微结构

摘要： 以聚合物生物芯片的反应腔微结构为研究对象,将微结构划分为顶部未变形区域、底部变形区域和筒壁拉深区域,并将标准热压过程细分为4个过程,通过封装和切片等方式制样,结合数字显微镜等工具观察微结构成型效果及各区域微尺寸变化规律。试验结果表明:反应腔微结构顶部未变形区薄膜厚度未变化,底部变形区薄膜厚度发生较大变化;受材料流动性限制,筒壁拉深区与底部变形区厚度不一致;热压成型过程中降低脱模温度对反应腔型腔尺寸影响较大。

摘要： 为了改善微细电解铣削加工存在的加工效率低和水跃现象导致的杂散腐蚀等问题,提出在电解加工过程中引入超声场和气流场的超声协同气膜屏蔽微细电解铣削加工技术,并探索不同加工参数对材料去除效率、工件加工质量的影响规律。结果表明:相同参数下,超声协同气膜屏蔽微细电解铣削加工的微槽平均宽度相较于超声辅助微细电解加工降低11.69%、微槽平均深度相较于气膜屏蔽微细电解加工增大28.56%,验证了该技术的加工可行性与优越性;在电压10 V、气压0.03 MPa、脉冲频率120 kHz、扫描速度0.36 mm/min、振幅8μm时,超声协同气膜屏蔽微细电解铣削加工技术能加工出精度较高、侧壁锥度较小的微槽结构。

摘要： 目的:研究飞秒激光加工对氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷(Y-TZP)表面微结构及其与自粘型树脂水门汀粘接性能的影响。方法:选取120例烧结氧化锆陶瓷试件随机分为6个研究组,分别对其进行如下处理。A组:对照组,不做处理;B组:氧化铝喷砂;C~F组:表面飞秒激光线性沟槽加工,加工重复次数分别为2、4、6和10次;激光共焦显微镜(CLSM)观察3D形貌及测量沟槽深度,原子力显微镜(AFM)测量表面粗糙度Ra,X射线衍射仪(XRD)分析表面晶相组成,扫描电镜(SEM)观察微观组织,电子万能试验机测试老化(5±1)°C和(55±1)°C的水中交替浸泡5000次,每次30 s前后氧化锆陶瓷与自粘型树脂水门汀的剪切强度,体式显微镜下观察断裂模式;采用SPSS 19.0对所得结果进行单因素方差分析及多重检验。结果:飞秒激光在氧化锆表面扫描2、4、6和10次后,可以得到~30μm、~50μm、~60μm、~70μm深的规则V型沟槽,其表面粗糙度随激光扫描次数的增加而增加;激光表面处理不会导致表面晶相转变;微观组织显示,激光处理后,氧化锆陶瓷基体无陨石坑、孔洞、嵴状突起等缺陷,但过多的扫描次数(10次)可见熔铸层堆积;陶瓷表面V型沟槽增加了表面积的同时,与树脂形成互锁结构,其剪切强度从A组(对照组)与B组(喷砂组)的3.68 Mpa和4.87 MPa,提高至17.78 MPa(C组),22.5 MPa(D组),27.4 MPa(E组)和27.54 MPa(F组),且老化后的剪切强度仍为对照组5倍以上;其断裂模式由对照组与喷砂组的完全粘结破坏转变为内聚破坏和混合破坏;激光处理后的氧化锆陶瓷抗弯强度为457.73 MPa(E组),满足临床应用要求。结论:飞秒激光加工是氧化锆陶瓷表面改性的理想方法之一,合理的微结构设计可以显著提高与自粘型树脂水门汀结合强度,同时具备较好的抗老化性,可替代喷砂等传统的表面处理方法,以延长牙列缺损修复使用寿命。

摘要： 为了研究固溶保温时间对QBe2铍青铜合金组织性能的影响规律,对QBe2铍青铜合金进行790°C固溶处理,保温时间为30~120 min,并在流动清水中快速冷却以使富铍相充分固溶于基体中,获得可以产生沉淀强化的过饱和固溶体,分析了不同固溶保温时间对合金力学性能、电性能及微观组织的影响。结果表明,当固溶保温时间为60 min时,第二相能完全溶解到基体中;当固溶保温时间为90 min时,合金的力学性能完全满足固溶态产品的要求;当固溶保温时间达到120 min时,合金的塑性最好。经不同保温时间固溶后的材料,其屈服强度与平均晶粒尺寸符合Hall-Petch关系。

