Micro thermal shear stress sensor based on vacuum anodic bonding and bulk-micromachining

This paper describes a micro thermal shear stress sensor with a cavity underneath, based on vacuum anodic bonding and bulk micromachined technology. A Ti/Pt alloy strip, 2μm×100μm, is deposited on the top of a thin silicon nitride diaphragm and functioned as the thermal sensor element. By using vacuum anodic bonding and bulk-si anisotropic wet etching process instead of the sacrificial-layer technique, a cavity, functioned as the adiabatic vacuum chamber, 200μm×200μm×400μm, is placed between the silicon nitride diaphragm and glass （Corning 7740）. This method totally avoid adhesion problem which is a major issue of the sacrificial-layer technique.

固体仪器发动机粘接界面应力监测系统设计

针对当前推进剂老化和装药缺陷研究方法的不足,提出了固体仪器发动机的概念,分析了固体仪器发动机对粘接界面应力监测系统的基本要求和粘接界面应力传感器及监测系统的实现途径,设计了固体仪器发动机粘接界面应力监测系统并进行了实验验证。结果表明,该监测系统能有效监测发动机的粘接界面应力。

Python-Matlab联合编程Abaqus高级后处理技术研究

有限元技术的深度应用对通用软件计算结果输出方式的灵活性、定制性提出了更高的要求;针对大型通用有限元软件Abaqus批量输出节点应力较为困难的问题,提出利用Python-Matlab编程定制输出Abaqus节点应力的新方法,分别用Abaqus应力重构计算输出法和Abaqus节点应力内核调用输出法实现了固体火箭发动健康监测所使用的粘接应力传感器节点应力计算值的批量定制输出;结果表明:两种方法正确有效,精度较高,灵活性好,解释性好。

混凝土中砂浆-骨料界面粘结滑移性能试验

目的研究混凝土试件受力过程中砂浆与骨料间的粘结滑移特性,为数值模拟提供方便有效的分析模型.方法在含骨料的砂浆试件中,采用骨料上贴光纤及砂浆中埋放光纤的试验方法,测量试件加载直至破坏过程中骨料的应变、砂浆的应变及两者间的相对粘结滑移量.结果试件在受力过程中,砂浆-骨料间存在明显的粘结滑移现象,单轴受压试验中的滑移量远大于单轴受拉试验.采用光纤传感器测量的试验数据比传统传感器的测量结果更加准确稳定.结论基于试验数据,对砂浆-骨料界面的荷载-应变关系进行分析后推导得到砂浆-骨料界面的粘结滑移关系.根据粘结滑移关系的基本特征,提出砂浆-骨料界面粘结滑移本构关系的简化模型.

柔性支撑式空间反射镜胶接应力分析与消除

空间光学遥感器不断朝着更高轻量化率的方向发展,传统的装框支撑难以满足系统要求。基于运动学原理的Bipod柔性支撑结构具有良好的力热环境适应能力,在空间光学遥感器的反射镜支撑中得到越来越多的应用。为了有效卸载装配应力,Bipod柔性支撑结构一般通过光学胶与反射镜进行连接,但是光学胶在固化过程中不可避免地存在收缩应力。此外,环境温度的波动以及热真空试验也有可能导致胶接应力的变化,严重时会对反射镜面形造成不利影响。文中针对某Bipod柔性支撑式次镜组件,分析了胶缩对面形的影响,并针对真空放气试验后的面形下降问题,采用消应力与热浸泡相结合的方式有效解决了面形下降的问题,为该类光学胶的空间环境应用提供技术支撑。

半导体高温压力传感器的静电键合技术

本文论述了多晶硅高温压力传感器中的硅 玻璃静电键合技术 ,包括硅 玻璃静电键合机理 ,键合强度及键合后残余应力的改善措施 .通过大批量键合封接实验 ,键合的成品率达到 95

