双射流激波针在高超声速下的减阻降热特性

严酷的气动力和气动热环境是制约高超声速飞行器发展的两个重要因素,如何高效地降低高超声速飞行过程中的阻力和热流一直是设计者们追求的目标。为此,本文提出了一种结合后向射流和根部逆向射流的双射流激波针新构型。数值模拟研究发现:该构型能够利用后向射流产生的反作用力削减逆向射流附加阻力对减阻效果的影响,因此与无射流和单一射流方案相比,双射流激波针的流场结构显著改变,减阻降热效果极大提高。此外,增大激波针的长径比(L/D)有利于提高双射流激波针的减阻效果,但会使降热性能有所下降:在本文研究中,当激波针长径比从1增大到4时,结构的总阻力系数降低了71.9%,而钝体总热流增大了13.7倍。同时,增大射流总压比PR可以显著降低壁面热流:当逆向射流总压比(P_(R,o))或后向射流总压比(P_(R,r))大于0.4时,钝体壁面的热流极低并开始出现负值;然而,阻力系数随P_(R,o)和P_(R,r)的变化趋势恰好相反,随着P_(R,o)从0.2增大到0.5,由于逆向射流附加阻力的影响,结构总阻力系数增大了66.7%,而得益于后向射流的推力作用,结构总阻力系数则降低了59.3%。

磷灰石ID-TIMS高精度U-Pb定年方法

磷灰石晶体结构呈六方晶系,具有相对高的封闭温度(350~550℃),能够容纳多种元素置换进入晶格内部,是火成岩、沉积岩、变质岩和矿床研究的重要定年矿物。然而,由于磷灰石通常具有较低铀含量和高普通铅含量,精准测定其年龄仍是当前U-Pb测年技术的一大挑战。本文基于^(208)Pb-^(235)U混合稀释剂,通过优化样品清洗、溶解以及柱色谱分离纯化U和Pb等化学前处理流程,建立了磷灰石同位素稀释-热电离质谱(ID-TIMS)高精度U-Pb定年方法,并准确测定了磷灰石标样MAD2和MAP-3的年龄,其^(206)Pb/^(238)U年龄加权平均值分别为474.6±1.7Ma和800.7±1.2Ma,单点定年精度优于0.4%,为磷灰石微区原位标样研发以及样品年龄精准测定提供技术支撑。采用MAP-3作为微区原位校正标样,对磷灰石Durango和Otter Lake进行LA-ICP-MS U-Pb测年分析,通过Tera-Wasserburg谐和图图解法扣除普通铅,获得下交点年龄分别为32.1±0.6Ma(MSWD=1.3,n=36)和910±13Ma(MSWD=1.6,n=36),与前人研究结果在误差范围内一致,进一步证实普通铅含量极低的MAP-3,是一个理想的磷灰石微区原位测年标样。与高普通铅的磷灰石标样相比,使用MAP-3作为外标能直接在数据处理软件中进行数据校正,有效地简化了数据处理过程,提高磷灰石微区原位U-Pb测年结果的可靠性。

发电厂尖峰冷却循环系统的结垢与防治研究

火力发电厂空冷发电机组夏季运行时,由于天气炎热,空冷岛冷却效率降低,发电机组的背压升高,燃煤经济性降低甚至必须降低负载率以保证设备的正常运行。为此,空冷发电机组正逐步推广尖峰冷却循环系统,来为发电机组提供额外的冷却以降低背压。但尖峰冷却系统多以城市中水作为循环用水,水体的硬度较高且为开式循环,长时间运行必然会导致冷却系统的管壁和凝汽器两端出现严重的结垢和积垢问题。本文分析了尖峰冷却系统结垢的原因以及目前处理和预防水垢的方法,并对各种方法进行比对,探讨他们之间的差异及其各方法的可行性和经济性,对除垢防垢技术的未来发展提供除了自己的思路。