摘要： 通过对超高韧性水泥基材料(ECC)试件进行氯离子的扩散试验,研究了水胶比、侵蚀时间、氯盐浓度等变量对ECC材料中氯离子传输规律的影响。揭示氯离子浓度分布规律与侵蚀深度,分析了腐蚀前后水泥浆体孔隙结构及物相变化。结果表明:氯离子侵蚀深度随时间增加逐渐增大,且呈现出先快速增长后缓慢增长趋势;水胶比和氯盐浓度越大,氯离子侵蚀越严重;氯离子侵蚀前后,ECC材料的物相组成和孔结构都发生了显著变化,具体表现在氯离子侵蚀后在基体内部形成Friedel盐填充了基体部分孔隙,降低了基体孔隙率,改善了ECC材料的孔结构。

摘要： 理想的骨折内固定植入物在组织愈合或修复的过程中,其结构性能需要满足不同愈合阶段对生物力学的需求.提出一种对生物可降解复合材料微结构的时变刚度特性进行调控设计的拓扑优化方法,以达到理想的骨折内固定植入物特殊的时变刚度特性需求.使用具有不同降解速率和刚度的两种可降解材料,以相对密度作为设计变量来描述不同材料的分布,以特定降解时间步中间结构的刚度之和最大为优化目标,对复合材料微结构的构型进行拓扑优化设计,使其具有符合骨愈合规律的时变刚度特性.使用均匀腐蚀方法,利用与时间相关的材料残留率描述结构的降解过程,建立考虑时间维度材料降解的有限元模型,基于Heaviside函数和Kreisselmeier-Steinhauser函数建立降解更新的连续方程,利用均匀化方法得到不同降解时间步中间结构的力学性能,并计算优化目标对于设计变量的灵敏度.通过与仅使用单材料的结构和无时变刚度特性调控的拓扑优化结构进行对比,验证了所提出设计方法的有效性,并研究了不同参数对单胞优化构型和时变刚度特性的影响.

摘要： 首先对广泛应用于照明、生物材料、临床医学、化妆品和农业等领域的光扩散材料的类型和性能参数等方面进行了介绍,然后从光扩散原理以及通过结构设计提升光扩散性能等方面详细介绍了近几年国内外的研究进展。最后,总结了光扩散材料目前存在的问题,并展望了未来发展的方向。

摘要： 综述了切削法制备超细晶材料时加工参数和工艺条件对晶粒细化的影响,分析了切削法制备超细晶材料的力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性等,探讨了超声振动复合切削法制备超细晶材料的可能性。在超声振动加工中,材料受低应力高速、高频撞击的影响,会发生严重的塑性变形,表面大尺寸的晶粒得到细化,同时超声振动还可以在材料表面形成表面微结构,进一步改善材料性能。因而提出将切削法和超声振动相复合,高效制备具有功能微结构的超细晶材料,为微型零件超细晶材料制备提供新的工艺选择以及理论和技术支撑。

摘要： 【目的】探究金乌贼(Sepia esculenta)的日周期性,以及角质颚和内壳微结构在金乌贼年龄鉴定中的相关关系。【方法】根据2018年9月至2019年3月在东海外海海域(123°-127°E,28.0°-31.5°N)采集金乌贼132尾,对其角质颚、内壳微结构轮纹进行分析判读,并通过线性拟合、差异化比较等非分析角质颚、内壳微结构的轮纹特征,探讨两者轮纹数间及其与胴长的相关关系。【结果】金乌贼角质颚喙部切面生长纹主要分布在头盖区与侧壁区,对称分布于喙部截面纵轴的两侧,其喙部头盖区的背侧生长纹较为完整。角质颚生长纹中还存在标记轮、亚日轮以及其他特殊生长纹结构;金乌贼内壳微结构纵切面的生长纹,从顶端延续到底端,生长纹长度也随之递减。内壳与角质颚生长纹数目为56~137,二者线性相关系数R=0.9471。内壳、角质颚轮纹数与对应样本胴长分别线性相关。【结论】金乌贼角质颚、内壳微结构与日龄线性相关,可作为年龄鉴定材料,但应根据实际情况进行选择。

