检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：技术科学 2022年第2期52卷 318-332页

作者：李志超徐杰张东赫单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

激光清洗是一种利用短脉冲高功率密度激光辐照清洗对象,通过激光和清洗对象发生复杂的物理化学作用,实现污染物被去除的非接触式清洗方式.激光清洗机制十分复杂,主要包括光致分解、光致剥离和光致振动,均与激光清洗过程的温度场分布规... 详细信息

激光清洗是一种利用短脉冲高功率密度激光辐照清洗对象,通过激光和清洗对象发生复杂的物理化学作用,实现污染物被去除的非接触式清洗方式.激光清洗机制十分复杂,主要包括光致分解、光致剥离和光致振动,均与激光清洗过程的温度场分布规律密切相关.本文采用Comsol Multiphysics商业模拟软件,建立了TA15钛合金氧化膜激光清洗有限元仿真模型,分析了光斑形状、激光能量与加载方式、脉冲宽度等对钛合金氧化膜激光清洗过程温度场变化的影响规律.结果表明,在毫秒脉冲激光作用下基材损伤严重,脉冲宽度越短表面热扩散越小,方形平顶光斑较高斯光斑加热更均匀,矩形脉冲较高斯光斑维持高温时间短,基材不易损伤.当方形平顶微秒脉冲激光以矩形加载方式时,钛合金氧化膜激光清洗效果最佳.

关键词：激光清洗温度场氧化膜钛合金有限元模拟

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终端金刚石能带结构与物理性能的研究进展

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人工晶体学报 2023年第6期52卷 945-959页

作者：乔鹏飞刘康代兵刘本建张森张晓晖朱嘉琦特种环境复合材料技术国家级重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001 微系统与微结构制造教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150001

5G通信、能源互联网、新能源汽车、量子技术等高精尖领域对半导体的性能提出了新的更高的要求。第四代半导体金刚石因具有优异的物理化学性能被誉为“终极半导体”,被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最理想的... 详细信息

5G通信、能源互联网、新能源汽车、量子技术等高精尖领域对半导体的性能提出了新的更高的要求。第四代半导体金刚石因具有优异的物理化学性能被誉为“终极半导体”,被认为是制备下一代高功率、高频、高温及低功率损耗电子器件最理想的材料。而浅n型掺杂的技术瓶颈一定程度阻碍了金刚石半导体应用的发展。表面终端研究为金刚石功能化的发展提供了新的策略,金刚石通过表面终端实现了场效应晶体管、肖特基二极管、日盲紫外探测器、电子发射器件和近表面色心调控等重要应用,而表面终端发挥作用的机理与其能带结构特点密不可分。本文综述了几种常见终端的能带研究方法,分析其能带的结构特点,结合特点介绍其发挥作用的机理,并进行了总结和展望。

关键词：金刚石表面终端能带结构二维空穴气肖特基结紫外探测

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超细晶镁合金电流辅助微拉伸变形行为研究

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机械工程学报 2022年第16期58卷 68-76页

作者：虞钧陈万吉徐杰单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

针对传统粗晶镁合金材料塑性差、成形精度低的问题,提出了超细晶镁合金电流辅助微成形新方法。利用高压扭转技术制备了平均晶粒尺寸约110 nm的超细晶AZ31镁合金,分别对粗晶和超细晶镁合金材料进行了电流辅助微拉伸变形行为研究,发现电... 详细信息

针对传统粗晶镁合金材料塑性差、成形精度低的问题,提出了超细晶镁合金电流辅助微成形新方法。利用高压扭转技术制备了平均晶粒尺寸约110 nm的超细晶AZ31镁合金,分别对粗晶和超细晶镁合金材料进行了电流辅助微拉伸变形行为研究,发现电流辅助下材料的流动应力明显降低,且相同条件下超细晶镁合金的抗拉强度较低,而伸长率较高。粗晶试样和超细晶试样的断口形貌明显不同,粗晶镁合金的变形不均匀,韧性断裂后产生局部熔断;超细晶镁合金变形均匀,从试样外表面形成裂纹后产生整体熔断。在此基础上,绘制了超细晶镁合金电流辅助微成形热加工图,结果表明,超细晶镁合金功率耗散效率更高,成形性能明显优于粗晶镁合金。

关键词：微成形电致塑性超细晶高压扭转镁合金

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细胞外囊泡微流控分选技术研究进展

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中国生物医学工程学报 2025年第1期44卷 89-100页

作者：曹昌铭李震田艳红安荣任天令哈尔滨工业大学医学与健康学院哈尔滨150001 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学材料结构精密焊接与连接全国重点实验室哈尔滨150001 清华大学集成电路学院北京100084 清华大学北京信息科学与技术国家研究中心北京100084

细胞外囊泡(EVs)是细胞向外部环境释放的膜结构颗粒,广泛存在于血液、尿液和唾液等体液中,包含蛋白质及核酸等多种生物分子,可作为多种疾病的生物标记物,其提取与分析对疾病的快速诊断与治疗至关重要。传统的EVs分选技术,如差速超速离心... 详细信息

