利用优化材料的凸起光栅标记提高莫尔条纹图像的对比度

在基于莫尔条纹相位匹配的纳米压印对准方案中,因阻蚀胶引入引起压印对准标记光栅副间隙介质的改变,使得莫尔条纹图像的对比度下降,恶化了压印对准精度.针对这一问题,本文提出了利用优化的标记材料来制备凸起光栅标记从而提高莫尔条纹图像对比度的方法.该方法为提高莫尔条纹图像对比度,通过FDTD(有限时域差分)软件,对玻璃模板及硅片基底上采用的光栅标记材料及光栅副间隙进行了优化计算,在采用常规压印阻蚀胶(折射率为1.6)、压印模板与基底间间隙为200nm、且光栅标记为凸起时,优化光栅标记材料为:玻璃模板上光栅标记为折射率2.0的ITO;基底下光栅标记为折射率2.7的Cr.实验结果表明:在光栅副的间隙介质分别为折射率1.6的阻蚀胶和折射率1.3的水时,采用优化材料的凸起光栅标记(周期为6和6.1μm的光栅副)得到的莫尔条纹图像的对比度与原标记相比分别提高了11.92%和4.66%.     

凝胶注模和反应熔渗SiC陶瓷基零件素坯缺陷控制及高温力学性能研究

针对凝胶注模和反应熔渗SiC陶瓷零件由于炭黑团聚、含量不足引起的坯体宏观裂纹、残留硅含量过高等问题,提出了一种有效控制陶瓷组织缺陷与残硅含量、提升陶瓷零件高温力学性能的方法。以短碳纤维代替炭黑作为碳源,通过实验对比分析了碳纤维与炭黑在陶瓷浆料中的分散性,以及这两种碳源对陶瓷素坯质量的影响规律;采用扫描电子显微镜和X射线衍射等手段研究了碳纤维和SiC陶瓷微观结构及其物相组成,并探讨了碳纤维体积分数对反应熔渗SiC陶瓷基零件高温性能的影响规律。结果表明:较之炭黑,短碳纤维在陶瓷浆料中具有良好的分散性,干燥后陶瓷坯体内大尺寸气孔和裂纹等缺陷得到有效控制;在反应熔渗过程中,碳纤维溶解到液硅中并生成β-SiC取代残硅,填充了陶瓷坯体的剩余孔隙;当碳纤维体积分数增加时,陶瓷坯体中的残硅含量得到有效控制;碳化硅陶瓷高温(1 350℃)力学性能指标随着碳纤维体积分数增加,先增大后减小,当碳纤维体积分数为20%时达到最大,高温弯曲强度、断裂韧性分别为(343±19)MPa、(5.04±0.27)MPa·m~(1/2)。     

紫外光快速成型中树脂固化过程的研究

为了确定快速成型中树脂固化线条的理论模型，对扫描动作和固化过程进行了详细分析．由于明确了实际扫描动作是由匀速运动和非匀速运动所组成的，因此实际扫描的固化线条是非均匀一致的．根据树脂曝光理论，建立了固化线条的横向和纵向截面形状的数学模型．揭示出整个固化线条呈哑铃形，其横截面轮廓呈抛物线形．在x轴上的位移等于光斑直径时，树脂微元的曝光时间最长，固化深度最深．采用实际的固化线条对数学模型进行了对比验证，其结果表明固化线条基本与理论模型一致，这对于改善成型质量具有理论指导意义。     

汽轮机长叶片型面双刀加工刀位轨迹优化算法

为改善汽轮机长叶片型面加工中的变形问题,提出了2种优化目标下的叶片型面双铣刀对刀加工刀位轨迹规划算法。首先建立了牛鼻刀的切削力与切削参数、刀具姿态的关系模型,在此基础上分别以最小径向切削合力和最小切削合力矩为优化目标计算了2把铣刀的切削刀位点和刀具姿态。采用有限元分析方法对比了传统单铣刀切削加工路径、未优化双刀切削加工路径和2种双铣刀切削加工路径下的叶片加工变形情况,结果显示:在一组给定的常用切削参数下,径向切削合力优化轨迹算法和切削合力矩优化轨迹算法可分别将叶片的平均加工变形减小约31%和55%;沿优化后的双刀切削加工路径加工能够有效改善叶片整体受力情况,减小叶片的加工变形,提高加工精度和效率。     

