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时速350 km及以上高铁的牵引和制动系统压力传感器芯片设计优化
1
作者 郑德智 董晓源 +3 位作者 陈傲北 孙颖 胡纯 王帅 《计测技术》 2025年第5期108-117,共10页
为应对高铁牵引与制动系统中复杂工况对压力传感器在高精度、宽动态范围及快速响应方面的严苛要求,本研究团队基于压阻效应机理,开展了高精度压力传感器芯片的制造与优化技术攻关。运用多物理场耦合建模理论,结合结构参数优化方法,系统... 为应对高铁牵引与制动系统中复杂工况对压力传感器在高精度、宽动态范围及快速响应方面的严苛要求,本研究团队基于压阻效应机理,开展了高精度压力传感器芯片的制造与优化技术攻关。运用多物理场耦合建模理论,结合结构参数优化方法,系统研究了敏感膜片厚度、压敏电阻布局与掺杂浓度对传感器性能的协同影响机制,提出基于参数化设计方法的膜片刚度-灵敏度协同优化策略。通过开发八层掩膜版光刻工艺与氢氧化钾/异丙醇(Potassium Hydroxide/Isopropyl Alcohol, KOH/IPA)复合湿法刻蚀技术,实现悬膜厚度亚微米级控制精度。研究结果表明:优化后的传感器在灵敏度、非线性误差及过载耐受能力方面表现优异,灵敏度达到56.987 mV/kPa,非线性误差为0.048%FS(Full Scale,满量程),并在300%过载工况下仍保持结构完整性。本研究为高精度压力芯片的制造与优化提供了理论依据和技术支持,为保障高铁列车安全运行与核心部件国产化替代提供了关键技术支撑。 展开更多
关键词 高铁列车 牵引系统 制动系统 压力传感器 压阻效应 芯片设计 参数化模型 多物理场耦合仿真
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Ce(NO_(3))_(3)和CeO_(2)纳米粒子对APTES膜耐腐蚀性的影响
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作者 杨湘杰 廖凯 +3 位作者 杨颜 刘辉 蔡金趸 李彤宇 《精密成形工程》 北大核心 2024年第5期164-173,共10页
目的通过对铜箔进行硅烷化处理,增强铜箔的耐腐蚀性能。方法采用化学浸泡法在9μm电解铜箔表面制备γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(APTES)硅烷膜层、Ce^(3+)/APTES膜层、CeO_(2)/APTES膜层和Ce^(3+)/CeO_(2)/APTES膜层,对改性硅烷膜试样... 目的通过对铜箔进行硅烷化处理,增强铜箔的耐腐蚀性能。方法采用化学浸泡法在9μm电解铜箔表面制备γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(APTES)硅烷膜层、Ce^(3+)/APTES膜层、CeO_(2)/APTES膜层和Ce^(3+)/CeO_(2)/APTES膜层,对改性硅烷膜试样与空白试样进行接触角对照实验,对硅烷表面润湿性进行表征。在3.5%(质量分数)NaCl溶液中,对空白样、单一硅烷膜层、Ce^(3+)/APTES硅烷膜层和Ce^(3+)/CeO_(2)/APTES硅烷膜层进行浸泡实验和电化学实验,研究改性膜层前后的耐腐蚀性能。通过扫描电子显微镜(SEM)观察膜层表面形貌,并利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对纳米粒子结构进行分析,探讨改性膜层的钝化机理。结果Ce(NO_(3))_(3)/CeO_(2)/APTES复合膜层的接触角最大,接触角为106.6°,表现出最佳的疏水性。同时,其表面的腐蚀坑数量和面积最小。在盐水浸泡和电化学实验中,各试样的腐蚀电流密度随着浸泡时间的延长而上升,Ce^(3+)/CeO_(2)/APTES试样的腐蚀电位发生正移,具有较低的腐蚀电流密度,并且该试样具有最高的相角和最高的阻抗值,远高于Ce^(3+)/APTES试样。结论与单一硅烷膜层和仅分别添加Ce(NO_(3))_(3)、CeO_(2)2种缓蚀剂的膜层相比,Ce(NO_(3))_(3)/CeO_(2)/APTES复合膜层的防护效果有明显提升,且Ce^(3+)与CeO_(2)之间的协同作用大大提高了硅烷膜层的耐腐蚀性能。 展开更多
关键词 γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(APTES) 缓蚀剂 复合膜层 协同作用 耐腐蚀性能
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基于多参数的层板综合冷却效率实验研究及试验验证 被引量：1
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作者 黄兵 时远 +4 位作者 李九龙 房人麟 张靖周 王春华 颜应文 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期149-156,共8页
采用正交实验设计方法,研究了冲击孔直径、扰流柱直径、气膜孔直径、冲击高度、轴向间距、展向间距和吹风比对层板综合冷却效率的耦合影响。研究结果表明:气膜孔直径、展向间距和轴向间距是综合冷却效率的主要结构影响因素,综合冷却效... 采用正交实验设计方法,研究了冲击孔直径、扰流柱直径、气膜孔直径、冲击高度、轴向间距、展向间距和吹风比对层板综合冷却效率的耦合影响。研究结果表明:气膜孔直径、展向间距和轴向间距是综合冷却效率的主要结构影响因素,综合冷却效率随气膜孔直径增大而增大,随展向间距和轴向间距增大而减小,相同开孔率时减小展向间距比减小轴向间距更有利于提高综合冷却效率;随着吹风比增大,综合冷却效率先快速后缓慢增大;根据实验结果拟合了层板综合冷却效率模型,拟合误差在±5%以内,经主燃烧室全环试验件高温高压试验验证,该模型预测的综合冷却效率最大误差为5.86%。 展开更多
关键词 层板 综合冷却效率 预测模型 多参数耦合影响 试验验证
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弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性研究 被引量：3
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作者 赵有喜 张悦 +2 位作者 谢旅荣 张兵 陈亮 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期309-318,共10页
为研究内转式进气道前体压缩激波与机体边界层之间的弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰现象,对矩形捕获型线、直母线圆锥基准流场生成的内转式进气道压缩型面进行简化,并利用数值仿真方法对简化模型进行计算,分析并对比了非耦合和耦... 为研究内转式进气道前体压缩激波与机体边界层之间的弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰现象,对矩形捕获型线、直母线圆锥基准流场生成的内转式进气道压缩型面进行简化,并利用数值仿真方法对简化模型进行计算,分析并对比了非耦合和耦合情况下弯曲后掠压缩拐角激波/湍流边界层干扰特性。结果表明:非耦合模型所形成的分离区呈弯刀形,分离区的最大值位于靠近侧壁面处(y=-0.19H),(H为矩形捕获型线的高度),且此种变后掠角干扰不再符合锥形相似特性;耦合情况下所形成的分离区呈对称月牙状,分离区最大值位置为对称面位置(y=0),低能流在进气道中心位置堆积;与非耦合相比,耦合会使得分离区最大值增大51%,进气道出口边界层厚度增大;同时也发现该耦合效应的影响范围是有限的,在压缩拐角前缘靠近侧壁面(|y|>0.6H)的流动区间内,基本不受耦合效应的影响。 展开更多
关键词 进气道 激波 湍流边界层 干扰 分离区 耦合效应 变后掠
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