1 河北工业大学土木与交通学院, 天津 300401
2 中交建冀交高速公路投资发展有限公司,石家庄 050000
通过设计生态混凝土植生试验以及包含3种坡面状况、4种边坡坡度、3种降雨强度的冲刷试验对生态混凝土的植生性能及其与植物结合后的抗冲刷性能展开研究。植生试验结果表明: 植生20天时, 生态混凝土组植株最高为22.5 cm, 植物斑化指数为95.37%, 植物覆盖率为102.6%, 生态混凝土组与素土组的植物茎叶生长状况相差不大, 但素土组植物根系普遍更长; 植生40天时, 两组根系分布范围接近。冲刷试验结果表明: 素土边坡与生态混凝土覆土边坡的土体流失量在特定条件下会随降雨累积量的增加产生激增, 而生态混凝土植生边坡的土体流失量在各条件下均未激增; 相同冲刷条件下抗冲刷性能为生态混凝土植生边坡>生态混凝土覆土边坡>素土边坡。
生态混凝土 边坡防护 植生性能 坡面侵蚀 土体流失 抗冲刷性能 eco-concrete slope protection planting performance slope erosion soil loss scouring resistance
Author Affiliations
Abstract
1 College of Mechanical and Vehicle Engineering, Hunan University, Changsha 410082, People’s Republic of China
2 National Engineering Research Center for High Efficiency Grinding, Hunan University, Changsha 410082, People’s Republic of China
Droplet controllable manipulation over a wide temperature range has promising applications in microelectronic heat dissipation, inkjet printing, and high temperature microfluidic system. However, the fabrication of a platform for controllable droplet manipulation using the methods commonly used in industry remains a tremendously challenge. The popular method of controlling droplets is highly dependent on external energy input and has relatively poor controllability in terms of droplet motion behaviors and manipulation environment, such as distance, velocity, direction and a wide temperature range. Here, we report a facile and industrially applicable method for preparing Al superhydrophobic (S-phobic) surfaces, which enables controlled droplet bouncing, evaporation, and transport over a wide temperature range. Systematic mechanistic studies are also investigated. Extreme wettability surfaces were prepared on Al substrate by a composite process of electrochemical mask etching and micro-milling. To investigate the evaporation process and thermal coupling characteristics, controlled evaporation and controlled bouncing of droplet in a wide temperature range were conducted. Based on the evaporation regulation and bouncing mechanism of droplets on an extreme wettability surface, by using Laplace pressure gradients and temperature gradients, we realized controlled transport of droplets with confluence, split-flow, and gravity-resistant transport over a wide temperature range, offering a potential platform for a series of applications, such as new drug candidates and water collection.
extreme wettability surface superhydrophobic controlled evaporation controlled bouncing controlled transport International Journal of Extreme Manufacturing
2022, 4(4): 045103
1 中北大学 仪器与电子学院, 太原 030051
2 中北大学 前沿交叉学科研究院, 太原 030051
3 中北大学 南通智能光机电研究院, 江苏 南通 226000
针对当前微机电系统(MEMS)发展对小型化封装的需求,设计了一种高可靠性、低成本、高深宽比的硅通孔(TSV)结构工艺流程。该工艺流程的核心是双面盲孔电镀,将TSV结构的金属填充分为正、反两次填充,最后获得了深度为155 μm、直径为41 μm的TSV结构。使用功率器件分析仪对TSV结构的电学性能进行了测试,使用X光检测机和扫描电子显微镜(SEM)分别观察了TSV结构内部的缺陷分布和填充情况。测试结果证明,TSV样品导电性能良好,电阻值约为1.79×10-3 Ω,孔内完全填充,没有空洞。该研究为实现MEMS的小型化封装提供了一种解决方法。
硅通孔 微机电系统封装 双面盲孔电镀 深反应离子刻蚀 through silicon via (TSV) micro-electromechanical system (MEMS) packaging double-sided blind via plating deep reactive ion etching (DRIE)
1 中北大学 仪器与电子学院, 太原 030051
2 中北大学 南通智能光机电研究院, 南通 226000
3 中北大学 前沿交叉学科研究院, 太原 030051
针对MEMS系统中硅通孔(TSV)的热可靠性, 利用快速热处理技术(RTP)进行了温度影响的实验分析。通过有限元分析(FEA)方法得到不同温度热处理后TSV结构的变化趋势, 利用RTP对实验样品进行了不同温度的热处理实验, 使用扫描电子显微镜和光学轮廓仪表征了样品发生的变化。结果表明, 热处理后TSV中Cu柱的凸起程度与表面粗糙度均随热处理温度的升高而增加, 多次重复热处理与单次热处理的结果基本相同。该项研究为TSV应用于极端环境下MEMS小型化封装提供了一种解决方案。
硅通孔 热可靠性 快速热处理技术 有限元分析 TSV thermal reliability RTP FEA
1 省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室, 陕西 西安 710048
2 西安理工大学水利水电学院, 陕西 西安 710048
针对传统光纤弯曲损耗位移传感器中位移与弯曲损耗的非线性关系,且高灵敏度和大量程不能兼得的问题,设计了一种U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器,结构包括U型回绕和螺旋绕轴,两者合称为U型缠绕。理论证明被测位移量与光纤弯曲损耗之间的线性关系,推导出表达式,讨论了螺旋绕轴方式对光纤弯曲半径的影响和U型回绕方式对传感器精度的影响,并进行了一系列实验研究和性能测试。结果表明:传感器的测量范围为0~120 mm,灵敏度为0.14 dB/mm,线性相关系数大于0.99,光纤在U型缠绕中无应力松弛的现象,建议U型回绕光纤曲率半径大于6 mm。U型缠绕式光纤弯曲损耗位移传感器具有良好的测量精度和较大量程,能够实现传感器对混凝土结构的裂缝监测和大型结构位移的连续监测。
光纤光学 位移传感器 光纤缠绕轴 U型缠绕 弯曲损耗 fiber optics displacement sensor fiber winding shaft U-type winding bending loss