基于UIS测试的Si/SiC级联器件雪崩特性分析

与机械式断路器相比,使用半导体功率器件构成的直流固态断路器在响应时间方面有较大的优势。由低压硅金属—氧化物—半导体场效应晶体管(Si MOSFET)和高压碳化硅结型场效应晶体管(SiC JFET)构成的Si/SiC级联型器件具有优异的开断特性。半导体功率器件可靠性一直是直流固态断路器所关注的焦点问题,非箝位感性负载开关(unclamped inductive switching,UIS)测试是评估半导体功率器件可靠性的重要方法。文中通过实验和仿真的方式分析了Si/SiC级联器件在非箝位感性负载开关过程的雪崩特性。首先,通过增加器件导通时间得到了不同负载电流下的雪崩特性,结果表明,随着导通时间的增加,Si/SiC级联器件在雪崩期间出现了雪崩电压下降的异常特性。随后,通过分立式Si/SiC级联器件进行UIS测试,发现异常特性是由于SiC JFET在雪崩期间出现导通而形成的。最后,通过Si/SiC级联器件的三维电—热耦合仿真,结果表明雪崩期间SiC JFET芯片栅极铝金属层和键合线温度升高,导致SiC JFET栅极等效电阻增加,最终使得SiC JFET在雪崩期间出现导通。

低压Si MOSFETs对SiC/Si级联器件短路特性的影响

由低压硅金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Silicon Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, Si MOSFET)和碳化硅结型场效应晶体管(Silicon Carbon Junction Field-Effect Transistor, SiC JFET)构成的SiC/Si级联(Cascode)器件,兼具了低压Si MOSFET易于驱动、SiC JFET高耐压低损耗等优点。该文采用实验和数值模拟的方式研究了低压Si MOSFET对SiC/Si级联器件短路特性的影响,结果表明,在短路过程中SiC/Si级联器件中的SiC JFET最高温度比单独的SiC JFET短路时的最高温度低,SiC/Si级联器件的短路失效时间得到了延长,并且随着Si MOSFET额定电压的增加,SiC/Si级联器件短路失效延长的时间也在增加。

富氧燃烧气氛下酸性气体对磁性生物焦脱汞性能影响

磁性生物焦已被证明是一种高效脱除单质汞(Hg^(0))的吸附剂。然而,SO_(2)、NO和HCl是富氧燃烧烟气中的酸性成分,其在磁性生物焦脱除Hg^(0)中的作用尚未确定。研究通过模拟富氧燃烧气氛实验装置,深入探讨了不同反应温度下酸性气体浓度对Hg^(0)吸附、氧化效率的影响,以及磁性生物焦的热再生循环性能。结果表明:120℃下,体积分数为0.4%的SO_(2)可促进磁性生物焦对Hg^(0)的吸附,脱汞率达93.5%,但较高体积分数SO_(2)(>0.4%)则产生抑制作用,且少量Hg^(0)被氧化,部分缓解SO_(2)对Hg^(0)的吸附抑制;同时,NO在富氧燃烧气氛中也表现出类似的规律;气态HCl是一种重要的促进剂,在体积分数为0.02%的HCl存在下脱汞率接近100%,可抵消烟气组分带来的不利影响。然而较高温度下,SO_(2)对磁性生物焦脱汞的作用规律与120℃时相似。350℃,体积分数为1.6%的SO_(2)对Hg^(0)吸附抑制作用更强,吸附效率只有19.5%,低于Hg^(0)氧化效率,主要生成更多的C=O等含氧官能团;NO在较高温度下也表现出较强的抑制作用,随着NO浓度增加脱汞率逐渐降低,最终降至50%左右。可见,高温、高浓度SO_(2)及NO不利于磁性生物焦脱汞。此外,脱汞后失活的磁性生物焦具有优异的热再生稳定性,在450℃下热再生并循环4次后仍有80%左右的脱汞效率。

食品加工对食品营养与安全的影响

本文深入探讨了食品加工对食品营养与安全的影响,分析了食品加工过程中蛋白质、脂质、碳水化合物、维生素和矿物质等营养成分的变化机制,以及这些变化对人体健康的影响。同时介绍了高压处理、红外及微波技术、真空低温烹饪、生物保鲜技术以及纳米技术在食品加工中的应用,评估了这些创新技术对食品营养与安全的影响,并提出食品加工过程中的风险控制措施,为确保食品加工的安全性和营养价值提供了有效策略。