同步整流电路中SGT MOSFET尖峰震荡的优化设计

针对同步整流电路中屏蔽栅沟槽型场效应晶体管(Shielded Gate Trench Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor,SGT MOSFET),在工艺加工过程中形成的热氧结构导致控制栅极电压尖峰震荡幅度大、电路能量转换效率低等问题,提出了一种SGT MOSFET电压尖峰震荡的优化设计。采用电路仿真的方法,以分析电容对电路电压开关震荡的影响;采用拉偏结构参数的方法,以确定器件的工艺参数;采用增加湿法刻蚀屏蔽栅多晶硅和注入多晶硅两道工艺的方法,以消除热氧结构,减小器件电容,从而减小器件在电路中的电压尖峰震荡幅度和时间,提升电路的能量转换效率。实验结果表明,优化设计后的栅漏电容减小了约43%,控制栅极电压的尖峰震荡降低了约56%,电路能量转换效率提升了约4.6%,器件剖面扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)图表明,所提设计方法可以消除SGT MOSFET的热氧结构。

激光与半导体材料相互作用的双电子共振吸收模型

通过提出双电子共振吸收模型,解释了激光与半导体材料相互作用时材料吸收光子的物理机制,分析了温度、掺杂数密度对吸收系数的影响;结合热峰模型,将激光的能量注入视为热源,计算出了激光入射时材料中电子温度的时空演化,通过费米狄拉克分布计算出自由电荷数密度分布,得到了电荷激发过程的计算模型,模拟了激光诱发单粒子翻转的过程。模拟结果表明,激光能量与激发电荷总量的关系是非线性的,这意味着激光能量与粒子的线性能量传输之间为非线性对应关系,与实验结果相符。

离子辅助沉积中离子束流密度的作用

测量了EndHall离子源在不同条件下的离子束流密度,在不同离子束流密度下进行了Ar离子辅助沉积ZrO2薄膜的实验,研究了离子束流密度对薄膜折射率、晶相的影响根据动量传递模型分析了离子束流密度对薄膜折射率的作用;

重离子辐照SiO_2通过能量损失产生发光色心的研究

通过红外光谱和荧光发射光谱分别对600 keV、4 MeV和5 MeV Kr离子辐照的SiO2进行发光特性的研究。在低能量辐照体系中,简单色心(F2色心)的形成在损伤过程中占据主导地位,其主要诱发蓝光发射带;在高能离子辐照条件下,离子径迹上的能量密度较大,因此缺陷浓度的增大产生了一些缺陷团簇和离子径迹,形成了复杂的色心(F2+和F3+色心等)并诱发了强烈的绿光发射带和红光发射带。该实验结果与能量损失过程中统一热峰理论模型(一个综合的基于电子能损与核能损的非弹性碰撞模型和弹性碰撞模型)的模拟结果能够很好地吻合,表明在keV～MeV能区上存在电子能损过程与核能损过程的协同效应。

电子能损的潜径迹形成机制及理论模型的新进展

潜径迹是荷能离子与固体相互作用的一个重要效应 ,可以借助化学蚀刻、电子显微镜、卢瑟福散射和其他方法所显现。通过研究依赖于离子能量和各种靶参数的径迹尺寸的变化可以获得关于微观机制的信息。本文概括地介绍了在电子能损体制下径迹形成的基本现象、观测技术以及所获得的重要的实验结果 。

荷能粒子在类金刚石膜形成中的作用

类金刚石膜由于其优异性能和广泛应用已引起越来越多的研究兴趣。尽管各种化学和等离子体辅助ＣＶＤ和ＰＶＤ技术已用来沉积类金刚石膜（ＤＬＣ膜），但其形成机理仍不清楚。本文通过分析荷能离子的作用。

小麦穗分化过程中的光温组合效应研究

在Conviron生长箱控制条件下,利用6个来自不同生态区的春小麦品种,研究了4种光温组合下(高温长日、高温短日、低温长日、低温短日)穗分化期持续天数与积温的反应,结果表明:(1)在已完成春化反应的基础上,光照长度是决定穗分化进程的主导因素,不论怎样的温光组合,长日照对缩短各穗分化期起主要作用。(2)温度对光周期反应有强烈的调节作用,主要表现:长日照下,高温加快生育进程;短日照下,高温使短日抑制穗分化效应更为显著,常导致幼穗中途死亡。低温虽然延缓了小麦的生育进程,但却可以减轻短日对穗分化过程的抑制,使分化进程达到较高的阶段。(3)从积温看出,不同光温组合中,通过播种-护颖期所用积温值的顺序为;高温短日>低温短日>高温长日>低温长日。在长日和(或)光周期不敏感品种条件下,积温值随温度变化的差异较小。