摘要： 提出一种研究轴承中不规则表面微结构对空穴现象影响的新方法。首先,由MATLAB程序生成轴承曲面的点云数据;然后,基于生成的点云数据采用逆向成形的方式重构出带有不规则表面微结构的轴承曲面,利用重构的轴承曲面及COMSOL Multiphysics中“CFD模块”提供的“薄膜流体,壳”接口,通过求解狭窄结构的流体雷诺方程来模拟轴承中的油膜流动;最后,得出润滑油膜的空穴区域及油膜压力分布。使用该方法研究滑动轴承中深度为1~40μm不规则表面微结构对空穴现象的影响,结果表明:等转速、等载荷工作条件下,随着轴承中不规则表面微结构深度的不断增大,轴承楔形空间两侧油膜的流速差与外载荷平衡的油膜压力、空穴区域内油膜的流体质量分数均不断增大,而轴承油膜中产生的空穴现象会逐渐减少。

摘要： 智能仿生水凝胶结构具有三维聚合物网络和良好的生物相容性,因此在生物组织工程领域展现出巨大的应用潜力.而具有高精细度的水凝胶微结构能够更好地模拟细胞的生存微环境,有利于深入开展细胞行为研究,引起了科学家们的广泛关注.双光子聚合由于具有高的空间分辨能力和三维加工能力,是制备高精细仿生水凝胶的新型技术手段之一.本论文中,针对高精细度水凝胶微结构的制备需求,作者从材料设计出发,利用双光子聚合技术制备了具有高精细度的水凝胶微结构,并应用于细胞行为研究,为其在生物组织工程中的应用打下了基础.

摘要： 本文采用皮芯分离、超声刻蚀、溶剂蚀刻超薄切片的方法对聚丙烯腈(PAN)原丝进行原纤分离处理.利用扫描电镜(SEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)分别研究了原纤分离前后PAN原丝的形貌及其微结构.结果表明:PAN原丝是由直径在100～400nm之间的原纤平行于纤维轴排列组成的,原纤又是由直径在20～40nm之间的微原纤并列、缠绕组成的.

摘要： 介绍了常规磨料种类以及常规磨料磨削特性，总结了常规磨料生产和应用中存在的问题，总结了了微结构磨料种类及结构和微结构磨料磨削特性。

摘要： 基于电熔锆酸钡在钛熔炼上的高稳定性,并通过优化的氧化钡-氧化钙-氧化锆三元体系相图可知,掺杂钙可消耗电熔中第二相氧化锆,同时形成钙固溶锆酸钡相提高耐火材料的稳定性.本研究通过使用钙源(氢氧化钙、氧化钙和纳米碳酸钙)对电熔锆酸钡进行掺杂改性,分析钙源种类对其组成和微观组织结构的影响规律以及对其与高钛合金在熔炼过程中的界面反应影响.研究结果表明:相同的钙掺杂量,电熔锆酸钡的相组成相同且掺杂纳米碳酸钙的电熔锆酸钡坩埚致密度最高,熔炼钛合金之后坩埚的受侵蚀层厚度最小,而掺杂氧化钙的坩埚致密度最低,受侵蚀层厚度最大.此外,纳米碳酸钙掺杂电熔锆酸钡坩埚由于自身的开裂导致钛合金中坩埚元素含量和氧含量的高于氢氧化钙掺杂坩埚.

摘要： 研究了针状焦、沥青焦原料的物化性质对其石墨化样品的微结构及其用作锂离子电池负极材料电极性能的影响机制.研究结果表明:因针状焦在制备过程中存在沥青的净化以及中间相的形成、融并和有序排列过程导致在相同石墨化条件下,针状焦比沥青焦更易于石墨化;经2800°C石墨化处理后,针状焦的d002、La、Lc值分别为0.3373nm、56.05nm、27.11nm,而石墨化沥青焦的La、Lc仅为石墨化针状焦的53.4％;石墨化针状焦经反复充放电40次后,其嵌锂容量能稳定在301mA h/g,而石墨化沥青焦却只有240mAh/g.

