基于光诱导介电泳的微粒子过滤、输运、富集和聚焦的实验研究

在继承传统介电泳技术在微纳米生物粒子操纵领域优势的同时,如何提供动态可重构微电极并降低制作成本,成为解决介电泳技术应用中的瓶颈问题,而基于光电效应原理的光诱导介电泳的提出,为解决此问题提供了可行的方案.本文在设计制造光诱导介电泳芯片的基础上,搭建了基于光诱导介电泳操纵微粒子的实验平台,并对不同尺度的微粒子进行了过滤、输运、富集和聚焦等四种操纵功能的实现,同时并对各种操纵功能的性能进行了定量分析.结果表明,光诱导介电泳的操纵功能和操控性能与缩微光学图形的形状、尺寸、移动速度,激励信号的频率以及溶液电导率等参数相关.增加光线条宽度,一般能使操纵效率提高约50%以上,且聚焦时改变光线条倾角亦会明显影响聚焦效率.粒子的输运速率与捕获光圈的内半径和厚度成正比单调增加关系.粒子的最大同步速率与激励信号频率和溶液电导率成非线性关系,且在溶液电导率范围为5×10？4~5×10？3 S/m时具有良好的操纵性能和较高操纵效率.     

等离子体圆柱波导的传播特性

分析了等离子体圆柱波导中存在的一般模式 .重点讨论了波导的传播特性随等离子体参数、介质参数、波导尺寸、工作频率的变化 .导出了各种模式的模方程 ,并给出了相应的近似解的解析表达式 .在极限条件下 ,导出的结果与文献所给的结果相一致 .计算的结果表明 ,这种结构波导的传播特性可以通过选择适当的等离子体参数、介质参数以及波导的尺寸来控制 .     

一种基于微带天线的应变测量技术

结构在长期使用中常常会产生裂纹，裂纹萌生时的尺寸一般很小，不容易被发现；当裂纹被发现时，往往已经扩展，甚至接近临界尺寸，危及结构安全．由于裂纹主要产生在结构的应变集中处，所以对“关键区域”的应变进行监测可以作为裂纹萌生的表征．传统的应变测量技术很难满足长时间、低成本、快速检测等要求．为克服传统应变传感器的缺点，本文对基于微带天线的应变测量技术进行了可行性探究．微带天线的中心频率与自身尺寸有关：当其变形时，中心频率也会发生相应的偏移．因此，可利用微带天线中心频率的变化来表征应变．本文设计和制作了四种不同尺寸的微带天线，以探兖基于微带天线的应变测量技术，同时研究其影响因素．将天线黏附在悬臂梁上，并在悬臂梁自由端处施加载荷，进行应变测量实验．通过矢量网络分析仪得到回波损耗S-一曲线，并获得应变与微带天线频率偏移的关系．分析结果显示，应变与中心频率偏移之间存在近似线性关系，可利用微带天线测量应变．     

基于光学原位观测柔软摩擦副的接触率研究

＂柔软接触＂在自然界和工业应用的摩擦副中具有重要学术和应用价值,但线接触副中接触率的原位测量目前尚无系统方法.本文建立了含光学显微、数字图像采集的软摩擦试验台.通过对接触率不同影响因素的深入分析,对比讨论了试验结果和理论模型.法向载荷对接触率影响规律可表述为幂函数,且受到弹性模量的影响.本文结合Ghatak的柔软橡胶薄层力学模型,分析了柔软材料的弹性模量对接触率的具体影响规律.本文以上述分析为基础,针对实际应用中柔软材料几何尺寸差异的问题,制备了9种不同厚度的圆柱形弹性样品,试验和理论分析都发现临界厚度值将影响接触率,并对结果进行了讨论.最后对全文进行了总结和展望.     

钛合金室温和高温三维复合型断裂实验研究

钛合金结构在复杂载荷和工况下的损伤容限对现代飞行器安全十分重要,但至今没有结构三维几何尺寸因素对材料高温断裂性能的影响结果报道.利用新发展的光测断裂试验技术,对航空结构材料TC11高温钛合金制成的紧凑拉伸剪切试样,在3种不同温度条件下进行了多种厚度（1.8～7.1mm）的I/II复合型断裂试验,系统分析了温度、厚度和复合载荷对断裂承载力和裂纹起裂角的影响.结果表明,TC11材料在室温下断裂承载力随厚度增加单调降低;在高温下则呈现与室温下不同的厚度效应：温度明显降低2mm试样的承载能力,而增强7mm试样的承载能力,4mm试样的承载能力则较少变化.I/II复合加载时起裂角在室温和高温条件下都存在一定的厚度效应和温度效应.这些复杂的厚度-温度耦合效应不能用已有断裂理论准确预测,必须发展新的三维复合型断裂理论和评定技术.     

