为了解决热作模具表面磨损并导致失效的问题,基于ANSYS APDL软件,采用数值模拟的方式在热作模具上施加高斯热源,并利用生死单元法将H13合金粉末进行熔覆。通过温度场和应力场对工艺参数进行优化选择,对优化后的工艺参数进行实验验证,并对涂层进行了性能检测。结果表明,所选参数范围内的模拟最优参数为激光功率1200 W,扫描速率12 mm/s,模拟结果与实际涂层的形貌和温度分布较为接近; 数值模拟中的热影响区以及结合区与实验制备的结果高度一致; 测量熔覆层的深度为0.13 mm,与模拟得到的深度为0 mm~0.2 mm相应证,进一步说明了模拟结果的可靠性; 熔覆层的硬度以及耐磨性得到极大的提升,分别是基体的3倍和28倍以上。此研究结果为强化和修复热作模具提供了参考。

研究了一种具有高灵敏度、小尺寸的四端梁结构的压阻式加速度计。利用有限元软件对不同悬臂梁、质量块尺寸的结构建立模型，并对该结构进行了灵敏度与应力分析、模态分析，以及动态响应分析。仿真研究结果表明，在50kg量程内，传感器轴向灵敏度达到7.40μV/g，横向灵敏度为0.33%，线性度为0.06%，响应时间为20.3μs，固有频率为111.2kHz。抗冲击性能能达到334000g，可以满足高g值环境下的测试需求，同时该研究为研制高性能传感器提供了一种准确且高效的仿真方法。

细胞超微结构的原位解析是当前的一个研究热点。冷冻电子断层扫描成像技术（cryo-ET）是目前细胞原位结构解析的核心技术。cryo-ET只能对厚度小于300 nm的样品进行成像，因此利用cryo-ET研究细胞超微结构时首先需要对细胞进行减薄。聚焦离子束（FIB）切割是目前冷冻生物样品减薄的主流技术。传统FIB切割只能在细胞的任意位置上进行“盲切”，无法对细胞内部特定研究目标进行定点切割。光电融合成像技术（CLEM）恰可解决这一问题。CLEM利用荧光成像技术识别并定位研究目标，通过光电图像的关联匹配，可在FIB图像中确定荧光目标的位置，进而指导FIB的定点减薄。针对荧光导航cryo-FIB减薄的相关技术方法、仪器设备和工作流程进行了梳理，分析对比了主流方案的优缺点，旨在帮助研究者选择出合适的荧光导航FIB减薄方案，并对该技术的未来发展方向进行了展望。

Cu-Al-Mn形状记忆合金（SMA）价格低廉并且形状记忆效应和力学性能优异，是一种有望实现大规模工业化应用的智能材料。笔者采用激光选区熔化（SLM）成形了在室温下具有形状记忆效应的Cu-Al-Mn合金，研究了SLM成形Cu-Al-Mn合金的显微组织、相变行为、力学性能及变形行为。结果表明：马氏体类型、有序度和可逆马氏体数量对合金的形状记忆效应具有决定性作用。随着激光功率由175 W增大到325 W，合金的有序度提高，γ1'（2H）含量逐渐增多，DSC曲线放热/吸热峰强度增大，参与马氏体相变的可逆马氏体数目增加，马氏体的择优取向增强，从而导致了合金单程形状记忆效应的改善和显微硬度的增大。同时，室温拉伸曲线上的应力诱发马氏体重取向平台的斜率增加，并且由175 W的不均匀局部变形扩展的变形方式转变为375 W的均匀变形；制备了具有近全致密（99.89%）、近100%单程形状记忆效应、约780 MPa抗拉强度的Cu-Al-Mn合金，为调控Cu-Al-Mn形状记忆合金的相变温度和力学性能提供了一种可行方法。

针对试验和训练中靶机实装模拟、建模仿真需求, 需在外场动态测试靶机飞行状态下红外辐射特性, 该测量结果置信度较高。本文通过对红外成像测量设备定标, 计算路径辐射和透过率, 亮度反演的方法获得了靶机夜间不同方位辐射强度分布, 测量误差约为 21.24%。分析测量结果, 但当靶机相对测量设备绕飞时, 靶机不同方位辐射强度基本一致; 靶机在一定距离外无法探测长波尾焰辐射, 在靶机模拟和建模中需合理考虑尾焰辐射。该距离下靶机目标 /背景灰度对比度约为人眼响应阈值的 2倍, 人工侦察探测识别较为困难, 在靶机外场模拟时需注意对比度对试验探测识别结果的影响。本文可为靶机特性建模、外场模拟应用和测量设备研制提供支撑。

金刚石因其优异的物理性质被视为下一代半导体材料，然而其极高的硬度、脆性和耐腐蚀性导致其加工困难，尤其是对于大尺寸的化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD)单晶金刚石(SCD)晶片而言，目前还缺乏一种高效、低成本的磨抛加工方法。本文提出一种基于工件自旋转的同心双砂轮磨抛一体化加工技术，在一次装夹中，先采用金刚石磨料的陶瓷内圈砂轮磨削单晶金刚石晶片表面，将单晶金刚石表面迅速平坦化，后采用金刚石与CuO混合磨料的外圈溶胶-凝胶(sol-gel,SG)抛光轮抛光单晶金刚石晶片表面，使其在较短时间内完成从原始生长面(Sa约46 nm)到原子级表面精度(Sa＜0.3 nm)的加工。磨削加工中，硬质金刚石磨料的陶瓷砂轮高速划擦金刚石晶片表面，在强机械作用下获得较大的材料去除以及纳米级的光滑单晶金刚石表面，同时引起进一步的表面非晶化；SG抛光加工中，硬质金刚石磨料高速划擦单晶金刚石表面形成高温高压环境，进一步诱导CuO粉末与单晶金刚石表面的非晶碳发生氧化还原反应，实现反应抛光。磨抛一体化的加工技术为晶圆级的单晶、多晶金刚石的工业化生产提供借鉴。

金刚石微槽在微电子散热器件和光学器件等领域都有非常大的潜在应用价值。系统研究了激光脉冲能量、扫描速度、扫描次数、重复频率和离焦量对金刚石微槽形貌、微槽宽度、微槽深度及微槽深度与宽度的比值的影响规律。研究结果表明，金刚石微槽的深度与激光脉冲能量、扫描次数呈正相关，随着激光脉冲能量和扫描次数的增大，微槽深度逐渐增加，并且当激光脉冲能量达到200 μJ，扫描次数增加到30时，微槽深度趋于稳定；金刚石微槽的深度与扫描速度呈负相关，当扫描速度为5 mm/s时，可获得深度较大的微槽；微槽的深度随着激光重复频率的增大而增加，当激光重复频率达到60 kHz时，微槽的深度趋于稳定。当离焦量从负值变化到正值时，微槽的深度先增加后减小，当离焦量为－1 mm时，微槽的深度达到最大。在激光脉冲能量为200 μJ，扫描速度为5 mm/s，扫描次数为30，重复频率为60 kHz，离焦量为－1 mm的优化参数下，能够获得微槽深度与微槽宽度的比值大于12的金刚石微槽。