纳米Cu3 N薄膜的制备与性能

采用柱状靶多弧直流磁控溅射法,100℃基底温度下在玻璃衬底上制备了纳米氮化铜(Cu3N)薄膜.用x射线衍射研究了不同氮气分压对Cu3N薄膜晶体结构及晶粒尺寸的影响.结果显示薄膜由Cu3N和Cu的纳米微晶复合而成,其中Cu3N纳米微晶具有立方反ReO3结构.通过原子力显微镜对薄膜表征显示,膜表面比较光滑,具有较低的粗糙度.x射线光电子能谱对薄膜表面的成分分析表明,Cu3N薄膜表面铜元素同时以+1价和+2价存在.Cu3N的Cu2p3/2,Cu2p1/2及Nls峰分别位于932.7,952.7和399.9 eV,Cu2p原子自旋-轨道耦合裂分能量间距为20eV.用台阶仪和四探针方法测量了薄膜的厚度及电阻率,薄膜的沉积速率和电阻率在很大程度上受到氮气分压的调制.     

Effect of In_x Ga_(1-x )N “continuously graded” buffer layer on InGaN epilayer grown by metalorganic chemical vapor deposition

In this paper we report on the effect of an In x Ga1-x N continuously graded buffer layer on an InGaN epilayer grown on a GaN template.In our experiment,three types of buffer layers including constant composition,continuously graded composition,and the combination of constant and continuously graded composition are used.Surface morphologies,crystalline quality,indium incorporations,and relaxation degrees of InGaN epilayers with different buffer layers are investigated.It is found that the In x Ga1-x N continuously graded buffer layer is effective to improve the surface morphology,crystalline quality,and the indium incorporation of the InGaN epilayer.These superior characteristics of the continuously graded buffer layer can be attributed to the sufficient strain release and the reduction of dislocations.     

高超声速舵面热气动弹性不确定性及全局灵敏度分析

鉴于高超声速中气动热预测的不确定性影响热气动弹性分析的可靠性,提出一种温度分布参数化模型,基于此模型,对高超声速舵面热气动弹性中气动热的不确定性及全局灵敏度进行分析,分析方法:求解N-S方程得到物面的温度分布,对此温度分布进行参数化,分别采用蒙特卡罗模拟(Monte Carlo simulation,MCS)方法和稀疏网格数值积分(spare grid numerical integration,SGNI)方法生成不确定性及全局灵敏度分析所需样本,对所有样本都进行热气动弹性分析,热气动弹性分析过程为:由样本得到温度分布,基于此温度分布,考虑热应力和材料属性的影响,对结构进行模态分析,将结构模态插值到气动网格,采用基于CFD的当地流活塞理论进行了气动弹性分析.分别在两种飞行状态下进行分析,计算结果表明:(1) M=5,H=15 km,结构固有频率和颤振分析结果的变异系数约为5.83%;(2) M=6,H=15 km,结构和颤振分析结果的变异系数约为8.84%.两种状态下,两个不确定参数的全局灵敏度都在50%左右,两者耦合作用很小,约为0.与MCS方法相比,SGNI方法显著的提高了不确定性分析效率.      

弹性支撑圆柱绕流稳定性分析

基于CFD 技术,采用系统辨识方法,建立了亚临界雷诺数(Re < 47) 下绕圆柱流动的非定常气动力模型(reduced order model, ROM). 耦合结构运动方程和降阶气动力模型,建立了弹性支撑圆柱绕流的稳定性分析模型. 算例分析了亚临界雷诺数下,结构固有频率、质量比等参数以及支撑方式对弹性系统稳定性的影响. 对于单自由度横向支撑圆柱,当结构固有频率趋近流动最不稳定模态频率时,弹性系统会在一定频率范围内失稳,这种现象最低可在Re~20 时出现. 旋转自由度的释放能够进一步降低系统的稳定性,可将临界雷诺数进一步降低至18 左右. ROM 方法不仅具有很高的效率,而且清晰地指出了弹性系统失稳的根本原因:流动模态和结构模态耦合作用导致结构模态失稳所致. 因此,失稳状态下系统振荡频率锁定于结构固有频率. 基于ROM 技术预测的失稳边界与直接CFD/CSD 仿真结果吻合,证明了该方法的正确性和精度.      

