摘要：以乙醇为碳源,采用低氢常压化学气相沉积(CVD)法在铜基底上制备石墨烯薄膜,并将其成功转移至目标基底。通过SEM、Raman、TEM、选区电子衍射等分析发现,所制备的石墨烯薄膜结构完整、质量良好。通过设计实验,观察和分析了石墨烯薄膜生长过程中主要阶段的形貌特征及生长机理。结果表明,乙醇高温分解出的碳原子在铜基底表面聚集形核,形成的原始晶粒逐渐长大为岛状晶畴直至形成树枝状薄片,并在生长过程中跨越铜基底表面晶界,最后形成完整的石墨烯薄膜。

摘要：针对微颗粒空间装配的问题,以外径为十几微米的微颗粒与外径为几百微米的柱腔装配为研究对象,开展微颗粒空间跨尺度装配方法研究。首先,针对微颗粒受到基底表面作用力影响不易被拾取与释放的问题,分析了微颗粒的受力情况,设计了真空吸附式微夹持器用于微颗粒的拾取与释放;然后,针对由于微颗粒与柱腔的尺寸跨度大,很难实现装配过程中二者空间位置实时监测的问题,设计了具有多维视觉监测功能的微装配机器人并且建立了多维视觉监测模型,实现微颗粒与柱腔装配过程的在线监测;最后,提出了基于多维视觉监测模型的微颗粒与柱腔空间半自动装配方法。实验结果证明了所提方法的有效性,并且实现了将外径为20μm的微颗粒放入外径为200μm的柱腔内的目标。该方法适用于微机电系统制造中微颗粒的三维空间装配。

摘要：新型高效靶丸结构设计中,内爆靶表面引入某些有机双层薄膜结构可使部分能量沿薄膜的平面传输,使其对称压缩靶丸,实现高效的内爆。文章在PS平面靶表面蒸镀双层功能薄膜,薄膜为8-羟基喹啉铝(Alq3)/酞菁(H2Pc)或苯并咪唑苝(PV)/H2Pc。并对其进行了荧光光谱分析和激光烧蚀实验。研究表明:双层薄膜Alq3/H2Pc和PV/H2Pc产生很强的荧光淬灭;由于该结构横向传输载流子的光电特性,Alq3/H2Pc和PV/H2Pc在很大程度上减弱了PS薄膜的烧蚀,且烧蚀面积分别为无涂层PS薄膜烧蚀面积的8倍和3倍。为新型高效惯性约束聚变靶的设计开发提供了一种新颖的靶丸结构。

摘要：超声椭圆振动切削技术(ultrasonic elliptical vibration cutting,UEVC)是近年来发展起来的一种超精密加工技术,其加工装置的结构设计是当前研究的难点之一。通过分析现有的超声椭圆振动切削装置,设计了一种基于圆弧型柔性铰链结构的超声椭圆振动装置,利用有限元分析工具对该装置进行模态分析,找出了影响其谐振频率的关键结构参数并用全局优化模块优化参数,使装置的某一阶纵振和弯振模态的谐振频率一致,同时,对该装置进行了多场耦合分析以预测不同相位下的刀尖运动轨迹。仿真分析表明,后盖板长度的变化会引起纵振和弯振模态谐振频率的显著改变,而底座厚度的变化对纵振和弯振模态的谐振频率几乎都没有影响,顶端长度的变化仅对弯振模态的谐振频率有一定程度的影响。基于上述仿真分析及优化,制造出UEVC装置的样机并测量其谐振频率和振动特性,测量结果显示该装置的谐振频率测量值与仿真结果吻合较好,所开发的装置能在谐振状态下输出椭圆轨迹,同时,可通过调节施加电压的幅值和相位使得刀尖输出不同的椭圆轨迹,能用于脆性材料微结构曲面的加工。此外,对该超声椭圆振动切削装置施加频率与装置谐振频率一致的交流电时,其纵振和弯振的振幅将随电压幅值的增加而线性增大,其中弯振振幅对电压幅值的变化更为敏感。

摘要：为了实现惯性约束聚变(ICF)靶丸几何尺寸的高精度、高效率检测,开展了靶丸X射线数字化成像系统的设计与研制。首先,分析了X射线直接投影成像和X射线透镜耦合显微成像的适用范围,根据ICF靶丸尺寸小、吸收衬度弱的特点,确定了基于X射线透镜耦合显微成像的技术路线。然后,分析了影响系统成像分辨率、图像衬度和测量效率的关键因素,确定了低几何放大成像,低电压、小焦点、高功率X射线源及高分辨CCD探测的总体技术方案,该方案能够有效抑制相衬效应和半影误差,解决了现有X射线数字成像设备测量靶丸时边缘扩展严重、尺寸测量误差大的问题。最后,对系统的性能进行了分析测试,实验结果表明,系统成像衬度良好,成像效率较高,分辨率优于0.5μm。靶丸几何尺寸的测量不确定度可达0.9μm(k=2),满足ICF靶丸几何尺寸高精度、高效率的检测需求。

