对称解耦式三自由度并联微动平台的设计

为使微定位系统具有较高灵活性,设计了一种三自由度并联微动平台.首先,基于双平行四连杆机构及对称并联结构对台体进行设计,并进一步设计了辅助测量及承载模块;然后制作出微动平台实物,搭建实验系统,对平台位移及位移耦合进行测试.结果表明:在120V的最大驱动电压作用下,平台x、y、θ_z方向的最大位移分别为25.96μm、25.87μm、208μrad;在x和y方向产生的最大耦合位移分别为39.73 nm、140.95 nm,绕z轴产生的最大耦合转角为0.89μrad.     

基于Ge-Sb-Se薄膜的硫系光波导制备工艺研究

通过传统熔融淬冷技术制备Ge28Sb12Se60硫系玻璃,并由热蒸发技术制备出Ge28Sb12Se60非晶态薄膜,利用电感耦合等离子体(ICP)刻蚀机在不同刻蚀气体氛围下制备出Ge-Sb-Se硫系光波导.研究了不同刻蚀功率和不同刻蚀气体流量比等条件参数对制备所得Ge-Sb-Se波导表面形貌的影响,利用台阶仪测量其刻蚀速率,扫描电子显微镜(SEM)和扫描探针显微镜(SPM)测量波导形貌以及表面粗糙度.结果显示,对于相同组分材料的Ge-Sb-Se硫系薄膜,相比于CF4/O2刻蚀气体,CF4/CHF3混合刻蚀气体制备出的波导具有较低的表面粗糙度、较光滑的侧壁和较大的刻蚀选择比,1 550 nm处2μm宽波导传输损耗为(1.73±0.24)d B·cm-1.     

一种新型分析扫描电子显微镜

研制了一种用于样品成分分布分析的新型结构扫描电子显微镜．在该电镜中,同轴和近轴背反射电子经物镜聚焦和滤波后穿过探测器窗口被接收,与常规电镜相比,由这些高能同轴背反射电子所成的像反映了样品表面的不同成分分布信息．其形貌衬度被有效地抑制．这种新型电镜使得用一个探测器进行元素成分分布分析成为现实,为科学研究提供了一种简单实用的分析手段．     

扩散硅压力变送器的曲面拟合补偿

为解决扩散硅压力传感器因非线性特性及易受温度影响从而导致其测量精度降低这一问题,提出了基于最小二乘曲面拟合的补偿方案。建立了传感器的被测压力、工作温度和输出电压间的曲面拟合数学模型,在获得传感器的输出电压和工作温度后能简便地计算出被测点的压力值。实验表明,该     

单分散顺磁性镍纳米空心球的合成

利用SiO2纳米球为模板,通过水解、还原方法成功制备了内径为320nm的镍空心球.利用X-射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）对样品的物相、形貌进行分析.结果表明：制备的镍纳米空心球尺寸均匀、形状统一,所得空心球的几何外形和表面形貌均较好;比表面积测试及吸附脱附等温线显示样品具有较大的比表面积并存在介孔结构;物理性能测试仪（PPMS）分析了它的磁性能,发现该纳米空心球是顺磁性材料.     

低表面能有机纳米复合涂料的制备及其性能

输电线缆结冰一直是困扰电网安全建设的突出问题。利用纳米介孔分子筛复合氟硅改性丙烯酸乳液以及有机硅树脂,通过表面微相设计,结合无机材料强化涂料性能,根据电网搭建实际需要,制备一种室温固化的低表面能有机纳米复合涂料。讨论了纳米介孔分子筛和含氟添加剂对涂层性能的影响,分析了涂层表面微观形貌,并进行了脱冰剪切强度测试及模拟覆冰实验。结果表明:制备的涂层具有超疏水性能,水在平面上的接触角达到155°,滚动角为3. 5°,脱冰效率达到90%以上,可以有效预防线缆结冰。     

Nafion薄膜表面微结构转变

采用旋涂法,以不同表面预处理的硅片为衬底镀上Nafion膜,将硅片上薄膜进行退火处理,得到不同衬底上退火前后的Nafion膜.通过原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了表征和观察,基于慢正电子束的正电子湮没多普勒谱获得薄膜中正电子湮没线性参数S与正电子注入能量E的关系曲线,用接触角测定仪测得不同衬底的Nafion膜表面接触角.研究结果表明,不同预处理的衬底硅片对Nafion膜表面的微结构有影响,热处理引起薄膜中分子链运动,导致退火前后薄膜表面层亲水基的分布发生了转变.     

