热电薄膜材料的制备和制冷器件的数值模拟

论述了热电材料低维化和器件小型化的发展趋势以及在航空航天领域的应用.利用磁控溅射的方法,在柔性衬底聚酰亚胺(PI)上制备了热电薄膜材料,并对其微观结构和性能进行了表征,结果表明:P型Bi-Sb-Te和N型Bi-Te-Se薄膜均表现出(015)的取向性.利用ANSYS有限元模拟软件热电耦合场分析单元对面内型薄膜热电制冷器进行了模拟,讨论了器件的工作电流和材料物性参数对器件制冷性能的影响,发现通过减小基底的厚度和热导率,可增大基底面内方向的热阻,实现热流沿热电臂的传输;基底的镂空设计和制冷区域高导热层的引入,有利于制冷温差的建立和制冷区域的均匀制冷,这些为薄膜型制冷器件的制备提供了指导.      

太阳帆航天器的关键技术

将太阳帆航天器所涉及的关键技术划分为4个方面：总体设计、轨道和姿态动力学与控制、太阳帆材料及其性能、太阳帆折叠与展开。针对每项关键技术,基于对国外长期研究结果进行分析并阐述主要技术特征,梳理国内相关研究进展,包括笔者与合作者的研究成果,分析存在的主要问题。根据上述分析,指出我国发展太阳帆航天器应该重视的若干问题。     

大型太阳帆薄膜折叠及展开过程数值分析

针对深空太阳帆帆面薄膜折叠方式及太阳帆空间展开过程的优化问题,在叶内折叠、叶外折叠方式的基础上,提出了一种斜叶外折叠方式,并通过建立不同的参数模型,利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对5种折叠模型展开过程进行了力学分析.分析结果表明,新提出的斜叶外折叠方式是较适合空间应用的太阳帆帆面折叠方式.太阳帆在空间展开过程中帆面应力与展开速度、折叠宽度等因素相关,帆面与支撑杆连接的顶点区域是整块帆面应力最大的区域,应重点进行加固.研究结果将为大型太阳帆薄膜材料选择及结构设计提供重要依据.     

某型发动机燃油调节器Pn薄膜异常变形故障分析

针对某型发动机燃油调节器Pn薄膜异常变形故障,从原材料选型及仿真试验两个方面进行分析,对不同状态的Pn薄膜进行性能验证,改进粘接工艺,达到降低Pn薄膜异常变形故障率的目的。     

高速水射流冲击下航空有机玻璃(PMMA)损伤行为

飞行器高速经过雨区时,风挡玻璃等部件容易受到雨滴的冲击侵蚀。为探究飞行器风挡玻璃的雨蚀损伤行为,基于一级轻气炮搭建了单射流冲击试验平台(SIJA),并对航空定向及非定向有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA)进行了不同速度的射流冲击试验。结果表明受高速射流冲击时,定向有机玻璃主要表现为面下分层的银纹损伤,而非定向有机玻璃主要表现为表面损伤。随着冲击速度不断提升,两种有机玻璃试样都出现了表面剥离损伤,且定向有机玻璃的剥离损伤更为严重。通过对试样内部应力波传播及损伤扩展的观察发现,定向有机玻璃面下分层为剪切波主导,且这一损伤模式更容易造成剥离,多次冲击后的试验结果也进一步证明了这一结论。同时根据聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜得到的冲击阶段冲量对损伤进行了评估与预测,发现损伤面积与冲量呈线性关系。     

微阴极电弧推力器放电寿命特性研究

微阴极电弧推力器(micro-cathode arc thruster,μCAT)在微纳卫星空间任务中有良好的应用前景,但寿命问题是目前制约其发展的重要因素.研制了自动数据采集系统,进行了不同放电频率下全寿命试验,观察分析了失效后阴极材料及导电薄膜的形貌变化.研究结果表明:推力器工作初期,放电特性为不稳定阶段,该阶段在...     

充气薄膜桁架的协同折叠设计及展开过程仿真

充气薄膜桁架结构可应用于大型空间充气薄膜航天器的展开部件和支撑结构。研究了充气薄膜桁架结构的协同折叠设计方案,首先推导了蒙皮结构的折叠状态几何公式,然后设计充气桁架的折叠方案,以几何适应于蒙皮结构折叠状态。建立了协同折叠设计方法,并得到了参数化模型。方案实现了横向和纵向同时折叠,横向折叠率为267,纵向折叠率为882。基于改进的弹簧 质点系统,完成了充气薄膜桁架结构的充气展开动力学仿真,得到了展开动力学行为和参数。仿真结果表明展开过程平稳可靠,未发生各构件间的物理干涉,从而评估了协同折叠设计方案的合理性,为此类结构的工程应用提供了技术支撑。     

磁性多壁碳纳米管的制备及其在重金属水处理方面的应用

利用湿化学氧化法对多壁碳纳米管(MWCNT)进行表面功能改性处理,然后采用溶剂热法进一步处理制备重金属吸附性能的磁性多壁碳纳米管(60-MWCNT/Fe_30_4),并采用SEM、FT-IR、XPS等表征。结果表明:经磁性四氧化三铁表面改性后,在MWCNT表面有效引入了含氧官能团(一COOH)及磁性Fe—0基团,制备的60-MWCNT/Fe_30_4集合了MWCNT材料的优良特性及Fe_30_4磁性材料的磁特性。在此基础上,将60-MWCNT/Fe_30_4作为可靠的吸附剂用于重金属水处理。实验结果表明60-MWCNT/Fe_30_4对Cu(II)、Cd〇I)及Pb(II)具有良好的吸附分离效果,最佳吸附pH值为6,最大饱和吸附容量分别达到87.64、57.14、215.05 mg?g'且对共存离子具有选择性。吸附动力学曲线拟合发现,符合Langmuir吸附等温模型和拟二级动力学吸附模型。这项研究为吸附法处理水体中重金属离子提供了新的思路。     

雷达隐身复合材料的进展

分析了雷达隐身复合材料发展的必然性及其在隐身技术中的重要地位,较详细介绍了材料的隐身原理,以及当前涂敷型结构型隐身复合材料的组成、结构和特性。最后展望了新隐身技术及其材料的应用前景和今后发展方向。     

室温薄膜磷化用Ⅰ—5A型表面调整剂

为细化磷化膜的结晶可采用多种方法，其中表面调整是最有效的一种。此外，表面调整还是在磷化液中主盐浓度低的条件下进行室温磷化不可缺少的前处理工序。本文综述了Ⅰ—5A型表面调整剂的使用效果及使用稳定性。含有SJ稳定剂的Ⅰ-5A液具有独特的表达调整特性。它能促使钢铁基体表面成膜速度加快、降低膜层的孔隙率，导致膜层细而致密，以致不再进行钝化处理就能获得满意的磷化效果。表面调整液中加入SJ稳定剂后还可长期保持胶体态表面调整液的使用稳定性，Ⅰ-5A表面调整液与室温磷化液的优良匹配性使得磷化膜和磷化膜-漆膜的质量达到或超过了国家标准（GB6807-86）中的技术要求。