摘要：为了在高功率体声波谐振器的设计中考虑自热效应的影响,提出一种声-电磁-热多物理场协同仿真方法 ,来模拟自热导致的频率偏移,并针对此频率偏移的消除问题,提出了相应的修正方案。首先,由常用的Mason模型设计出满足谐振频率要求的初始谐振器。接着,通过声-电磁-热多物理场协同仿真得到自热导致的频率偏移。然后,初步调整压电层厚度,来抵消此频率偏移。最后,对调整后的谐振器迭代进行声-电磁-热多物理场协同仿真,以确定压电层厚度的调整量。结果表明:自热效应会导致高功率体声波谐振器的谐振频率明显下偏(谐振器案例的频率偏移量为3 MHz),通过减薄压电层厚度(案例中为1.7nm)可彻底消除此频率偏移。所提出的高功率体声波谐振器的修正方案能有效地解决自热效应导致的谐振频率偏移问题。

摘要：超精密非圆截面元件,如质谱仪中的双曲面四极杆,通常采用慢刀伺服(slow tool servo,STS)车削的方法加工。然而,由于STS的带宽较低,使得STS跟踪目标刀具轨迹的能力在一定程度上受到限制,导致被加工零件轮廓产生较大的形状误差。为了降低该误差,作者提出一种基于STS的变主轴转速(variable spindle speed,VSS)车削非圆截面元件的加工方法。阐述了如何根据非圆截面元件轮廓设计出相应主轴转速的变化轨迹。为验证所提方法的正确性,利用STS以主轴定转速和变转速方式分别车削了截面轮廓呈正弦变化的零件,并对刀具伺服输入信号进行了频谱分析。实验结果显示:变主轴转速车削正弦截面零件的形状误差小于定主轴转速车削。结果表明:所提出的VSS加工方法能够有效地提高车削非圆截面零件的形状精度。

摘要：根据物质的吸收系数、散射截面、荧光截面的离散数据进行了二维插值,利用插值后的数据对前置滤片透射率、荧光体吸收截面、后置滤片透射率进行拟合,用文献[2]的滤波荧光谱仪的总响应函数(荧光响应函数和散射响应函数)以及探测器灵敏度和散射光、荧光光子数,对前置滤片、荧光片和后置滤片的不同厚度进行优化设计,得到了最大信噪比(荧光响应函数曲线的峰值面积与总响应函数面积的比值)及最大信噪比对应的前置滤片、荧光片、后置滤片厚度。在滤波荧光谱仪上应用优化厚度,减少了高能尾部对探测信号的影响,得到更加有效的硬X射线能谱,继而推算出更加精确超热电子信息。

摘要：为节省极化中子散射谱仪传输光路的空间,实现特定冷中子谱的极化中子高效率自旋翻转,使用在空间上自然衰减的前端多层膜极化器静磁场作为中子自旋倒相器的导向磁场,在空间上形成了紧凑型冷中子自旋倒相器设计模型。介绍了实际模型物理参数的计算方法。对前端极化器静磁场在空间上的自然衰减进行了实验测试,根据测试结果及拟使用冷中子波段,针对设计的紧凑型中子自旋倒相器的相关参数进行了优化计算。模拟了极化中子在实际复合磁场中的自旋翻转图像,计算了自旋倒相器的翻转效率。对设计的紧凑型中子自旋倒相器进行了翻转效率物理实验测试,测试结果表明:设计的中子自旋倒相器翻转效率可在99.2%以上,达到了预期设计指标,可用于极化冷中子散射谱仪。

摘要：针对船用加筋板复杂结构在接触爆炸载荷作用下的动态响应,采用高动态非线性有限元程序LS-DYNA对六种加筋板结构进行数值模拟,分析了结构的变形损伤。在此基础上分析了板架最大塑性应变出现的位置、有效应力、加速度等动态参数随时间的变化曲线。结果表明加筋的设置方式对板架的变形有一定影响,但加筋都能够协调和减小板架变形,增强其抵抗爆炸冲击波的能力,使结构偏于安全,对舰船抗爆设计具有一定的参考价值。