TC11钛合金单道选区激光熔化成形机理与工艺参数影响规律

为探明TC11钛合金选区激光熔化成形规律,以获得高质量TC11钛合金增材制造参数,本文基于离散单元法建立粒径呈高斯分布的粉末层,并将其通过UDF导入到Fluent软件,建立介观尺度下的选区激光熔化CFD模型,对不同工艺参数下的单道形貌缺陷以及熔池演变过程进行模拟,阐明TC11钛合金单道选区激光熔化成形机理,并结合实验验证仿真模型的准确性.结果表明:当能量密度较小时,部分粒径较大或较为集中的粉末无法吸收足够的能量后熔化,故易产生球化或单道不平直等缺陷;在相同线能量密度下,过高扫描速度也会导致缺陷形成,且实验和仿真误差在15%以内.研究结果可为提高TC11增材制造质量和工艺参数优化提供依据.     

矩形水冷压电变形镜的制备与表征

针对板条激光器射出激光束畸变问题,提出了一种边缘驱动的矩形水冷压电变形镜.首先建立有限元模型对变形镜校正性能和热性能进行仿真,结果显示在功率为10 k W的激光照射下加载冷却条件,变形镜镜面温度降至45℃,冷却效果显著;然后通过实验成功制备了60单元20mm×4 mm口径的变形镜样机,搭建了基于Shack-Hartman传感器的自适应光学测试系统,并对变形镜典型致动器影响函数、校正性能、频率响应特性进行了表征.测试结果显示:变形镜典型致动器在100 V电压驱动下的变形量为1.0～1.5μm,能够较准确重构低阶正弦函数面形,一阶固有频率约为650 Hz.该矩形水冷压电变形镜具备一定的校正能力,在低成本板条激光器校正领域具有一定的应用前景.     

镀金膜锥形光纤液体传感

锥形光纤液体传感是通过探测在被测液体中倏逝场的透射深度来表征液体的一种传感技术。为提高传感灵敏度,提出了在锥形光纤表面镀金膜的构想,并通过比较镀金膜与未镀膜的锥形光纤接收端的倏逝场光强对液体折射率的响应,阐述了镀金膜对提高传感灵敏度的作用。研究发现,镀有金膜的锥形光纤传感器灵敏度得到了明显改善。同时还研究了光纤的锥度比、光源的波长对传感性能的影响,通过优化找到了合适的光源波长及锥度比。优化后的镀金锥形光纤接收端的光强对待测液体折射率的响应明显并成近似线性反比关系,此结构的锥形光纤可被标定为液体折射率传感器件。研究工作为制作高灵敏度的锥形光纤液体传感器提供了理论依据。     

碳包裹对Fe_3O_4纳米颗粒稳定性的影响

纳米材料晶粒尺寸的变化会直接导致材料相结构的变化,从而限制材料的应用,如何提高纳米材料结构的稳定性随之成为纳米材料发展和应用中的关键问题之一.为了研究碳包裹对Fe_3O_4纳米颗粒稳定性的影响,本文先采用水热法制备出17~20 nm的Fe_3O_4纳米颗粒作为前驱体,再以油胺作为溶剂,通过球磨法在Fe_3O_4粒子表面包覆一层碳涂层,合成Fe_3O_4@C复合纳米颗粒.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和综合物理测试系统对样品的形貌尺寸和结构性能进行表征.结果表明,碳包裹有效地阻止了纳米颗粒的团聚,增加了纳米材料的分散性,使得Fe_3O_4纳米颗粒向Fe_2O_3转变的起始转化温度提高了50℃,即使在空气中经过350℃焙烧和在高真空下进行300~900 K的测试,结构也并未发生变化.     