考虑组件相关性的水下生产系统关键装备视情维修方法

水下生产系统结构空间跨度较大,不同组件运行环境存在很大差异,多个组件采取相同维修策略会影响维修方案制定的准确性,容易导致过维修或欠维修的问题。另外,组件之间存在相关性,某组件的故障可能导致相关组件的加速退化。针对上述问题,开展主控站、液压动力单元、水下采油树等水下生产系统关键装备的视情维修方法研究,考虑经济依赖性、环境依赖性等组件关系。将系统分成多个子系统,针对不同复杂程度的系统提出不同维修策略,建立考虑连续退化和随机冲击作用的组件失效模型,提出不同复杂程度维修策略的选择流程。结果表明,组件间的复杂关系极大影响了维修策略的选择,更准确的维修策略可降低系统维修费用,提高系统可靠性。

混凝-臭氧-硝化集成技术处理黑臭水样效果研究

黑臭水体中颗粒态与溶解态致黑臭物质并存,采用单一技术难以有效消黑除臭。本研究以实际黑臭水体样品为对象,考察微砂强化PAC混凝-臭氧氧化-生物硝化集成技术对典型致黑臭物质的去除效果。单元工艺处理效果试验结果表明,添加0.8 g/L微砂进行强化混凝处理,对水体浊度和色度去除率提高了11.0%和11.1%。采用臭氧氧化能快速去除致臭物质二甲基三硫醚(DMTS),臭氧投加量8.2 mg/L条件下处理后水样中总DMTS及溶解态DMTS的去除率分别达92%与100%。采用100 mL/min曝气0.5 h的生物硝化处理,氨氮去除率达到52.2%以上。集成技术处理效果试验结果表明,水中固体悬浮物含量(SS)、DMTS和氨氮去除率分别高达87.5%、60%和92.2%及以上,处理后的水质指标均低于水体黑臭的限值。该集成技术在黑臭水体的治理中具有一定的应用潜力。

全自动压力检定系统研究

该文调研计量检测领域的压力检定进展,总结该领域的自动化需求和当前自动化工作的技术难点,针对这些技术难点,以提升综合自动化水平和提升检定效率为目标,提出一种全自动压力检定系统,进一步构建实物系统并搭建测试平台,对该系统进行测试。实测显示,系统在三方面获得提升。系统接收开始指令后可以自动完成压力检定的全流程工作,包括识别被检表的类型、量程,自动匹配工作流程并选定检定/校准的压力点,驱动压力控制器和智能识别装置工作,并采集标准器和被检表的数值信息,自动执行计算并生成检定/校准证书;研制的压力控制器实现控制稳定性和效率的提升,实测量程内的全部控压点,都在10s内稳定在目标点并达到稳定性要求;研制的智能图像识别装置实现广泛适用性和准确度的提升,可靠识别率达到98.5%。

温变环境下引脚互连结构长期可靠性研究及优化

基于陶瓷基板-金属管壳引脚互连结构,通过温度循环试验与有限元仿真分析,得出了互连结构在温变荷载作用下的热应力分布图,研究结果表明:在长期温度循环试验后,互连结构产生裂纹的主要原因是焊锡、引脚与陶瓷基板之间热膨胀系数不匹配导致的应力积累。给出了引脚互连结构优化设计方案,通过仿真分析与试验研究,表明优化后的互连结构具有更高的长期可靠性。

滨海地基土层的空间插值分析

等值线图是研究地基土层发育分布规律的最主要方法,但是通过地质钻孔进行地基土空间插值的精度研究并不多见。本文以天津滨海新区全新统中组第Ⅰ海相层为例,对地基土层埋深及厚度进行了空间插值对比研究;采用验证法对普通克里格法、距离倒数权重法和薄板张力样条函数法的插值精度、插值效果进行了分析评价,重点探讨了空间尺度变化、钻孔数量变化对插值效果的影响,确定了滨海新区地基土层空间插值的最佳钻孔间距、钻孔数量。在2000 m×2000 m及原始数据尺度下,采用普通克里格法对不同工程地质分区内的地基土层埋深及厚度各等级分布面积进行了统计,分析了地基土层埋深和厚度的空间插值变化情况。研究结果表明:滨海新区地基土层埋深及厚度的空间插值总体以2000 m×2000 m空间尺度下的OK法插值效果最好,能准确地揭示出地基土层的空间发育分布规律。

大口径光学组件重力翻转测试方法验证及应用

空间光学遥感器的光学组件在地面检测时,最终检测结果受重力变形、结构变形、装配应力、加工残差等多重因素影响。考虑到重力影响在轨后会自动消失,因此在地面装调过程中,需要将重力变形误差与结构变形和装配应力的影响严格区分,有效提高装配精度,降低装配难度。针对采用Bipod光机结构设计的光学组件,利用其力学边界条件简单的特点,通过有限元分析可以获得较为准确的分析结果,重力影响的光学面形误差可以通过翻转测试的数据叠加有效去除。文章将光学组件分别在光轴竖直向上和光轴竖直向下的条件下进行测试,通过将两次测试结果图像叠加,有效去除重力变形影响,实现了和装配应力的有效分离。

