双模原子力显微术的纳米力学测量原理及其应用 被引量：5

1

作者 毕篆芳 商广义 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期689-696,共8页

在纳米尺度上定量测量材料的力学性质已成为纳米科技领域的研究热点和挑战性课题。原子力显微术(AFM)是扫描探针显微术家族中的重要成员,在纳米表征中发挥了重要作用。本文着重介绍了双模AFM,尤其是调幅-调频成像模式的纳米力学测量原... 在纳米尺度上定量测量材料的力学性质已成为纳米科技领域的研究热点和挑战性课题。原子力显微术(AFM)是扫描探针显微术家族中的重要成员,在纳米表征中发挥了重要作用。本文着重介绍了双模AFM,尤其是调幅-调频成像模式的纳米力学测量原理、实验方法及其优势,并展示了在生物、低维材料以及锂离子电池电极材料研究中应用的典型实例。 展开更多

关键词 双模原子力显微术 纳米测量 力学性质 锂离子电池电极

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多种形貌纳米银的电化学制备及其表面增强拉曼光谱研究 被引量：15

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作者 李德伟 蔡微 +2 位作者 商广义 朱传凤 姚骏恩 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期33-38,共6页

采用电化学沉积的方法制备出球状、棒状、树枝状、立方体状、带孔洞的多面体状的纳米银。扫描电镜的显微观察结果显示,沉积电压不仅影响纳米银的尺寸大小而且对形貌也有重要影响。通过对球状和树枝状纳米银进行的表面增强拉曼光谱(surfa... 采用电化学沉积的方法制备出球状、棒状、树枝状、立方体状、带孔洞的多面体状的纳米银。扫描电镜的显微观察结果显示,沉积电压不仅影响纳米银的尺寸大小而且对形貌也有重要影响。通过对球状和树枝状纳米银进行的表面增强拉曼光谱(surface-enhanced raman scattering,SERS)的应用研究表明,用电化学沉积法制备的纳米银有很好的SERS特性,作为SERS基底可探测出浓度为10-16 mol/L的罗丹明6G。 展开更多

关键词 电化学沉积 纳米银 沉积电压 扫描电镜(SEM) 表面增强拉曼散射(SERS)

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透射电子显微镜高压电源箱气体绝缘技术及充气工艺 被引量：9

3

作者 董全林 于成交 +5 位作者 袁水平 杨彦杰 张春熹 姚骏恩 许春兰 王爱民 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期455-459,共5页

本文通过比较高压系统常用气态绝缘介质的性能,对比影响气体绝缘性能的关键参数,给出了透射电子显微镜高压电源箱绝缘材料的优化选择,介绍了六氟化硫(SF6)气体在透射电子显微镜高压电源绝缘中的应用,计算了充SF6绝缘气体的高压电源箱,... 本文通过比较高压系统常用气态绝缘介质的性能,对比影响气体绝缘性能的关键参数,给出了透射电子显微镜高压电源箱绝缘材料的优化选择,介绍了六氟化硫(SF6)气体在透射电子显微镜高压电源绝缘中的应用,计算了充SF6绝缘气体的高压电源箱,并给出了透射电子显微镜高压箱的绝缘充SF6气体工艺。 展开更多

关键词 透射电子显微镜 高压电源 绝缘气体 SF6 充气工艺

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基于MSP430单片机的阀位智能调节测控系统研究 被引量：5

4

作者 于薇 董全林 +1 位作者 张玉莲 张春熹 《现代电子技术》 北大核心 2015年第23期95-97,共3页

针对工业控制领域气动调节阀位置检测与控制的要求,研究了一种基于MSP430单片机的阀位智能调节测控系统。与传统的机械式阀位调控装置相比,该系统具有智能化、功能完善、控制灵敏的特点。硬件系统主要由单片机运算处理单元、前端采样、... 针对工业控制领域气动调节阀位置检测与控制的要求,研究了一种基于MSP430单片机的阀位智能调节测控系统。与传统的机械式阀位调控装置相比,该系统具有智能化、功能完善、控制灵敏的特点。硬件系统主要由单片机运算处理单元、前端采样、后端驱动以及外围功能芯片等构成;软件系统采用模块化设计思想,通过中断触发CPU的低功耗模式,可降低系统功耗,提高工作效率。经测试表明,系统以较低的成本实现了较好的性能,可以广泛应用于各种工控领域。 展开更多