摘要： 黄土震陷为其微结构特征、动三轴试验和现场爆破试验所证实,已成为黄土地震工程研究领域的一项重要课题.以黄土震陷特性与防治为出发点,分析现有研究进展和取得的成果.黄土震陷虽已从多方面取得佐证,但缺少典型震例的有力例证,目前研究仍停留在饱和土理论阶段,应用微结构形态学方法表征土体结构性变得困难.震陷性判定仅是在多个参变量值区间内的确定性判定,忽略了这些参量之间的耦合作用,所以震陷概率预测应得到开展.震陷量估算多是基于室内试验数据的经验公式或半经验半理论公式,并未完全解决其物理过程和力学机制问题,如参变量多、计算繁琐和实用性差等.应从黄土震陷的物理力学机制出发,厘清影响黄土震陷的主导因素及其表征参变量,建立具有物理力学意义的数学理论估算模型.因此,土力学方法将是微结构应用于震陷性研究的有效途径.黄土地区抗震陷处理技术的关键是消除土体的震陷性,减缓震陷时土与土工结构物的相互作用.

摘要： 目前对于松质骨微结构信息的研究一般是通过离体测试的方法,主要包括超声成像、Micro-CT扫描和松质骨组织切片染色技术三种方法.研究在体测量松质骨微结构方法对于骨质评价有重要意义.超声背散射信号能够同时反映骨量信息和骨微结构信息,可以在体测量,提供骨微结构信息,在松质骨评价方面具有优势.本文采用超声背散射方法对新西兰兔进行在体测量,研究新西兰兔成长过程中超声背散射参数变化及采用新西兰兔模型在体测量超声背散射信号与骨微结构关系的可行性.

摘要： 超材料是一种新型人工材料,能够实现天然材料不具备的超常物理性质,具有广泛的研究应用前景.1995年由Militon和Cherkaev提出的五模式超材料,是一种准流体性质的新型声学超材料,其弹性矩阵的6个特征值中5个被约束为0,可通过超材料技术设计微结构近似得到,可实现对声波的任意调控.因此,PM结构在水声调控、低频声波减振降噪等方面有重要的研究意义.2012年Layman等人首次将功能设计与微结构设计相结合,设计出声波蜃景所需的五模结构.Chen Yi等人以蜂窝杆状结构加矩形配重块为基础,设计出二维五模材料微结构斗篷.除了上述Bragg散射型微结构,局域共振型微结构也被用于PM超材料设计,且在带宽调控方面更为灵活.

摘要： 采用10μm的纯cBN微粉在不同高压烧结工艺参数(烧结压力、温度和时间)下制备了纯cBN烧结体,观察分析了不同烧结条件下cBN烧结体的微结构,测试分析了不同条件下烧结纯cBN烧结体的耐磨性和抗压强度,讨论了烧结压力、烧结温度和时间对纯cBN烧结体性能的影响规律,发现影响纯cBN烧结体性能最大的因素是烧结压力、其次是烧结温度和时间,得出了在本实验条件下较优纯cBN高压烧结工艺参数为压力9GPa、温度1700°C和时间240s,在此条件下高压烧结的纯cBN烧结体样品性能最高,其磨耗比为10200,抗压强度为2.52GPa.

摘要： 以工业氧化铝、氧化镁、碳酸钙为原料,研究了CA6相在MgAl2O4-CaAl12O19(简称为MA-CA6)复相材料烧结过程中的相演变过程及对材料力学性能的影响.选择烧结温度在1200～1600°C恒温2h来阐明CA6相的形成过程.结果表明,在1500°C烧结后,CA6相曾现出具有规则的六角形板状形态,长径比高、且相互交叉.而CaO-Al2O3-SiO2相形成的网状结构连接着CA6晶粒,不规则的微晶MA颗粒充当网中的节点.高温下CaAl2SiO6固溶相加速了离子的扩散,可以使CA6相得到进一步长大.但是为了获得更好的性能,合适的烧结温度应不超过1600°C.

