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[硕士论文] 韩雨
测试计量技术及仪器 中北大学 2011(学位年度)
摘要:在红外系统中,红外探测器是最关键的元件之一,是利用红外探测原理将红外辐射信号转换为电压信号或电流信号输出的。本文主要对热释电型红外探测器的国内外研究现状、工作原理、对材料的性能要求等进行了综述。热释电红外探测器是非制冷型探测器,具有以下特点:1)可以在室温下工作,而且制造成本低;2)对各个波长的红外辐射均有响应;3)在变化的红外辐射下就会有响应输出。热释电红外探测器在军事和民用上应用都极其广泛。本论文以热释电红外探测器为研究对象,从理论与工艺两方面进行了探索,在此基础上,对该探测器进行了测试。
  理论上,研究了热释电红外探测器的工作原理及影响其性能的参数,如材料的选择、尺寸等,确定铌酸锂晶片作为热释电探测器的原材料。对晶片键合技术的基本原理、主要方法、工艺流程等做了详细对比,最终选择粘合方法作为本探测器制备的基本方法。此外,针对热释电红外探测器检测精度的影响因素进行了考察,并重点探讨了红外光学气室结构对检测精度的影响。设计了侧面开孔、正面开孔、侧面正面同时开孔的三种不同光学气室结构,对三种不同光学气室结构进行了试验验证,得出侧面正面同时开孔气室结构的光损失程度要比其它两种结构的光线损失少,且器件的稳定性好。并针对使用环境多粉尘、潮湿等特点对光学气室进行了防尘、防水、防静电处理。
  在试验上,主要研究了基于晶片键合技术的热释电红外探测器的关键制备工艺过程(包括晶片的键合、减薄、抛光、镀膜等)及影响各个工艺过程的因素。对比了不同信号提取电路的设计方法,最终选用基于负反馈的电流输入放大器。对所制备的热释电器件进行了光照响应、光学性能测试两种性能表征分析,证明了在交变光的照射下,器件所测得的信号为热释电信号。最后通过试验验证光学气室结构对器件检测精度的影响,选用了侧面正面同时开孔的气室结构,并对气室结构采用了防尘防水处理。
  本论文设计出的基于晶片键合技术的热释电红外探测器为今后热释电型红外探测器的结构优化、红外光学气室集成、应用提供理论基础、设计方法和研究手段等方面提供参考。
摘要:利用Gleeble-3800热模拟试验机研究了低碳Nb-V-Ti微合金钢在热变形温度为810 ~910℃、热变形速率为0.1 ~10 s-1条件下的热压缩变形特性.利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、显微硬度计等手段研究了微观组织、纳米析出相和力学性能之间的关系.结果 表明:热变形工艺显著影响试验钢的微观结构和力学性能,其组织主要由块状铁素体、针状铁素体、贝氏体和少量M/A岛组成.降低热变形温度,不仅能细化晶粒,还能促进针状铁素体的形成,增加M/A岛的数量.当变形速率较低时,基体中析出的碳化物存在团簇现象;变形速率增大,碳化物尺寸减小,数量也减少.当试验钢在860℃以1s-1的速率热变形时,其组织由针状铁素体和贝氏体组成,组织分布均匀,显微硬度为255HV0.5,综合性能最优....
摘要:以在650℃温轧的Fe-24Mn-2Al-1Si-0.05C TWIP钢为研究对象,通过金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、室温拉伸等实验手段,研究温轧TWIP钢在回复退火、部分再结晶退火、高温短时退火以及高温退火等不同退火工艺下其微观组织及力学性能的演变.结果 表明,随着退火工艺的改变,实验钢的微观组织由回复退火时包含高密度位错、形变孪晶等的变形晶粒逐渐向高温退火时的无畸变再结晶晶粒转变;而部分再结晶退火时,实验钢的微观组织由未再结晶区的变形晶粒和细小的再结晶晶粒混合组成.随退火工艺的改变,实验钢拉伸前、后的硬度变化趋势为先下降然后基本不变最后上升;实验钢的变形机制逐渐由位错滑移为主向孪生滑移为主转变....
