目前硅基器件小型化即将达到其性能极限,为实现分子器件替代硅基器件,研究单分子尺度电输运行为十分必要。快速发展的机械可控裂结技术(Mechanically Controllable Break Junction,MCBJ)为研究单分子尺度的电输运性质创造了条件。本论文利用MCBJ技术展开了以下两个工作,主要研究内容及成果如下:1.杂原子掺杂对量子干涉效应的调控研究在纳米尺度的分子器件电输运性质不再遵循欧姆定律,电子输运过程中能级或传输途径不同的电子量子波函数的干涉现象不容忽视。为进一步完善单分子尺度量子干涉效应理论,本课题将N原子引入已知具有量子干涉的寡聚苯乙炔(Oligophenylene Ethynylene,OPE)体系,基于MCBJ分子电导测试及密度泛函理论(Density functional theory,DFT)计算的结果表明,通过引入杂原子获得空间分离的电导通路,实现相消量子干涉调控。2.碳基分子器件的构筑及电输运研究碳基分子器件被认为是取代硅基电子器件的可能选择,因此对全碳电子学的研究十分有必要。在裂结技术中常常使用金属电极捕捉目标分子构筑分子器件,但金属电极往往带有原子易迁移、可功能化范围较窄等缺点。本课题采用石墨烯电极替代金属电极,利用π-π作用构筑一系列石墨烯/富勒烯/石墨烯分子结,首次将全碳电子学的研究推进到数埃尺度。研究发现不同大小及共辄性的富勒烯可以通过不同的带隙来调控电输运性能,此外,可通过氮原子的掺杂引入共振来调控分子结的电输运性质,同时这些结论被DFT计算证实。这项工作也预示着富勒烯在分子电子设备中具有极大的应用前景。

关键词：机械可控裂结;;量子干涉效应;;碳基纳电子器件

查看摘要 索取原文[0页]

滴滴涕(Dichlorodiphenyltrichloroethane,DDT)是一种曾在全球范围内广泛生产和使用的有机氯农药。上世纪70-80年代在全球范围内禁止或严格限制DDT的生产和使用后,遗留了大量DDT污染场地和化学品亟待处理。机械化学法作为一种新型的且具有应用潜力的POPs无害化处置技术在国内外受到关注。本文针对课题组筛选出的高效修复药剂铁锌双金属,探究土壤有机质对土壤中DDT降解反应的影响,考察DDT的降解反应机理,并探索对无害化产物进行综合利用的可行性。本文首先选择生物炭作为土壤有机质投加到DDT污染土壤中,实验结果表明土壤有机质含量的增加对土壤中DDT的机械化学反应有抑制作用,并发现生物炭对于机械化学降解土壤中DDT的抑制效果是由于生物炭的强吸附亲和力在高能机械力的作用下,使土壤中DDT被生物炭固定,从而更难于被机械化学法降解。其次,XRD和XPS的分析结果证明:在球磨反应过程中铁和锌被消耗和非结晶化,且锌是反应的主要电子供体,与Fe相比消耗程度更大,铁和锌最终以FeCl_2和ZnCl_2的形式存在。本文研究发现电子的转移是金属(Fe-Zn双金属)可以作为球磨药剂的关键机理;FIRT和Raman的结果表明,机械化学的过程中DDTs发生了脱氯和碳化反应,最终产物是石墨、无定形碳和无机氯。另外本文通过引入综合动力学模型,证明了比能量剂量是独立于球磨强度的不变量,提供给DDT-Fe-Zn系统的比能量剂量(?)决定了其对DDT的去除速率。最后,通过Fe-Zn双金属的球磨产物的再利用试验,验证了Fe-Zn双金属具有重复利用的价值,Fe-Zn双金属处理DDT的球磨产物与全新的Fe-Zn双金属混合使用可以降低Fe-Zn双金属的处理成本;当球磨产物占球磨药剂的比例达到30-35%时,重复利用对降解效果所产生的影响可忽略。Fe-Zn双金属的球磨产物与DNAPL(以四氯化碳为代表)的污染溶液反应结果显示,Fe-Zn双金属机械化学法降解土壤中DDT的球磨产物可资源化利用作为地下水DNAPL还原修复材料。

关键词：机械化学;;滴滴涕;;再利用;;修复材料

查看摘要 索取原文[0页]