高性能印刷电路板用氰酸酯树脂研究进展

综述了国外高性能印刷电路板用氰酸酯树脂研究的新进展,包括催化剂对双氰酸酯单体发生环化三聚反应形成三嗪环的高度交联网络结构的大分子-三氮杂苯氰酸酯树脂的影响、氰酸酯树脂的增韧、氰酸酯树脂的湿/热性能、新型氰酸酯单体的合成及其树脂的性能等。氰酸酯单体的固化受催化剂的影响,催化剂能促进固化反应,又能降低氰酸酯树脂的湿/热性能。氰酸酯树脂的增韧改性包括共混增韧改性和化学增韧改性。氰酸酯树脂表现出热突变效应和反转热效应的湿/热性能特征。新型氰酸酯单体的合成及其树脂的发展方向是进一步提高氰酸酯树脂的热性能和加工性能并降低其成本。

超薄Ni_(0.86)Pt_(0.14)金属硅化物薄膜特性

通过研究超薄Ni-0.86 Pt-0.14㈦。金属硅化物薄膜的特性，提出采用310℃／60S与480℃／10s两步快速热退火（RTA）的工艺方案，形成的Ni（Pt）硅化物薄膜电阻率最小，均匀性最好，且在600oC依然保持形态稳定。应用此退火条件，Ni-0.86 Pt-0.14在0．5μm和22nmCMOS结构片中形成覆盖均匀且性能良好的金属硅化物薄膜，同时没有形成任何尖峰。对于更薄的硅化物，实验结果表明，2nmNi-0.86 Pt-0.14形成的超薄硅化物界面平整，均匀性好，没有在界面出现Ni-0.95 Pt-0.05金属硅化物的“倒金字塔形”尖峰。结果显示，比较在有、无氩离子轰击的硅表面形成的两种Ni（Pt）Si硅化物薄膜，后者比前者电阻率约低10％～26％，该工艺有望在未来超薄硅化物制作被广泛应用。

热电离质谱测定钙同位素过程中双稀释剂的选择

本研究从理论和实践两方面详细阐述了热电离质谱法(TIMS)测定钙同位素过程中双稀释剂种类的选择,以及样品与双稀释剂最佳稀释比的确定。结果表明:在TIMS测定中,42 Ca-43 Ca双稀释剂比目前常用的42 Ca-48 Ca和43 Ca-48 Ca双稀释剂更具优势。首先,尽管使用42 Ca-43 Ca双稀释剂可能产生较大的误差,但其与样品存在较大的稀释比区间,即42 Ca-43 Ca双稀释剂的最小误差变化更为稳定,可以允许更为宽泛的样品和稀释剂的混合比例;其次,42 Ca-43 Ca双稀释剂的平均质量数与目标比值44 Ca/40 Ca的平均质量数仅相差0.5,在样品量较少或者测量过程中分馏效应较大时,使用42 Ca-43 Ca双稀释剂做仪器分馏校正产生的偏差最小;最后,42 Ca和43 Ca易被同时接收且离子光学聚焦效应较小,可降低或消除仪器本身微小改变对信号不稳定性的影响,有利于保证数据精确度。综上,42 Ca-43 Ca双稀释剂可作为TIMS测量钙同位素的首选。

负热电离同位素稀释质谱法分析锝97稀释剂

用负热电离质谱法对自行研制生产的97Tc稀释剂同位素组成进行分析测定,并采用同位素稀释质谱法对其浓度进行标定,选用等概率模型对同位素比值测定结果进行校正,组成分析扩展不确定度为1.3%(K=2),浓度标定扩展不确定度为2.07%(K=2)。

二氧化碳两相回路启动时的压力脉冲现象及其抑制

机械泵驱动的二氧化碳两相回路热控系统在热载荷启动时,由于蒸发段的液-汽相变需要形核而容易造成过热。本文介绍了这部分的启动实验,结果发现,采用长程毛细管结构的蒸发器对分布式热源进行集热时,在冷工况、高热载荷、低热流密度的情况下会因液—汽相变导致压力脉冲。实验还给出了简单有效的方法抑制这种脉冲的影响。