摘要:钢的相变复杂和多样性使其具备了不断提升性能的潜力,因此微观组织的设计、控制及对性能影响机制的研究至关重要.特别是在汽车、工程机械、船舶以及建筑行业对钢的性能不断改进和提升的强烈需求下,促进更多学者致力于钢强度提升的研究.研究低成本高强钢在动态和多因素耦合作用下的相变规律和引发的性能变化,具有重要的理论和实际意义.本文对国内外低合金高强钢的相关研究进行了总结和分析,描述了先进高强钢发展历史和趋势,从微观缺陷的角度分析了强化机制发挥作用的方式,初步阐明了钢中微观组织与力学性能的关系,探究了热变形和后续冷却对钢相变的影响规律,提出了先进高强钢发展过程中首要解决的问题....
[专利] 发明专利 CN201911318107.X
中北大学 2020-04-03
摘要:本发明公开了一种适用于Fe‑(24‑25Mn)‑(2‑3)Al‑(1‑3)Si‑(0.05‑0.35)C‑(0‑0.3)V的超高塑性TWIP钢的生产方法。将TWIP钢在1200℃均质处理1h后热轧,始轧温度1150℃,终轧温度950℃。然后将热轧钢板在150‑700℃区间选择一个温度保温5‑10分钟,然后在选定温度进行温轧,直至目标厚度,轧制完成后空冷或水冷至室温。将温轧后的TWIP钢板在1000℃退火15‑20分钟后,空冷至室温,可获得总延伸率达到120%的Fe‑Mn‑Al‑Si系与总延伸率达到并超过100%的Fe‑Mn‑Al‑Si‑V系的超高塑性TWIP钢。本方法可大幅度提高TWIP钢的延伸率,改善TWIP钢轧制后塑性严重下降、微合金化TWIP钢塑性低等问题,为TWIP钢后续的加工、应用提供良好的组织及超高的延伸率。
[成果] 1200150709 山西
TP212.9 应用技术 电子器件制造 公布年份:2010
成果简介:微型红外气体传感器来源于某横向合作课题,该产品是利用MEMS加工技术,研制基于红外光学原理的气体传感器。并将其应用于危险化学品的安全生产、运输、仓储等过程中的泄露问题进行实时监测,为安全生产提供重要保证。经过项目组成员努力进行技术攻关,在宽量程、高精度MEMS微型红外气体传感器的研制,防尘、防水、防爆等技术的研究,器件稳定性和可靠性等方面取得突破,研究的主要内容有:(1)微型红外气体传感器的敏感单元设计与实现。通过光源优化选取、探测器的硅集成加工,集成光学气室的优化设计及实验验证,最终制备出了高性能的集成式红外气体敏感单元。(2)微型红外气体传感器的电路系统设计与实现。采用双通道检测、自适应、温度补偿等技术解决了在提高系统精度、长期稳定、易操作性等性能方面存在的技术问题。(3)微型红外气体传感器封装与环境适应性研究。研制的微型红外气体传感器达到了如下主要技术指标:工作温度:-20-70℃;相对湿度:<98%;大气压力:80-120kPa;测量范围:0-3%vol;精度:±4%F.S;响应时间:20s;预热时间:<1分钟;体积:<200mm×200mm×100mm;重量:<800克;稳定性:一年以上;全部指标达到,部分指标超过设计要求。该项目的主要创新点包括:(1)自主研发了微型双椭球面反射式气室结构,解决了小体积内实现长光程、高聚光以及便于探测器与光源集成的问题。该技术可在减小传感器体积的条件下获得高灵敏度。(2)采用了电调制光源、硅集成式热电堆双通道红外探测及自适应温度补偿技术,提高了传感器精度和稳定性。(3)研发了防尘、防水、防爆、电磁兼容的一体化壳体,解决了传感器在恶劣环境中的适应性难题。中北大学研制的微型红外气体传感器,灵敏度及检测范围等性能指标与国际先进水平气体传感器相当,优于国内其他敏感原理的传感器,在可靠性、标校周期上均有明显优势。
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