1 广东交科检测有限公司，广州 510420
2 广东交科技术研发有限公司，广州 510420
地聚物注浆材料作为低能耗、低CO2排放的清洁材料，在道路注浆领域应用前景广阔，在未来有望取代水泥注浆材料。为了探究材料组分及用量对地聚物注浆材料性能的影响，采用三种硅铝源灰料(粉煤灰、矿渣粉和煤矸石粉)与不同碱活化方式制备道路地聚物注浆材料，对其组成材料进行优选；然后，采用单因素试验对道路地聚物注浆材料的配合比范围进行优化；最后，利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量色散谱(EDS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对道路地聚物注浆材料的物相组成、微观形貌、微区能谱和化学键组成进行分析。结果表明：以粉煤灰和矿渣粉为硅铝源灰料，KOH和水玻璃溶液为复合碱活化剂制备的道路地聚物注浆材料性能最佳；推荐道路地聚物注浆材料的配合比范围为：粉煤灰、矿渣粉质量比4∶6，水玻璃用量10%~15%(质量分数)，KOH用量5%~11%(质量分数)，水灰比0.50~0.65；粉煤灰和矿渣粉被碱活化后溶解并重聚生成C-(A)-S-H等无定形凝胶产物，最终形成SiO4和AlO4正四面体网状结构，且伴随类沸石相、碳酸盐、氢氧化钙等物质产生，这些物质可使地聚物浆体致密并促进其强度增长。
道路工程 地聚物 注浆材料 组分优化 机理分析 road engineering geopolymer grouting material composition optimization mechanism analysis
西安电子科技大学 微电子学院 宽禁带半导体国家重点实验室，西安 710071
随着电磁环境的日益复杂，保证集成电路（IC）的可靠性成为一个巨大的挑战。在此基础上，通过对CMOS反相器的仿真和实验研究，研究了快上升沿电磁脉冲（EMP）引起的陷阱辅助隧穿（TAT）效应。对此进行了详细的机理分析用于解释其物理损伤过程。EMP感应电场在氧化层中产生陷阱和泄漏电流，从而导致器件的输出退化和热失效。建立了退化和失效的理论模型，以描述输出退化及热积累对EMP特征的依赖性。温度分布函数由半导体中的热传导方程导出。基于TLP测试系统进行的相应实验证实了出现的性能退化，与机理分析一致。Sentaurus TCAD的仿真结果表明，EMP引起的损坏是由栅极氧化层中发生的TAT电流路径引起的，这也是器件的易烧坏位置。此外，还讨论了器件失效与脉冲上升沿的关系。本文的机理分析有助于加强其他半导体器件的EMP可靠性研究，可以对CMOS数字集成电路的EMP加固提出建议。
CMOS反相器 电磁脉冲 陷阱辅助隧穿 机理分析 CMOS inverter electromagnetic pulse trap-assisted tunneling mechanism analysis 强激光与粒子束
2022, 34(8): 083002
1 上海飞机制造有限公司, 上海 201324
2 上海市激光技术研究所, 上海 200233
3 上海激光直接物标溯源工程技术研究中心, 上海 200233
采用1 060 nm MOPA激光器对铝合金(2024)进行标识。研究了不同功率下DM码的质量等级和对比度, 使用扫描电镜(SEM)观察了标识的表面形貌, 使用能谱仪分析了标识表面的成分组成。通过SEM分析, 得到在DM码质量等级较高的标识表面, 材料被熔化、气化、烧蚀, 有大量孔洞和颗粒状物质存在, 而在DM码质量等级较低的标识表面, 材料仅仅被重铸, 表面呈波纹状; 通过EDS分析, 得到在DM码质量等级较高的标识表面, 材料中氧元素含量升高, 说明熔化、气化的金属发生氧化反应, 而在DM码质量等级较低的标识表面, 材料中氧元素增加较少, 说明在此条件下金属氧化反应较少。对材料的烧蚀阈值进行计算, 为试验提供理论指导。
激光直接标识 形貌分析 机理 laser direct-part marking MOPA MOPA Al2024 Al2024 morphology analysis mechanism analysis