关键词 MSP430F5438单片机 阀位控制 智能检测 调节阀

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电化学腐蚀制备原子力显微镜探针 被引量：3

5

作者 李英姿 李进 +1 位作者 钱建强 李华 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2014年第3期31-35,共5页

研究了实验室条件下采用电化学腐蚀方法制备原子力量微镜探针的工艺及实验参数对探针腐蚀精细程度的影响。实验设备虽然简单,但能制备出实用的探针。在制备过程中变量较多,可操作性强,使学生能深刻理解探针与样品表面相互作用过程,并对... 研究了实验室条件下采用电化学腐蚀方法制备原子力量微镜探针的工艺及实验参数对探针腐蚀精细程度的影响。实验设备虽然简单,但能制备出实用的探针。在制备过程中变量较多,可操作性强,使学生能深刻理解探针与样品表面相互作用过程,并对原子力显微镜的应用有初步的了解。 展开更多

关键词 原子力显微镜 探针制备 电化学腐蚀

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多层石墨烯纳米带光电探测器理论与性能分析 被引量：2

6

作者 刘海月 牛燕雄 +3 位作者 尹贻恒 丁铭 杨碧瑶 刘帅 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3811-3816,共6页

多层石墨烯具有超宽的光谱吸收范围及独特的光电性能,是制作下一代光电探测器件的理想材料。以石墨烯的带间隧穿理论为基础,提出了一个多层石墨烯纳米带结构的光电探测器模型,纳米带的两端与源极和漏极相连,夹在半导体基质和上下栅极之... 多层石墨烯具有超宽的光谱吸收范围及独特的光电性能,是制作下一代光电探测器件的理想材料。以石墨烯的带间隧穿理论为基础,提出了一个多层石墨烯纳米带结构的光电探测器模型,纳米带的两端与源极和漏极相连,夹在半导体基质和上下栅极之间。利用这个模型,建立了多层石墨烯纳米带探测器的光电转换机制,讨论了上栅极电压不同时探测器的工作原理,研究了源-漏极间光电流及暗电流与入射光能量的关系,探讨了探测器的偏置电压,耗尽层长度以及带隙取值对暗电流的影响,并分析了不同参数下探测器响应率以及探测率随入射光能量的变化关系。结果表明,探测器的响应率随纳米带层数的增加而增加,受带隙,耗尽层长度和偏置电压的影响,最大的响应率约为10~3 A·W^(-1);通过限制上栅压,带隙等变量可以控制系统暗电流,增大探测器的探测率,最高探测率约为10~9 cm·Hz^(1/2)·W^(-1)。多层石墨烯纳米带结构可以增强探测器对入射光的吸收,提高探测器的灵敏度以及对弱光的探测能力,实现对太赫兹到远红外波段入射光的有效探测,探测性能远高于许多量子结构和窄带半导体结构的光电探测器。 展开更多

关键词 石墨烯 纳米带 光电设备 探测

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状态激励轻敲模式原子力显微镜的设计与仿真 被引量：3

7

作者 华宝成 钱建强 姚骏恩 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期1-6,共6页

为轻敲模式原子力显微镜设计了一种激励方式,在带有状态反馈的轻敲模式原子力显微镜基础上,除去原有的外加激励信号而引入一个自动增益控制环节,用于维持状态反馈信号的幅度恒定,并将此信号作为悬臂振动的激励信号。该激励方式即为状态... 为轻敲模式原子力显微镜设计了一种激励方式,在带有状态反馈的轻敲模式原子力显微镜基础上,除去原有的外加激励信号而引入一个自动增益控制环节,用于维持状态反馈信号的幅度恒定,并将此信号作为悬臂振动的激励信号。该激励方式即为状态激励,用于轻敲模式时可称为状态激励轻敲模式原子力显微镜。采用Matlab/Simulink工具实现了对状态激励轻敲模式原子力显微镜系统的建模和数值仿真,起振曲线证明了状态激励信号能够驱动悬臂振动并调整其工作频率;逼近曲线、线扫描曲线等典型功能仿真实验证明了状态激励方式能够成功地应用于轻敲模式成像。 展开更多

