航空微机电系统非硅材料微纳加工技术

随着对航空飞行器智能控制的迫切需求,硅基微机电系统MEMS(Micro-electromechanical Systems)传感器和执行器难以满足飞行器恶劣的运行环境,因而以碳化硅、氮化铝等为代表的多种MEMS特种材料被不断研究和使用.概述这些特种材料的机电特性有利于缩小特种传感器研发的材料选择范围;而针对兼具机械和电学两方面应用的碳化硅、氮化铝和聚合物前驱体陶瓷开展微纳加工技术的综述,有利于全面了解这3种材料的成型成性关键工艺,进而揭示从航空特种材料到MEMS器件的加工技术发展规律,为普遍使用电信号的航空特种传感器的研发提供加工手段借鉴.     

C/C-Al2O3梯度功能复合材料改性研究

采用炭纤维表面涂层与基体改性方法相结合,对所制的C/C Al2O3梯度功能复合材料界面性能进行了改进。研究了增强相炭纤维与陶瓷相Al2O3的界面结合强度这一关键技术,进行了热学、烧蚀、力学性能测试和微观结构分析。结果表明,添加ZrO2对基体进行改性,使材料的强度提高了39.1%,热导率降低至0.902W/(m·K)(800℃);采用炭纤维表面SiC涂层处理能有效改善复合材料的界面性能,使材料强度提高了3倍,达到约70MPa。     

超高温材料的研究进展

先进的超高温材料具有独特的综合性能,能够适应高超音速长时飞行、大气层再入、跨大气层飞行和火箭推进系统等极端环境.综述了难熔金属、陶瓷基复合材料及炭-炭复合材料等超高温材料的研究和应用现状,分析了目前存在的问题,提出了今后的研究方向.     

一种LTCC技术宽带巴伦的设计

文章采用LTCC技术中一种新材料——生瓷带41110设计了一种宽带巴伦。仿真结果,带宽可达2．58GHz～7．85GHz,驻波小于1．1,幅度不平衡度小于1dB,相位不平衡度小于±5°。     

双层陶瓷复合靶板抗弹性的研究

 基于小型穿甲弹垂直侵彻陶瓷 /铝合金薄板动力响应理论模型,分两种情况对靶板的优化配置进行了讨论。一种情况是在给定靶板面密度条件下,模拟了弹道极限速度随优化系数的变化曲线;另一种情况是在给定弹道极限速度条件下,模拟了面密度随优化系数的变化曲线,给出了不同靶板的最适优化系数,并通过试验加以验证,计算结果与试验结果的一致性较好。     

难加工材料高速切削

介绍了刀具陶瓷的发展、性能、切削特点，以及对提高切削加工技术的作用。重点分析了陶瓷刀具在切削淬火钢和镍基高温合金中有关切削力、切削温度、刀具磨损等方面的机理。研究表明陶瓷刀具可用于淬火钢和镍基合金的高速切削。     

解带有内部边界泊松方程的共轭梯度法三角预处理器

为满足工程中对电磁问题算法器的需求，运用有限差分法,通过分析带内部边界二维泊松方程非均匀离散所得模型问题的矩阵结构,提出了用于解带内部边界泊松方程共轭梯度法的三角阵预处理器，同其他预处理器相比,使用该预处理器可较好地解决内存和计算速度的矛盾。本算法实例表明，采用本算法的算法器具有实用价值。     

等静压镁质陶瓷坩埚与高温合金液之间的界面物理化学作用

 从镁质陶瓷坩埚与K_3合金液之间的润湿性、界面渗透和化学反应等三方面较为系统地研究了坩埚与合金液之间的界面物理化学作用。结果表明,坩埚与合金液之间存在着复杂的化学反应;合金液通过侵蚀坩埚材料的基质部分破坏了坩埚表层的结构。     

应用LTCC工艺的基片集成波导开关矩阵

文章首次应用低温共烧陶瓷(Low-temperature Co-fired Ceramic,LTCC)工艺和基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)技术,实现了星载高频段开关矩阵。首先详细讨论了不同层间SIW 通道的连接过渡方式,并分析了通道间隔离度特性。在此基础之上,应用单刀双掷开关芯片作为通道选择器件,多层SIW 通道作为射频信号传输、连接和交叉通道,实现了基于LTCC技术的高隔离度、低插损的K 频段4x4开关矩阵,在20~21GHz频带内实测的通道插入损耗小于8dB,通道间隔离度大于38dB。从而解决LTCC高频开关矩阵设计受限于传统带状线特性而导致得到的开关矩阵插入损耗大、隔离度低的技术瓶颈。     

采用线膨胀系数可控ZrO2-TiO2陶瓷模具的钛合金高精度超塑成形

对线膨胀系数可控的ZrO2-TiO2陶瓷模具及钛合金高精度超塑成形进行了系统研究。探讨了TiO2体积分数和相对密度对ZrO2-TiO2陶瓷的线膨胀系数的影响规律,并引入相对密度修正模型——Turner模型来准确预测复合陶瓷材料的线膨胀系数。采用压痕法检测了与TC4钛合金等膨胀系数的ZrO2-TiO2陶瓷模具的超塑成形精度。在925℃下,利用ZrO2-TiO2陶瓷模具进行超塑成形,其使用性能良好。结果表明:ZrO2-TiO2陶瓷的线膨胀系数随TiO2体积分数的增加而减小,随相对密度的增加而增加。采用线膨胀系数优化的ZrO2-TiO2陶瓷模具,成形精度误差大幅降低,不超过0.1%,且陶瓷模具具有足够的热机械性能进行超塑成形,使用性能优良。