为了进一步优化和改进光纤传感器的固定方式, 设计了一种金属焊片式非本征型法布里-珀罗(F-P)光纤传感器, 并对其进行了实验观测。研究分析了在1200 ℃高温环境下不同焊接固定方式的F-P光纤传感器的失效机理。对在1200 ℃高温下失效的实验样件进行了观测与分析, 利用有限元分析方法对实验样件进行仿真和计算, 并结合实际的光谱信号变化来研究其具体的失效过程, 结果表明不同的焊接固定方式会对传感器产生不相同的力学影响, 从而影响传感器的寿命。
高温 大应变 法布里-珀罗光纤传感器 失效机理分析 high temperature large strain Fabry-Perot optical fiber sensor failure mechanism analysis
强激光与粒子束
2021, 33(10): 103004
1 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 江苏省医用光学重点实验室，江苏 苏州 215163
3 苏州大学附属第二医院，江苏 苏州 215000
在皮肤反射式共聚焦显微成像过程中，针对MEMS振镜二维扫描引起的共聚焦图像畸变，开展了光束偏转理论分析，得出了投影面扫描图像的具体形状表征，理论畸变图像与真实畸变图像一致，明确了畸变机理，提出一种有效的畸变校正算法，实现对图像二维畸变的校正。首先记录原始光栅畸变图像，然后基于Hessian矩阵提取光栅中心线，拾取特征点并设置基准参考线，通过基于最小二乘法的7次多项式插值法标定二维方向像素畸变校正量，采用加权平均法填补间隙像素灰度值，最终实现图像畸变校正。利用网格畸变测试靶实验得出7次多项式插值后的校正决定系数最高、均方根误差值最低，整幅512行图像在7次多项式插值后最优行数占379行，比例为74%，通过残差分析，二维方向上残差最大为4个像素，最小为0个像素，平均为1.15个像素，校正结果较为精确。皮肤在体实时成像实验显示，图像畸变校正后组织结构特征更加真实准确，表明这种校正算法有效可行，有助于皮肤疾病的准确诊断。
图像二维畸变 机理分析 Hessian矩阵 光栅 多项式插值 two-dimensional distortions of images mechanism analysis Hessian matrix grating polynomial interpolation 红外与激光工程
2021, 50(2): 20200206
1 宁波大学机械工程与力学学院，浙江 宁波 315211
2 中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江 宁波 315201
水导激光加工技术因加工材料表面热影响小，加工深度能力强等优点展现出优越的加工能力。研究基于水导激光加工机理，提出一种新型水导激光缩流导光方法，分析了缩流机理，并通过激光与缩流层流水柱高效耦合试验与材料加工试验验证其加工方法可行性。试验结果表明，保持气压不变，随着水压的增大，缩流层流水柱的速度、直径及长度不断增大；保持水压不变，随着气压的增大，层流水柱速度逐渐增大，直径和长度逐渐减小。同时，通过调节激光与层流水柱耦合最优传导激光条件下进行加工试验。对比空气中加工结果，水-气缩流传导激光加工技术在热影响区和热堆积上有明显的改善，初步验证新型水-气缩流传导激光加工技术的可行性。
水导激光加工 缩流 耦合 机理分析 可行性 water-guided laser processing shrinkage coupling mechanism analysis feasibility
驻三乐电子信息产业集团有限公司军事代表室, 南京 211800
介绍了机载环境下紫外像增强管的几种典型早期失效问题, 对失效机理进行了分析, 提出了消除失效隐患的对策措施。实践证明, 采取对应措施后, 某型紫外像增强管的早期失效率显著下降。
紫外像增强管 早期失效 机理分析 ultraviolet image intensifier early failure mechanism analysis
