激光微细加工

如果进入微观世界，能够捕获一个或多个单原子，然后让它们重新排列组合，那么就会导致物质本身发生某些变化，而这些变化将会对未来许多领域及人类生活产生巨大影响。例如，我们把组成水分子的氢和氧分开，两者就都可以燃烧。小的分子，只有足球体积的几亿分之一，用机械方法，几乎是不可能捉住它，分子又是由原子组成的，操纵一个原子，就更难了，而光可以做到这一点。一束极细的激光，产生光子流，其动量转移给物体，形成光压，再通过适当的光场分布，可以把那种极小的原子俘获在一定的位置，并可方便地移动它。实际上这就实现了对原子的…     

激光光镊拉曼光谱技术的鼻咽癌研究展望

激光光镊拉曼光谱技术是光镊技术与拉曼光谱技术交叉融合的产物,能够用于生理条件下单细胞拉曼光谱的测量和分析,已成为细胞生物学、医学研究中不可缺少的重要工具.综述回顾了激光光镊拉曼光谱测量系统理论和技术的发展,展望了全息光镊、声镊、光电镊、光泳镊等新型光镊与拉曼光谱系统融合的前景;根据激光光镊拉曼光谱技术的特点,系统梳理、...     

激光致等离子体及其对激光加工的影响

论述了激光致等离子体机理和激光致等离子体在光束一工件能量耦合过程中的作用。对等离子体振荡与逆韧致副射吸收作了物理讨论，导出了等离子振荡频率和吸收系数公式。     

飞秒激光微通道加工研究进展

综述了基于飞秒激光微通道制造的研究现状,包括加工机理、工艺技术方面的研究进展,重点介绍了飞秒激光改性辅助化学刻蚀和液体辅助飞秒激光烧蚀两大主要制造方法上的研究成果,概述了目前面临的主要问题与挑战,展望了未来的发展趋势.     

微通道铣削加工工艺的实验研究

为了实现微通道的高效加工,提出利用微细铣刀对铝合金薄板进行微通道阵列结构加工,并通过改变加工工艺参数的方法,系统研究了铣削加工参数(背吃刀量、进给速度和主轴转速)对微通道的几何尺寸的影响规律。研究结果表明:选用直径为0.4mm铣刀的条件下,加工出微通道的宽度随着背吃刀量和进给速度的增大而逐渐增大,且背吃刀量的影响较为明显。在6 000~21 000r/min的主轴转速范围内,随着主轴转速的增加,微通道的宽度尺寸变化不大。因此,通过选择优化的切削加工工艺参数,可以实现微通道阵列结构的加工。     

飞秒激光大气等离子体通道的平均电子密度修正

在飞秒激光等离子体通道中的电子密度分布近似为高斯分布的基础上,对文献[5]中所得到的激光等离子体通道中的平均电子密度进行了修正计算.计算结果显示:等离子体通道的平均电子密度约为5.48×1018cm-3,高于文献[5]中的计算结果约一倍.随后从实验所测得的等离子体通道中的电阻率η=0.76 Ωcm出发,验证估算出的平均电子密度约为5.20×1018cm-3.从而证明了飞秒脉冲激光生成等离子体通道中的电子密度分布近似为高斯分布.     

难加工合金微细通道电火花加工工艺规律研究

微细电火花加工技术因其非接触加工等显著特点,在难加工合金材料微细制造领域具有突出的优势与潜力．选择对加工性能影响较大的峰值电流、脉宽、脉间及电容4种电参数,开展了难加工合金微细通道电火花加工正交实验,并结合实验结果分析了电参数对加工时间和电极损耗的影响规律．最后,针对两个加工目标,采用多目标优化算法得到了最优电参数组合,并分别在不锈钢、殷钢、钛合金3种难加工合金材料上加工了微细通道．实验结果表明,放电参数对加工时间和加工效率具有显著影响,采用所提出的多目标优化方法可以在保证加工质量的同时有效提高加工效率．     

空气中激光等离子体通道诊断方法比较研究

使用3种诊断方法(通道横截面成像法、电阻率测量法和声学测量法)对超强飞秒激光脉冲在空气中形成的长等离子体通道进行了测量. 研究发现, 通道横截面成像法利用了通道内细丝具有较大的激光强度这个性质, 是研究通道内细丝分布以及细丝演化等最精确的方法; 电阻率测量利用了通道的导电特性, 其误差较大, 适合对通道进行粗略估计; 声学测量方法通过测量通道辐射出来的声波, 间接反映了通道内的激光强度和电子密度演化是3种方法中最快速, 最易于操作的方法. 等离子体通道诊断方法的比较研究对于人们深入研究通道各个方面的性质, 以及正确选择不同的实验手段都有重要意义.     