浅析无仪器主机如何实现可控震源Smart LF技术

Sercel公司推出可控震源低频去谐波功能简称Smart LF,该功能能够显著降低可控震源在低频段的畸变,需要匹配508XT仪器主机激活才能使用,适用于VE464电控箱体的4.0及以上版本。可是随着节点设备的推广应用,不再需要仪器主机就可以独立作业,在没有508XT仪器主机的情况下该如何实现Smart LF功能,SMA软件完美移植了508XT仪器主机管理可控震源的功能,能够在无仪器主机情况下激活Smart LF,从而实现Smart LF的独立操作和使用。

交通事故导致的高速公路拥堵状态判别方法

为量化分析不同交通事故条件下的高速公路路段拥堵情况,研究路段偶发性拥堵规律,本文构建了1个基于行程时间可靠性指标的高速公路路段拥堵判别方法。建立基于美国《公路通行能力手册》中行程时间可靠性分析方法的路段行程时间可靠性模型,并采用西南某高速公路路段实际数据校准模型。利用蒙特卡洛模拟方法生成交通事故场景,将交通事故解构为交通事故发生位置、交通事故严重程度、交通事故持续时间、交通事故发生频率4个特征,并以行程时间指数为路段拥堵量化指标,研究不同交通事故特征水平下的高速公路路段拥堵规律,并判别路段拥堵程度。研究结果表明:美国《公路通行能力手册》的行程时间可靠性分析方法具有可移植性,校准后可应用于国内高速公路路段;交通量接近饱和时,交通事故发生在出口匝道段的拥堵程度高于基本路段与入口匝道段,单车道关闭场景下的交通事故影响远高于路肩关闭场景下的交通事故;交通量接近自由流状态时,拥堵程度对严重程度不敏感;任何交通量水平下,单车道关闭场景下的交通事故持续时间一旦超过15 min,路段拥堵程度极有可能剧增。本文构建的路段拥堵判别方法,可以在精细化探究偶发性交通事故拥堵规律的同时划分路段拥堵等级,为相关部门的事故管理提供理论支撑。

一种非球面反射镜有效通光口径的定量化检测方法

有效通光口径是非球面反射镜的一项重要指标参数,但在现有检测工艺中存在着难以定量化检测、测试误差大等问题,导致在后续系统复算过程中难以对成像品质进行正确评估。为了解决这些问题,文章提出在干涉检测阶段采用非线性误差校正的方法来对非球面反射镜的有效通光口径进行检测。首先是通过光线追迹的方法采集一系列干涉仪CCD坐标系和待测反射镜坐标系下的坐标点数据;然后对坐标点数据进行多项式函数拟合,建立两者间非线性误差函数关系;最后以干涉仪CCD坐标系尺度下的有效干涉条纹图形作为输入,反算出镜面尺度下反射镜的实际有效通光口径。在工程应用实例中,对某型号空间相机中的一块米级非球面反射镜进行了实际检测,单边测试精度为干涉仪1个像素所对应的镜面尺度误差,且该方法的测试误差主要取决于测试系统中所选用干涉仪CCD平均分辨率的大小;分别将校正前后的反射镜参数代入到系统中进行复算,光学系统调制传递函数MTF值的偏差达到了0.013@71.5线对/mm。结果表明,应用该方法不仅可以在加工过程中对反射镜的有效通光口径进行实时监测,还能正确评估相机地面装调阶段的光学系统成像品质,在空间光学元件先进制造领域具有重要的工程应用意义。

微创肺癌根治术进展与挑战

肺癌的发病率和死亡率位居各种恶性肿瘤的首位。目前,外科手术仍然是肺癌治疗的主要手段之一。现代胸外科手术融合了先进科学技术,包括电视胸腔镜、机器人、磁导航和3D图像叠加技术等,使胸外科医生能够以更精确的方案和更小的创伤完成手术。遵循“以最小的创伤获得最佳治疗效果”的原则,微创肺癌根治术已经成为各大医疗中心胸外科的主流术式。本文将回顾微创胸外科的诞生、发展史,旨在激发临床工作者的兴趣和创新热情,探讨其在肺癌治疗中的地位和未来的发展前景。

面向双创的快速成型和快速模具技术实践

从"双创"背景下企业转型升级的需求出发,分析了制造业发展的关键因素,研究了快速成型技术和快速模具技术的特点和工艺流程,并提出了解决一些常见技术问题的方法。以两个实际项目为例,展示了这些技术的应用过程及其对制造业企业创新的促进和对小微企业创业的重要作用。

