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  • 【会议】 热式质量流量计中MEMS悬臂梁开关的研究

    作者:吴元庆 ; 张志利 ; 王鹏 ; 郭卉 ; 李益敏 ; 李艳 关键词:热式质量流量计 ; 悬臂梁 ; 制备工艺 ; 设备能耗 机构:天津中德职业技术学院,天津300350 ; 天津中德职业技术学院,天津300350 ; 渤海大学新能源学院,辽宁锦州121032 年份:2015
    摘要:为了降低热式质量流量计的功耗,延长供电电池的使用寿命.设计基于悬臂梁的热式质量流量计开关,将其置于气流通道的前端,用于控制流量计电路的通断.对悬臂梁的制作工艺进行了设计,采用纳米压印的方法制备悬臂梁,并对悬臂梁的效果进行仿真和验证,结果证明此结构对降低功耗起到重要作用,具有广泛的应用价值.
  • 【论文】 K418镍基合金在高温熔盐中腐蚀机理的研究

    作者:吴元庆 关键词:镍基高温合金K418 ; 微量元素 ; 氧化 ; 腐蚀 ; 氟化盐 机构:兰州理工大学 ; 兰州理工大学 年份:2017
    摘要:铸造K418镍基高温合金是以奥氏体γ相为基,γ′相为沉淀强化相、(γ+γ′)共晶相、碳化物及硼化物等组成的铸造镍基高温合金。它具有较强的抗氧化能力和耐腐蚀的性能。人们为了扩大镍基高温合金的应用范围,对镍基高温合金的性能提出了更高的要求,比如更高的强度,更优越的抗氧化和抗腐蚀性等。通过微量元素的添加,如稀土元素的添加,尽管添加量很微量,但能明显提高镍基高温合金的强度和抗氧化抗腐蚀性能。本文从两方面进行了研究:一、通过高真空电弧熔炼,制备了添加不同微量元素的合金,研究了Y、Ce对镍基铸造高温合金K418微观组织、硬度、及在氟化盐(NaF、LiF、KF)中腐蚀性的影响。二、通过对K418镍基高温合金的氧化和在氟化盐中的热腐蚀进行研究,探究该合金的抗氧化性和抗腐蚀性。试验过程一方面主要研究了铸造K418镍基高温合金的缺陷、维氏硬度、高温氧化和高温氟化盐中的热腐蚀性,另一方面通过添加稀土元素Y和Ce并对其微观组织形貌、碳化物形貌、γ′相、(γ+γ′)共晶相等以及添加稀土元素后的高温氧化性和在氟化盐中的热腐蚀性进行了实验研究。(1)微量元素Y、Ce的添加及同时添加Y、Ce元素能够减少合金中出现的气孔缺陷、细化了晶粒、提高合金的致密度。除此之外,还发现,合金中的γ′相的形态也随着Y、Ce的添加慢慢变为球形。稀土元素的添加并不是越多越好,通过硬度实验,得到刚开始硬度随着稀土元素的添加而得到提高,再继续添加反而硬度会下降。(2)氟化盐的参与加速了合金的氧化腐蚀,并且Y元素的添加,使得合金的氧化腐蚀层出现粘连状态,不易脱落,而Ce的添加和Ce与Y同时添加的合金,氧化层均容易脱落。Ce的添加和Ce与Y同时添加的合金,在氟化盐中的腐蚀为一层一层往里腐蚀,并且同时添加Y、Ce的合金腐蚀程度要小于单独添加Ce的镍基高温合金。这两种添加情况,内部元素分布均匀,没有出现Cr元素的偏析。(3)单独Y的添加,由于氧化腐蚀层与基体相连,氧化腐蚀可以连续进行,最终导致一些如Cr、Al等元素扩散到表面,出现了元素分布的不均匀性,并且最外层为Al2O3,次外层为Cr2O3。(4)镍基高温氧化中,温度越高,腐蚀速率越快,并且在同一温度下,氧化增重与时间的关系总体上呈现抛物线;并且在细节处,曲线出现了转折,并且发生了腐蚀机理的变化。650℃温度下,氧化不明显,有氟化盐参与时,会提高氧化速率,并且有氧对合金在氟化盐中的氧化腐蚀速率产生极大影响。氟化盐中的氧化腐蚀层出现分层现象,最外层为Cr与Al的氧化物,最内层为Cr的氧化物。
  • 【专利】 一种失活雷尼镍催化剂绿色回收处理装置及回收方法

