微型旋转机械轴承研究进展

对微机电系统(MEMS)旋转机械微轴承,尤其是微型干摩擦、电磁和气体轴承的研究现状进行评述,介绍微型干摩擦轴承、微型电磁轴承及微型气体轴承的各种润滑特性,主要分析微型气体轴承的设计、加工制造及动力润滑特性问题,分别探讨微尺度效应和滑流效应对微型气体轴承润滑特性的影响,并对相关领域的研究进展进行展望。

微转子系统径向气体轴承特性

充分考虑滑移边界条件的影响,利用数值计算方法对微机电系统(Micro-electro=mechanical systems,MEMS)中微转子系统径向气体轴承的雷诺方程进行修正求解,得到轴承内部真实的气压分布,进而求得微气体轴承的承载能力和偏位角。通过与宏观无限短轴承模型的结果进行对比分析,发现滑移效应对气体轴承特性的影响规律。宏观无限短轴承模型和无滑移边界模型均会高估气体轴承的承载能力,特别是偏心率较高时(ε>0.6),产生的偏差更大;微转子系统在高速或超高速工况下运转,可以提高气体轴承的气压和承载能力。

CVD金刚石薄膜在水润滑条件下的摩擦磨损性能研究

采用偏压辅助增强热丝CVD法在硬质合金衬底上制备常规金刚石薄膜和超细晶粒金刚石薄膜,在往复式球-盘摩擦磨损试验机上考察金刚石薄膜在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能,分别采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和能谱仪分析金刚石薄膜的表面形貌特性、结构特征及其摩擦表面残余物质的组成.结果表明,常规金刚石薄膜和超细晶粒金刚石薄膜在水润滑下的摩擦系数分别约为0.25和0.22,超细晶粒金刚石薄膜对偶件的磨损率仅为6.94×10-6mm3/(Nm),显示出优异的减摩性能,可作为良好的水润滑摩擦副涂层材料.

定向SnO_2纳米管的阵列制备及其场发射性能

SnO2纳米材料由于其优异的性能和在纳米电子器件以及气敏传感器等方面的潜在应用受到了广泛关注,快速大量制备SnO2纳米管(线)是其规模化应用的前提。利用自制的高频感应设备在Si基底上快速生长出定向的SnO2纳米管阵列,由SEM和TEM分析可知,SnO2纳米管直径达到50～100nm。场发射结果表面制备的SnO2纳米管阵列具有较低的开启电压,即当产生的电流密度为10μA/cm2时所对应的电场只有1.64V/μm,这一数值低于碳纳米管和其他一维氧化物纳米材料的开启电场,同时所制备的产物具有良好的场发射稳定性,良好的场发射性能说明SnO2纳米管在场发射平板显示及真空电子器件方面具有较好的应用潜力。

人黑素瘤单链抗体-量子点纳米探针的制备及其与黑素瘤细胞特异性结合

目的:制备抗人黑素瘤细胞单链抗体与碲化镉量子点(CdTe guantun dot,CdTe)连接的纳米探针,观察其对恶性黑素瘤细胞的特异性结合效果。方法:将抗人黑素瘤神经节苷脂单链抗体(anti-human melanoma ganglioside single chain varia-ble fragment antibody,GD/ScFvMEL)基因克隆到pET32a(+)载体中,然后在BL21(DE3)细菌中进行诱导表达,采用变性法纯化表达的蛋白,再用改良的透析法复性目的蛋白,SDS-PAGE分析表达的GD/ScFvMEL抗体蛋白。制备的GD/ScFvMEL抗体与量子点连接制备成纳米探针GD/ScFvMEL-QDs,然后与黑素瘤A375细胞株及胃癌MGC-803细胞株孵育,观察纳米探针与肿瘤细胞结合的特异性。结果:PCR、双酶切和序列测定证实重组子的拼接完全正确,SDS-PADE结果显示,GD/ScFvMEL抗体的表达量达40%。纯化复性后的GD/ScFvMEL抗体连接量子点制备GD/ScFvMEL-QDs纳米探针,经扫描电镜、X衍射分析、荧光光谱和SDS-PAGE分析证实纳米探针的成功制备。GD/ScFvMEL-QDs纳米探针能特异性结合A375黑素瘤细胞,不与胃癌细胞MGC-803细胞结合。结论:成功制备抗人黑素瘤神经节苷脂单链抗体-量子点纳米探针,该探针可特异性结合黑素瘤细胞。

基于混合EMD方法的加速度计信号处理

由于MEMS加速度计的特点及其广泛的应用,将加速度计运用到输入终端系统成为了一个新的发展方向。但是受加速度计自身和系统数据采集电路受环境干扰等因素的影响,采集到的信号往往叠加了大量的噪声信号,因此必须对实际采集的加速度信号进行滤波去噪处理以确保输入系统的精度。提出了一种基于EMD方法的混合滤波处理策略:针对EMD方法的缺陷,引入了RBF径向基函数神经网络和小波包变换,并结合S-G滤波器对加速度计信号进行了滤波处理。同时采用Al-lan方差(白噪声、零偏不稳定性和量化误差)对滤波结果进行分析并验证了该混合EMD方法的有效性。

宽调节范围的二级压控振荡器

介绍了一种具有较宽频率调节范围的二级压控振荡器(VCO),调节频率达80%以上。在延时单元中利用传输门来控制振荡频率,通过理论推导和仿真证明了所采用传输门的等效电导随着控制电压线性变化。同时通过数模信号控制的方法优化了VCO的压控灵敏度KV。采用TSMC 0.25μm CMOS工艺参数进行了仿真,在KV保持在300 MHz/V左右时,频率调节范围为200 MHz^1.85 GHz。