摘要： 本发明涉及一种三维的微结构，其具有：大量的彼此邻近的、相对于其相应的微柱纵向伸展部基本彼此平行地且彼此间隔地被安置的微柱，所述微柱具有至少一种微柱材料，所述微柱各自具有一在20至1000范围内的纵横比，并各自具有一在0.1微米直至200微米范围内的微柱直径；以及在毗邻的微柱之间配设的微柱空隙，所述微柱空隙具有在所述毗邻的微柱之间从1微米至100微米范围中选出的微柱间距。本发明也提出一种用于建造所述的三维微结构的方法，其具有如下方法步骤:a)用模板材料制备一模板，其中，所述模板具有一基本与所述微结构相反的三维模板结构，所述三维模板结构具有柱状模板空腔，b)将所述微柱材料安置在所述柱状模板空腔中，从而形成所述微柱，和c)至少部分地移去所述模板材料。有利地，将硅晶片用作模板。为了制备所述模板，以PAECE（Photo Assisted Electro‑Chemical Etching光辅助电化学蚀刻）‑方法为基础。借助于本发明，具有极大表面的微结构得以实现。

摘要： 本申请涉及一种工件微结构加工方法及金刚石微结构工件，通过控制激光发射装置将激光光斑照射至待加工的所述工件的待加工面，使得所述激光光斑按照第一预设轨迹运动，并使得加工平台按照第二预设轨迹运动，所述第二预设轨迹为以第一中心点为圆心的圆形轨迹，所述第一预设轨迹包括以多个不同的第二中心点为圆心的多个圆周运动轨迹；其中，所述第一中心点与多个不同的所述第二中心点根据所述激光发射装置的扫描振镜振动频率、扫描时间、所述第二预设轨、所述激光光斑的扫描速度映射转换成二维笛卡尔坐标数据，并将所述坐标数据曲线拟合得到。本申请的方法可以在金刚石工件上形成大长径比微柱结构。

摘要： 本发明公开了一种疏密梯度微结构、疏密梯度微结构的制备方法及磁控开关，涉及微流控技术领域，包括基体，所述基体上设置有若干阵列区域，各所述阵列区域包括若干均布的微柱，不同的所述阵列区域的所述微柱的间距由所述基体的一端向所述基体的另一端依次增大，所述微柱均具有磁性。本发明的疏密梯度微结构的微柱按照一定规则形成疏密的阵列区域，微柱可以在外部磁场的条件下定向偏转。通过控制磁场的强弱，可以控制微柱的偏转角度，继而控制液膜铺展方向，由此可以实现液体的定向调控。本发明可以实现微流控领域的液体铺展方向实时调控，为微流控、药物定向筛选、以及微流控芯片的设计提供新思路。

摘要： 本发明提供一种多孔质体、蜂窝过滤器、微结构解析方法及其程序、以及微结构解析装置，该多孔质体的表层厚度Ts成为满足P≧0.54Ts(式(1))的比较小的值，所述表层厚度Ts是基于包含表面(流入面(61))的区域的三维扫描得到多孔质体数据，使用该多孔质体数据进行微结构解析而导出的值。P是多孔质体的气孔率[％]，0％＜P＜100％，且0μm＜Ts。表层厚度Ts作为直孔开口率初次成为98％以下时的表层区域开始面(92)与直孔开口率初次成为1％以下时的表层区域结束面(93)在厚度方向(X方向)上的距离而导出。

摘要： 本发明涉及一种三维的微结构，其具有：大量的彼此邻近的、相对于其相应的微柱纵向伸展部基本彼此平行地且彼此间隔地被安置的微柱，所述微柱具有至少一种微柱材料，所述微柱各自具有一在20至1000范围内的纵横比，并各自具有一在0.1微米直至200微米范围内的微柱直径；以及在毗邻的微柱之间配设的微柱空隙，所述微柱空隙具有在所述毗邻的微柱之间从1微米至100微米范围中选出的微柱间距。本发明也提出一种用于建造所述的三维微结构的方法，其具有如下方法步骤:a)用模板材料制备一模板，其中，所述模板具有一基本与所述微结构相反的三维模板结构，所述三维模板结构具有柱状模板空腔，b)将所述微柱材料安置在所述柱状模板空腔中，从而形成所述微柱，和c)至少部分地移去所述模板材料。有利地，将硅晶片用作模板。为了制备所述模板，以PAECE（PhotoAssistedElectro-ChemicalEtching光辅助电化学蚀刻）-方法为基础。借助于本发明，具有极大表面的微结构得以实现。