放电通道的波动性与电火花加工机理

基于放电通道的波动特性,并考虑放电通道中等离子体的双极扩散效应,对电火花加工机理进行了研究。指出放电通道的波动可以分解成纵波和横波2个分量,并分别进行了短、长脉冲加工时横波和纵波对材料蚀除的不同影响,提出放电通道位形和位形平衡的概念。根据计算机仿真实验,得出了短、长脉冲加工时瞬时放电通道半径、放电通道位形半径以及最终放电痕半径三者之间的关系。对材料的抛出机理作出了和实际加工相符合的解释。     

激光等离子体相互作用中自生通道的形成

激光在等离子体中传播时形成的自生通道、成丝已被实验所观察,由于激光与等离子体相互作用时各种非线性效应十分复杂,通道形成的机理还存在争议,本文主要介绍目前等离子通道形成的几种模式及一些重要实验结果,并提出一种新的通道形成的机制。     

微通道极电子冲刷研究

该文对应用于Ⅱ代微光像增强器的微通道板进行了电子冲刷和寿命实验的研究。介绍了专门研制的试验装置,对冲刷规程作了探讨并对测试结果进行了分析,得出了有益的结论。     

弯曲微小通道的流阻特性

设计了不同曲率半径、不同几何尺寸的弯曲微小通道，并对其进行了流阻试验，得出了不同几何尺寸的弯曲微小通道的流动特性，并采用N—S方程对流体在弯曲微小通道中的流动特性进行了数值研究．将试验结果与数值计算结果进行了比较，发现它们间存在较大的差异．为了正确解释这种差异，在对流体流动特性分析的基础上引入了粗糙粘度模型．计算结果表明，用粗糙粘度模型计算的结果与试验值吻合较好．     

梯形微通道气液分相强化换热实验研究

针对微通道换热器强化沸腾换热,提出分段式梯形换热结构,该结构可实现气泡在表面张力驱动下间断性流向通道两侧,保持中间加热区为液体,实现气液分相流动,进而强化沸腾换热性能。采用无水乙醇为工质,实验研究直肋和梯形结构铜基表面在热流密度为160~320 kW/m²和工质流量为0.4~2.0 g/s时壁温、换热系数等参数变化规律。结果表明：在饱和沸腾区,梯形分相结构可有效实现气液分离,进而降低壁面温度,大幅提高换热系数;如在25 mm位置处,5段结构换热系数比平行结构换热系数提高了60.4%;在单相加热区,换热面积为主要影响因素,直肋结构换热系数略大,但换热系数比饱和沸腾时小一个数量级。平均换热系数分析得到5段结构微通道比平行结构微通道提高了53.8%,可见分段式结构可实现气液分相流动,有效提高沸腾换热的平均换热系数,增强整体换热能力。     

圆形微通道的热交换特性及其尺寸效应

基于圆形微通道的能量守恒及热传导方程,在考虑速度滑移和温度跳跃的情况下,利用逆解法得到了一个热充分发展的温度场计算式.根据定热流边界条件,推导了圆形微通道的努塞尔数和温度跳跃的新表达式.通过计算努塞尔数和对流换热系数,分析了圆形微通道的热交换特性及尺寸效应,对纯净水在圆形微通道中的换热性能进行了数值仿真.仿真结果表明:在滑移流范围内,随着管径减小,换热系数增大,流固界面的温度跳跃随着与入口端的距离增加而减小,从而验证了理论推导的正确性.     