    作者:吴元庆 ; 张明 ; 张德福 ; 李媛 ; 方亚琴 ; 刘春梅 年份:2016
    摘要:一种失活雷尼镍催化剂绿色回收处理装置及回收方法,包括竖向的筒体、配液釜,筒体的上部安装环形管,环形管为倾斜安装,环形管的下部均连接数根连接管,连接管连接筒体的上端,连接管伸入至筒体内与筒体的内壁配合,筒体的外周均匀安装数个电磁铁,配液釜的出液口连接环形管的上端进口,筒体的底部通过安装泵,泵连接配液釜的进液口,筒体的上部安装带有阀门的CO进气口,筒体的底部安装带有阀门的排出管。本发明中通过对失活雷尼镍催化剂的回收处理中,采用对环境有好的CO和酸性较弱的醋酸进行处理,避免强酸的使用,具有绿色环保的优势。
  • 【期刊】 高压大电流MCT导通特性及缓冲层结构研究

    刊名:渤海大学学报(自然科学版) 作者:吴元庆 ; 周涛 ; 李媛 ; 陆晓东 关键词:MCT ; 设计 ; 导通特性 ; 缓冲层 ; 阻断电压 ; 饱和压降 机构:渤海大学新能源学院 ; 渤海大学新能源学院 年份:2018
    摘要:高压大电流MOS场控晶闸管(MCT)在一些大型专用军事设备中起着难以替代的作用,进一步改善MCT的输出特性对提高我国战略武器和常规武器水平具有重大意义.首先根据电参数指标要求,利用TCAD半导体器件仿真软件对高压大电流MOS场控晶闸管(MCT)单胞横向、纵向结构参数进行设计.然后基于非等温能量平衡模型,全面系统地分析了在不同的阳极电压和阳极电流情况下,MCT导通特性的变化特点和规律.最后对MCT所采用的缓冲层结构对正向阻断电压与饱和压降的影响进行了详细地研究.仿真结果表明:在不同的阳极电压和电流情况下,MCT内部电流路径变化、电流路径上等效导通电阻的变化及晶格温度是影响MCT导通特性的主要因素.当栅极-阴极电压一定时,随着阳极电压增大,阳极电流先增大后减小.随着阳极电流增大,阳极电压出现振荡和负阻现象.当缓冲层厚度一定时,随着缓冲层掺杂浓度的增大,正向阻断电压呈现先增大后减小再增大的变化特点,当缓冲层掺杂浓度一定时,随着缓冲层厚度的增大,正向阻断电压先增大后减小.缓冲层掺杂浓度越高、厚度越厚,MCT饱和压降越大.
  • 【期刊】 利用表面等离子激元提高红外探测器效率的研究

    刊名:人工晶体学报 作者:吴元庆 ; 刘春梅 ; 张金晶 ; 张宇峰 ; 陆晓东 ; 周涛 关键词:非制冷 ; 红外探测器 ; 等离子体谐振 ; 光栅 机构:渤海大学新能源学院 ; 渤海大学新能源学院 年份:2017
    摘要:目前关于提高红外热探测器吸收效率的研究,主要是上表面金属光栅结构的研究,该结构存在入射光被表面金属反射的问题。本研究提出了一种内部等离子体谐振吸收的红外探测器结构。分析了光栅及探测器结构参数对红外光学吸收的影响,采用COMSOL软件仿真,研究了介质-金属-介质-金属结构红外探测器的吸收效率,并通过结构参数的优化使吸收结构对特定红外波长的吸收率达到99.9%以上,在整个波长范围内平均吸收效率达37.4%。
  • 【期刊】 利用光栅陷光结构提高红外探测器效率的研究