树枝上的小鸟——趣说刚体平衡

为了提高理论力学课堂的趣味性,本文以树枝上小鸟作为刚体平衡的例子,应用力的平行四边形法则、力的可传性、三力平衡汇交定理等基本原理分析了树枝上小鸟的双腿受力,以及啄木鸟尾巴在保持身体平衡中的作用,并讨论了小鸟不同姿态对其受力的影响,期望达到提高学习兴趣、寓教于乐、改善教学效果的目的。     

基于当地流活塞理论的气动弹性计算方法研究

发展了一种高效、高精度的超音速、高超音速非定常气动力计算 方法------基于定常CFD技术的当地流活塞理论. 运用当地流活塞理论计算非定常 气动力，耦合结构运动方程，实现超音速、高超音速气动弹性的时域模拟. 运用这 种方法计算了一系列非定常气动力算例和颤振算例，并和原始活塞理论、非定 常Euler方程结果作了比较. 由于局部地使用活塞理论假设，这种方法大大地克服 了原始活塞理论对飞行马赫数、翼型厚度和飞行迎角的 限制. 与非定常Euler方程方法相比，当地流活塞理论的效率很高.     

基于气动力降阶模型的跨音速气动弹性稳定性分析

基于离散型输入输出差分模型,运用非定常CFD方法训练信号,然后运用最小二乘方法进行参数辨识,得到降阶的非定常气动力模型,再将该离散差分模型转换为连续时间域内的状态方程。耦合气动状态方程和结构状态方程,得到耦合系统的气动弹性状态方程。求解不同动压下状态矩阵的特征值,根据根轨迹图分析系统的稳定性特性。分析结果与直接耦合CFD/CSD方法结果相吻合,可以计算跨音速非线性气动弹性问题。其计算效率比直接耦合CFD/CSD方法提高1~2个数量级。针对Isogai wing在跨音速出现的S型颤振边界进行了较为细致的分析,阐述了该现象是由于系统诱发颤振的分支随着速度(来流动压)的提高而发生转移所导致的。     

小波分析在悬臂梁裂纹识别中的应用

基于空间信号的小波分析理论,将含裂纹悬臂梁前四阶振型信息直接用于小波变换,小波系数在空间域上的突变反映了裂纹的存在并指出了裂纹的位置.本文分析了前四阶振型对小波识别结果的敏感性,利用小波系数模极大值在尺度上的表现与Lipschitz指数之闻的关系建立了集中因子和裂纹深度之间的关系,以此来估计裂纹深度.鉴于实测信号往往是含噪声信号,分析了噪声对识别结果的影响规律.数值算例表明利用sym4小波对含裂纹梁的四阶振型信息进行小波分析可以准确地识别出裂纹的位置和深度;高阶振型对结构损伤较为敏感,高阶振型更适合于微裂纹和含噪声信息的处理,但高阶振型的非线性也会给裂纹识别带来一定的困难.使用本文方法进行结构裂纹参数识别,噪声对裂纹位置的影响只是指示清晰度的影响,基本不会产生错误的识别,而对裂纹深度的影响远比对位置的影响复杂,由于小波系数混入了噪声成分,从而增加了集中因子的取值,致使识别结果总是比真实结果偏大.     

纳米结构TiN薄膜的制备与性能研究

利用自行研制的磁过滤等离子体设备,在室温条件下的不锈钢基底上成功地制备了性能良好的纳米结构TiN薄膜.运用原子力显微镜和X射线衍射仪对其结构和形貌进行了表征.利用纳米硬度仪测量了TiN薄膜的硬度和弹性模量.结果显示:沉积的TiN薄膜表面非常平整光滑,致密而无缺陷;硬度远高于粗晶TiN的硬度;TiN晶粒尺寸在30～50nm;沉积过程中在基底上施加的负偏压会影响纳米结构TiN薄膜的结构和性能.     

超高效液相色谱-串联质谱法测定茶叶中百草枯

采用超高效液相色谱-串联质谱法测定茶叶中百草枯的含量。均质茶叶样品(2±0.02)g用硫酸(7+13)溶液提取,提取液5mL通过固相萃取柱净化,再用5mol·L~(-1)氯化铵溶液15mL洗脱。在洗脱液中加入12mol·L~(-1)氢氧化钠溶液12mL,10g·L~(-1)铁氰化钾溶液1mL后,用二氯甲烷提取两次(每次20mL),合并二氯甲烷层,并将其蒸干。用乙腈(1+9)溶液2 mL溶解残渣,并过0.22μm有机系滤膜。以Waters BEH UPLC C_(18)色谱柱为分离柱,以不同体积比的乙腈和乙腈(5+95)溶液的混合液为流动相进行梯度洗脱,采用电喷雾正离子源和多反应监测模式检测。百草枯的质量浓度在0.001~0.1mg·L~(-1)内与其对应的峰面积呈线性关系,检出限(3S/N)为0.5μg·L~(-1)。在10,100μg·kg~(-1)等2个浓度水平进行加标回收试验,回收率依次为71.0%,89.2%,测定总量的相对标准偏差(n=6)依次为11%,1.1%。