矩形微通道内液滴产生和运动特性实验研究

摘要： 借助于高速电荷耦合器件(CCD)相机,对宽125 μm、深300 μm的聚二甲基硅氧烷（PDMS）微通道内的液滴产生和流动进行了可视化实验研究,通过改变水（离散相）和硅油（连续相）的流量比,分析了液滴的长度、运动速率和产生频率的变化情况.结果表明：微通道内液滴的无量纲长度与水、油流量比之间存在着明显的线性关系;而液滴的运动速率比两相混合物的表观速率大.同时,提出了能够简单、准确描述液滴运动速率的实验拟合公式,并建立了预测液滴产生频率的模型.与实验结果对比发现,所建模型的预测值与实验值较吻合,两者偏差在± 12%以内.
关键词：中图分类号：文献标志码： A     

Novel Preparation of Magnetic Microcapsules by Using T-Shaped Microchannel Reactor

Traditional preparation of magnetic microcapsules involves cumbersome processes and often results in irregular-shaped products. Due to the stable laminar flow of reaction solution and the moderate reaction conditions, the T-shaped microchannel (T-MC) reactor is supposed to yield microcapsules with regular shape. In this paper, magnetic particles of ferroferric oxide modified by oleic acid (OA-Fe3O4) and dispersed in tetrachloroethylene were used as core material. Polymethyl methacrylate (PMMA) was used as shell material. Magnetic microcapsules were prepared by using a T-MC reactor. Factors that influenced the encapsulated reaction were investigated in details, which included the velocity ratio of aqueous phase to oil phase, the length and the inner diameter of the microchannel. The morphology, composition, and magnetic responsiveness of the magnetic microcapsules were analyzed and characterized by SEM, FTIR, XRD, TGA, and vibrating sample magnetometer (VSM). The results confirmed that magnetic microcapsules prepared by T-MC reactor were regular in shape.     

微通道反应器内富氢重整气中CO选择性甲烷化净化

将4Ni-2Ru/ZrO2双金属催化剂均匀涂布到微通道反应器中,运用CO选择性甲烷化方法来净化富氢重整气中的CO。考察了焙烧温度、催化剂的涂布方法和CTAB/Zr的比例对催化剂性能的影响。实验结果表明：CTAB/Zr=0.35、350 ℃焙烧所制备的催化剂表现出良好的低温活性。反应温度240 ℃时可将CO的出口浓度降低到11 ppm,在温度240～300 ℃、空速13000～20000 h-1的范围内CO的转化率都可达99%以上,CO2的转化率不超过7%。     

微通道中液滴的耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学（DPD）对三维微通道中的液滴动力学进行了研究．通过提高两种流体之间的保守力系数获得不互溶的两种流体,并分析了相应的Flory—Huggins模型中的X参数．DPD计算所获得的表面张力与Groot等给出的理论公式相符合．计算采用消息传递并行计算技术（MPI）,计算过程模拟了高分子液滴穿过突扩突缩通道时的形态变化．计算结果表明,不同尺寸的高分子液滴穿过微通道所需要的时间不同,随着液滴直径与通道高度比值的增加,所需时间单调上升,但上升的趋势逐渐减缓．     

微通道中颗粒惯性聚集的力学特性

为揭示微通道内悬浮颗粒惯性聚集现象的机理,基于相对运动原理,利用数值方法研究了单个球形颗粒在方形微通道中的运动状况,并对颗粒的受力特性进行分析.研究发现:较小粒径的颗粒在较高通道雷诺数下可产生惯性聚集现象,但其受到的惯性升力在通道截面横向位置分布具有很大的波动性;惯性聚集位置随通道雷诺数的增大向通道壁面移动,随颗粒粒径的增大向通道轴心移动;颗粒旋转产生的旋转诱导惯性升力使惯性聚集位置向通道壁面移动.惯性升力分为旋转诱导升力和由剪切诱导升力及壁面诱导升力合成的非旋转诱导升力,而后者是惯性升力的决定性部分.     

微机械陀螺真空封装玻璃罩子加工工艺的研究

在硅微机械加工中,封装加工是非常重要的一个过程,对微机械器件实现真空封装后可以极大的提高它的灵敏度等各项技术指标,但目前国内对微机械传感器真空封装技术不成熟.本文主要讲述对陀螺采用玻璃封装时,用于封装的玻璃罩子的加工过程以及玻璃罩子在整个结构中所起的作用,同时叙述了玻璃罩子与微机械结构的键合过程.