高动态薄膜温度传感器设计与仿真数据分析

摘要：为满足高铁牵引系统对高动态响应、高精度和高分辨率温度传感器的需求，通过优化芯片结构来提升MEMS铂（Pt）薄膜温度传感器的性能。尽管传统传感器在测量范围和稳定性方面表现出色，但在响应速度、分辨率和精度方面还有提升空间，特别是在薄膜和基底尺寸的优化方面研究不足。因此，开发了一种新型高动态薄膜温度传感器，采用绝缘体—氮化硅（Si3N4）、电阻—铂、基底—氧化铝（Al2O3）的结构。通过三维建模和COMSOL有限元仿真，深入分析了基底材料、薄膜和基底厚度参数对传感器性能的影响，最终确定了最优的结构参数。仿真结果表明：新型传感器在响应速度和测温精度上有显著提升，响应时间为50ms，精度优于0.02K，分辨率达到0.001K。此外，这种高动态薄膜温度传感器的研发不仅对高铁牵引系统的温度监测具有重要意义，也为在其他高要求应用领域的潜在应用提供了基础。

交叉 2026年09月14日 1 点赞 0 评论 71 浏览

不同堆垛石墨烯/氮化硼异质结的电子特性及压阻特性

摘要：石墨烯以其优异的电学特性、高载流子迁移率和良好的机械性能, 在纳米电子器件领域展现出巨大的应用潜力. 理论上看, 本征石墨烯的狄拉克锥形能带结构赋予其独特的电学性质, 然而, 单独石墨烯由于缺乏支撑、对环境敏感等原因, 其实际应用受到限制. 近年来, 与石墨烯结构相似的二维材料六方氮化硼(h-BN) 被引入作为制备异质结的理想材料, 不仅为石墨烯提供机械支撑和防护, 还可打开石墨烯带隙并调控其电子输运性质, 从而拓展其技术应用前景. 本文提出通过构建不同堆垛方式的石墨烯/氮化硼异质结构以实现石墨烯压阻系数优化的方案. 基于密度泛函理论和杂化密度泛函理论, 采用第一性原理计算系统分析了不同堆垛构型下异质结的压阻性能. 结果表明, 所有构型在单轴应变下的压阻系数均显著高于双轴应变; G-BN2 堆垛构型在两种应变条件下均表现出最高的压阻系数, 这为石墨烯基压阻器件的设计提供了理论依据.

交叉 2026年09月04日 1 点赞 0 评论 84 浏览

基于多原理融合的精密旋转轴系六自由度误差同步测量

摘要：为研究轴系误差变化对含有精密旋转轴系的精密测量仪器或高端制造装备的影响规律，在圆光栅安装偏心自校准原理、自准直原理和激光三角原理的基础上，提出了一种基于多原理融合的精密旋转轴系六自由度误差同步测量方法。首先，通过圆光栅安装偏心自校准原理，进一步建立了精密旋转轴系角度定位误差和径向误差分离模型。然后，设计了基于自准直原理和激光三角原理相结合的精密旋转轴系轴向和倾斜误差测量模块并进行标定。最后，以DD 马达为实验对象进行验证。实验结果表明，DD 马达的角度定位误差在±3. 5 ″以内，径向误差在±0. 5 μm 以内，X 轴倾斜误差在±6 ″以内，Y 轴倾斜误差在±8. 3 ″以内，轴向误差在±6 μm 以内。该方法与传统精密旋转轴系误差测量方法相比，无需光电自准直仪、商用主轴误差测量系统等仪器，能够实现精密旋转轴系六自由度误差同步测量，具有成本低、原位测量等优点，可用于精密旋转轴系误差的长期监测。

交叉 2026年08月20日 1 点赞 0 评论 116 浏览

钙钛矿材料：热电领域的潜力之星

摘要：硫系和卤化物钙钛矿材料具有优良的热电输运性能，以及易制备、稳定性良好等诸多优点，因而受到了广泛关注。筛选具有热电潜力的钙钛矿材料和提升现有钙钛矿材料的热电性能是目前研究的重点内容。本文回顾了钙钛矿和热电材料的基本理论，描述了材料热电性能的表征参数，综述了具有优良热电潜力的钙钛矿材料的研究进展，包括无机硫系和卤化物钙钛矿材料、有机复合钙钛矿材料以及氧化物钙钛矿材料等，并从电子结构、电输运性质、热输运性质以及热电性能调控方法等方面分析了钙钛矿材料具有优异热电优值和优良热电潜力的原因，展望了钙钛矿材料的热电应用前景。

交叉 2025年07月17日 1 点赞 0 评论 442 浏览

低温锂离子电池的动力学挑战及解决策略

摘要：锂离子电池(LIB)应用领域广泛，但其在低温条件下容量、倍率和寿命等指标严重下降，极大限制了LIB在低温领域的应用。造成LIB低温性能差的因素有很多，其中发生在电极/电解质界面附近的微观过程，特别是低温下固态电解质界面(SEI)附近锂离子(Li+)脱溶剂化能垒增大以及Li+通过SEI的缓慢传输对LIB的低温性能起着决定性作用。因此，低温电解液的改进与发展对低温LIB的进一步应用具有重要意义。从限制低温LIB动力学的因素着手，分析其低温速控步骤，并探讨了溶剂、盐、添加剂在不同电池体系中改善低温性能的机制和规律，期望从电解液设计的角度为下一代低温LIB的研究提供借鉴。

