仿Morpho蝶翅微纳结构制备及其光学特性

以Morpho Rhetenor蝴蝶鳞翅为研究对象,采用光学显微镜和电子显微镜对其蝶翅表面结构进行分析,提出一种易于操作、成本低的仿蝶翅微纳结构制备方法.以Morpho Rhetenor鳞片为生物模板,采用磁控溅射技术,借助烧结成型工艺,制备出仿蝶翅结构的Al2O3和ZnO反结构产物.再采用Rsoft软件对蝶翅结构及蝶翅样本的Al2O3和ZnO遗态结构进行光学仿真模拟,与实测的蝶翅样本反射谱进行比较.研究表明:仿真结果与所制备出的仿蝶翅微纳结构颜色及用低温原子层沉积工艺、溶胶凝胶等方法得到的结果较为近似,从而印证了该工艺的可行性,也为仿生微纳结构的制备及其应用提供了一条具有参考性的途径.     

林尼克结构干涉测量系统误差分析

在应用林尼克结构干涉测量系统进行测量时,发现系统存在一个近似为二次曲面的测量误差。根据光学干涉系统的测量原理,分别对林尼克结构干涉测量系统的相移器误差、摄像机误差和光学系统误差进行了分析,确定光学系统误差是干涉测量系统的主要误差源,其中显微物镜焦点轴向误差是产生系统测量误差曲面的主要原因。以平面为实验测量样件,应用测量系统对参考光臂显微物镜的不同轴向位置进行了测量,通过分析测量结果验证了焦点轴向误差对系统测量误差的影响,并与理论结果进行了比较。     

基于GHSOM网络的故障识别

提出了一种基于生长型分级自组织映射(GHSOM)网络的故障识别方法,给出了方法的基本原理,并将该方法应用于汽轮机组与齿轮的故障数据分析.研究结果表明,GHSOM能根据数据特征无监督地对故障进行正确聚类和识别,并且具有动态增长及分层特性,能解析出数据内在的层次结构,实现由粗到精的聚类识别,该方法可以扩展应用于机械故障的诊断与识别.     

基于自组织映射网络的齿轮故障分类识别

分析了自组织映射网络算法，在U-矩阵方法基础上提出了一种改进的可视化训练结果方法，并应用于齿轮故障的模式识别，研究表明，自组织映射网络能对齿轮状态进行正确分类，有效识别故障模式，改进的可视化方法能更加清楚地显示网络训练结果，两者结合可以扩展应用于机械设备的状态监测和故障识别。     

基于空气耦合超声激励的倒装芯片缺陷检测

以FC倒装芯片振动模型为基础,阐述了利用固有频率变化进行芯片缺陷检测的原理.通过COMSOLMultiphysics软件对周边型FC芯片的前5阶模态进行了仿真分析,结果显示焊点缺失会引起FC芯片高阶固有频率的明显变化.利用基于空气耦合超声激励的FC芯片缺陷检测方法,对焊点缺失FC芯片的振动速度进行了测量,提取出了FC芯片的前5阶固有频率,测量结果与仿真结果一致,验证了该方法检测FC芯片缺陷的可行性.     

湿法活化工艺对圆片直接键合影响规律研究

为了优化硅圆片直接键合工艺,利用正交试验法,研究了活化液浓度、活化时间和活化温度3个重要工艺参数对硅圆片表面粗糙度的影响规律.试验以活化后表面的承载率BR(bear ratio)高度为指标评价活化效果.其结果表明:活化液浓度对表面粗糙度影响最大,在试验设定水平内浓度越高粗糙度越低;活化时间越长则表面粗糙度越高,必须避免过长的活化时间;而活化温度则对表面粗糙度影响不大.据此结论优化了硅图片的键合工艺,实现了高质量的圆片键合.     

基于非线性映射的特征提取技术研究

从特征提取角度出发，分析了曲元分析法(CCA方法)的非线性映射算法原理，研究了曲元分析在高维数据本征维数提取中的应用，在此基础上提出了基于非线性映射曲元分析法的设备状态特征提取技术，对仿真和齿轮故障数据的研究表明，该方法能提取出对模式识别敏感的特征集，可有效用于机械设备的故障模式分类识别。     

GTM在冷轧带钢颤振监测与识别中的应用

研究了GTM算法在冷轧带钢颤振监测识别中的应用，结果表明，通过对轧制过程的工艺参数或振动特征的聚类训练，它能把正常数据和颤振数据分别映射到二维平面的不同输出区域，较好地将两种轧制状态聚类分开；输入数据映像点在平面上的轨迹变化趋势正确而直观地反映了轧制状态的变化，便于及时监测识别出颤振的发生，有利于提高轧制生产率和产品质量。     

Zr基非晶合金超塑性成形工艺研究

采用感应耦合等离子体刻蚀工艺制备了微型硅模具,基于硅模具研究了非晶合金Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5的超塑性微零件成形工艺.采用差示扫描量热仪测定了Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5的过冷液相区间为360～440℃,在过冷液相区间热压成形非晶合金微零件、机械研磨去除零件飞边和采用40%的KOH溶液腐蚀去除硅模具,得到非晶合金微型零件.自主研制了成形设备,仿真分析与实验相结合,解决了成形过程中设备的温度控制问题,比较分析了不同温度下的成形结果,实验与仿真结果符合较好.在410℃条件下成功制备出模数0.03、齿数66和厚度500μm的微型内齿轮,齿形轮廓清晰,X射线衍射仪扫描结果显示该微齿轮为非晶结构,从而验证了采用该工艺制备微型零件的可行性.     

Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5非晶合金超塑性成形工艺时间

通过Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金的差示扫描量热仪(DSC)连续升温和等温退火实验,研究了影响非晶合金超塑性成形工艺时间的三种因素:退火温度,加热速率,退火加工次数.结果表明:退火温度与非晶合金孕育时间存在负指数关系,主要决定了可加工时间的长短,进而影响工艺时间的可选范围;增大加热速率可以一定程度上增大某一退火温度下的孕育时间,延长可加工时间,但是当该退火温度因增大加热速率而超出过冷液相温度区间时,孕育时间达到极大值;多次退火加工会使非晶合金的总体孕育时间出现损失,损失大小与初次退火时间成反比.合理选择退火温度、适度增大加热速率、科学安排加工顺序和过程均有助于在非晶合金超塑性成形加工中延长可加工时间,优化工艺时间,保护材料的非晶特性.