绿色环保化学机械抛光液的研究进展

原子级加工制造是实现半导体晶圆原子尺度超光滑表面的有效途径.作为大尺寸高精密功能材料的原子级表面制造的重要加工手段之一,化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)凭借化学腐蚀和机械磨削的耦合协同作用,成为实现先进材料或器件超光滑无损伤表面平坦化加工的关键技术,在航空、航天、微电子等众多领域得到了广泛应用.然而,为了实现原子层级超滑表面的制备,CMP工艺中常采用的化学腐蚀和机械磨削方法需要使用具有强烈腐蚀性和高毒性的危险化学品,对生态系统产生了不可逆转的危害.因此,本文以绿色环保高性能抛光液作为对象,对加工原子量级表面所采用的化学添加剂进行分类总结,详尽分析在CMP过程中化学添加剂对材料表面性质调制的作用机理,为在原子级尺度下改善表面性质提供可参考的依据.最后,提出了CMP抛光液在原子级加工研究中面临的挑战,并对未来抛光液发展方向作出了展望,这对原子尺度表面精度的进一步提升具有深远的现实意义.     

无标记型核酸适体荧光传感器检测氯霉素的含量

建立了DNA核酸适体检测氯霉素的荧光分析新方法。将前人筛选得到的80bp的氯霉素DNA核酸适体截短至40bp,实验发现截短并不影响核酸适体与氯霉素的结合能力。40bp的DNA核酸适体与另一条互补DNA链形成双链DNA,SYBR Green I荧光染料能插入双链并有强荧光发射,加入氯霉素后,氯霉素能和DNA核酸适体形成稳定的复合物,诱导DNA双链打开,SYBR Green I释放,荧光降低。实验结果显示:在10~200μmol/L范围内,荧光降低百分数和氯霉素之间有良好线性关系,检测限为6μmol/L。     

基于内聚力模型的高速水流聚脲基涂层剥离破坏模型研究

冲磨和空蚀破坏是水利水电设施最为常见的病害之一,严重影响水利水电设施的安全运行和效益发挥. 泄洪建筑物通常喷涂聚脲基涂层来提高抗冲耐磨性能,但在泄洪高速水流速度作用下抗冲磨聚脲基涂层的剥离破坏机理的研究尚属空白. 本文基于高速水流的流态形式,提出了高速水流对泄洪建筑物的力学作用模型,水流作用对泄洪建筑物的载荷主要包括拖曳力、冲击力、脉动力和上浮力;采用内聚力模型表征聚脲基涂层与泄洪建筑物防护体界面的剥离破坏过程,建立了高速水流聚脲涂层的剥离破坏模型, 给出了模型的有限元形式方程、本构关系以及损伤起始原则、演化原则和接触碰撞模型. 通过聚脲涂层与混凝土基底的剥离破坏试验,分析了不同剥离倾角下界面剥离破坏的拉应力与倾角之间的变化规律,得到了聚脲涂层剥离破坏过程中应力-$\!$-位移变化关系. 根据剥离破坏试验计算了界面剥离破坏断裂模型参数,采用数值方法对模型进行了验证,试验结果与模型计算结果吻合良好,为泄洪建筑物的抗冲耐磨设计提供理论依据.      

爆炸塔内壁特征点的反射压力数值模拟

采用LS-DYNA编码,对直径2 m的爆炸塔及其缩比模型的爆炸流场进行了数值模拟,给出了塔体内壁几个特征点的反射压力曲线,并与其中两个特征点的实测压力曲线进行了对比.研究结果表明:爆炸塔宜选择椭球封头,而非传统设计通常采用的球形封头,因为球形封头击波的会聚效应更强;用LS-DYNA这类商业软件来模拟爆炸流场,网格划分需尽可能细,不然模拟结果仅具有定性参考价值。     

碘-淀粉体系褪色光度法检测美白霜中对苯二酚

建立了基于碘-淀粉体系的褪色分光光度法,用于检测美白霜中对苯二酚的含量。碘能被捕获到直链淀粉螺旋状结构中,形成碘-淀粉蓝色复合物,在波长578 nm有最大吸收峰。当存在对苯二酚时,碘和对苯二酚发生氧化还原反应,碘被还原为碘离子,碘-淀粉体系蓝色变浅。建立波长578 nm的吸光度降低值与浓度的线性关系,确定对苯二酚的含量和检出限。对反应条件进行了优化,结果表明,在最佳实验条件(反应介质pH为2,氧化还原反应时间为30 min, 1×10^-3 mol·L^-1碘标准溶液用量为0.8 mL,0.5%淀粉溶液用量为1.0 mL)下,所建立的方法检测对苯二酚灵敏度良好：检测限为0.35 mg·L^-1,线性范围为0.5～4.5 mg·L^-1。该方法可用于美白霜中对苯二酚的快速测定,检测结果与文献报道的方法一致。     

云制造中带学习效应平行机排序问题的最优可中断算法

研究了云制造环境下一类带有学习效应的m台平行机排序问题.每台机器都有一个不同的单位时间加工费用,目标是在不超过给定的总费用情况下,从m台机器中选取若干机器加工工件,极小化最大完工时间.考虑了机器加工费用依赖于时间变化的学习效应函数.分别针对基于指数函数和幂函数的两类学习效应函数,分析了最优排序的性质并给出了最优可中断算法.     

梳状聚合物研究进展

梳状聚合物是一类具有高接枝密度的接枝型共聚物。由于高密度接枝的侧链之间相互排斥,导致梳状聚合物主链被迫伸直,整个梳状聚合物表现出棒状构象。同时,相比于一般线形聚合物而言,梳状聚合物分子量较容易达到很高,形成几十到上百纳米尺寸的结构,因此有着广泛的应用前景。目前,人们对于梳状聚合物的研究集中于其合成、结构以及性能等领域,其中主要基于对柔性侧链、柔性主链梳状聚合物的研究。本文对于梳状聚合物的合成、刚性主链和刚性侧链梳状聚合物发展现状以及梳状聚合物的性质和应用进行了总结。     

固体非均质炸药冲击点火与起爆模型研究进展

综述了固体非均质炸药冲击点火与起爆模型研究的进展,主要探讨基于经验数据模型、微观机制模型和分子动力学理论模型这3类模型的理论基础、存在的问题和工程应用前景,认为基于微观机制点火与起爆模型具有物理概念清晰以及能够预测实验结果的优点和较好的工程应用前景,提出了后续发展的建议。     

Nano-Ni粉体对Fe/WC涂层组织和性能的影响

在Fe/WC喷涂材料中添加不同量的Nano-Ni粉体,采用亚音速火焰喷涂技术在Q235基体上制备涂层,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等设备进行显微组织、表面形貌观察及物相分析,利用MM-W1磨损试验机和HXD-1000TM型显微硬度仪对涂层的性能进行测试.结果表明:Nano-Ni粉体可以细化涂层组织,提高涂层的致密性,随着Nano-Ni粉体添加量的增大,相应的力学性能均得到提高,在涂层形成过程中Nano-Ni粉体与喷涂材料中的其他成分形成了一些新相,如Fe-Ni固溶体和CeNi3,这些新相为改善涂层组织和提高涂层的力学性能起到积极作用.     

爆炸变形战斗部模型试验研究

测量了爆炸变形战斗部模型的破片密度和初速分布 ,得到了辅助装药爆炸驱动壳体变形的过程的X光照片。结果表明 ,与相同尺寸的柱形战斗部相比 ,爆炸变形战斗部飞向目标的破片不仅密度大幅度地增加 ,而且初速也有一定程度的提高 ,从而增强了战斗部对目标的毁伤能力。