极端电场环境激励下的VO2相变性能研究与应用

为揭示VXOY薄膜场致相变规律,推广钒氧化物应用于卫星控制系统,指导氧化钒规模制备,将磁控溅射法和真空退火工艺相结合,在Al2O3陶瓷基片上制备出VXOY薄膜,降低了实验对仪器精度的要求,提高了实验的成功率。对基片进行磁控溅射镀膜,在管式炉中进一步氧化处理生成表面均匀的V2O5,然后进行高温退火处理,对不同退火条件下的生成的薄膜进行了XRD表征。测得了电场激励下VXOY薄膜的相变现象,验证了电场激励下焦耳热并非薄膜相变的主导因素;总结了不同组分下VXOY薄膜的相变规律,研究了不同V6O13含量对VO2薄膜临界相变电压的影响规律,可指导VXOY薄膜应用于微纳卫星等极端环境下的设备控制系统。     

计量型激光椭偏仪初始入射角校准方法的研究

为保证计量型激光椭偏仪测量结果的准确性,研究了一种初始入射角校准方法,通过线性位移台带动CCD相机进行一维运动,其运动轴作为空间线性辅助参考量,实现了椭偏仪的入射激光光轴与自准直仪光轴的90°校准。结果表明:采用该方法校准计量型激光椭偏仪的初始入射角,光轴俯仰角偏差＜0.05°,偏摆角偏差＜0.09°;校准后,对标称值为102.10nm的Si上SiO₂膜厚标准片进行测量,示值误差＜0.4nm,提升了计量型激光椭偏仪测量校准服务的准确性。     

双壳微纳米相变胶囊/石膏复合材料等温吸放湿特性及机理研究

为了分析双壳微纳米相变胶囊复合材料的亲水性能,采用饱和盐溶液法对双壳微纳米相变胶囊复合材料的吸放湿平衡含湿量进行测试。并且采用红外光谱仪、扫描电镜对双壳微纳米相变胶囊、双壳微纳米相变胶囊复合材料结构及形貌进行测试。通过数学拟合方法,依据菲克定律以及吸放湿滞回环的表现,发现双壳微纳米相变胶囊复合材料存在着"绑定"水分,并提出了化学吸附不可逆吸放湿机理。结果表明,双壳微纳米相变胶囊外壳高分子壁材在复合材料吸放湿过程中,既有类似石膏孔隙的物理吸附,同时也存在"绑定"水分的化学吸附;"绑定"水分量随双壳微纳米相变胶囊掺量增加而增加,并且不随等温条件下相对湿度改变而变化。     

微纳米尺度生物体温度测量方法及其展望

温度是描述凝聚态物质系统热力学状态和演变的基本参数。微纳米级的温度传感在生物体(细胞)、芯片、低维人工材料等领域中有着重要的应用前景,可作为定量化观测生物体活动能力、化学反应、生命演变的技术途径。鉴于该类型温度传感器的种类繁多、计量性能差异明显,主要从测温技术特点和计量性能两个方面,对应用于微纳米尺度生物体测温的微纳热电偶、热电阻、红外热像仪、磁性纳米粒子和荧光发光等类型的温度测量方法进行了综述和比较分析,并展望了微纳米尺度生物体温度测量领域的发展前景。     

基于机器学习的电喷印精度预测方法研究

目的 节省电流体喷射打印精度预测的时间和解决电流体工艺参数的选择问题,达到提高电流体打印的质量和效率的目的。方法 为了对电流体喷射打印精度进行预测,提出有限元模型与机器学习相结合的方法。基于线性回归、支持向量回归和神经网络等机器学习算法建立4种参数与射流直径的关系模型。结果 算法结果表明:支持向量回归和神经网络预测模型的决定系数R²能达到0.9以上,表示模型可信度高;支持向量回归和神经网络预测模型指标都比线性回归预测模型的小。结论 机器学习算法可对电喷印打印精度进行有效预测,预测效率提高了十几倍,节省了精度预测的时间。     

新型折叠夹芯结构材料研究进展

折叠夹芯结构是一种具有轻质、高比强、高比刚度以及多功能潜力的新型三维结构材料,近几年受到国内外学者的极大关注.它将成为新一代结构功能一体化的理想结构材料.主要概述了折叠夹芯结构的发展历程,包括折叠芯材的拓扑构型设计、制备工艺研究以及折叠夹芯结构力学性能、失效方式、数值模拟和隔音、热力学等方面的工作.同时结合折叠夹芯结构的性能和优势,对其可能应用的领域进行预测,并对其未来研究方向进行了展望.     

