四辊冷带轧机摩擦型颤振机理的研究

分析了轧辊与轧件接触面的复杂摩擦特性，提出了一种新的轧件振动模型，研究了粘滑共存摩擦转变为全滑动摩擦时，由于轧件失稳所导致的轧机颤振现象，并采用相平面法分析了振动系统的极限环稳定性，同时，应用定量的分析方法对轧件振动模型进行了一定的理论探讨；在理论研究的基础上，提出了抑制颤振的方法，并通过已有的实验研究成果论证了方法的有效性。     

仿Morpho蝴蝶鳞翅微纳结构的光学特性研究

Morpho 蝴蝶鳞翅上的微纳结构对光产生干涉、衍射等效应, 形成典型的结构色现象. 本文针对仿 Morpho 蝴蝶鳞翅微纳结构进行二维建模, 结合严格耦合波理论进行光学特性仿真分析, 研究了模型结构参数、环境折射率等对光学特性的影响及反射光谱曲线的变化规律. 增大二维模型纵向周期高度, 反射光谱峰值反射率增加, 且峰值波长向较大方向偏移; 减小纵向周期数, 峰值显著下降, 波峰变宽, 峰值波长也向较大一侧偏移; 增大横向周期宽度, 峰值略有下降, 峰值波长也向波长较大一侧偏移, 但整体变化不大; 改变环境氛围, 即增大环境折射率, 峰值亦大幅下降, 峰值波长向波长较大一侧明显偏移. 上述结论揭示了Morpho 蝴蝶所特有的结构色本质, 对于具有环境气氛检测功能的仿生微纳结构的设计优化和制造、应用具有重要意义.     

基于核函数主元分析的机械设备状态识别

研究了核函数主元分析在机械故障模式分类中的应用，通过计算原始空间的内积核函数实现原始数据空间到高维数据空间的非线性映射，再对高维数据作主元分析，求取更易于分类的核函数主元，实验表明，核函数主元分析更适于提取故障信号的非线性特征，能有效区分不同的故障模式，可以应用于机械设备的状态识别。     

基于PCA的Morpho蝶翅分级结构变色现象研究

Morpho蝴蝶呈现显著闪耀的蓝色光泽,这与蝶翅表面的分级微纳结构密切相关．将甲醇、乙醇、异丙醇3种折射率不同的液体滴加到鳞片表面,鳞片结构反射率下降,主波峰右移,蝶翅变为黄绿色;液体完全挥发后,又还原为蓝色．同时,对典型蝶翅微纳结构进行建模,仿真分析出液体滴加过程中反射率的变化规律．进一步运用主成分分析方法对甲醇、乙醇、异丙醇滴加过程中反射率的实验和仿真数据进行主元提取和降维处理,在三主元坐标系中得到反射率的变化曲线,从而可以监测滴加液体时蝶翅结构的典型变色过程,并且通过映射点密集分布区域能够直观辨识出不同液体．上述结论为仿Morpho蝶翅微纳结构的环境介质检测和数据分析提供了指导,对其制造和应用具有重要的借鉴意义．     

基于CuPc的反式钙钛矿太阳能电池低温制备

引入一种典型的p型半导体材料CuPc,采用反式钙钛矿太阳能电池结构,利用热蒸发沉积方法将其作为电池的空穴传输层,在低温条件下制备电池器件.对不同厚度CuPc膜对钙钛矿电池性能的影响进行了优化,采用电流-电压测试、扫描电镜、原子力显微镜和X-射线衍射等方法分析了电池的光电性能和薄膜质量.研究结果表明:热蒸发沉积的CuPc层具有良好的平整性和覆盖性,当其厚度为10 nm时,器件在刚性基底上取得了15.37%的最高光电转化效率,在柔性基底上取得了12.66%的最高光电转化效率.该电池制备过程简单、成本低且重复性高,为进一步制备大面积、高效率以及柔性化的钙钛矿太阳能电池提供了参考.     

铜微互连线原子迁移仿真研究

研究具有弯折结构的铜微互连线在不同条件下的原子迁移现象,基于原子通量散度理论构建了结构-热-电耦合的多物理场有限元模型,静态分析了铜微互连线结构的电流、温度及应力分布情况,动态模拟了原子迁移全过程.分析了原子迁移过程中电迁移、热迁移及应力迁移各自的作用,揭示了电流密度、环境温度、退火温度和缺陷对原子迁移行为及寿命的影响规律.分析仿真结果发现:电迁移和应力迁移在原子迁移过程中促进了孔洞的生长且占主导作用,热迁移起到了一定抑制作用但所占比例不大.     

Cu基底表面氧化对倒装焊的影响

研究了基底Cu焊盘表面发生氧化对倒装芯片回流焊的影响,分别采用未发生氧化的Cu基底和在200℃空气中加热5 h后引入氧化层的基底样片进行试验,对回流焊接试验后的样片截面形貌进行扫描电子显微镜测试,分析测试结果发现:当温度高于228℃时正常Cu基底上的焊球熔化后沿焊盘延伸并溢出焊盘表面,而引入氧化层基底上的焊球没有溢出焊盘表面.研究表明:焊料在Cu氧化基底上的延伸速率低于其在正常Cu基底上的延伸速率,进一步说明焊料在Cu氧化基底上的表面张力比正常Cu基底大,可以承受更大的外力作用.     

基于旋涂-蒸发两步法的CsPbBr3钙钛矿太阳能电池

介绍了一种应用于CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池的旋涂-蒸发两步法工艺,用一步蒸发的方法取代了传统的多步旋涂法,精确地控制了CsBr的厚度,提高了器件的重复性;当CsBr的厚度优化到260 nm时,可以得到纯CsPbBr₃钙钛矿．分析了退火温度对钙钛矿薄膜结晶度的影响,结果表明：在350℃下可以得到高质量的钙钛矿薄膜,最优钙钛矿太阳能电池器件的光电转换效率为7.2%,开路电压为1.27 V,短路电流为7.55 mA/cm²,填充因子为0.752;此外,所制备的CsPbBr₃钙钛矿薄膜在光电探测器应用方面也表现优异,在空气环境下表现出良好的稳定性．     

coiflet小波构造与设计

提出了改进的尺度函数和小波函数都具有消失矩的coiflet小波系滤波器设计算法,按照Daubechies给出的一个构造算法,得到了第1滤波器的系数,但第2至第5滤波器的系数不能重复出来.通过对Daubechies的coiflet小波系构造和设计过程的分析,发现其算法上的缺陷主要在于一个约束条件中缺少了一些系数项,这些项对第2至第5滤波器的系数是重要的,对第1滤波器系数的影响则为0.在此基础上,建立了正确的求解方程,并从理论分析和数值计算方面证明了其正确性.     

高性能碳化棉纤维柔性压力传感器制备与应用

提出了一种基于碳化棉纤维的高性能柔性压力传感器．器件采用铜薄膜叉指电极结构,并利用碳化棉纤维作为压敏层,经三明治式封装而成．碳化棉纤维的疏松多孔结构使传感器具有高灵敏度(1.553 kPa-1)、宽线性范围(0～20 kPa)、高重复性以及出色耐用性(超过8 000次循环),并成功应用于微小质量测量、脉搏跳动检测与手指运动感知等多种实际场景,为低成本柔性压力感知器件的研究提供了新思路．