基于霍耳效应的气敏传感器的研制

利用霍耳效应成功地研制了WO3半导体气敏传感器.这种新型传感器不仅可以根据需要输出几毫伏至几十毫伏甚至几百毫伏的直流电压,而且具有其它半导体传感器所没有的优点--无需另外加热.在实验中对NO2气体进行检测,结果表明:传感器的输出霍耳电动势在几毫伏到几百毫伏之间,且随待测气体浓度变化而变化.因此,利用霍耳效应制作气敏传感器是一条完全可行的新思路.     

WO3基三甲胺气敏传感器的研制

采用溶胶-凝胶法制备了WO3材料,利用扫描电镜、透射电镜等现代分析测试手段,分析了材料的微观结构,并以其为基材掺杂少量的Pd制成了检测鱼鲜度的三甲胺(TMA)气敏传感器.研究发现该传感器具有工作温度低,响应下限低,灵敏度高,选择性及稳定性好等特点.     

气敏元件闭室测试中气体浓度变化的特征

给出了气敏元件反应放热率Prea的公式,并由此给出在闭室测试中气体浓度C随时间变化的微分方程.通过求解微分方程给出浓度C随时间变化的曲线,表明了气体的浓度衰减很慢,而由此带来的误差一般可以忽略.     

粉末溅射平面薄膜型SnO2/CeO2酒敏元件性能测试

给出了SnO2/10?O2(0.4mm×0.6mm×0.4mm)元件的温耗特性曲线,研究了老化的温度和时间,研究了气敏电流Ig与气体浓度C的关系,并给出了一个普遍适用的规律.     

高分子湿敏电容的设计

从传感器功能要求出发,阐述了高分子湿敏电容正向设计规则.介绍了电容型高分子湿敏元件的感湿机理、元件结构、工艺过程和感湿材料设计方法,同时以应用示例给予说明.     

编者的话

湿度与水分是表征人类环境特征的重要参数,气体的测量也与人们的生产、生活密切相关,而新型气湿敏材料、元件和传感器则是现代分析仪器重要的组成部分。近几年来,随着现代科学技术的发展和人民生活水平的提高,对湿度、水分及气体的测量需求量越来越大,对气湿敏材料、元件、传感器的制作工艺、性能指标要求也越来越高。为了提高我国的     

低功耗甲烷气敏元件的制备及气敏性能研究

甲烷气体通常需要在较高的工作温度下工作,要达到这个工作温度区间,元件体电阻越大,功耗也就越大;要降低功耗,就要降低元件体电阻.本文所述元件是在SnO2敏感膜材料中掺入Pd,Sb2O3,Al2O3等添加剂,制成微珠式元件,从而大大降低了元件的体电阻,设计出一种低功耗CH4气敏元件.此种元件在低于150 mW的加热功率下,在5000×10-6的CH4气氛中灵敏度可达到3以上,响应时间小于10 s,且具有良好的选择性和稳定性.     

易燃毒性气体检测电路设计

从TGS813气敏传感器灵敏度特性出发，给出了采用该传感器检测易燃毒性气体，消除传感器离散性、非线性影响的检测电路设计方法。     

InSb磁敏电阻角位移传感器的研究

简单分析了InSb磁敏电阻的工作原理，讨论了利用偏置磁场作用于半桥磁敏电阻构成转动速度及位移传感器的测试原理；针对半导体材料对温度十分敏感的特点，提出了利用浮动零点跟踪技术测试齿轮转速的方法，并对其优缺点进行了讨论。     

Sb掺杂对ZnO厚膜的电导和气敏性能的影响

用共沉淀的方法,制备了纤锌矿结构的ZnO及其掺Sb的ZnO纳米粉.X射线衍射(XRD)分析表明,当锑掺量小于5wt%时没有新相生成.纯ZnO和掺Sb的ZnO器件的气敏和电阻测试结果发现:不同的厚膜烧结工艺对气体的敏感性影响较大,并且掺Sb后ZnO的气敏性能有所提高,电导峰消失.从缺陷角度、XPS分析的结果进行了讨论,初步解释了锑的掺入导致电导变化和气敏性能提高的原因.     

ZnO薄膜气敏元件

通过在Al2O3衬底上粉末溅射ZnO做出了气敏特性和稳定性较好的ZnO薄膜气敏元件,实现ZnO薄膜的实用化,表明了ZnO是除SnO2外又一种新的气敏基材料.文中还对ZnO薄膜有关气敏特性和元件的气敏电流IG随酒气浓度C变化的规律进行了介绍.     

过渡金属氧化物表面修饰氢气传感器

以SnO2系为敏感材料制备气敏元件,在元件的表面涂敷一层Fe2O3,MnO2或CuO掺杂的活性氧化铝修饰膜,有效地隔离并消除乙醇、烟雾、有机蒸气等杂散气体对元件的干扰.     