    刊名:硅酸盐通报 作者:吴元庆 ; 张金晶 ; 刘春梅 ; 陆晓东 ; 周涛 关键词:非制冷 ; 红外探测器 ; 等离子体谐振 ; 光栅 机构:渤海大学新能源学院 ; 渤海大学新能源学院 年份:2017
    摘要:红外非制冷热探测器的制备,通常在CMOS读出电路上制作悬空结构来实现.传感器将吸收的热量转化为电信号由检测电路检出,但该结构吸收效率偏低.本研究提出了一种基于光栅陷光结构激发表面等离子体谐振吸收的红外探测器结构.基于电磁场理论分析了结构参数对红外光学吸收的影响,利用数值模拟的方法,研究了金属-介质-金属三明治结构红外探测器的吸收效率,并通过结构参数的优化使吸收结构对特定红外波段的吸收率达到95%以上,在整个波长范围内平均吸收效率达32.6%.
  • 【期刊】 光照区域结构参数对硅光电晶体管性能的影响

    刊名:硅酸盐通报 作者:吴元庆 ; 周涛 ; 吴志颖 ; 路春希 关键词:光电晶体管 ; 减反射膜 ; 电阻率 ; 少子寿命 ; 掺杂浓度 ; 光谱响应度 机构:渤海大学新能源学院 ; 渤海大学新能源学院 年份:2016
    摘要:利用Silvaco-TCAD半导体器件仿真软件,全面系统地分析了光照区域结构参数对硅NPN型红外光电晶体管光电转换特性的影响。仿真结果表明:厚度为240 nm/130 nm的SiO_2/Si_3N_4双层减反射膜在特征波长(λ=0.88μm)处具有最优的光吸收效果和峰值光响应度(RM);为满足器件对红外波段的有效吸收和响应,外延层厚度应选择为55~60μm;提高外延层电阻率虽可增大集-射击穿电压(BVCEO),但较高的外延层电阻率同时会降低红外波段光谱响应度;为了获得较高的红外光谱响应度,同时抑制可见光波段的响应,光照区域基区表面浓度应选择为5×1019cm~(-3),结深应选择为2.5μm。
  • 【期刊】 直流条件下高反压大功率开关晶体管可靠性研究

    刊名:电子元件与材料 作者:吴元庆 ; 周涛 ; 陆晓东 ; 夏婷婷 关键词:大功率 ; 晶体管 ; 集电极峰值电流 ; 饱和压降 ; 击穿电压 ; 二次击穿 机构:渤海大学新能源学院 ; 渤海大学新能源学院 年份:2016
    摘要:集电极峰值电流(I_(CM))、集电极-发射极击穿电压(V_(CEO))、最大耗散功率(P_(CM))、直流二次击穿临界电压(V_(SB))是衡量大功率晶体管可靠性优劣的重要指标。依据实际电参数指标要求,首先利用TCAD半导体器件仿真软件完成了一款基于三重扩散工艺的双极型高反压大功率开关晶体管的结构设计,然后全面系统地分析了高阻单晶硅电阻率和器件集电区厚度对I_(CM)、V_(CEO)、P_(CM)及V_(SB)影响。仿真结果表明:由器件仿真得到的电学性能满足大功率晶体管电参数指标要求,器件结构参数的选择及工艺条件的设计较合理。增大单晶硅电阻率,虽然有利于提高集-射击穿电压和器件抗二次击穿能力,但不利于集电极峰值电流和最大耗散功率的提高。增大器件集电区厚度只对集-射击穿电压的提高有利,而对集电极峰值电流、最大耗散功率及抗二次击穿能力均产生不利的影响。
  • 【期刊】 IBC太阳电池非均匀掺杂衬底结构参数的优化研究

