应用于扫描探针显微镜的石英音叉机械模型研究

石英音叉作为力传感器广泛地应用于各种扫描探针显微镜,主要涉及石英音叉的同相振动和反相振动两种振动模式.通过实验方法和有限元仿真方法对石英音叉的两种振动模式进行研究,发现石英音叉的双臂之间以及双臂与音叉的基部之间都存在耦合作用,双臂之间的耦合使音叉的反相共振频率升高,双臂与基部之间的耦合使音叉的同相共振频率降低.针对两种振动模式的动态特性建立了石英音叉的机械模型并进行合理简化.简化模型是一个四弹簧三质点系统,计算了简化模型的参数.通过一个音叉臂等效质量变化与音叉反相共振频率变化之间的定量关系证明了简化机械模 关键词： 扫描探针显微镜 石英音叉 振动模式 机械模型     

Effect of Hydrogen Implantation on SIMOX SOI Materials

Hydrogen ions were implanted into separation by implantation of oxygen (SIMOX) silicon-on-insulator (SOI) wafers near the oxygen-implantation-induced damage peak under different conditions of energy and dose. It was found that the implanted hydrogen ions not only accelerate the diffusion of oxygen atoms from the annealing ambience into the wafer but also cause an outward diffusion of oxygen atoms in the buried oxide (BOX) layer. Thus, greatly broadened buried oxygen-rich (BOR) layers were formed in our experiments, which are 18%-79% broader than the BOX layer of standard SIMOX SOI wafers under the same conditions of oxygen implantation. The mechanism was discussed. A potential low cost method to fabricate SIMOX SOI wafers is proposed.     

室内惯性/视觉组合导航地面图像分割算法

导航技术是机器人实现自主移动的关键技术之一。针对惯性导航创建全局导航地图困难等问题,提出一种新的惯性/视觉组合导航室内全局地图创建方法。规定机器人只能在地面区域中移动,并利用室内俯视图像建立全局地图,提出一种俯视图像地面区域的自动分割算法。首先,利用主元分析算法对图像的局部颜色特征进行降维;其次,利用聚类算法对地面区域进行自动分割;最后,建立了室内俯视图像数据库并对算法的性能进行了验证。由于第四组图像中包含反光区域,算法的分割结果较差,平均正确分辨率为75%。算法在其他各组的平均正确分割率为85%左右。为提高算法的性能,可在应用本算法前利用反光区域检测算法对图像进行预处理。     

马赫杆加载下无氧铜的动态破碎

为了深入了解金属材料在复杂加载下的动态破碎行为,在有限元模拟的基础上,设计了两类马赫杆加载实验,用于研究无氧铜在复杂加载下的动态破碎行为。实验中,采用火炮加载马赫透镜和激光粒子速度干涉仪测量自由面速度,实现了峰值压力分别为95.75和32.38 GPa的动态加载。结果表明,实验中成功实现了稳定的马赫杆加载,并且观察到马赫杆加载下无氧铜的2种不同近表面破碎模式,即高压下产生微层裂、低压下产生三角波层裂,且层裂区呈凸形分布。

     

在高压氧下豚鼠听觉诱发电位的变化

豚鼠暴露在两个绝对压下呼吸高压氧,比较了暴露前后短声诱发的听神经动作电位(AP)、脑干电位(BSEP)及听皮层电位(ACEP)的潜伏期和振幅。主要结果是:在呼吸高压氧期间AP和BSEP的振幅明显增高,但ACEP的振幅并不完全与AP和BSEP呈同步性改变;在高压氧下约半数动物的ACEP振幅增高,但其余动物的却呈现减低或无明显改变。这可能反映皮层对高压氧较为敏感,而且个体间敏感程度又不相同。实验结果提示,在两个绝对压下呼吸高压氧1小时对改善听觉系统的功能是有益的。     

Improvement of total-dose irradiation hardness of silicon-on-insulator materials by modifying the buried oxide layer with ion implantation

The hardening of the buried oxide (BOX) layer of separation by implanted oxygen (SIMOX) silicon-on-insulator (SOI) wafers against total-dose irradiation was investigated by implanting ions into the BOX layers. The tolerance to total-dose irradiation of the BOX layers was characterized by the comparison of the transfer characteristics of SOI NMOS transistors before and after irradiation to a total dose of 2.7 Mrad(SiO₂. The experimental results show that the implantation of silicon ions into the BOX layer can improve the tolerance of the BOX layers to total-dose irradiation. The investigation of the mechanism of the improvement suggests that the deep electron traps introduced by silicon implantation play an important role in the remarkable improvement in radiation hardness of SIMOX SOI wafers.     

非正态变异下的非线性轮廓异常点识别方法研究

在质量控制领域,非线性轮廓异常点识别问题是重点研究问题之一。本文综合运用了小波分析、数据深度、聚类分析等数据分析处理技术,提出了一种新的非正态变异的异常点识别方法。文章通过仿真分析技术,将新方法χ²与控制图方法进行性能对比,结果证实新方法能够以更高的准确率和稳定性识别异常点,表现出更好的异常点识别性能。最后将新方法应用于木板垂直密度轮廓实例对新方法进行验证,分析结果表明本方法能够有效识别出异常轮廓数据。     

高速列车轴承可靠性评估关键力学参量研究进展

轴承是高速列车牵引传动和轮轴系统的关键零部件. 受列车运行过程中电机转矩、齿轮啮合以及轮轨随机激励的影响,轴承可能发生疲劳破坏, 严重影响高速列车的行车安全.我国特有的复杂运用条件对轴承部件的疲劳性能提出了更高的要求,而轴承疲劳可靠性的基础理论和关键技术是我国轴承正向设计研发中的薄弱环节.可靠性评估方面的相关研究在解决轴承可靠性研究的瓶颈问题中起到了承上启下的关键作用.高速列车轴承可靠性评估手段与技术旨在获得使用环境中轴承可靠性评估的关键力学参量,并以此推动复杂激励下轴承疲劳可靠性理论研究. 因此,需要哪些关键力学参量并且在复杂的实际使用环境下如何去获取这些力学参量是进行高速列车轴承可靠性评估的关键所在.本文首先概述了高速列车轴承所处的复杂使用环境及运用中的主要失效模式,并据此分析了高速列车轴承可靠性评估所需的关键力学参量,强调了轴承内部滚滑行为和载荷分布在可靠性评估和轴承状态监测中的重要作用,之后从计算模型和测试技术等方面系统阐述了针对这两个关键力学参量的研究进展.最后提出了在高速列车轴承可靠性评估关键力学参量特征及测试技术研究中值得关注的若干问题.      

氢等离子体处理——一种有效提高碳纳米管场发射性能的方法

研究了经氢等离子体处理后多壁碳纳米管的场发射性能。测量了处理前后样品的电流电压特性和表面形貌。结果表明经氢等离子体处理后,发射性能明显改善,发射点密度由未经处理的104/cm2提高到106/cm2。发现了一种新的碳纳米管结构,称之为多结的碳纳米管,并讨论了样品发射性能提高的可能机理。这种处理提供了一种有效提高发射点密度和基于碳纳米管的平板显示器性能的方法,非常适用于低成本大面积场发射阴极的制作。