空间太阳电池封装机器人

研究了一种用于空间太阳电池封装的机器人系统.它包括三自由度直角坐标机器人、滴胶机构、封装机构、电池片及玻璃盖片的定位托盘、控制系统等.提出了控制电池片胶层厚度的连续滴胶方法与机构,以及一种能实现薄形抗辐照玻璃盖片和空间太阳电池的自动封装方法与机构.在无真空的环境条件下,使封装胶层内无气泡产生,并保证了封装边缘错位不大于0.1 mm.与原有人工封装方法相比,没有碎片现象出现,盖片胶也不外溢、不污染玻璃盖片和电池片.     

微透镜阵列光扩散片特性研究及制备

分析了球面微透镜阵列扩散片的扩散和增益特性,利用光线追迹法对其进行了模拟仿真,分析了不同球面半径和球冠高度对扩散增益特性的影响.结果表明,微透镜孔径越小,其扩散性能也好;微透镜的深宽比越高,其增益性能越好.提出了微透镜阵列扩散片的制作,利用自行设计的微区纳米压印机可制作不同深宽比和不同占空比的微透镜阵列模板,通过紫外胶曝光压印技术进行复制,便可形成微透镜阵列扩散片.     

一种新型芯片封装点胶头夹具结构

点胶头与基板之间的相对位姿是影响芯片封装过程点胶一致性的关键因素之一,该位姿受点胶头夹具重复定位精度与基板表面状况的影响.本文从分析对点胶头装夹的性能要求入手,论述了一套操作简便、能自动定位且重复定位精度高的点胶夹具的结构原理.实验证明,该夹具有效地提高了点胶头的装夹效率,每次更换点胶头只需30 s左右,点胶平均误差从普通夹具的3.27%下降到0.5%.     

胶层对声表面波扭矩传感器特性影响分析

为了研究胶层对声表面波（SAW）扭矩传感器特性的影响,建立了包括胶层在内的扭矩敏感模型。利用微扰理论得到扭矩载荷与SAW谐振器频率偏移量之间的关系,采用剪滞理论分析了胶层对SAW扭矩灵敏度的影响;根据Maxwell模型建立了胶层松弛时间谱,得到了应变传递响应时间,通过数值计算分析了不同弹性模量、不同胶层厚度的响应时间。研究结果表明,采用弹性模量大、黏度系数小的粘接剂有利于减少胶层的响应时间,提高扭矩测量精度。利用分析结果指导了SAW谐振器的封装。对采用MBond-200胶水封装的SAW扭矩传感器进行了实验,得到100 Nm量程的SAW扭矩传感器的线性度、重复性和迟滞特性分别为0.68%,1.27%和1.01%,实验结果说明所选用胶水的响应时间对测量结果影响较小。     

聚丙烯酰胺凝胶圆盘电泳剥胶方法探索与比较

聚丙烯酰胺凝胶圆盘电泳已日益广泛地应用于分析化学、生物化学、临床化学、毒剂学、药理学、免疫学、微生物学、食品化学等各个领域。在所有操作步骤中比较关键的是剥胶过程,因为它关系到试验的成功与否,也是较难掌握的步骤之一。本研究通过试验找到并总结了几种剥胶方法,例如金属棒剥胶法、注射器剥胶法等,并通过试验数据得到最佳剥胶方案。结果显示:注射器剥胶方法具有简便、易操作、费时少、成功率高等优点,因此采用注射器剥胶方法可以达到科学研究的需求,同时经过比较研究,注射器针头以长度8cm,外径0.8mm效果最佳。     

钎焊接头金属间化合物层形貌对扩散浓度和应力的影响

结合实验结果,建立了芯片封装技术中焊点金属间化合物(IMC)界面模型,采用有限元方法计算了模型中Sn钎料与Cu焊盘形成IMC层时Cu原子的扩散过程以及扩散应力大小与分布.结果表明:IMC层与钎料的界面形貌可显著影响Cu原子扩散浓度及应力行为.凹凸界面形貌会严重阻碍Cu原子的扩散,且靠近界面影响更为显著;扇贝形界面模型比...     

基于MPLS的VPDN网络研究与实现

虚拟拨号专用网络(VPDN:Virtual Private Dialup Network)是VPN(Virtual Private Network)应用扩展.为有效地降低封装开销,在简要介绍了VPDN第2层实现的基本原理基础上,对VPDN关键技术进行了分析,比较了PPTP(Point to Point Tunneling Protocol)和L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol)隧道协议封装形式以及IPSec的安全特点.提出了第3层基于MPLS(Multi Protocol Label Switch)实现VPDN的设计方法以及VPDN需要进一步研究的问题.该方案可降低封装开销约5.8%,为第3层VPDN研究提供了一个有益的设计思路.     