激光纹理化调控材料表面疏水性能研究进展

超疏水表面由于具有减阻、抗污、防水等独特性能,广泛应用于日常生活、军事、工业等场景,材料表面的微纳结构及化学成分对其超疏水性能有着重要影响。激光纹理化技术由于具有加工分辨率高、加工方式灵活、可加工材料多等优势,可用于制备疏水性能精确可控的表面微纳结构,在制造超疏水表面方面有着广阔的应用前景。首先,介绍了激光纹理化的作用机理,综述了常用的激光纹理化方式,如激光直接写入法、激光干涉图案化法及激光诱导周期性结构法等,并介绍了激光参数对微纳结构的影响。根据表面微纳结构的形貌、周期及尺寸特点对激光纹理化制备的表面分层微纳结构进行了总结归纳,包括覆盖随机纳米结构或激光诱导周期性结构的微沟槽、微网格、微柱及微峰,重点介绍了分层微纳结构的制备方式及微纳结构对疏水性的影响。总结了提高分层微纳结构表面疏水性的后处理方式,包括环境老化、表面化学改性及热处理等,并介绍了后处理方式调控疏水性的作用机理。最后,对采用激光纹理化技术制备超疏水表面的应用前景进行了展望。     

微纳米三坐标测量机三轴垂直度误差测量及建模补偿

垂直度误差是微纳米三坐标测量机的重要误差源之一,必须对其进行高精度测量并建立垂直度误差的补偿模型.采用基于光电位置敏感器件(PSD)的测量装置,先将三轴垂直度误差转化成相应方向的直线度误差再对其进行测量,并对微纳米三坐标测量机的垂直度误差进行建模和补偿.通过对0级标准量块厚度进行测量和垂直度误差补偿,量块X、Y方向厚度...     

钢铁表面超疏水膜的制备与表征

采用水热法结合氟硅烷修饰直接在钢铁表面制备超疏水膜。疏水膜的疏水性与钢铁基底的微纳米结构有重要关系。结果表明,以乙二胺为溶剂,经140℃水热反应4h和160℃水热反应5h,可以在钢铁表面制得具有次级网状结构的正八面体、花状等微纳米精细结构,再经氟硅烷修饰后表现出良好的超疏水性,与水滴的接触角分别达到156.49和165.31°。XRD的分析结果表明,该微纳米结构的主要成分是Fe3O4,它的形成一方面提供了制备超疏水表面所必须的微纳米精细结构,另一方面又为与氟硅烷发生反应生成牢固的薄膜创造了条件。电化学分析结果表明,超疏水膜层的存在显著降低了钢铁基底的腐蚀倾向。     

基于AFM氮化硅探针刻蚀方法制作聚碳酸酯纳米光栅

基于原子力显微镜(AFM)探针的纳米机械刻蚀技术以其成本低、分辨率高的优势被广泛应用于各种纳米元器件的制造中.为了得到最优的光栅结构,首先通过单次刻蚀实验定量分析了刻蚀方向、加载力和刻蚀速率等3个主要加工参数对所得纳米沟槽形貌和尺寸的影响,给出了普通氮化硅探针对聚碳酸酯(PC)的加工特性及加工效率.然后通过改变沟槽间距(100~500 nm)得到了不同周期的纳米光栅结构,并确定了这种探针与样品的组合对间距的要求及最佳加工参数:沿垂直于微悬臂长轴向右刻蚀,加载力2.3μN,刻蚀速率2.6μm/s.最后利用该技术对实验室已有原子光刻技术所得周期为213 nm的一维Cr原子光栅结构进行了复制加工,得到了均匀的213 nm一维光栅,证明这种基于AFM探针的纳米机械刻蚀技术可被广泛应用于纳米加工.