机械加工过程的绿色评价研究对于减少资源消耗和环境排放具有重要意义。然而对于现有的机械加工过程绿色评价指标数据难以获取、评价过程主观性强,难以有效的在生产过程中发挥实际作用等问题。本文以国家863计划项目(NO.2014AA041504)与国家自然科学基金项目(NO.51275365)为依托,将开展以下研究:首先,在现有的IMPACT2002+评价方法与加工过程资源环境属性分析的基础上,建立资源环境分析对象与环境影响的关联性。选取适合本土化的八类环境影响类型作为衡量机械加工过程的绿色评价指标,并建立基于IMPACT2002+的机械加工过程绿色评价指标体系。其次,建立基于IMPACT2002+的机械加工过程绿色评价模型,并以丝杆螺母座的机械加工过程为例,分析其绿色评价结果,确立加工过程中绿色工艺方案和能耗瓶颈工序。然后,分析其能耗瓶颈工序的切削用量,建立以切削速度和进给量为变量、以加工过程能耗和加工时间为优化目标的机械加工过程多目标优化模型。采用自适应步长果蝇算法,对优化模型进行求解。最后,以SQL Server 2008数据库为开发工具,采用Browse/Sever(B/S)架构,在Visual Studio 2010平台下进行集成开发了机械加工过程绿色评价与优化支持系统。并结合某机械制造企业,对系统的体系结构、工作流程以及功能模块等进行说明。

关键词：机械加工过程;;IMPACT2002+;;绿色评价;;自适应步长果蝇算法(ASFOA);;多目标优化

查看摘要 索取原文[0页]

回转窑在建材、冶金等多个生产行业中应用广泛,其主要由筒体、托轮和轮带、传动部件等组成,其中筒体为物料的煅烧场所。回转窑长期在高温、重载、多尘的恶劣工况下运转,往往会导致筒体发生弯曲变形和中心点偏移的潜在故障,若任其发展,不及时采取措施,将导致故障程度加深,直至生产中断,造成重大经济损失。目前,国内针对筒体故障的技术手段还停留在事后检修和定期检测阶段,无法实时获取筒体的运行状态信息,及时发现筒体的早期潜在故障。为此,本文提出了一种筒体故障的测量方法,并验证了其有效性,在此基础上设计了一套在线监测系统,其主要研究如下:(1)通过对托轮的受力情况进行定性分析,研究筒体在弯曲变形和中心点偏移的情况下,分别对托轮轴挠度变化的影响。指出托轮轴的挠度变化信号中含有筒体频率的波形和托轮自身频率的波形,这两个波形的幅值可以反映筒体的两种故障情况,并提出了通过采集托轮轴挠度变化信号来反映筒体故障的测量方法。(2)针对上述测量方法,设计了一套托轮轴挠度变化信号测量系统,对某回转窑进行现场测量,并对数据进行时频域分析,提取出信号的特征参数,得出该筒体的故障情况。并将该结果与其他两种测量方法所测的结果进行对比,验证了原测量方法的正确性和时频分析方法的有效性。(3)基于上述的理论和方法,结合工程实际需求,开发了基于LabVIEW的上位机监测系统管理软件,实时监测回转窑筒体的运行状况。简要介绍了软件的总体框架和各功能模块的实现过程,并进行了系统测试,验证了监测软件的可靠性。为实现数据的分布式采集,降低系统的安装和维护成本,设计了基于无线传感网络的监测平台,详细介绍了WSN节点的硬件和软件设计,实现了与监测软件的对接。

关键词：筒体故障;;托轮轴挠度;;时频分析;;监测系统;;WSN

查看摘要 索取原文[0页]

目前随着经济的不断发展,社会也在不断进步,人们的生活质量有了很大的提高,各个行业也有了一定程度的进步,这也伴随着资源消耗过大,生态环境遭到破坏。随着绿色环保的理念已经深受社会大众欢迎,在各大行业都有所渗透,绿色环保意识不仅仅是一种意识的存在,还要求在具体的工作中体现出来。因此,本文就从煤矿机械的绿色设计与制造技术进行探讨,从具体的机械技术中进行分析,找出与绿色环保意识相违背的,积极进行改正,保证绿色设计与制造技术的完整渗透。

关键词：煤矿机械;;绿色设计;;绿色制造

查看摘要 索取原文[0页]

为进一步培养新形势下的工程装备行业应用创新型人才,提出在机械CAD/CAM课程教学中引入翻转课堂,增加教师和学生间的互动交流,有效地改善教学矛盾,提高学生的综合能力。首先对机械CAD/CAM课程教学现状进行了分析,然后结合适合翻转的教学内容具体阐述了教学改革的内容及实施方案。研究成果对以工程认证为导向的机械CAD/CAM课程改革具有一定的实践指导意义。

关键词：机械CAD/CAM;;翻转课堂;;教学改革

查看摘要 索取原文[0页]

旋转机械是生产企业中应用最广泛、最关键的重要设备之一,也是最容易受到损坏的机械设备。随着现代工业和科学技术的发展以及自动化程度的进一步提高,旋转机械正朝着大型化、高速化、连续化、自动化的方向发展。但旋转机械一旦发生故障将导致企业无法正常的工作,往往造成重大经济损失,甚至危及人身安全。将LabVIEW2014虚拟仪器及AIC9000转子试验仪器搭建成转子故障诊断系统实验平台;设计基于虚拟仪器故障信号采集分析系统,将互补总体经验模态分解法应用到旋转机械故障诊断中;重点对转子系统关键零件的振动信号进行采集、故障分析等。系统在旋转机械设备运行状态监测、安全运行、预防事故等方面具有良好的经济效益和科学意义。对转子系统常见的故障:转子不平衡、转子不对中、转子裂纹、油膜涡动与油膜振荡、摩擦及机械性松动等,对其详细的故障机理和故障时所呈现的故障频谱图进行介绍。并基于经验模式分解、聚合经验模态分解及互补总体经验模态分解信号处理方法对故障轴承进行分析对比,实验结果表明互补总体经验模态分解较其他两种方法具有优越性。