三元调幅分解型合金扩散偶中界面片层组织的相场模拟

采用相场动力学方法,研究了三元调幅分解型合金扩散偶中的浓度起伏、界面初始浓度差和组元原子迁移率对界面组织演化的影响.研究结果表明,由于扩散偶界面处浓度的突变引起化学势在扩散偶界面处的不连续变化,从而在扩散偶界面附近形成了两相交替排列的周期性片层组织,这种周期性片层组织的片层数随着初始浓度起伏的减小而增加.界面初始浓度差和组元原子迁移率对周期性片层组织的片层数影响较小,但对片层组织的形成时间和粗化过程影响较大.     

基于自适应与全局置乱的图像加密新算法

针对现有的基于比特位层面的图像加密算法中,比特位置乱过程中存在的局限性和局部性问题,提出了一种比特位全局置乱的加密算法,即在置乱过程中,位平面的重组及之后的置乱操作均随机进行,整个置乱过程不只局限在某些位平面之内进行,由此达到全局置乱的效果.该加密算法运用了混沌映射系统,可以同时实现像素的置乱和扩散操作;另外,为了增加对明文的敏感性和有效抵抗攻击,加入了位平面的自适应过程,该过程利用图像不同位平面数据之间的异或运算来进一步修改图像数据.经实验表明:该加密算法对明文和密钥非常敏感,可有效抵抗选择明文攻击,且密文图像像素分布均匀,具有良好的图像加密效果.     

基于Fluent的水电解槽电场数值模拟

为探究电解水制氢电解槽内部各组分对电解效率的影响,得到电解槽的内部电场分布,对水电解的电化学理论进行了研究,利用Fluent软件建立了作为堆栈水电解槽的单槽全尺寸、流体通道模型,对建立的模型仿真模拟,得到其电压密度、电流密度分布云图,并对结果进行分析.分析发现:氢气首先产生于阴极催化层,主要集中于扩散层,再逐渐扩散至流体通道,经流体通道传输至水电解槽外部.同一流通平面上氢气质量分数与该处电流密度成正比,其中阴极电极与扩散层接触区域附近电流密度最大,且该处区域氢气质量分数达到最大值.该研究为提高水电解制氢效率、进行电解槽的结构设计提供参考.     

Development of the Automated Bonding Robot for Space Solar Cells

The bonding process of space solar cells is a very complicated task undertaken by manual labor before. An automatic approach based on robot technology is presented to deal with the difficult problem. The architecture of the bonding robot for space solar cells is described. The two processes carried out by the robot, adhesive dispensing and cover-glass bonding, are studied. Based on the mechanical model, the flow velocity field of the adhesive in needles is obtained and the cover-glass bonding theory is interpreted. According to the studies, the thickness of the adhesive can be controlled accurately by robot and bubbles can be avoided coming about inside the adhesive.     

空间太阳电池帆板自动布贴加压过程

为了解决胶体加压流动的不可控性,运用斯托克斯方程对布贴加压过程太阳电池与帆板间胶体的缝隙流动进行了分析与建模,得到了胶体流动的速度模型、流量模型和压力场模型.通过边界条件求解方程,得到了布贴胶体沿不同方向流量特性的定量表述;结合吸盘加压位置与空间太阳电池的具体形状对布贴胶体沿不同方向的流量模型进行了具体分析.布贴加压实验证明了研究结果的可靠性.     

集成光子器件封装形式对器件性能的影响

集成光子器件封装过程中,波导芯片与阵列光纤对准耦合完成之后,需用紫外光固化胶进行固接,从而实现光路的互连。针对1×4通道平面波导芯片与阵列光纤的固接,以粘接区域为研究对象,通过-40~80℃的温度循环,采用有限元法分析各种固接形式的应力集中点、应力双折射、耦合损耗的变化规律及其因素;最后通过比较各种固接形式的仿真结果,得出结论,从而指导实验。结果表明:在-40~80℃范围内,温度对粘接面的应力双折射和耦合损耗的影响很小;双盖板固接形式对器件性能的影响最小,斜8°固接形式的效果最差。     

基于一维梁理论模型的金属单搭粘接贴片接头强度分析

摘要： 为了提高单搭粘接接头的强度,基于Goland和Reissner的一维梁理论模型,设计了单搭粘接贴片接头;对铝合金5052(AA5052)单搭粘接接头、AA5052单搭粘接贴铝片接头和AA5052单搭粘接贴铜片接头进行了拉伸 剪切试验,并通过有限元数值模拟获得3种接头破坏位置附近胶层的应力分布情况.结果表明：随着搭接端部刚度的增大,单搭粘接接头的强度逐渐增大,胶层中间部分的应力变化逐渐趋于平缓;与AA5052单搭粘接接头相比,AA5052单搭粘接贴铝片接头的强度提高了3.8%,AA5052单搭粘接贴铜片接头的强度提高了4.9%,从而验证了采用单搭粘接贴片接头的方法具有较好的可行性和有效性.     