超大厚度钛合金电子束焊接熔合区精细组织表征

对大厚度船用钛合金电子束焊接接头熔合区组织进行了研究,采用金相显微镜观察熔合区在不同厚度的微观组织特点,并通过透射电子显微镜对相形貌进行了分析.结果表明:熔合区晶粒从两端面向90mm处逐渐增大.显微组织从两端面交错生长的细长马氏体,向厚度中部逐步转变成相互平行具有一定方向性的马氏体束域.相形貌在两端面主要是由含有大量位错的初生α'相和相互平行且细小的针状马氏体组成,交界面上有少量β相析出.90 mm处在细长的针状马氏体之间形成短棒状的马氏体.熔合区显微硬度在60 mm处最低,90 mm处最高,上下表面处相当,这与组织有密切关系.由于电子束焊接温度分布和温度梯度的特点,造成熔合区在厚度上晶粒和相形貌尺寸的不均匀,使得界面成为焊缝的薄弱部位.     

古人类学研究进展

人类定义的改变将南方古猿纳入人类的范围,延长了人类历史的记录。７０年代延长到３００多万年,９０年代延长到４００多万年。人造石器的历史已达２５０万年。人类最可能诞生于非洲,大约在２００万年前走出非洲。直立人近年最重要的发现还有非洲纳里奥科托姆１６０万年前的骨架和西班牙７８万年前的人骨。人类到达澳洲在６万年前。早期人类进化模式呈树丛状;晚期的模式较可能呈河网状。最近在中国人类进化研究的基础上提出了新的假说：“连续进化附带杂交”。这个假说支持现代人起源的“多地区进化说”,并受到旧石器考古研究的支持,而与“现代人出自非洲说”（夏娃说或替代说）相矛矛盾。近年有人根据对现生中国人２８个群体的遗传学研究推测“夏娃”的后代在６万年前到达华南取代原住民,以后再到华北。将非洲和欧亚头骨,西亚和中国旧石器进行对比研究的结果指示“替代     

横岭山先秦墓葬群出土陶瓷的系统研究

横岭山先秦墓葬群的发现被评为2000年度中国十大考古新发现,其出土的大量陶器和原始瓷标本对研究我国广东地区的古代陶瓷发展史具有重要意义.通过对这些珍贵标本的系统组成、结构和物理性能测试,采用多元统计等数据处理方法,揭示了广东地区古代陶瓷发展不同于我国其他南方地区的显著特点,以及其阶段性的组成模式和独特变化规律,并探讨了我国瓷釉起源可能存在的不同模式.     

采用玻璃管蜂窝盖板的太阳能空气集热器的性能研究

设计制作了以薄壁玻璃管为蜂窝单元的透明蜂窝盖板，应用于平板型太阳能空气集热器。针对6种不同尺寸的蜂窝结构太阳能集热器进行试验研究，重点研究在小高宽比（L／D〈3）下，蜂窝的孔径、高宽比等因素对阳光透过率和集热效率的影响。试验结果显示：当蜂窝直径相同，高宽比不同时，集热器出口温度相差较大，高宽比小的温度高，最大温差约为10℃。当蜂窝直径不同，高宽比相同时，集热器出口温度相差不大。有蜂窝与无蜂窝，最大温差约为12℃。通过对玻璃管蜂窝单元的分析，推导出蜂窝结构透过率的理论关系式，发现光线在蜂窝内的透过率只取决于蜂窝的高宽比L／D以及材料的透光性质，而与具体的尺寸无关。从而从理论上说明了集热器效率与蜂窝高宽比的关系。     

基于数字图像相关方法的剪切带宽度的影响因素分析

将粒子群优化算法引入到数字图像相关方法之中,利用两种相关系数公式,研究了样本子区的尺寸、相邻样本子区中心点在垂直于剪切带方向上的距离、最大迭代次数、剪切带宽度理论值和剪切带的剪切应变对剪切带宽度计算结果的影响.研究发现,随着样本子区尺寸的增加,剪切带宽度的测量结果越来越远离剪切带宽度的理论值；当剪切带的剪切应变较大时,随着样本子区尺寸的增加,剪切带宽度的计算结果变化较大；计算得到的剪切带的宽度通常都小于剪切带宽度的理论值,除非剪切带宽度的理论值或样本子区的尺寸取值较小时.     