暴雨条件下高速公路超高缓和段积水深度分布模型构建

暴雨条件下高速公路超高缓和段积水易造成行车安全问题。研究超高缓和段的积水深度分布情况,能为道路设计提供理论指导。通过引入流体力学中的圣维南方程和曼宁公式,提取道路几何模型并划分道路网格,利用有限元方法对道路网格单元间的径流传递特征和径流深度进行分析,构建暴雨条件下的超高缓和段积水深度分布模型,并对双向四车道高速公路的超高缓和段进行试验分析。结果表明,积水深度分布模型能够客观反应不同道路纵坡、超高横坡、降雨强度下的超高缓和段积水深度分布状况,研究结果为道路超高缓和段排水不良路段的线形优化设计提供借鉴与指导。

场效应晶体管短路失效的数值模型

为了分析碳化硅和硅两种材料的场效应晶体管的短路失效机理,利用半导体器件模拟软件建立了能够反映碳化硅场效应晶体管和硅场效应晶体管短路失效的数值模型。模型引入了自热效应模拟高电应力下晶体管内部温度变化及热传递过程,引入了福勒-诺德海姆(Fowler-Nordheim)隧穿和蒲尔-弗朗克(Poole-Frenkel)发射模拟氧化层的泄漏电流;短路实验结果验证了所建立的数值模型的准确性。通过对比两种晶体管数值模型在相同的短路条件下栅极驱动电压的变化、晶体管内电流线和温度的分布,结果表明,碳化硅场效应晶体管的短路失效主要是晶体管内的温度传递到表面引起金属电极的熔化以及栅极氧化层的严重退化,而硅场效应晶体管的短路失效是由于寄生双极型晶体管的导通导致其体内泄漏电流不可控而引起的灾难性的破坏。

甘蔗梢腐病菌Fusarium sacchari CYP51基因克隆及遗传转化

甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)是生物细胞膜合成所需的一个非常重要的酶,在病原菌的耐药性、致病性和生长繁殖等方面发挥着非常重要的作用。研究表明干扰真菌的CYP51基因表达导致其无法正常生长,显著降低其致病性。本研究以甘蔗梢腐病菌甘蔗镰刀菌(Fusarium sacchari)为试验材料,根据基因组测序数据设计特异性引物克隆得到了FsCYP51基因全长和CDS全长。生物信息学分析表明,该基因序列全长1947 bp,编码区由2个内含子和3个外显子组成,CDS全长1554 bp,编码517个氨基酸,编码蛋白理论相对分子量为58.61 kDa。其编码蛋白的二级结构主要由α-螺旋和无规卷曲构成,具有典型的CYP51保守结构域。预测其亚细胞定位于细胞膜,且存在2个跨膜区域。系统进化分析表明,FsCYP51基因属于CYP51C这一类,与串珠镰刀菌(F.verticillioides)的CYP51C基因亲缘关系最近。同时,根据克隆到的基因全长和CDS全长构建了多价HIGS植物表达载体,并利用基因枪介导的遗传转化方法将干扰片段成功转化至甘蔗受体材料,为研究FsCYP51基因功能和创制抗梢腐病甘蔗种质奠定基础。

大口径空间相机反射镜高反膜研究进展

大口径反射镜高反膜是大口径空间相机光学系统中的重要光学元件。为了观测到更多的目标、获取更多的地球以及空间观测信息,对大口径空间相机的反向射膜提出了更高要求,即要求有更宽的工作谱段和更高的反射率,还要提升基底光学性能,降低空间环境对高反膜性能的影响以及降低薄膜应力等等。对近年国内外天基大口径空间相机反射镜高反膜研究进行了综述,概述了针对以上要求所取得的成果。尽管高反膜的设计制造仍面临许多困难,但随着研究的深入与新方法的提出,这几方面难点已基本找到解决的途径。

基于不同成核层的碳化硅基底反射镜特性研究

不同的成核材料对金属Ag薄膜生长具有不同的细化作用,材料晶格常数差异会导致不同薄膜材料在生长过程中产生不同的表面弛豫现象,导致薄膜生长模式差异。由于材料特性及制备工艺限制,成型SiC材料表面和坯体中会存在一定的孔洞缺陷,抛光后的SiC,特别是反应烧结SiC基底表面粗糙度依然较大,表面镀制的金属膜由于对基底形貌的复制,具有较大的散射,影响光学系统的成像品质。为改善具有表面孔洞RB-SiC材料的表面特性,利用热蒸发工艺分别在抛光RB-SiC表面沉积了10nm厚的Cr、Ti、Ge三种不同成核材料,对孔洞形貌改变、表面粗糙度进行分析;并进一步研究了RB-SiC基底沉积三种成核材料金属Ag反射镜的特性。研究结果表明,由于材料晶格常数差异导致不同薄膜材料在生长过程中产生的表面弛豫强弱不同,Cr、Ti、Ge三种成核材料在RB-SiC表面孔洞中的生长方式不同;金属Ti具有更好的孔洞修补能力,并且沉积100nm金属Ag后对可见光谱的杂散光最小。