关键词：旋转机械;;故障诊断;;CEEMD;;LabVIEW

查看摘要 索取原文[0页]

极端制造是指在极端条件下,制造具有极端尺寸或极高性能的零件和功能系统,且所制造的产品能在多种极端强化的能场和运动环境中工作。精密物理实验需要极高制造精度和表面质量的实验样品来研究极端条件下材料表/界面特性以及进行高能量密度物理实验等,要求试验样品具有较高面形精度与良好的表面质量,其中对薄壁平面、曲面等弱刚性零件的极端制造需求紧迫。但以纯铜作为弱刚性零件的制造材料,使用机械抛光等传统加工方式进行加工时,存在机械加工性差、工件变形严重问题,因此需要一种低应力的精密加工方式,使零件获得高面形精度与表面质量,以满足精密物理实验需求。在当前精密加工工艺之中,化学机械抛光(CMP)是一种能够实现全局平坦化的成熟加工技术,但在目前纯铜材料相关的化学机械抛光研究中,研究对象仅限于IC电路铜互连或小径厚比(低于25)纯铜零件,如果将现有CMP工艺应用到大径厚比(高于25)纯铜零件中,零件会产生面形精度恶化等问题,无法满足精密物理实验对零件高面形精度与良好表面质量的需求。因此本文对大径厚比纯铜零件进行了CMP试验研究。主要研究内容如下:(1)筛选了大径厚比纯铜零件的CMP抛光液配方。通过正交试验,初步筛选出数种抛光效果较好的抛光液配方。进一步通过单因素试验对筛选结果进行优化,根据平面度与表面粗糙度的改善效果进行评价,确定最佳的抛光液配方成分为:次氯酸钠、六偏磷酸钠、乳化剂OP-10,磨料为硅溶胶,余量为去离子水。最后通过重复性试验验证其效果。(2)优化了大径厚比纯铜零件的化学机械抛光的工艺参数。在无外加载荷条件下通过单因素试验筛选确定最佳工艺参数及试验条件。在该工艺条件下对大径厚比纯铜零件进行化学机械抛光,零件的平面度PV值由抛光前的4.813μm改善至抛光后的2.917μm,表面粗糙度R_a值由抛光前的31.373 nm改善至抛光后的3.776 nm。(3)研究了大径厚比纯铜零件化学机械抛光的去除机理。通过能谱分析检测加工工件表面元素成分,并通过分光光度法检测抛光废液中的离子成分,总结了反应方程式,验证了化学作用与机械作协同进行的材料去除模型,并分析了化学机械抛光后腐蚀缺陷的产生原因。(4)研究了大径厚比纯铜零件的CMP加工残余应力。分别使用本文提出的CMP工艺、传统机械抛光工艺以及现有研究提出的CMP工艺对大径厚比纯铜零件进行加工,发现本文提出的CMP工艺所产生的残余应力小于传统机械抛光工艺与现有研究所提出的CMP工艺。通过CMP加工时间的单因素试验,初步研究了抛光时间对本文提出的CMP工艺所产生残余应力的影响。

关键词：大径厚比纯铜零件;;化学机械抛光;;抛光液;;去除机理;;残余应力

查看摘要 索取原文[0页]

当前,我国科技和经济正处在快速发展的阶段,我国机械工程也随之不断发展,机械设计是机械工程中一个非常重要的组成成分,也实现了一定程度的发展。在这样的时代背景下,传统的机械设计已经不符合当代机械设计的发展需求,因此需要对原有的机械设计进行创新和改进,从而保证机械设计行业健康可持续发展。这篇文章主要对机械设计创新及其发展方向进行深入的分析和探讨。

关键词：机械设计;;创新;;发展方向

查看摘要 索取原文[0页]

毕业设计是高职教育最后的综合性实践教学,本文论述一种基于现代学徒制的毕业设计新模式。学校对外服务主任向社会招聘项目,并和指导教师一起将赞助商的项目分解细化,成为可供毕业设计团队在期限内完成的项目,同时对外服务主任帮助促进指导教师、学生和赞助商沟通,并监督毕业设计项目进度,促使项目按期完成。本模式通过企业项目调动学生自主进行毕业设计的积极性,培养学生独立解决问题和团队合作的能力。

关键词：现代学徒制;;工科;;毕业设计;;高职

查看摘要 索取原文[0页]