六阶极窄带宽高温超导滤波器的研制

文中研制了一款极窄带宽的六阶高温超导滤波器,成功实现了相对带宽小于1‰的多阶高温超导滤波器的设计与制作.文中给出了极窄带宽高温超导滤波器的等效电路、理论曲线、耦合矩阵、设计过程、模拟仿真结果以及滤波器的物理电路结构,有效解决了极窄带滤波器的设计、材料与加工精度的技术难题,研制的高温超导滤波器使用蒸镀于0.5mm厚度的氧化镁(MgO)基片上的DyBa2Cu3O7双面高温超导薄膜加工制作,滤波器工作频率约为900MHz,相对带宽为0.58‰,滤波器的实际损耗小于0.6dB,带外抑制达到70dB以上,其测试曲线与模拟仿真结果很好的吻合,文中的试验结果标志着多阶高温超导滤波器可以实现的最窄带宽达到了一个新的高度.     

微成形中尺寸效应研究的进展

微纳米尺度下微细工件塑性变形中会出现尺寸效应,即随着工件尺寸的减小材料的应力应变关系、塑性成形性能和摩擦系数等成形工艺参数呈现出与常规尺寸工件的塑性变形不同的特点,对于尺寸效应的研究是微成形工艺研究的基础.本文首先综述了实验观察到的各种尺寸效应现象,如随着晶粒尺寸的减小塑性变形机理发生变化,从而导致Hall-Petch关系的变化.然后,介绍了为描述材料应力应变关系中出现的尺寸效应而提出的各种材料模型,其中考虑表面层晶粒体积分数、工件尺寸与晶粒尺寸的比值、应变梯度等因素的影响对经典塑性塑性力学模型进行的修正可以从现象学的角度描述尺寸效应,而基于位错运动、统计存储和几何必须位错密度的演化、晶界滑动等塑性变形机理的的本构模型,不仅能更准确地描述尺寸效应等塑性变形行为,而且能更深入地揭示尺寸效应的物理本质.另外,对于尺寸因素与极限应变的关系和摩擦中呈现的尺寸效应研究也进行了介绍.     

揭开成化斗彩“差紫”之谜

20世纪50年代末，孙瀛洲先生认为出现在成化斗彩瓷上的“差紫”是原来烧造时所产生的差异色疵。这种观点早已被中国文物界普遍接受。但近20年来景德镇明御器厂遗址出土了数以吨计的成化瓷片，至今从未发现一片带有“差紫”的瓷片。国内无论是文物界还是科技界，几乎没有学者对出现在成化斗彩上的“差紫”提出疑问，并做深入的研究和考证。英国大英博物馆研究实验室的科技人员，曾利用X荧光衍射分析仪对该馆收藏的一件成化斗彩高足杯上的“差紫”进行过无损成分分析，确认“差紫”是由1923年发生在紫禁城中建福宫的火灾造成的色彩损伤。在英国大英博物馆的研究基础上，笔者根据陶瓷工艺学原理，对成化斗彩“差紫”形成的色化学机理，做了深入细致的研究，对“差紫”形成的原因做出了科学合理的解释，并与近代清官历史相结合，揭开了成化斗彩“差紫”之谜，纠正了中国文物界普遍存在的对“差紫”形成的错误认识。证明科技考古是古陶瓷研究深入发展的必然趋势。     

天问一号火星着陆巡视器推进系统特点及飞行分析

天问一号火星着陆巡视器推进系统的结构质量和尺寸严格受限,针对常规推进系统方案无法满足要求的难题,采用中压双组元推进系统和7055高强度材料壳体推进剂贮箱,实现了轻质、小型化的目标.发动机的室压约2MPa.相对于传统推进系统方案,重量减少约53kg,高度减少约919mm.这是中压双组元推进系统首次在宇航领域应用.本文结合...     

