氩气闭循环氢气发动机的研发动向与展望

内燃机为了顺应21世纪下半叶实现碳中和的趋势避免被淘汰,必须在运行时实现CO_(2)的零排放。另外,由于发动机的最高有效热效率明显低于电动车或燃料电池车,这会使消费者逐渐疏远发动机车。1948年,F. M. Lewis发明的氩气(Ar)闭循环氢气发动机重新回到了人们的视野中。这是因为此种发动机不排出CO_(2),而且Ar的比热比高于空气,以Ar为工质的发动机的热效率可以有较大提升甚至匹敌电动车或燃料电池车。本文比较详细地介绍了这种发动机的原理、发展史、存在的优缺点以及研究动向和研发课题。同时也介绍了作者近年来的部分研究成果,探讨了Ar闭循环氢气发动机与氢气及燃料电池车的关系及其发展前景。

陶瓷薄膜与金属间的浸润性及其界面的研究

本文在对 ＴｉＮ、ＴｉＣ陶瓷薄膜与金属 Ａｇ、 Ｃｕ、 Ｎｉ、 Ｆｅ间的浸润性测量的基础上，用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、电子探针（ＥＰＭＡ）对其界面进行了观察。结果表明：浸润性较差的Ａｇ、Ｃｕ与ＴｉＮ、ＴｉＣ的界面平整，几乎没有发生相互扩散和化学反应；而浸润性较好的 Ｆｅ、Ｎｉ与 ＴｉＮ、ＴｉＣ的界面有明显的扩散和化学反应现象沿着ＴｉＮ、ＴｉＣ的晶界扩散；薄膜部分甚至全部溶入金属中。ＴｉＣ薄膜与Ｆｅ的界面反应程度大于ＴｉＮ 薄膜。

熔融纯金属对TiN、TiC陶瓷薄膜的浸润性

本文采用静滴法对液态纯金属在 ＴｉＮ、 ＴｉＣ陶瓷薄膜上的浸润性进行了研究。测 量结果表明，浸润角与系统温度间有相关性，并与整体陶瓷与液态纯金属间的测量结果 相吻合。从附着功的角度对金属与陶瓷薄膜间的结合力进行了初步的探讨。

用划痕试验法测定薄膜附着性过程中薄膜破裂形态的研究

本文通过对表征TiN、TiC薄膜与基体间附着力的划痕试验结果的深入分析发现,划痕试验中,压头在簿膜上的滑动特征以及标志此特征的作用于压头上的垂直力(载荷)与水平力(摩擦力)构成的曲线不但与薄膜与基体间的结合力有关,而且与薄膜的表面形态、膜厚以及薄膜的韧性等因素有关。薄膜破裂时,压头在薄膜上的滑动特征发生突然变化,伴随摩擦系数变化及摩擦力的剧烈变化。这些变化可做为判定薄膜临界载荷的依据,用扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微分析仪(EPMA)对不同基体的TiN、TiC薄膜的破裂形态进行了系统的研究,探讨了影响薄膜破裂形态的主要因素及薄膜破裂形态与正确判定临界载荷间的关系。

Cu基体离子镀Al膜的相结构及晶体学位向关系

本文用Ｘ射线衍射仪和透射电子显微镜研究了 Ｃｕ基体离子镀 Ａl膜的相结构及 晶体学位向关系。 Ｘ射线衍射分析结果表明了 Ｃｕ－Ａl过渡层中各合金相的存在并发 现负偏压和极间距是影响合金相形成的主要因素。两者的变化将影响表面温度的升高。 每一个Ｃu－Ａl合金相图中存在的中间相在Ｃｕ基离子镀Ａ１膜的过渡层中的存在都 对应一个温度区间．在极间距一定的情况下，该温度区间对应着负偏压的区间。极间距 加大，该负偏压区间升高。用透射电镜观察了一定工艺参数下的 Ｃu基离子镀 Ａl膜， 发现了与Ｘ射线分析结果相对应的一系列合金相的存在．它们是，ＡＬ＿４Ｃｕ＿９（Ｃｏｍｐｌｅx Ｃｕｂｉｃ），ＡlＣｕ_3（Ｏｒｔｈｏｒｈｏｍｂｉｃ），ＣｕＡ１_２（Ｐｒｉｍｉtｉｖｅ Ｔｅｔｒａgｎａｌ）， ＡlＣｕ （Primitive Monoclinie)及AlCu_4(Cubic).观察了合金相的形态并确定了合 金相与基体 Ｃｕ及股 Ａl 间的晶体学位向关系。