基于运动一致性的3D-HEVC深度视频帧间编码快速算法

针对深度视频在3D-HEVC编码框架中编码复杂度较高, 提出了一种基于运动一致性的深度视频快速帧间编码算法. 首先把深度视频划分为4个区域: 彩色和深度视频均运动区域、彩色视频运动但深度视频静止区域、彩色视频静止但深度视频运动区域以及彩色和深度视频均静止区域. 然后, 根据不同分区对最大编码单元设计不同的编码策略. 结果表明, 本算法与原始测试平台HTM-10.0相比, 在绘制的虚拟视点质量几乎一致的情况下, 各序列深度视频编码时间平均节省了63.58%, 总体编码时间节省了40.13%.     

CaCu3Ti4O12陶瓷的制备及性能

用草酸共沉淀法在700 ℃保温1 h制备出了单相CaCu3Ti4O12粉体.经1 000 ℃热处理2 h得到致密的CaCu3Ti4O12陶瓷.与传统的固相反应相比,该方法具有反应时间短与温度低的特征.用差热和热重法分析了沉淀前驱物的分解过程,用X射线衍射和扫描电子显微镜进行了物相分析并观察了样品的表面形貌,并用精密阻抗分析仪对样品进行电学性质测量.结果表明,该陶瓷有着稳定的介电性质,在103~106Hz的频率范围内,相对介电常数约为104,介电损耗小于0.35.     

n-ZnO/p-CuO同轴纳米线异质结的制备及其I-V特性

采用热蒸发气相沉积法在Si(100)衬底上生长直径约为60～70 nm的氧化锌(ZnO)纳米线,迸一步运用离子束溅射技术和热氧化工艺在ZnO纳米线表面形成含有均匀密集分布的超细氧化铜(CuO)纳米颗粒的CuO壳层,构成n-ZnO(核芯)/p-CuO(壳层)同轴纳米线异质结.扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)用于研究样品的形貌、成分和晶体结构.实验结果表明,生长的ZnO纳米线呈纤锌矿单晶结构,CuO壳层为多晶结构.I-V曲线表明该同轴纳米线异质结构具有优良的二极管整流特性.这种具有大的异质结面积和高的比表面受光面积及强的表面化学活性的n-ZnO/p-CuO同轴纳米线异质结构在大电流密度的纳米整流器件、太阳能电池、光敏器件和气敏传感器等领域有很好的应用前景.     

n-ZnO/p-CuO同轴纳米线异质结的制备及其Ⅰ-Ⅴ特性

采用热蒸发气相沉积法在Si(100)衬底上生长直径约为60～70nm的氧化锌(ZnO)纳米线,进一步运用离子束溅射技术和热氧化工艺在ZnO纳米线表面形成含有均匀密集分布的超细氧化铜(CuO)纳米颗粒的CuO壳层,构成n-ZnO(核芯)/p-CuO(壳层)同轴纳米线异质结.扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)用于研究样品的形貌、成分和晶体结构.实验结果表明,生长的ZnO纳米线呈纤锌矿单晶结构,CuO壳层为多晶结构.Ⅰ-Ⅴ曲线表明该同轴纳米线异质结构具有优良的二极管整流特性.这种具有大的异质结面积和高的比表面受光面积及强的表面化学活性的n-ZnO/p-CuO同轴纳米线异质结构在大电流密度的纳米整流器件、太阳能电池、光敏器件和气敏传感器等领域有很好的应用前景.     

一种解耦式主动脚轮全向移动机器人的标定方法

由于机器人的加工制造和装配等因素引起的几何参数误差影响了运动学模型的准确性,因此会同时降低运动控制和里程计精度.为提升全向移动机器人的运动精度,提出了一种针对基于解耦式主动脚轮的全向移动机器人的分步标定方法,该方法通过限制关节空间运动输入来简化运动学矩阵,并利用最小二乘法获得运动学参数的实际值,从而提升运动学模型的精度.搭建了基于解耦式主动脚轮的全向移动机器人实验平台,并通过仿真和实验对标定算法进行验证,实验结果显示在平面内三个自由度上速度控制精度和里程计精度均得到了显著提升,证明了标定算法的有效性.     