空间太阳电池帆板贴装涂胶过程时序分析与建模

基于机器人技术和粘性流体力学理论,提出了一种适用于空间太阳电池帆板自动加工的理论方法,对机器人贴装涂胶过程进行了时序分析和涂胶流动特性建模.确定了机器人单片涂胶周期和串联涂胶周期,得到了机器人涂胶运动的宏观时序模型和微观时序模型,及任意时刻机器人对应的涂胶位置坐标,建立了涂胶速度场模型以及胶体流量模型.实验结果表明,机器人能够有效完成预定时序规划下的轨迹涂胶,胶层厚度可控,涂胶区域规则,模型效果理想.     

外力作用下聚氨酯胶粘剂在NaCl水溶液中的耐久性

用聚氨酯胶粘剂和铝片制备胶接试样并在NaCl溶液中浸泡,考察了NaCl溶液的温度、NaCl的质量分数以及应力对胶粘剂粘结强度的影响。采用拉伸实验法测试胶接试样的拉伸剪切强度,分别用扫描电子显微镜图、红外光谱图分析浸泡前后胶层的表面形貌和胶粘剂分子结构的变化。结果表明,胶粘剂的粘结强度随载荷的增加而急剧下降,失效所需时间从1000N 的150h 快速降至2000N下的30h以下;在恒载荷时,失效所需时间从NaCl的质量分数为5%的60h上升至15%时的160h。温度的作用主要表现为在浸泡初期能加速聚氨酯胶粘剂的降解和粘结强度的下降,粘结强度从35℃的93.5%下降到70℃的65.0%左右;但是在浸泡中后期,则其作用变小,剪切强度维持在35℃时的64.0%、70℃时的63.0%和50℃时的44.0%。     

杨木/刺槐复合结构胶合性能的压痕表征

以杨木、刺槐及异氰酸酯胶黏剂(EPI)制成胶合构件,进行了胶层剪切强度的测试及在宏观范围内胶合性能的压痕表征。结果表明:刺槐间、杨木间的胶层剪切强度分别为7.9、6.2 MPa,杨木与刺槐间胶层剪切强度为5.4～5.7 MPa。460 N荷载条件下,1.6 MPa和1.0 MPa胶合压力制备的杨木与刺槐间胶层部位压痕蠕变分别为21.31%和25.37%,杨木间和刺槐间的压痕蠕变差异不显著。杨木/刺槐间胶层部位的塑性变形功与压痕功比值介于杨木间和刺槐间的值,EPI胶层对杨木抗塑性变形有贡献但对刺槐的作用不明显。杨木与刺槐间胶层部位的名义硬度比杨木与杨木间大,比刺槐与刺槐间小。     

泡沫铝夹芯板低速冲击性能研究

对包套轧制及胶粘泡沫铝夹芯板进行了低速冲击试验,分析了两种夹芯板在低速冲击下的力学响应及破坏形式.结果表明,两种结合界面的夹芯板都具有吸能特性,但冶金结合夹芯板抗冲击的缓冲时间明显长于胶粘结合夹芯板.随着加载冲量的增加,冶金结合夹芯板的屈服载荷和平台载荷增加,缓冲时间缩短,抗冲击过程表现出明显的应变率效应.冶金结合夹芯板破坏模式主要为芯层剪切、压实和面板塌陷.     

金属基陶瓷涂层用无机结合剂的制备

采用H3PO4,Al(OH)3为主要原料合成金属基陶瓷涂层用无机胶粘剂,以磷酸盐胶粘剂为基料,添加氧化铜为固化剂,通过设计氧化铜和磷酸盐的配比即调胶比配制而成;并将其刷涂在金属基体表面.研究氧化铜粒度、调胶比、固化温度和时间对胶黏剂粘结强度的影响;利用电子万能试验机测试其拉伸、剪切强度.采用扫描电镜分析粘结机理.结果表明:随着磷酸盐密度增大,调胶比由小到大时,胶粘剂的粘接强度由大变小.随着固化时间的增加,胶粘剂的粘接强度增大;随着固化温度的升高,胶粘剂的粘接强度先增大后减小.胶粘剂Al/P=1:3、氧化铜粉粒径为200~400目、调胶比为4g/ml、固化温度为160℃、固化时间不少于3h时,能达到理想的粘接强度.基体与胶粘剂的界面结合强度源于机械互锁与互扩散.     

爆炸荷载作用下植筋粘结应力有限元分析

为研究爆炸荷载作用下植筋的粘结锚固性能，采用ANSYS有限元分析软件，选取合理计算模型，对植筋试件在爆炸荷载作用下受力特性进行了数值计算。给出了爆炸荷载作用下锚筋动应变及动粘结应力的时程分布曲线和空间分布曲线，研究了锚长、加载速率和加载方式等各种因素的影响。最后将数值计算结果与试验值进行了比较，两者吻合良好。