PDMS软模板制备与叶片曲表面软光刻工艺

介绍和表征了一种制作聚二甲基硅氧烷(PDMS)软模板的工艺方法,并实现了非平面微加工工艺的图形转移。首先采用深硅电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺制备了具有图形的硅片硬母版,然后用PDMS对硅片硬母版进行倒模复制,从而得到具有图形的PDMS软模板。对所制备的PDMS软模板和硅片硬母版结构的形貌、结构尺寸进行观测对比,结果显示PDMS软模板成功复制了硅片上的图形。将α-氰基丙烯酸乙酯旋涂到PDMS软模板上,然后将PDMS软模板上的图形转印到航空发动机叶片表面进行二次复制。在叶片表面得到的图形化结果为MEMS传感器的制作打下了坚实的基础。本实验提出的这种用PDMS转印的软光刻工艺可代替传统的光刻工艺,能够普遍适用于曲表面的三维结构集成制造。

航空发动机叶片表面热障涂层温度分布的仿真分析

采用有限元固体热传导仿真模型分析航空发动机导向叶片表面热障涂层(TBC)的温度特性;采用工程实验的通用模型,输入因变量(Input)→仿真模型和边界条件(Process)→输出变量(Output),进行热障涂层的实验设计;比较了几种热涂层材料(如ZrO2系列TBC)的隔热性能,分析了不同的基底与TBC厚度下隔热性能的变化情况.同时,通过计算机仿真方法探讨了国内外相关文献中的TBC隔热效果的差异性.结果表明,温度边界条件对于准确估算TBC的隔热效果至关重要.在对比TBC的隔热性能时,需对测温环境进行标定.

航空发动机涡轮叶片原位集成高温MEMS传感器的研制

为了满足智能高性能航空发动机高温、高振动、高冲击的苛刻工作要求,采用MEMS(Micro-elect ro-mechanical-syst em,微机电系统)薄膜技术制作了发动机涡轮叶片原位集成高温温度传感器,并进行了高温下的温度试验和振动冲击试验。试验结果表明:热电阻传感器温度的线性良好,可以实现在高温环境下的温度控制;叶片原位温度传感器及其连线系统可以在规定的苛刻的振动与冲击试验指标下安全、可靠地工作,振动与冲击之后连接特性没有变化。将该原位集成传感器应用在涡轮叶片表面,不仅可以原位测量800℃的环境温度,而且具有很高的机械强度,可以承受40g的振动和100g的冲力。

红树林沉积物微生物空间分布特征及碳汇能力评估

红树林区沉积物中丰富的微生物群落,在生长环境的特异性选择压力下,演化出不同的空间分布特性和碳汇能力。以位于汕头市的粤东典型红树林区为研究区域,运用16S rRNA高通量测序技术分析了沉积物微生物群落的结构组成和生物多样性特征,并对其潜在碳汇能力进行了探讨。结果表明,红树林区沉积物的优势菌门为Proteobacteria、Chloroflexi和Desulfobacterota,优势菌属来源于unclassified_Gammaproteobacteria、Anaero‐linea和Woeseia;污染程度较低、林分未成熟地区的沉积物物种丰富度较高,但物种均匀度较低,而污染程度中等、林分发育成熟地区的沉积物微生物的物种多样性和均匀度较高;随着深度的增加,沉积物微生物的丰富度、多样性和均匀度等微生物α多样性指标都呈下降趋势,其中多样性指数下降最为显著(P<0.05);污染程度低、林分尚未成熟的红树林区具有最强的微生物碳汇能力;微生物碳汇能力与采样深度之间不存在显著相关性。本研究的结果为红树林沉积物微生物的资源化利用提供了理论依据。

MEMS高温温度传感器的研制与测量精度研究

航空发动机智能化及其他机械系统的智能化需要原位集成制造的传感器,为此研制了发动机涡轮叶片原位集成高温传感器。该高温传感器采用MEMS微制造工艺将厚度在微米量级的微小传感器原位集成在航空发动机涡轮叶片表面,利用微技术制造的传感器和标准的热电偶进行了一系列的高温测量试验和一系列细致的高温温度表征测量研究。该微制造工艺攻克了两项技术难关:曲表面的光刻技术和高温绝缘层的制作技术。涡轮叶片表面原位集成的微传感器不仅可以原位测量高达800℃的环境温度,并且具有很高的机械强度,可以承受高达40 g的振动和100 g的冲力。研究还表明,在高温测量环境下,高温测量精度和高温环境下的温度场(高温温度的空间分布与升温时间迟豫)密切相关。由于高温环境温度场的差异,可以产生高达10%的测量本征误差。

树种选择和滩地高程对红树林修复早期系统碳储量的影响

发展红树林生态系统的高效碳汇能力是我国实现碳中和的有效方法之一,而红树林的固碳效率受多方面因素的影响。本研究探究了树种及滩地高程条件对红树林生态修复工程早期的固碳效果的影响,为基于碳汇功能的红树林生态修复工程选址、选种提供参考。选取广东省汕头市牛田洋红树林生态修复工程中3个种植块为研究对象,分别为高潮位区桐花树(HAc,high-intertidal Aegiceras corniculatum)、低潮位区无瓣海桑(LSa,lowintertidal Sonneratia apetala)和高潮位区无瓣海桑(HSa,high-intertidal S.apetala)。在造林2,3 a后,分别测定及估算植物生长指标、生物量、碳储量以及表层土壤(0~60 cm)的理化性质指标及碳储量等参数,分析树种与滩地高程对红树林群落储碳功能的影响。结果表明,红树林定植发育过程带来了土壤的酸化、盐化及养分(TOC、TN、TP)积累,同时碳的外源供给比例随着造林时间增加而增加。造林3 a后,在相同潮位条件下,相比外来树种无瓣海桑[植物碳密度(16.00±3.76)t·hm^(-2);系统碳密度(48.54±2.38 t·hm^(-2))],乡土树种桐花树凭借较高的植株密度获得了更高的单位面积碳储量[植物碳密度(36.16±2.35)t·hm^(-2);系统碳密度(70.14±3.15)t·hm^(-2)]。而淹水胁迫促进了无瓣海桑幼苗生物量及碳储量的积累,长时间的潮汐冲刷则降低了土壤有机碳的数量和稳定性。因此,低潮位无瓣海桑群落的碳密度[植物碳密度(34.59±8.85)t·hm^(-2);系统碳密度(61.03±2.57)t·hm^(-2)]显著高于高潮位,但土壤总有机碳含量及颗粒态碳含量较低。

HPLC-MS/MS测定水产品中硝基呋喃类代谢物残留试验研究

因硝基呋喃类代谢物具有高毒性和致癌性,引起了相关部门和人员的高度重视。经过试验,简要研究了水产品中4种硝基呋喃代谢物——呋喃唑酮、呋喃它酮、呋喃妥因、呋喃西林残留的液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)测定分析方法。试验结果表明,这种方法灵敏、准确、高效,能够满足检测水产品中硝基呋喃类代谢物的要求。