交叉 2025年07月03日 1 点赞 0 评论 377 浏览

水系镁空气电池电解液研究进展

摘要：镁空气电池以其理论能量密度高、安全性好、成本低和环境友好等突出优势，近年来受到广泛关注，但关于水系镁空气电池电解液的系统化综述仍相对匮乏。由于镁阳极在水系环境中易发生自腐蚀、放电产物堆积及严重块效应，导致阳极利用率低、工作电压偏低且波动明显，使电解液成为制约镁空气电池实际应用的关键因素。为此，本文系统梳理了水系镁空气电解液的基本特性与关键影响因素，重点从电解液体系选择、界面调控策略以及添加剂作用机制等方面展开综述。内容涵盖含氯与无氯近中性电解液的结构特点与适用性，无机、有机及复合添加剂的调控作用，以及阴离子在电解液/阳极界面中的协同影响。最后，对水系镁空气电解液的未来发展方向提出展望，包括界面调控机制的深化理解、电解液体系的绿色化设计以及基于机器学习的配方快速筛选等。本文旨在为高性能镁空气电池电解液的研究与应用提供参考。

交叉 2026年08月17日 1 点赞 0 评论 147 浏览

航空发动机数字孪生工程：内涵与关键技术

摘要：航空发动机是集精密工艺与尖端科技于一体，需兼顾高性能、高效率、高可靠、长寿命等多元目标，且依赖设计、制造、试验、运维多方主体紧密合作的国之重器，承载着强国梦想和强军使命。航空发动机数字孪生工程通过充分利用数据、模型、服务等虚拟资产的潜在价值，融合仿真、预测、优化等多种数智化手段，基于全生命周期系统工程的创新模式、多学科协同的高效平台和多要素耦合分析的全局视角，全面提升航空发动机设计、制造、试验、运维能力，能够为航空发动机全产业链加速发展提供新动力。本文从研发、变革、创新3 个角度分析了航空发动机数字化发展趋势，从全生命周期的视角分析提出了航空发动机数字工程的6个阶段的18个需求趋势与挑战；通过分析数字孪生在航空发动机全生命周期中的研用现状，指出航空发动机在理论体系、组织协作、软件平台、标准规范方面的不足；以作者团队前期提出的数字孪生五维模型、数字工程“数智眼”体系架构、数字试验测试验证体系架构为基础理论，进一步提出了航空发动机数字孪生工程的内涵和体系架构，研究了航空发动机数字孪生工程关键技术体系；从思想、技术、模式、产业等角度对发动机数字孪生工程发展提出了若干建议。期望相关工作为航空发动机数字孪生工程数力和智力的开发利用，以及航空发动机设计、制造、试验测试验证、交付、运维、回收全生命周期能力的全面提升提供参考，助力航空发动机数字化、智能化研制水平和服务能力的跨越式发展。

交叉 2025年06月10日 1 点赞 0 评论 560 浏览

仿生热管理材料研究进展

摘要：热管理材料在人体热舒适、建筑节能及电子器件散热等领域具有重要作用，但传统材料在环境适应性与多功能协同调控方面仍存在不足。自然界的生物通过长期进化形成了高效且多样的热管理机制，为新型热管理材料设计提供了重要启示。首先，从光学调控、传导调控与相变调控3 个方面归纳生物体系中的热管理机制；在此基础上，系统介绍了近年来仿生热管理材料的进展，包括通过光谱选择性调控实现辐射制冷、红外伪装和光热转换，通过结构调控实现高效隔热与各向异性导热路径构筑，以及基于界面蒸发、液体输运和相变储能实现的高效相变热管理。当前，仿生热管理材料仍面临制备工艺复杂、规模化难度大、长期稳定性不足及多功能协同优化困难等问题。未来，应加强多机制耦合设计、跨尺度结构精准构筑及工程化应用导向研究，推动仿生热管理材料向高性能与实际应用发展。

交叉 2026年07月13日 1 点赞 0 评论 155 浏览

基于石墨烯超材料的太赫兹五频段折射率传感器

摘要： 针对目前太赫兹折射率传感器波段单一且灵敏度低的问题，提出一种基于石墨烯超材料的五频段折射率传感器。通过CST电磁仿真软件对传感器结构进行模拟仿真，确定了可以同时提高吸收率和灵敏度的特征尺寸。与传统超材料折射率传感器相比，通过调整石墨烯层的化学势和弛豫时间即可实现石墨烯吸收体的可调谐性。仿真结果表明，该折射率传感器在频率为4.535、6.3681、8.253、10.395和11.321THz时达到折射率吸收峰值， 吸收率分别为92.2%、99.5%、99.9%、90%和99.1%，且5个波段中最高折射率灵敏度为436GHz/RIU。与其他折射率传感器相比，该折射率传感器波段多且灵敏度高，具有良好的传感性能，可应用于光学检测、医学成像、生物传感等领域。

交叉 2024年11月06日 1 点赞 0 评论 441 浏览

WO3基电致变色智能窗中电解质的研究进展

摘要：作为三氧化钨（WO3）基电致变色智能窗的重要组成部分，电解质层在阻隔电极直接接触和促进离子传导方面发挥着不可替代的作用。然而，电解质对智能窗电致变色性能的影响机制尚未完全阐明，严重制约了高性能电致变色智能窗的开发。本文系统分析了不同电解质类型及其各组分对智能窗电致变色性能的影响，从电解质-电极界面反应动力学角度分析性能衰退机制，并重点阐明了材料溶解和“离子捕获”效应的微观过程。基于这些理论认识，本文进一步总结归纳了电解液添加剂、“盐包水”体系和离子液体等电解液改性策略的性能提升机制，为研制下一代高性能WO3 基电致变色智能窗指明了创新方向。

交叉 2026年04月21日 1 点赞 0 评论 348 浏览