Ba,Ti双位共掺杂BiFeO_3多铁功能陶瓷的制备与性能

采用快速液相烧结法制备出多铁BiFeO_3(BFO),Bi_1-xBa_xFe_(0.950)Ti_(0.050)O_3(x=0.100,0.150,0.200,0.300,0.350) 和Bi_(0.800)Ba_(0.200)Fe_(1-y)Ti_yO_3(y=0.025,0.050,0.075,0.100)陶瓷.研究了不同Ba,Ti掺杂含量对BFO陶瓷微观结构、表面形貌、介电性能以及磁性的影响.XRD测试表明制得的陶瓷样品为菱形钙钛矿结构,属于R3c空间群,Ba,Ti掺杂含量较高时会引起结构发生畸变.陶瓷的漏电流密度随Ba掺杂含量的升高而增大,却随Ti掺杂含量的升高而减小.磁性测试表明,Ba,Ti双位共掺杂BFO陶瓷具有饱和的磁滞回线,其剩余磁化强度随Ba掺杂含量的增加而增加,但随Ti掺杂含量的增加而减小.在x=0.350时陶瓷样品的最大剩余磁化强度达到0.29emu/g.     

180°模具翻转机构的设计与仿真

橡胶硫化完成后, 模具翻转一定的角度可以便于工人取出橡胶制品和清理模具. 为实现中小型模具翻转, 降低劳动强度, 提高生产率, 研究一种180°模具自动翻转机构, 采用SolidWorks建立该机构的三维模型, 并在其motion模块中进行运动学仿真, 得到模具的运动特点. 对翻转机构进行优化分析, 以滑轨宽度为90mm, 限位沟槽宽度为20mm, 求得曲率半径为37mm时, 模具的角加速度最小, 翻转运动最为平稳; 运用有限元软件ANSYS获得翻转设备在极限载荷工作时, 主要受力件固定轴的应力场. 制成样机并经实际应用表明, 设计的翻转机构运行平稳可靠、易于控制, 能更好地满足实际生产要求.     

喹诺酮药物的定量结构-活性关系

喹诺酮类抗菌素是一类重要的抗茵药物．本文对32个喹诺酮类分子进行了HF／6—31G＊水平的结构优化,在优化结构上获得了分子的表面静电势分布,并在此基础上对其统计导出的参数进行了计算,同时计算了反映三维信息的3D-Morse参数,其后,运用多元线性回归方法对喹诺酮分子抑制金黄色葡萄球菌DNA促旋酶（QR—gY—rase）活性、人类Ⅱ型拓扑异构酶（TOPO—Ⅱ）的抑制活性、以及二者抑制活性之差与分子的结构参数进行了关联．结果表明：分子静电势参数结合三维3D-Morse参数可以很好地用于喹诺酮类化合物抑制DNA促旋酶、TOP（3-Ⅱ活性与分子结构间的定量关系,并能有效地区分抑制两种酶的活性;同时结合3D-Morse参数的静电势参数被成功应用到定量结构-活性关系研究中．     

CuO/ZnO量子点异质结及同轴纳米线异质结构的研制

采用离子束溅射技术和热氧化工艺,对预先制备的ZnO纳米线表面进行纳米CuO修饰,研究了不同溅射工艺条件下对形成的CuO/ZnO纳米线异质结构的影响,通过控制溅射参数成功地合成出不同CuO量子点尺寸和分布密度的CuO/ZnO量子点异质结和CuO为壳层的CuO/ZnO同轴纳米线异质结构.将X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）用于研究样品的结构和形貌.实验结果表明,溅射在ZnO纳米线表面的Cu膜的厚度对形成的CuO/ZnO异质结构起着重要的作用.在Cu膜适度较薄时,获得了直径仅5 nm、分布较均匀的高密度（2.05×1010mm-2）CuO/ZnO量子点异质结;而Cu膜较厚时,形成的是CuO/ZnO同轴纳米线异质结构.利用高分辨透射电子显微镜（HRTEM）进一步对量子点异质结和同轴纳米线异质结的界面晶体结构进行了研究.