机器系统磨粒平衡浓度及取油样问题的新见解

为了进一步探讨铁谱定量分析中重现性差、精度不高的深层次原因，应用随机过程理论，通过求解随机微分方程，对机器润滑油循环系统中磨粒浓度随机分布的数字特征进行了分析，对传统的磨粒平衡浓度概念进行了修正。认为在运转参数不变及引入白噪声作为随机分量的情况下，机器磨粒浓度由非平稳过程趋于一个宽平稳过程，并进行了实验分析。认为基于磨粒浓度为宽平稳过程，在油样状态监测或铁谱技术中应采取在线取油样方式或较大容积离线取油样方式，以期得到时间平均或空间平均。     

表面力仪及其在表面接触研究中的应用

介绍了清华大学摩擦学国家重点实验室研制的表面力仪（ＳＦＡ）的原理及其构造,并应用它对固体的微观接触进行了初步的研究,比较了粘着与无粘着时的接触。实验表明,Ｈｅｒｔｚ理论与无粘着接触时的实验非常吻合,ＪＫＲ理论则较好地描述了粘着时的现象。     

关于磨粒在磁场探测器中沉降运动的研究

将含有铁磁性磨粒的油流看作具有铁磁流体性质的多相流,通过直接测量及数据拟合得到了电磁场场强及梯度分布的解析式;研究了非均匀磁场中特定条件下的粘度表达式、铁磁性磨粒沉降运动规律及磨粒直径Ｄ、颗粒容积率及含气泡的多相流对磨粒沉积的影响．研究结果认为：铁磁性磨粒在整个沉降过程中速度与加速度均在变化,达不到恒定的沉降速度;磨粒直径、颗粒容积率对靡磨粒沉积位置有影响,而气泡对其影响不大,所得结论对在线铁谱技术研究具有重要的指导作用     

磁记录微观摩擦学性能测试仪的研制

为展开磁记录微观摩擦学的研究 ,自行研制了磁记录微观摩擦学性能测试仪。它可以模拟磁盘系统 ,并通过计算机对高速电机转速和起停状态的控制来精确模拟硬盘的各种运行及起停状态。该仪器实现了动态摩擦力、正压力、飞行间隙和微磨损的在线测量。测力系统采用相互垂直的簧片式微悬臂结构 ,正压力通过位移精确控制 ,正压力和摩擦力的分辨率分别达到 5μN和 1μN。膜厚测试系统中 ,采用双色光入射 ,保证测量系统在各种膜厚下都具有高分辨率 ,利用相对光强光干涉法 ,使测量系统在膜厚方向上的分辨率稳定在 0 .5 nm ;磨损测量系统中利用等厚干涉原理 ,来实现磁盘高速旋转下的非接触实时磨损厚度测量 ,可测磨损厚度的分辨率小于 1.5 nm     

用于自适应可展结构的压电式智能主动杆

为自适应调节和改善可展结构动力学性能 ,研制了一种具有传感和作动双重功能的智能主动杆。利用压电材料的正逆压电效应 ,建立了压电微位移作动器的设计模型。给出了智能主动杆的组成和工作原理。研制了一种用于自适应可展结构的新型智能主动杆。该主动杆由压电作动器、微位移传感器、压力传感器等组成 ,具有输出微位移和压力 ,及对位移和压力监测的功能     

磁头表面氟代硅烷自组装膜的制备和表征

采用分子自组装成膜技术,在磁头表面制备了1H,1H,2H,2H-全氟癸烷基三乙氧基硅烷(FTE)自组装膜。使用时间飞行二次离子质谱仪(TOF-S IM S)、X射线光电子能谱仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)和接触角测量仪对FTE自组装膜进行了表征。XPS测得的FTE自组装膜C 1s谱图中有分谱出现在287.905 eV位置,这证明FTE分子以C—O—S i键与磁头表面结合。通过分析TOF-S IM S测量的不同反应时间的膜厚和其对应的AFM表面形貌图发现,FTE自组装膜形成过程分为表面亚单层膜低覆盖、表面亚单层膜中等覆盖、团聚和聚结4个阶段。实验结果表明,控制反应时间可以在磁头表面制备超薄平整的FTE自组装膜,膜厚为(1.20±0.01)nm,表面粗糙度小于0.2 nm。该层超薄膜使磁头对水的接触角增加到110.5°±0.1,°令磁头的疏水性能得到很大提高,进而较大幅度地提高了磁头表面的抗污染能力。     

微纳米间隙受限液体边界滑移与表面润湿性试验

为了研究微纳米间隙下固液界面间流体的流动及输运特性,采用修饰的原子力显微镜针尖,针对微纳米间隙下受限液体的边界滑移现象选用不同润湿特性的固-液界面进行了试验.固体壁面样品采用Si(100)面和OTS自组装膜,试验液体采用去离子水和十六烷.结果表明,当微间隙临界尺度小于6.67×10-3时,边界滑移效应对流体动压力有重要作用;润湿性极好的表面也会产生边界滑移,对试验液体具有10 nm左右的滑移长度;润湿性差的光滑表面的边界滑移长度值明显大于润湿性好的表面.所得结果对于微流体输运与控制有重要的理论意义与实际价值.     

超磁致伸缩-压电直线式蠕动机构的设计

为研制大行程高精度进给机构,基于蠕动运动原理,以超磁致伸缩微驱动器为驱动元件、嵌入柔性铰链中的压电陶瓷驱动器与V形导轨配合为箝位方式,研制了超磁致伸缩压电直线式蠕动机构样机,并利用计算机对其运动进行了闭环反馈控制。运行测试结果表明,该机构能够稳定地蠕动步进和后退,位移重复定位精度可以达到±15nm。     

润滑膜的时效特性

为了探讨纳米级润滑膜的时间特性，采用相对ＮＧＹ－２型纳米级润滑膜厚度测量仪对不同润滑剂在不同工况的成膜能力进行了测量，讨论了各种工况条件下薄膜润滑的时间效应问题。实验表明，润滑膜厚度在一定条件下随连续运行时间的增加而增加。由于这一现象不同于一般的润滑规律和流变特性，从界面物理和表面物理化学方面分析了润滑膜时间效应的产生机理。     

Modeling Chemical Mechanical Polishing with Couple Stress Fluids

Chemical mechanical polishing (CMP) is a manufacturing process used to achieve high levels of global and local planarity. Currently, the slurries used in CMP usually contain nanoscale particles to accelerate the removal ratio and to optimize the planarity, whose rheological properties can no longer be accurately modeled with Newtonian fluids. The Reynolds equation, including the couple stress effects, was derived in this paper. The equation describes the mechanism to solve the CMP lubrication equation with the couple stress effects. The effects on load and moments resulting from the various parameters, such as pivot height, roll angle, and pitch angle, were subsequently simulated. The results show that the couple stress can provide higher load and angular moments. This study sheds some lights into the mechanism of the CMP process.