弯纵复合超声直线马达的研究

本文研究了一种利用一阶纵振动和二阶弯曲振动的弯纵直线超声马达，采用加粗两端金属块的方法达到频率简并。实验测量得出一阶纵振动为36．6kHz，二阶弯曲振动频率为37．3kHz。利用该马达设计研制了一套驱动装置，经实验测得，当马达的预压力14．3N时，该装置无承载且无负载速度大于6cm／s；该装置承载196N的重物且负载l-2kgf时，仍能正常运行。     

腔衰荡吸收测量中光源线宽影响研究

分析了腔衰荡吸收测量中激光线宽对实验结果的影响和单指数近似的适用范围，提出了衰荡曲线的多项式普适拟合公式。数值模型结果显示吸收较强时多项式拟合可以明显提高测量准确度，从而提高腔衰荡吸收测量的动态范围。     

超声驱动的超声波振动减摩作用研究

借助于动力学原理,对超声驱动中的垂直超声波振动的减摩作用进行了理论研究。将超声电机定子和转子接触区定子表面一点的超声波振动分解成水平振动和垂直振动,并分析了两个方向振动对超声电机驱动作用的影响。提出水平振动产生摩擦驱动力,垂直振动影响水平驱动的效果,将垂直方向超声波振动的作用等效为普通滑动试验中垂直于滑动方向超声波振动的作用,揭示了垂直方向超声波振动是导致超声驱动动摩擦系数降低的原因。试验结果与理论分析定性地一致。     

碳纳米管的生长机理、可控生长及应用探索

碳纳米管的可控制生长,及其宏观尺度结构的制备,对于碳纳米管的应用具有重要的意义,为了实现准确的生长控制,对碳纳米管生长机理的深入了解是不可缺少的前提条件.文章介绍了我们近年来在碳纳米管生长机理、可控生长及其应用方面的一些进展.通过引入^13C标记法,我们证实了化学气相沉积法中碳纳米管以析出模式生长;实时改变生长的气相成份和流量,可以在碳纳米管阵列上留下标记序列,并据此测量出其生长速率及活化能.将超顺排碳纳米管阵列的合成扩展到4英寸规模,并发展了用挥发性有机溶剂处理碳纳米管线的方法,大大提高了其强度和可操作性.处理后的碳纳米管线可以方便地用于热电子源、高电流密度冷阴极以及荧光灯等.热界面材料在IT产业中具有重要的应用背景,我们用碳纳米管阵列制备的复合材料具有极高的热导率和极低的界面热阻,同时发展了化学修饰、端部剪裁、金属集热层等新技术以制备高性能的碳纳米管热界面材料.     

连续碳纳米管线及其应用

如何将碳纳米管组装成宏观尺度的结构对于碳纳米管的宏观应用来说具有重要意义．自从碳纳米管被发现以来，在合成大面积碳纳米管阵列方面已经取得很多的进展，并有望应用于场发射平板显示器．然而，在如何将碳纳米管顺排起来连成连续的长线方面则鲜有进展．这里介绍的是作者最近的新发现：当从一种作者称之为“超顺排”碳纳米管阵列中拔出一束碳纳米管时，碳纳米管以可自组织成一条连续的长线．在这个过程中，“超顺排”碳纳米管阵列起的作用如同一个蚕茧，阵列中的碳纳米管则由范德瓦耳斯力首尾相连形成连续的纯碳纳米管线．这种碳纳米管线平行排列起来构成的偏振片可以工作在紫外波段．这种碳纳米管线还可以用作白炽灯的灯丝，仅需很小的功率就可以发出白炽光．不仅如此，这种碳纳米管线经过高温处理后，强度和导电性都得到明显增强，这将使碳纳米管线在宏观领域内得到更多的应用．     

行波超声马达定子和转子接触状态实验研究

提出了一种直接测量行波超声马达定子和转子接触状态的方法—电接触法。利用这种方法研究了接触预压力和定子激励电压(定子振幅)对定子和转子接触状态的影响。借助于自制的超声马达摩擦特性模拟实验装置,测量了超声马达堵转力矩和空载转速随接触预压力和定子激励电压的变化。提出用相对接触长度描述定子和转子的接触特性,建市了超声马达特性与定子和转子相对接触长度的联系。此外,还利用现有的行波超声马达定子和转子接触理论模型,计算了给定工作条件下接触区长度,并与实验结果进行了比较。研究结果可为行波超声马达的设计提供理论指导。     

1mm压电柱式超声微电机的研制

介绍了一种超声波微电机的设计研制工作。这种基于压电柱弯曲振动模态的超声波微电机,其直径仅有1 mm细,长约5 mm,重量仅有36 mg。它是采用压电柱作为定子,在压电柱的表面均匀分割出四个电极,进行极化和施加驱动电压。详细介绍了极化方式的选择,电极间隔的优化设计以及对原型样机的性能测试。实验表明,该电机能承受350Vpp的驱动电压,获得1800 rpm的转速和4 μNm的堵转力炬。此外,这种电机具有明显的微型化优势,根据现有工艺还可使电机直径减小到0.5 mm左右。     

弯曲旋转超声电机接触界面锥形角的分析与实验

要提高弯曲旋转超声电机电能转换为机械能的效率,就必须尽量减小其定子与转子之间的相对滑移。并且要使马达定转子之间的摩擦接触界面与接触点的振动轨迹相垂直。先论证了一种数学方法去推算这种弯曲旋转超声电机接触界面的锥角计算公式。然后以压电管超声电机为例,研制了一些外径5mm、内径4mm、长15mm但接触界面锥角不同的样机,通过实验证明马达定转子之间的摩擦接触界面与接触点的振动轨迹相垂直时马达转动效果最好。计算结果与实验结果非常吻合,证明了锥角计算公式的正确性。     

超声波马达的应用

超声马达具有诸多优良特性,它已经在很多领域得到了广泛的应用。本文介绍了超声马达的应用现状和发展前景。