细胞外囊泡(EVs)是细胞向外部环境释放的膜结构颗粒,广泛存在于血液、尿液和唾液等体液中,包含蛋白质及核酸等多种生物分子,可作为多种疾病的生物标记物,其提取与分析对疾病的快速诊断与治疗至关重要。传统的EVs分选技术,如差速超速离心,存在样本需求量大且仪器设备昂贵等局限,而微流控分选技术因其微型化、高回收率和集成化等优势,更适合于医疗机构的实际应用。文中将微流控分选方法分类为无标记被动分选、无标记主动分选、固定基底免疫亲和分选以及游离微珠免疫亲和分选,并综述了各类方法在EVs分离领域的研究进展,概括和比较了各类方法在纯度、回收率、通量以及芯片制备难度等方面的差异和特点,展望了EVs微流控分选技术的发展方向,包括改善分选指标、降低分选成本和减小分离截止尺寸等改进目标。在无标记分选中,声泳具有纯度高、通量高以及可分选纳米EVs的优势,且能单片集成EVs浓度的声学传感模块,更具发展前景;而免疫亲和分选,因使用游离微珠技术,凭借其捕获效率高且芯片可复用的优势,更适用于连续和批量化的分选应用。

关键词：细胞外囊泡微流控分选技术无标记分选免疫亲和分选分离

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衬板轧制铝/镁/铝复合板的波纹界面结构及形成机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第4期33卷 1038-1053页

作者：霍鹏达李峰王野李超哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学先进制造智能技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001

提出一种采用衬板轧制进行AA1060铝/AZ31B镁/AA1060铝复合板的制备方法。结果表明:传统轧制铝/镁/铝复合板截面轮廓较为平直,而衬板轧制由于衬板可将剪切力部分转化为压应力,从而改变复合板板受力状态,在铝/镁界面连接处形成差速流动,... 详细信息

提出一种采用衬板轧制进行AA1060铝/AZ31B镁/AA1060铝复合板的制备方法。结果表明:传统轧制铝/镁/铝复合板截面轮廓较为平直,而衬板轧制由于衬板可将剪切力部分转化为压应力,从而改变复合板板受力状态,在铝/镁界面连接处形成差速流动,故而界面轮廓呈现波浪状特征,层间实现互锁连接。界面连接强度为64 MPa,是传统轧制复合板的4倍。力学性能测试表明:衬板轧制复合板的抗拉强度可达210 MPa,比传统轧制法提高12.3%。综上可知,衬板轧制法为高性能铝/镁/铝异质复合板成形制造提供一种新思路。

关键词：衬板轧制铝/镁/铝复合板界面形貌连接强度力学性能

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HiPIMS的放电特性及其对薄膜结构和性能的调控

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中国表面工程 2022年第5期35卷 42-55页

作者：李坤高岗杨磊夏菲孙春强滕祥青张宇民朱嘉琦哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学分析测试中心哈尔滨150001 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001

磁控溅射过程中的等离子体密度和离化率这些等离子体微观放电特性强烈影响着沉积薄膜的微观结构和性能,高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)凭借其较高的溅射粒子离化率的优势引起了广泛的研究和关注。为了探究HiPIMS的高离化率的产生原因... 详细信息

磁控溅射过程中的等离子体密度和离化率这些等离子体微观放电特性强烈影响着沉积薄膜的微观结构和性能,高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)凭借其较高的溅射粒子离化率的优势引起了广泛的研究和关注。为了探究HiPIMS的高离化率的产生原因和过程,掌握高功率脉冲磁控溅射技术对薄膜微观结构和性能的调控规律,从一般的磁控溅射技术原理出发,分析HiPIMS高离化率的由来及其与DC磁控溅射相比的技术优势,着重总结HiPIMS的宏观放电特点和微观等离子体特性;总结梳理近几年HiPIMS在硬质膜和透明导电薄膜领域的应用研究,明晰HiPIMS对薄膜微观晶体结构的影响及其对薄膜的力学、光电性能等的调控规律及其优势。HiPIMS独特的等离子体-靶相互作用,可以有效改善薄膜结晶特性,实现对光电性能的可控调控。

关键词：磁控溅射高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS) 离化率硬质膜透明导电薄膜

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激光清洗技术研究进展及挑战(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 89-112页

作者：朱国栋张东赫李志超苏轩金阳徐杰单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150080 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院广东深圳518055 哈尔滨工业大学激光制造研究中心河南郑州450046

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实,符合我国可持续发展战略,有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度,对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光... 详细信息

开展激光高效清洗基础理论及装备的研究是对《中国制造2025》纲要的具体落实,符合我国可持续发展战略,有利于提高航空航天、轨道交通、海洋船舶等装备的自动化程度,对于我国产业结构的升级与优化具有重要意义。尽管国外发达国家在激光清洗的基础理论、工艺探索、工程应用方面开展了大量的工作,但仍普遍存在构件清洗效率低、耦合机制不清晰、评价标准和在线监测技术有待完善等问题。针对我国航天、高铁、海洋等领域对激光清洗的重大需求,以航天新一代固液冲压发动机的TA15钛合金进气道、高铁车体特征件和转向架零部件、海洋船舶制造中的舱口盖等大型复杂构件为研究对象,介绍了激光清洗机制及工艺、清洗过程中多元参数的在线监测、清洗智能装备技术等方面的研究进展,以期为我国未来智能激光制造的可持续发展提供一定参考。