微轧制下高碳马氏体钢的超延展性与尺度效应

高碳淬火钢难以在室温下发生塑性变形,人们曾将此现象归因于成分(碳含量过高)和组织(马氏体塑性差),未考虑几何尺寸的影响.为此,本研究在室温下对厚度为400?m的9Si Cr淬火马氏体钢进行微轧制实验,发现微轧制下实验钢的塑性良好,延展率达200%以上,且硬度比淬火态提高了39%.本文对此新发现进行了研究.首先,负辊缝轧制使横向压应力增大,同时由于单位体积的接触表面积变大,而引起纵向压应力和垂直方向压应力同时增大,因而静水压力增加.这些因素有利于抑制轧件边裂、头部劈裂以及轧件内部缺陷生成和扩展,致使塑性改善.这一现象可以用传统理论进行解释,属于第一类尺度效应.其次,由于位错和孔洞一旦到达试样表面就会释放和消失,所以轧件的比表面积越大对提高塑性越有利.因此,比表面积充分大的薄轧件已不能视为均匀连续、各向同性的理想材料,其表面效应属于第二类尺度效应.实验结果表明:长期以来认为高碳马氏体组织塑性差的认识在薄轧件轧制中受到挑战,需要同时考虑两种尺度效应,才能深入认识其力学表现和物理本质.     

量子关联及其应用

量子关联是量子系统具有的一种重要的非经典性质,被普遍研究的量子纠缠就是量子信息处理中重要的量子关联.随着研究的深入,最近发现了很多不需要纠缠的非经典现象在量子信息中扮演了关键角色.文章介绍了基于量子失协及其相关的非经典量子关联,讨论了各种量子关联在量子信息模型中各种物理解释与应用.     

失踪66年的小行星再度进入地球视野

美国洛厄尔天文台发布的一份新闻公报说,经过多国天文学家通力合作,失去踪迹达66年的近地小行星“赫耳墨斯”最近终于再度进人人们的视野。 这颗闻名天文领域的“失踪”小行星最早是1937年由德国天文学家赖因穆特首次发现的。但几天之后,这颗以希腊神话中众神使者名字命名的小行星突然神秘地不见踪影。     

高等级油气管线钢的断裂韧性测试方法

本文对目前管线钢断裂韧性的测试方法做了综合性的比较,得出测试高等级管线钢断裂韧性最合适的参数是CTOD（裂纹尖端张开位移）或CTOA（裂纹尖端张开角）。CTOD试验按国际通用规范BS7448,可以按实际厚度制作试样,保存了原结构的尺寸效应,所测得的韧性会比较准确、可靠;CTOA是目前用于反映高钢级输气管线止裂性能的参数,通过高速摄影机拍摄张开的角度直接测量,能方便直观的反映管材的止裂韧性。     

脊椎动物基因注释中的大基因问题

为了找出编码蛋白质的基因，注释流程结合了“从头开始的基因预测方法”和“与已知基因相似性比较”这两种方法。“从头开始的基因预测方法”虽然有很高的假阳性但是假阴性却很低；相形之下，结合了相似性比对的方法之后虽然能够降低假阳性，但是却大大提高了假阴性。我们发现，在这当中与基因预测正确率相关的最重要因素就是基因大小(包括内含子在内)——大基因尤其容易产生预测错误。     

近年来上海房价的时空分布及变化研究

近年来,随着经济的发展,房地产交易市场日益活跃,已成为与国民经济密切相关的十大行业之一,而房价也已成为社会各界关注的焦点.房产作为一个具有空间属性的商品,其价格深受地理区位因素的影响.论文在收集了上海地区大量楼盘价格与相关信息数据的基础上,综合运用GIS空间分析、空间统计分析、专题制图分析等方法,从地理空间的角度对上海近年来房价的时间和空间分布的态势及其与交通、购物、公共设施等区住因子之间的空间相互关系进行了初步的研究,并得出房地产和房价在地理空间上分布的一般规律.论文认为:楼盘在空间上往往是成聚集状分布的;房价从外围到市中心基本呈升高的趋势,但由于市中心的环境质量相对较差,因此会出现价格下降的现象;房价是各种区位因子综合影响下的产物,其中交通因子起到了很重要的作用.