冬前积温和春化处理对不同春化发育特性小麦品种幼穗分化的效应

以3个春性、半冬性和冬性小麦品种为材料,采用分期播种和春化处理,以热时间为尺度,研究了冬前积温对不同春化发育特性小麦品种幼穗分化进程及主要穗分化期累积GDD（生长度日,growingdegree days）的影响。结果表明,随着冬前积温的减少,不同幼穗分化时期累积GDD减小,冬前积温对小麦幼穗分化的影响主要表现在单棱期和二棱期,护颖分化期后幼穗分化受冬前积温的影响较小,冬性品种幼穗分化累积GDD对冬前积温最敏感,半冬性品种次之,春性品种则对冬前积温不敏感。春性品种幼穗分化前期适宜温度的上限为14℃,当14℃以下累积GDD达到232-243时,幼穗可正常分化进入二棱期,半冬性品种幼穗分化适宜温度的上限为12℃,12℃以下GDD达到261-277后,幼穗分化可正常进入二棱期,高于上限的GDD不能满足小穗原基正常分化的需求。在田间条件下小麦小穗原基的分化对特定温度范围的累积GDD有稳定的需求,这种需求因品种的春化发育特性而异。

低能重离子注入小麦胚内的作用范围

根据LSS理论计算和采用Rutherford背散射实验方法(RBS),测定和分析了低能重离子(110keV Fe^+)注入小麦种子后离子达到的深度。测定结果和计算结果相符合,平均射程约为115nm。还从核物理学和辐射化学考虑了离子的热穗效应(thermal spike effect)、亚激发电子的位移以及次级电子的热化尾巴(thermalization tail)等可能造成作用范围的扩大,并对它们进行了初步的理论估算。

航空用大功率模块电源的设计及关键技术应用研究

采用模块电源构成飞机高压直流电气系统的二次电源分布式系统,可提高供电可靠性和供电质量。针对模块电源的高功率密度、高可靠性的发展趋势,探讨了模块电源的封装结构和热设计,研究了表面组装技术、平面变压器技术、尖峰抑制器技术和模块并联技术等关键技术在模块电源的应用。采用三维叠层封装结构,在实验室完成28V／36A输出航空用模块电源样机,给出了模块电源的实验结果。

热峰作用下单斜ZrO_(2)相变过程的分子动力学模拟

ZrO_(2)陶瓷耐高温、耐腐蚀、抗辐照性能强,是极具前景的反应堆惰性基质燃料和锕系元素固化材料.本文联合使用热峰模型和分子动力学方法,模拟了核辐射环境下ZrO_(2)的相变过程:基于热峰模型,从快速重离子注入后能量沉积和传导的多物理过程出发,建立热扩散方程,求得ZrO_(2)晶格温度时空演变特性;然后运用分子动力学方法模拟了该热峰作用下,单斜ZrO_(2)相变的微观物理过程.研究发现,电子能损为30 keV·nm^(-1)的单一快速重离子注入后,ZrO_(2)中心产生一个半径为7 nm的柱形径迹,径迹中心晶格迅速熔融,Zr原子配位数由7降至4-6,2 ps时开始结晶并形成空洞,空洞周围为非晶区,非晶区外Zr原子配位数变为8,同时X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)计算和分析结果确认发生了单斜相向四方相的转变.随着热峰能量向周围传递,相变区逐渐扩大.经热峰计算和分子动力学模拟,辐照诱导ZrO_(2)由单斜相转为四方相的快速重离子的电子能损阈值为21 keV·nm^(-1).

强流脉冲离子束表面改性奥氏体不锈钢分子动力学的研究

用分子动力学方法(MD)研究了高能离子束辐照奥氏体不锈钢表面,并采用热尖峰模型模拟了辐照条件下的能量传递过程。通过对能量分布和原子运动的分析,确定了能量消耗的机理:一部分能量通过蒸发和热传导被表面的原子消耗,另一部分以激波的形式在基体中传播。热传导缓慢造成的高强度蒸发和表面原子的再吸附共同作用,导致了表面的光滑过程。