头,磁盘基片,硅片和集成电路芯片等化学机械抛光研究中取得了重要的技术进展,研制出多种高品质CMP抛光液,成功地实现了原子级光滑表面的抛光,表面粗糙度和波纹度的参数Ra和Wa的测量值达到或优于国际著名商用抛光液的水平.在硅片抛光中,运用复合螫合和创新性制作工艺等关键技术,成功解决了抛光液循环使用过程中pH值不稳定、使用寿命短等难题.通过对SiO2纳米团簇与单晶硅基体碰撞作用的分子动力学模拟研究了抛光中纳米粒子的行为.模拟表明具有一定动能的纳米粒子与基体的碰撞作用可导致基体变形和非晶化相变,并当粒子速度超过临界值Vcr时通过挤推(extrusion)作用形成撞击坑.临界速度与粒子的入射角度、基体的晶格取向等因素有关.在碰撞过程中纳米粒子的动能大部分转化为基体的变形能和热能,提高粒子动能向基体变形的转化比例,有利于提高材料去除效率.纳米粒子与硅基体的冲击实验中也观察到相似的撞击坑,在基体表层和撞击区域内部均观察到了非晶化相变,在一定程度上验证了模拟结果.此外还利用荧光示踪技术观察了CMP加工抛光液以及二相流动中纳米粒子的运动规律. 有关研究纳米粒子行为的研究是初步的,在分子尺度上模拟了一个粒子的碰撞行为.实际的化学机械抛光过程往往涉及大量固体粒子的碰撞、犁削、磨损与刻划等作用是复合作用,纳米粒子的运动被局限在抛光垫与基体之间的狭窄空间内,粒子行为涉及量子尺度的化学-机械作用耦合和协同,原子尺度的切削与碰撞,介观与宏观尺度的磨损和平整化等跨尺度材料去除过程,这些还需要进行更深入的研究.