一种谐振式MEMS压力传感器单芯片级真空封装和低应力组装方法

为提高谐振式MEMS压力传感器的品质因数，且同时降低温度漂移，设计了一种传感器的单芯片级真空封装和低应力组装方法，选用非光敏苯并环丁烯（BCB）材料在真空加热、加压条件下实现PYREX7740玻璃空腔与传感器芯片的黏合键合，在可伐合金管座上加工出与传感器尺寸相匹配的方形空腔，实现传感器芯片的低应力组装．实验结果表明：传感器具有较高的品质因数（9455），检测范围为500—1100hPa，灵敏度为9．6Hz／，hPa，满量程最大非线性度为0．08％，-40℃-50℃内温度系数为0．9Hz／℃，温度总漂移为传感器满量程变化的1．3％，传感器在开机加电稳定后长时漂移为0．086％F．S．

SOI压力传感器阳极键合残余应力研究

绝缘体上硅(SOI)压力传感器通常采用阳极键合实现圆片级气密封装,硅片和硼硅玻璃片通过阳极键合技术在360℃左右形成可靠的结合。硅片和硼硅玻璃片的热膨胀系数不能完全匹配,降温后的硅—玻璃圆片必然会存在残余应力。残余应力直接影响传感器性能、稳定性和可靠性。建立了残余应力计算模型,分析了残余应力与硼硅玻璃片厚度的关系;完成了键合试验,通过测量圆片曲率半径得到了弯曲应力的量值,验证了通过调整玻璃片厚度实现应力匹配的方法。样品测试结果表明:通过应力匹配减小了工艺残余应力,有效提高了压力传感器的长期稳定性。

硅玻璃阳极键合绝压压阻式压力传感器中的残余应力

硅玻璃阳极键合技术因键合强度高,工艺简单而成为低成本绝压压力传感器的主要封装技术。但由于常规的硅玻璃阳极键合需要在相对较高的温度下进行且材料之间不可避免的热膨胀系数失配将产生较大的残余应力。实验采用有限元方法对硅玻璃阳极键合进行了系统的力学分析以减小残余应力对器件性能的影响。实验中采用硅玻璃阳极键合技术制备了不同压敏膜厚度和尺寸的传感器并测试其曲率与零点以对残余应力进行分析验证。

聚丙烯纤维灌浆料及其钢筋套筒连接受力性能试验研究

为改善装配式结构节点的力学连接性能,对聚丙烯(PP)纤维灌浆料进行材性性能及其钢筋套筒连接接头的力学性能研究。选用不同掺量、长度PP纤维的灌浆料进行力学性能试验,确定PP纤维最佳掺量(占普通(JZ)灌浆料的体积比)和长度分别为0.5%和9 mm。以JZ灌浆料为对照组,设置了4d、6d、8d(d为钢筋直径)3种锚固长度的套筒接头试件并进行单向拉伸试验,采用光纤光栅传感器(FBG)和应变片两种测试方法研究PP纤维灌浆料下的粘结应力分布。结果表明:PP纤维增强灌浆料钢筋套筒的最小锚固长度在6d以上;PP纤维能够有效改善接头韧性,增强了套筒的粘结锚固效果,提高了筋粘结应力分布均匀程度,使其呈"马鞍形"或"斜梯型"分布;FBG传感器与应变片所得结果基本一致,FBG传感器所采集的应变数据精度高于应变片。

基于光纤传感器的SRM界面黏接应力监测

界面黏接应力是SRM(固体火箭发动机)药柱结构完整性重要方面,也是健康监测的重要参数。为实现对黏接应力实时在线监测,设计了一种聚合物封装的FBG(光纤布拉格光栅)传感器,将其埋入HTPB(hydroxyl-terminated polybutadiene)推进剂/衬层界面黏接试件中。通过对试件在受到拉应力作用下FBG传感器反射光谱的模拟和应力响应测试试验研究了FBG传感器对应力响应规律。结果表明:FBG传感器中心波长随着试件的拉应力增大而减小,线性度较好,且传感器具有较高的灵敏度和稳定性。试件黏接性能测试试验中,FBG传感器性能保持完好,黏接试件强度满足技术指标,验证了传感器封装和埋入方式的可行性。