摘要：随着电力装备、电子器件和新概念武器等的设计和应用向着小型化和集成化的方向发展,高场强下微纳结构的绝缘问题日益突出。针对微纳尺度范围的电气击穿机理和绝缘性能,近二十年来国内外相关学者开展了大量的理论、实验和数值模拟工作,并取得了重要的成果。与宏观尺度击穿和放电过程的仿真不同,当击穿距离在微米尺度时,其电子平均自由程与击穿距离可比,此时需要考虑场致电子发射过程;同时,由于击穿距离小,在数值模拟时要求网格划分更为精细,这大大增加了计算工作量。因此,该文综述了近年来微米尺度气体击穿的理论研究和数值模拟的研究进展,重点对微米尺度电气击穿的数值计算方法、仿真模型建立、击穿过程以及影响因素等方面进行分析和总结,提出当前面临的主要问题和挑战,并展望了未来需要关注的研究方向。该文的研究结果可为未来微纳尺度放电击穿特性研究和理论探索提供参考。

摘要：微米尺度热学性能测试需要在微米尺度内产生稳定的温度场并准确测量温差,对此设计并制作了一种微米尺度温差测试结构。当在测试结构的加热电极施加0.1,0.2,0.3,0.4,0.5V的电压时,测得实验室制作的硅纳米线两端温差分别为7,23,47,78,109 K,与ANSYS仿真结果大致吻合;此外,利用该测试结构测得硅纳米线塞贝克系数为4.24×10-4V/K,与文献中硅材料一致。测试结果表明:该结构能够提供稳定的温度场并精确测量温差,满足微米尺度温差测试的基本要求。

摘要：在设计和加工微小型零件时,由于现有公差数值表缺少对微米和中间尺度的描述,因而使得批量生产和控制表面质量、加工精度极为不便。针对该问题,以微米和中间尺度为研究范围,在分析现有标准公差数值表的基础上,提出了相对精度因子的概念,并基于MATLAB曲线拟合的方法,建立了相对精度因子与尺寸几何平均值的数学模型,从而得到该尺度区间相对应的公差数值,为完善现有标准公差数值表提供参考。

摘要：在国家“双碳”目标下,化石燃料的无碳替代利用变得十分重要。金属燃料是一类新型的无碳燃料,其中微米铁粉被认为是最具潜力的金属燃料。然而,目前对铁粉燃烧机理的理解尚处于起步阶段。为了研究单颗粒铁粉的燃烧特性,基于振动-夹带流原理设计了一种新型铁粉燃烧器,实现了单颗粒铁粉稳定供给,并在热氛围中快速燃烧。研究了粒径主要集中在50~65 μm内的单颗粒铁粉在稀燃甲烷/空气热氛围中点燃和燃烧过程。观察到单颗粒铁粉的燃烧过程主要分为燃烧迟滞、正常燃烧和产物凝固三个阶段。采用高速摄像机拍摄了单个铁粉颗粒的燃烧历程,发现了典型的燃烧亮度反常现象,同时观察到铁粉颗粒的运动速度在燃烧后期发生突变。另外,通过对燃烧中间产物与最终产物进行采样分析,表明单颗粒铁粉在燃烧初期发生熔化,在燃烧过程中产生气体并膨胀,最终发生破裂形成空心薄壁球体。

摘要：为优化授场扫描光学显微镜探针的性能，建立了探针的三段模型，并利用不同的处理方法对各段的光传输性能进行了一些理论计算，其中的部分结果已得到了实验的证实。最后建议了一种制作探针的新方法。

摘要：为了解微细钛粉的层火灾危险性,采用标准热板测试装置和自制的粉尘层火蔓延实验装置,研究了微米和纳米钛粉尘层最低着火温度和火蔓延速率变化规律,并验证了热爆炸理论模型和粉尘层火蔓延速率模型的适用性.结果表明:钛粉尘层最低着火温度随粒径减小而降低,33μm钛粉和60~80 nm钛粉的粉尘层最小着火温度分别为>400℃和230℃,与Thomas模型计算结果基本吻合;钛粉的层火灾危险性受粒径影响较大,实验测得微米和纳米钛粉的粉尘层火蔓延速率分别为13.60和500.57 mm/s,均大于理论模型计算结果.研究结果对微细钛粉的层火灾安全评价和工业防火防爆设计具有参考价值.