关键词：激光技术激光清洗清洗机制智能选区工程应用

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电流辅助微成形技术研究进展

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材料科学与工艺 2023年第5期31卷 1-15页

作者：徐杰包建兴丁朝刚单德彬郭斌微系统与微结构制造教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150080 西安稀有金属材料研究院有限公司西安710016

高强难变形金属材料微成形中普遍存在成形温度高、表面氧化严重、模具寿命低等问题,迫切需要发展提高难变形材料微成形潜力的新原理、新方法和新工艺。电流辅助微成形技术可以明显改善材料的塑性流动能力、优化微观组织、改善表面质量... 详细信息

高强难变形金属材料微成形中普遍存在成形温度高、表面氧化严重、模具寿命低等问题,迫切需要发展提高难变形材料微成形潜力的新原理、新方法和新工艺。电流辅助微成形技术可以明显改善材料的塑性流动能力、优化微观组织、改善表面质量、提升构件综合力学性能,在突破高强难变形材料制造瓶颈方面具有巨大潜力。基于此,从电流诱发的非热电致塑性效应(电子风)、焦耳热效应和次生效应(裂纹愈合、局部电势)等方面综合评述了电致塑性效应的物理机制,分析了电流激励下材料成形性和应力降等力学性能的响应规律,并从电流对材料回复、再结晶及相变等微观组织的影响方面探讨了电致塑性效应的微观作用机理,进而讨论了近年发展的一些电流辅助微成形工艺,总结并提出了电流辅助微成形技术在理论和工艺方面面临的挑战。

关键词：压力加工微成形电流辅助成形电致塑性效应变形行为微型构件

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水导激光微加工机理与研究进展

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中国激光 2022年第10期49卷 58-77页

作者：王水旺丁烨程柏李元杨立军哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

随着我国航空航天、微电子和医疗等领域的快速发展,组成元件逐步迈向微型化和精细化,这对零部件的切割以及微米级孔、槽等结构的加工质量和加工精度提出了更高要求。与传统的机械加工、电火花加工和电化学加工相比,激光加工可实现“非... 详细信息

随着我国航空航天、微电子和医疗等领域的快速发展,组成元件逐步迈向微型化和精细化,这对零部件的切割以及微米级孔、槽等结构的加工质量和加工精度提出了更高要求。与传统的机械加工、电火花加工和电化学加工相比,激光加工可实现“非接触”加工,加工材料的适应性好、柔性大。但单一的激光加工得到的切口存在明显的锥度,且易出现热影响区、毛刺、裂纹等缺陷。水导激光加工技术利用水射流“同轴”全反射导引激光,兼具高质量和高效加工的优势,因而得到了广泛研究和应用。为对水导激光加工技术进行较为详尽的综述,本文首先讨论了水射流的形成、衰减和发散过程,然后从水的光学特性、全反射形成条件以及耦合能束传输等方面对激光-水射流耦合进行了分析,最后介绍了水导激光在金属、半导体以及复合材料等领域的应用现状,并针对现有技术的不足,对其发展趋势进行了展望。

关键词：激光技术水导激光微加工耦合能束水射流加工应用

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复杂微型构件特种能场辅助微成形研究进展

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精密成形工程 2024年第7期16卷 23-47页

作者：单德彬李虎山陈俞希丁朝刚徐振海徐杰郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

随着复杂微型构件特征尺寸的不断减小,尺度范围不断扩大,材料种类日益增多,单纯依靠模具施加载荷的塑性微成形技术受到越来越多的挑战,成为制约微型构件实际应用的关键技术瓶颈。特种能场微成形技术利用超声场、电场和电磁场等能场与材... 详细信息

随着复杂微型构件特征尺寸的不断减小,尺度范围不断扩大,材料种类日益增多,单纯依靠模具施加载荷的塑性微成形技术受到越来越多的挑战,成为制约微型构件实际应用的关键技术瓶颈。特种能场微成形技术利用超声场、电场和电磁场等能场与材料相互作用产生的特殊物理效应进行微加工,可以明显改善材料的塑性流动,降低微成形载荷,从而显著提高微型构件成形质量。本文综述了超声场、电场和电磁场等特种能场作用下塑性微成形的研究进展。首先探讨了特种能场作用下材料力学性能响应机制及微成形尺度极限,其次介绍了特种能场作用下微成形过程中材料微观组织结构演化与缺陷形成机理,最后总结了特种能场辅助微成形的关键工艺参数及其对成形质量的影响规律,强调了通过优化工艺参数实现高精度成形的重要性,为复杂微型构件的低成本、高效制造提供了新的技术路径。

关键词：微成形尺度效应微观组织特种能场微型构件

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