摘要： 本发明涉及柔性表层结构设计领域，提供一种微结构及具有该微结构的柔性表层结构，所述微结构包括多级的微结构单体；单个微结构单体由顶部、连接部和底部连接而成；顶部为向上凸起的曲面结构，连接部的外表面为封闭的曲面结构，底部的边缘设有圆弧形倒角；连接部的上端与顶部之间以及连接部的下端与底部之间均为平滑连接。本发明提供的微结构及具有该微结构的柔性表层结构，通过设置多级的微结构单体且单个微结构单体表面均为平滑的曲面结构，在受力过程中减小结构的应力集中，有效保护自身结构稳定，同时也可保护其表面分布的材料不受破坏；通过多级的微结构单体的逐级延展，有效提高结构的柔度，从而提高微结构在受力过程中的灵敏性。

摘要： 根据本发明一个方面，通过使用惰性气体填充和/或净化微结构光纤的孔或者通过抽空，且可选地随后密封端部，由此在微结构光纤内制作例如光纤布拉格光栅的折射率修正。备选地，可以不预先净化或抽空该孔而密封该微结构光纤的端部。这样，在光敏荷载之后孔内存在的氢或氘将不会与大气氧气反应形成水。否则这种方式形成的水将严重损害光栅形成工艺。因此可以在微结构光纤中制作具有高质量和可预计规格的布拉格光栅或其他折射率结构。密封光纤端部还防止湿气向内扩散。本发明例如可以与光纤光学传感器、高功率光纤激光器等结合使用。

摘要： 一种用于微机电设备的微结构(1)，其包括具有顶表面(3)和背表面(4)的基板(2)和布置在所述基板(2)的顶表面(3)处的薄膜结构(5)。薄膜结构(5)包括与基板(2)间隔开的凸起部分(8)、薄膜结构(5)的与基板(2)机械接触的下部部分(6)、至少一个突出部分(9)以及薄膜结构(5)的与至少一个突出部分(9)相距一定距离的至少一个另外的侧壁(7)，该突出部分是中空的并且具有至少一个侧壁(10)及底部(11)并且突出部分经由该底部(11)将凸起部分(8)机械连接到基板(2)。其中另外的侧壁(7)将下部部分(6)与薄膜结构(5)的凸起部分(8)机械连接。

摘要： 本发明公开一种具有仿生复眼微结构的镜片以及微流体辅助3D打印制造微结构的制备方法，首先利用3D打印技术制备出具有圆柱阵列的开口曲面模具，其次在模具内注入丙烯酸聚合物，通过控制离心力去除部分丙烯酸聚合物，在微流体技术表面张力的作用下，使剩余丙烯酸聚合物在圆柱内下凹并对其固化，得到仿生复眼微结构的模具；然后通过微流体技术向模具内注入树脂，使其刚刚溢出圆柱；最后将镜片扣入到模具内，待树脂固化后进行脱模，得到具有仿生复眼微结构的眼镜片。本发明，其精准度更高，模具可重复使用，并可兼容市面上任意曲率半径不同的眼镜片，极大减少生产成本，可更好的矫正屈光度不正发展；本发明的屈光度与主体镜片间的屈光度具有一定的偏差，以增强人眼适应度。

摘要： 本实用新型涉及柔性表层结构设计领域，提供一种微结构及具有该微结构的柔性表层结构，所述微结构包括多级的微结构单体；单个微结构单体由顶部、连接部和底部连接而成；顶部为向上凸起的曲面结构，连接部的外表面为封闭的曲面结构，底部的边缘设有圆弧形倒角；连接部的上端与顶部之间以及连接部的下端与底部之间均为平滑连接。本实用新型提供的微结构及柔性表层结构，通过设置多级的微结构单体且单个微结构单体表面均为平滑的曲面结构，在受力过程中减小结构的应力集中，有效保护自身结构稳定，同时也可保护其表面分布的材料不受破坏；通过多级的微结构单体的逐级延展，有效提高结构的柔度，从而提高微结构在受力过程中的灵敏性。