石墨烯在航天领域应用进展

基于对石墨烯的结构、性能进行介绍，综述了目前石墨烯在抗原子氧剥蚀、太阳能电池以及空间润滑等领域的研究进展，并对石墨烯今后可能在热电材料、气体传感器、宇航服、空间站水处理、蓄电设备、热控材料等空间环境领域的应用前景进行了展望。     

平流层飞艇囊体气密层材料及氦气透过聚合物研究现状

 平流层飞艇是一种依靠主气囊充满轻于空气的气体的浮力在18～24 km高空工作的重要的低速近空间飞行器,飞艇囊体气密层材料的气体阻隔性能特别是对氦气的阻隔性能是确保平流层飞艇正常工作和延长驻空时间的关键技术。在介绍飞艇气囊工作原理的基础上,分析了平流层飞艇对囊体材料性能的要求,重点分析了对组成层压结构囊体的气密层材料的性能要求和选材依据,并对气体透过聚合物薄膜的一般过程和机理进行了阐述。详细归纳了国内外对用做浮空气体的氦气透过聚合物的研究现状,指出高阻隔气密层材料的国产化是中国发展平流层飞艇所面临的一个瓶颈问题。     

基于过渡工作过程的航空发动机气路分析方法

为对发动机机动性能的退化程度进行估计,开展了基于过渡工作过程的气路分析研究。针对气路传感器数目较少的情况,采用序列工作点方法对大量的健康参数进行分析,在增加可用信息量的同时,降低了由多工作点方法的平均效应引入的参数估计系统误差。为解决发动机大偏差性能退化健康参数估计中的计算收敛性问题,提出了间接递归牛顿-拉夫逊法强化非支配分类差分进化算法。针对某型双轴分排涡扇发动机的气路分析结果表明：采用本文所提出的方法能够在气路传感器数目有限的条件下,利用发动机过渡态数据实现对大偏差范围内大量健康参数的高效、准确估计。     

静压气体轴承气膜力及其与转子耦合动力学特性研究

针对静压气体轴承,进行三维实体建模,采用供气孔区域非结构化网格和非供气孔区域结构化网格相结合的网格划分方法;采用基于有限体积法的计算流体动力学(CFD)商业软件对三维稳态可压缩气体Navier-Stokes(N-S)方程进行求解;根据计算结果,通过数据拟合获得了考虑转子偏心和转速的静压气体轴承气膜支承力模型.基于有限元法建立了气体轴承-转子系统动力学模型,采用Newmark逐步积分法求解了系统的临界转速和不平衡响应.在此基础上进行实验测试,验证了数值仿真结果.研究结果表明:低速、小偏心下,气膜主支承力随偏心呈近似线性变化;高速、大偏心下,气膜主支承力急剧增大,气体轴承的动压效应显著增强;气膜x,y向耦合支承力随转速和偏心呈非线性变化;转子系统一、二阶临界转速对当前结构刚度变化比较敏感,而三阶临界转速对此不敏感.因此,气体轴承气膜支承力的非线性特性及其与转子耦合动力学特性较为复杂,在对气体轴承进行结构设计时,应充分考虑其与转子的耦合,合理设计工作转速范围.      

回流阶式蒸发器的研究

空冷型燃机的热动力学的障碍和超级高温合金的昂贵成本，促使人们正在寻求新的燃机冷却方案。回流阶式蒸发器正是在这种形式下应运而生的。采用这种冷却燃机的热端部件转子材料范围可以放宽，也能运行在较高的温度状态。同时扩大了转子叶片的承温能力，并且有与热管相似的自我调节功能。本介绍了回流阶式蒸发器的工作原理、主要优点、试验模拟和结果，并提出了热流极限的近似理论模型。     

多孔材料下气体爆炸转扩散燃烧的特性研究

为分析多孔材料对预混气体爆炸特性参数的影响效果,采用自主搭建的爆炸实验平台,探究不同孔隙度和厚度的多孔材料对当量比为1的甲烷/空气预混气体爆炸的作用行为。实验研究表明,不同孔隙度的多孔材料对爆炸火焰和超压具有促进或抑制两种不同的影响。孔隙度较小时,爆燃火焰传播速度随着材料厚度的增大而降低,并在厚度较大时,火焰有短暂的传播延时现象。孔隙度较大时,预混火焰冲击多孔材料时发生淬熄,但随后一段时间内,由于负压抽吸作用,在已爆区域一侧的材料表面产生扩散燃烧现象,且扩散燃烧程度与材料厚度成反比关系。多孔材料的固相结构能降低压力的泄放效率,同时可吸收能量,进而提高爆炸超压的上升速率,降低超压峰值。当每英寸长度孔数δ=10的多孔材料促进火焰传播时,与当量比为1的预混气体爆炸相比,超压峰值最大可提高约2倍,造成更严重的后果。火焰冲击δ=20的多孔材料时发生淬熄,最大超压衰减可达47.17%,δ=30时最大超压衰减了24.62%。     

舰用燃气轮机压气机转子动力特性研究

建立某型舰用燃气轮机压气机转子的有限元模型,对转子的动力学特性进行研究。计算了转子的固有频率和振型,求解了转子的临界转速和不平衡响应,并就转子前支承刚度变化对转子临界转速和不平衡响应的影响进行了分析。结果表明:转子为一刚性转子,其振动行为主要受转子一阶模态影响;转子的一阶临界转速为12 825 r/min;转子不平衡响应对第4级附近存在的不平衡量最敏感;转子前支承刚度增大对转子临界转速影响不大,但对转子不平衡响应有一定影响。本文结果可为燃气轮机的可靠运行及转子的进一步优化设计提供依据。