步进闪光压印光刻模具制作工艺研究

由于硅橡胶具有良好的自适应性和优异的脱模性，所以选取硅橡胶作为模具材料，并确定使用硅橡胶加石英硬衬作为压印光刻工艺的模具．分析了硅橡胶模具制作工艺中真空辅助浇铸的成型过程，以及交联固化反应过程的各个工艺参数对硅橡胶模具性能的影响，通过大量实验，具体分析了硅橡胶单体和固化荆配比、浇铸真空压力、固化温度及固化时间等工艺参数，并由此得到了优化的硅橡胶固化工艺参数，提高了硅橡胶模具的物理性能．实验表明，硅橡胶模具具有良好的自清洁功能，其表面图形完好，图形转移效果优异，完全能够满足300nm特征尺寸图形复型转移压印的要求。     

五轴机床加工零件轮廓误差预测方法

研究了五轴机床进给轴实际位置预测方法和零件轮廓误差求解方法,在此基础上提出了五轴机床加工零件轮廓误差预测方法。机床进给轴实际位置的预测,通过辨识选定机床进给轴传递函数和读取待加工零件插补指令、将各轴指令输入各轴传递函数获得。零件轮廓误差的求解,通过正运动学变换求解工件坐标系下待加工零件的指令位置轨迹和实际位置轨迹、求解二者之间的轮廓误差来实现。以S形试件为加工零件,以科德KMC600SUMT五轴铣车立式复合加工中心为加工机床,预测了S缘条直纹面A的轮廓误差。刀尖位置误差和刀轴姿态误差引起的零件轮廓误差随着直纹面的位置变化,误差分别在0.04mm和±7×10-5 rad内。研究结果表明:建立的五轴机床加工零件轮廓误差预测方法,可以在加工前实现零件轮廓误差的精确预估,提前判断选定机床是否能够满足零件轮廓误差的要求,为优化加工参数、保证高速加工下的零件轮廓精度提供依据。     

基于光固化工艺的快速成型远程报价系统研究

提出了一种基于Ｉｎｔｅｎｅｔ面向光固化快速成型和ＳＴＬ文件的远程在线报价系统,论述了该系统基于模型加工时间的报价原理,、对该系统的算法和步骤进行了较详细的阐述,分析和比较在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上实现该远程报价系统的几种方法的可行性和优缺点,实现了以ＡｃｔｉｖｅＸ控件构筑的、工作在Ｂｒｏｓｅｒ／Ｓｅｒｖｅｒ模式的网络报价引擎。该引擎具有文件操作,报价参数选择分层计算模型体积和加工时间以及显示详细报价结果     

具有钛框架增强结构的人工骨的降解规律

为了解决磷酸钙骨水泥(CPC)复合骨形态发生蛋白(BMP)植入体强度低的缺陷，提出一种钛框架／CPC／BMP复合结构的人工骨，并通过长达半年的动物实验及后续分析研究其降解规律，得出了这种植入体降解的动力学模型．研究表明：在植入动物体内后，CPC的孔隙率按对数规律递增，靠近植入体表面的孔隙     

快速成型机中的树脂液面刮平装置研究

在快速造型中，待树脂淹过已固化层并稳定后，才能进行扫描。由于树脂的粘性较大，流动性差以及固化层表面张力的作用，如果完全靠树脂的自然流动达到液面静止，时间较长，本文设计了一种刮平装置，能够使液面尽快稳定下来，时间显著缩短，并提高了成型效率及成型精度     

压印工作台的纳米级自找准定位研究

针对分步压印光刻工艺超高精度的对准要求,论述了一套由光栅、驱动器及激光干涉仪构成的闭环超高精度自对准定位系统．为了消除外界干扰引起的激光干涉仪误差对整个系统精度的影响,系统采用粗精两组光栅和相应两组光强传感器来实现工作台三维位置度的检测．驱动环节采用宏微两级,相对于粗精两组光栅检测进行驱动,实现了分步式压印光刻的多点定位找准和多层压印的对准要求．为了提高在驱动过程中的定位精度和抗干扰能力,系统采用了精确模型匹配(EMM)算法,最终实现了在压印光刻工艺中,步进精度小于10nm、多层压印重复对准精度小于20nm的超高定位精度要求,使系统的整体定位找准精度控制在8nm以内。