关于帕里斯法则中m值变化条件的研究

帕里斯疲劳裂纹扩展法则中的指数m值一般为2～4,且在裂纹稳定扩展的第二区域内一般为常数。而对载荷频率与塑性区域尺寸之间关系仅有定性描述。基于ASTME647-1991进行的试验,指出了m会变化,对载荷频率与塑性区域尺寸之间的关系进行了定量研究,导出了m值变化点的发生条件式。随着频率的增高,塑性区域尺寸变小。频率一定时,应力比R值大时的塑性区域的尺寸比R值小时的大。频率越高,变化点处的ΔKt也越大。

利用煤灰进行土质改良的可行性研究

论述了煤灰作为土质改良材料的可行性。围绕软弱土经改良后的压缩性和剪切强度的变化,采用不同混合比的土样品进行了一系列的压缩试验和三轴剪切试验。试验结果表明,随着灰土比例的增加,样品的最大干燥密度芽剪切强度增加,固结系数及次固结系数减小。

江户时期的雕花玻璃

阐述了关于日本玻璃技术的变迁，尤其是详细介绍江户时期（1600—1867）的玻璃技术。那时期的玻璃铸造是由在长崎的荷兰人学了西洋的制作方法而来的。另外以铅玻璃为主体的玻璃融化技术，被认为是来源于中国宋朝的技术。江户时期的玻璃一般是透明的铅玻璃，较多的是雕花玻璃。江户末期的萨摩藩（即今鹿儿岛）发展的萨摩玻璃具有红玻璃的特色。用高级的深雕技法来烘托、涂红的这种独特的雕刻玻璃大部分采用国内原料。因它的漂亮与精致而受到称赞、萨摩雕刻玻璃受萨英战争（1863）的影响而衰退，最终未达到工业化程度。

对硅片进行无抗蚀膜光化学蚀刻的一种新方法

研究了一种在硅片上进行无抗蚀膜光化学蚀刻的新方法 ,使用过氧化氢 (H2 O2 )和氟酸 (HF)作为光化学媒质 ,使用ArF紫外激光作为光源 ,无需事先加工抗蚀膜 ,可直接在硅表面进行蚀刻。在H2 O2 与HF的浓度比为 1.3时 ,蚀刻效果最佳 ,当激光能量密度为 2 9mJ/cm2 ,照射脉冲数为 10 0 0 0次时 ,得到 2

利用紫外激光以及H_2O_2和HF的混合溶液对硅片进行光化学蚀刻

讨论了一种在硅片上进行无抗蚀膜光化学蚀刻的方法，使用过氧化氢和氟化氢混合水溶液作为化学媒质，分别使用１９３ｎｍ准分子激光和２６６ｎｍ四倍频固体Ｎｄ︰ＹＡＧ激光作为光源．实验结果显示，可以不需要任何抗蚀膜，直接在硅表面进行图案蚀刻．对于１９３ｎｍ波长，在Ｈ２Ｏ２／ＨＦ质量比为１．３时，得到最佳蚀刻深度．在２９ｍＪ·ｃｍ～（－２）能量密度和１００００个脉冲照射下，得到２１０ｎｍ的蚀刻深度．在相同条件下，使用Ｈ２Ｏ２与ＨＦ混合液时的蚀刻深度大约是使用Ｈ２Ｏ与ＨＦ混合液时的４倍．对于２６６ｎｍ波长，在Ｈ２Ｏ２／ＨＦ 质量比为２时， 得到最佳蚀刻深度． 在１２ｍＪ·ｃｍ～（－２）能量密度和３００００个脉冲照射下，得到４２０ｎｍ的蚀刻深度．