关键词 原子力显微镜 轻敲模式 状态激励 数值仿真

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MOEMS陀螺的空间谐振腔微镜调节新方法

8

作者 刘惠兰 王勇 +1 位作者 唐依创 冯丽爽 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期549-552,共4页

空间谐振腔是空间谐振式MOEMS陀螺的核心敏感器件,构成谐振腔的微镜的调节是实现谐振腔的关键。提出了一种基于耦合原理调节空间谐振腔竖直微镜的方法。针对使用微加工工艺制作的竖直微镜,运用耦合原理将以往避免的调节耦合量作为有益... 空间谐振腔是空间谐振式MOEMS陀螺的核心敏感器件,构成谐振腔的微镜的调节是实现谐振腔的关键。提出了一种基于耦合原理调节空间谐振腔竖直微镜的方法。针对使用微加工工艺制作的竖直微镜,运用耦合原理将以往避免的调节耦合量作为有益量完成对微镜的空间调节。通过相应的调节基本结构及调节方法,对由相应的结构构成的微谐振腔分别进行了MATLAB及ANSYS仿真和分析。结果证实了此调节方法的可行性,基于该调节方法和调节结构完全能够实现微镜的高精度空间调节,对MOEMS陀螺的空间谐振腔的调整具有可靠的调节稳定性及更高的集成度,为空间谐振式MOEMS陀螺的实现提供一条新的路线。 展开更多

关键词 耦合原理 微镜 空间调节 MOEMS陀螺 集成

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基于双ARM的频率调制原子力显微镜 被引量：3

9

作者 高倩 王振宇 +2 位作者 李英姿 张应旭 钱建强 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2018年第11期107-110,共4页

设计了基于双ARM的频率调制原子力显微镜,以石英音叉探针作为力传感器,由自激励电路驱动探针振动在实时的共振频率处,并保持振幅恒定;采用两块ARM Cortex-M4内核的高性能微控制器进行频率解调和系统控制,频率解调采用软件锁相环设计,控... 设计了基于双ARM的频率调制原子力显微镜,以石英音叉探针作为力传感器,由自激励电路驱动探针振动在实时的共振频率处,并保持振幅恒定;采用两块ARM Cortex-M4内核的高性能微控制器进行频率解调和系统控制,频率解调采用软件锁相环设计,控制系统采用嵌入式实时操作系统CMSIS-RTOS RTX进行任务管理和调度,保证了系统的实时性。对标准样品进行扫描表明,该系统可以稳定工作。该频率调制原子力显微镜具有小型化、低成本的优势,可以被应用于教学实验。 展开更多

关键词 频率调制原子力显微镜 石英音叉探针 ARM

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高速原子力显微术研究进展 被引量：3

10

作者 赵剑勇 蔡微 商广义 《电子显微学报》 CAS CSCD 2013年第1期81-89,共9页

自1986年发明原子力显微镜以来,它已成为材料、生物以及纳米科技等许多领域的重要工具。由于常规原子力显微镜成像速度缓慢,在动态过程观测、工业生产线原位测量以及高密度信息存储等领域的应用受到限制,因此发展高速原子力显微术近年... 自1986年发明原子力显微镜以来,它已成为材料、生物以及纳米科技等许多领域的重要工具。由于常规原子力显微镜成像速度缓慢,在动态过程观测、工业生产线原位测量以及高密度信息存储等领域的应用受到限制,因此发展高速原子力显微术近年来已引起国内外的高度关注。本文综述了高速原子力显微术关键技术(包括:微小探针、高速扫描器设计和控制方法)以及应用等方面的最近进展。 展开更多

