摘要：为保障伏岩煤业3202上分层工作面顺利推进通过F1断层区域,基于注浆加固机理及断层区域冒顶情况,设计工作面过断层控制技术为人工假顶和充填空洞+注浆加固+二次支护。结果表明:过断层控制方案实施后,工作面回采推进断层区域时无压架及冒顶现象出现,保障了工作面顺利通过F1断层区域。

摘要：通过关键工艺步骤,将硅(Si)纳米膜制备在差分结构水听器上作为压敏电阻,利用Si纳米膜的巨压阻效应来提高水听器的灵敏度;利用深Si刻蚀,将Si柱与芯片一体化,减少了差分结构的对准误差,同时抑制海洋洋流带来的振动干扰。设计了相对应的光刻掩模版和整套工艺流程,通过MEMS工艺,成功加工出Si纳米膜作为压敏电阻,实现矢量水听器芯片与Si柱集成化。对制备好的芯片进行观测与测试,使用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜(SEM)设备观察芯片形貌良好,尺寸与设计基本一致;通过半导体分析仪测量得到压敏电阻器的阻值为15.3×10^(4)Ω,线性度良好,符合矢量水听器功能需求。

摘要：微机电系统(MEMS)矢量水听器在使用中会受到平台运动、海浪、洋流等冲击的干扰从而影响对目标声源的探测。为实现水听器的精准探测,提出了一种纤毛-硅柱结构的可抑制振动噪声的矢量水听器。设计了一种力矩平衡结构,利用COMSOL软件对矢量水听器的参数构建有限元分析模型,并对其静态分析、模态分析以及谐响应分析仿真。结果表明:矢量水听器灵敏度为-184.35 dB;可在0~100 g n载荷内正常工作;在工作带宽20~1000 Hz内能有效降低振动噪声带来的干扰。随后提出一种基于MEMS技术的可批量制造工艺,可确保硅柱与水听器的一体化集成,可极大提高矢量水听器的一致性。

摘要：随着水下探测技术的发展,为满足水听器更精准的定位和更远距离的探测要求,提出了一种基于微电子机械系统(MEMS)的压阻式一体化矢量水听器。设计了一套能够将硅纤毛与二氧化硅悬臂梁相集成的工艺方案,以期解决长期以来由于纤毛二次集成带来的一致性误差。对水听器的性能进行有限元仿真分析,通过应力仿真得出理论上能够将其灵敏度提高约11.3 dB,模态分析表明其具有更宽的工作频带,证明该方案能够有效优化水听器的性能。介绍了该方案的具体工艺流程及重点工艺步骤,完成了一体化矢量水听器的制备。通过扫描电子显微镜(SEM)进行形貌观测,得到悬臂梁长为247μm、宽为121μm、厚为3.3μm,与设计指标基本一致,验证了工艺设计的合理性。对压敏单元进行电阻测试,得到了线性度很高的I-V特性曲线,说明其欧姆接触良好。分别对4个悬臂梁上的压敏电阻进行电阻测试,阻值均为(7 000±50)Ω,表明电阻的一致性很好,符合矢量水听器的设计需求。

摘要：水听器是水下探测的主要仪器,通过对其结构的研究和改进可显著提升其性能。针对现阶段矢量水听器所采用的纤毛二次集成方式所造成的一致性误差较大的问题,以硅纳米膜作为压敏单元,设计了一种新型基于微电子机械系统(MEMS)的压阻式矢量水听器。通过理论及仿真确定最优尺寸,进行一体化工艺流程的设计,将硅纤毛直接集成在二氧化硅梁上,既提高了对准的精度,又缩小了整体尺寸。对制备的水听器芯片进行测试,得到了压敏单元的I-V特性。测试结果表明其阻值达到7 kΩ,同时测得该压敏单元的压阻系数为3.12×10^(-9) Pa^(-1),相比于传统p型[110]体硅压敏单元的压阻系数提高了约4.35倍,压阻系数的提升可以有效提高水听器的灵敏度。此设计能够优化水听器的性能,可为后续水听器的研究和改进提供新的思路。