    刊名:高技术通讯 作者:吴元庆 ; 周涛 ; 陆晓东 ; 张金晶 关键词:背接触 ; 太阳电池 ; 非均匀掺杂 ; 衬底 ; 表面浓度 ; 扩散深度 ; 转换效率 机构:渤海大学新能源学院 ; 渤海大学新能源学院 年份:2016
    摘要:利用TCAD半导体器件仿真软件设计了一种具有非均匀掺杂衬底结构的N型插指背结背接触(IBC)单晶硅太阳电池.全面系统地分析了非均匀掺杂衬底结构的表面浓度和扩散深度对IBC太阳电池外量子效率、短路电流密度、开路电压、填充因子及转换效率的影响.仿真结果表明:非均匀掺杂衬底结构在一定程度上可提高IBC太阳电池的转换效率;非均匀掺杂衬底结构当扩散深度一定时,存在最优的表面浓度,使得IBC太阳电池的转换效率最高,且非均匀掺杂衬底结构的扩散深度越浅,最优的表面浓度越高.当扩散深度为1.9μm时,最优的表面浓度为3×1016cm-3,电池效率为22.86%;当扩散深度减小到1.1μm时,最优的表面浓度大于1 × 1018cm-3,电池效率大于23.092%.当非均匀掺杂衬底结构的表面浓度一定时,随着扩散深度的增大,IBC太阳电池转换效率随之降低.
  • 【期刊】 利用光栅提高红外非制冷热探测器效率的研究

    刊名:电子元件与材料 作者:吴元庆 ; 张金晶 ; 刘春梅 ; 陆晓东 ; 周涛 关键词:非致冷 ; 红外 ; 探测器 ; 等离子体谐振 ; 光栅 ; 结构优化 机构:渤海大学新能源学院 ; 渤海大学新能源学院 年份:2016
    摘要:非制冷探测器的制备,最常用的方法是通过微机械加工在CMOS读出电路上制作悬桥来实现.传感器将吸收的热量转化为电压信号或电流信号变化由检测电路检出,但该结构吸收效率偏低.本研究提出了一种基于表面等离子体谐振吸收的红外探测器结构.分析了光栅及器件结构参数对红外光学吸收的影响,采用COMSOL软件仿真,研究了金属-介质-金属三明治结构红外探测器的吸收效率,并通过结构参数的优化使吸收结构对特定红外波段的吸收率达到98%以上,在整个波长范围内平均吸收效率达30.5%.
  • 【期刊】 前结背接触晶硅太阳电池发射区研究

    刊名:电子元件与材料 作者:吴元庆 ; 周涛 ; 陆晓东 ; 刘兴辉 ; 吴春瑜 关键词:前结背接触 ; 太阳电池 ; 发射区 ; 表面浓度 ; 结深 ; 量子效率 ; 转换效率 机构:渤海大学新能源学院 ; 渤海大学新能源学院 ; 辽宁大学物理学院 年份:2015
    摘要:利用Silvaco-TCAD仿真软件全面系统地分析了发射区表面浓度(cE)、结深(xj)及发射区覆盖比率(EF)对P型前结背接触晶硅太阳电池输出特性的影响。结果表明:基于常规低成本P型晶硅衬底(利用直拉法生长,电阻率为1.5?·cm,少子寿命为10μs)的前结背接触太阳电池,其上表面发射区表面浓度及结深对太阳电池的输出特性产生显著影响。上表面发射区表面浓度和结深越大,短波入射光外量子效率越小。当上表面发射区表面浓度为1×1019 cm–3,结深为0.2μm时,电池效率高达20.72%。侧面和下表面发射区表面浓度及结深对太阳电池输出特性的影响较小。但侧面和下表面发射区覆盖比率对太阳电池的输出特性产生显著影响。侧面和下表面发射区覆盖比率越大,太阳电池外量子效率和转换效率越高。
  • 【期刊】 基于非等温能量平衡模型的GTR二次击穿特性研究

    刊名:电子元件与材料 作者:吴元庆 ; 周涛 ; 裴德礼 ; 陆晓东 关键词:晶体管 ; 二次击穿 ; 发射区半宽度 ; 浮空发射区 ; 刻蚀 ; Silvaco 机构:渤海大学 ; 渤海大学 年份:2015
    摘要:基于非等温能量平衡传输模型,利用Silvaco-TCAD全面系统地分析了发射区半宽度(LE)、发射区边缘刻蚀结构以及浮空发射区结构对NPN型硅大功率晶体管(GTR)直流正偏二次击穿特性的影响。结果表明:当LE为130μm时,GTR直流正偏二次击穿临界点电压(VSB)最高。对于LE为150μm的GTR,当发射区边缘横向刻蚀距离为10μm时,对直流正偏二次击穿的改善效果最好。当浮空发射区与发射区边缘间距减小到17μm时,浮空发射区开始发挥改善直流正偏二次击穿特性的作用。
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