关键词 原子力显微镜 高速原子力显微成像 动态过程观测

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原子力显微镜引力域成像的驱动频率优化研究 被引量：1

11

作者 王伟 华宝成 +1 位作者 李英姿 钱建强 《电子显微学报》 CAS CSCD 2012年第6期517-522,共6页

探针的驱动频率是决定轻敲模式原子力显微镜工作域的重要因素之一。高于共振频率的驱动频率可明显促进探针工作在引力域。本文研究了驱动频率对探针在两个工作区域即引力域和斥力域之间进行转换的重要影响。采用数值仿真的方法针对不同... 探针的驱动频率是决定轻敲模式原子力显微镜工作域的重要因素之一。高于共振频率的驱动频率可明显促进探针工作在引力域。本文研究了驱动频率对探针在两个工作区域即引力域和斥力域之间进行转换的重要影响。采用数值仿真的方法针对不同的驱动频率研究了振幅距离曲线和行扫描曲线。结果证明不同的驱动频率对探针工作在引力域的促进作用不同,当选择高于共振频率且探针振幅下降到自由状态下共振振幅的30%时所对应的驱动频率附近,此时的驱动频率对引力域成像促进效果最好。 展开更多

关键词 原子力显微镜 轻敲模式 引力域 驱动频率

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音圈电机一维运动迟滞补偿教学平台 被引量：1

12

作者 许泽宇 周之泰 +2 位作者 李英姿 陈毅夫 张应旭 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2018年第8期65-68,共4页

搭建了一套适用于教学的音圈电机一维运动迟滞补偿平台。采用广义Prandtl-Ishlinskii迟滞模型对音圈电机的迟滞现象进行建模,利用粒子群算法对模型的参数进行识别,通过多个粒子向最优解不断逼近,每次取众多粒子中最优的粒子的解,得到最... 搭建了一套适用于教学的音圈电机一维运动迟滞补偿平台。采用广义Prandtl-Ishlinskii迟滞模型对音圈电机的迟滞现象进行建模,利用粒子群算法对模型的参数进行识别,通过多个粒子向最优解不断逼近,每次取众多粒子中最优的粒子的解,得到最接近实验数据的拟合参数,使得迟滞模型很好地描述音圈电机一维运动的状态。通过反演算法进行迟滞补偿。实验结果验证该算法能够很好地校正迟滞现象带来的位移偏差。教学平台能够使学生更好地理解迟滞现象及其影响,学会建立音圈电机的迟滞模型和补偿音圈电机的迟滞现象。 展开更多

关键词 迟滞现象 迟滞补偿 音圈电机 教学平台

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基于透射电子显微镜TDX-200观察室的应力、应变分析

13

作者 童超 崔益民 +1 位作者 王荣明 方进 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期569-573,共5页

透射电子显微镜的观察室不仅要有便于观察、成像、照相等功能,还承载着电镜主体镜筒和电子枪的重量,因此观察室的设计与加工是镜筒主体制造的关键部分。本文以我国自主设计的TDX-200透射电子显微镜的观察室为研究对象,采用有限元结构分... 透射电子显微镜的观察室不仅要有便于观察、成像、照相等功能,还承载着电镜主体镜筒和电子枪的重量,因此观察室的设计与加工是镜筒主体制造的关键部分。本文以我国自主设计的TDX-200透射电子显微镜的观察室为研究对象,采用有限元结构分析软件ANSYS对其进行应力应变分析计算,为该类型的透射电子显微镜观察室设计和制造提供可靠数据。 展开更多

关键词 透射电子显微镜 观察室 应力应变 ANSYS

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谐振式硅基集成光学陀螺的偏振噪声建模与分析 被引量：7

14

作者 于怀勇 张春熹 +3 位作者 冯丽爽 刘惠兰 焦志超 王俊杰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期1287-1293,共7页

偏振噪声是谐振式集成光学陀螺的主要光学噪声源,其存在大大降低了系统的精度,为了定量化研究谐振式集成光学陀螺偏振噪声的产生机理,利用琼斯矩阵和光束传播法建立了谐振式硅基集成光学陀螺偏振噪声模型,该模型综合考虑了波导传输介质... 偏振噪声是谐振式集成光学陀螺的主要光学噪声源,其存在大大降低了系统的精度,为了定量化研究谐振式集成光学陀螺偏振噪声的产生机理,利用琼斯矩阵和光束传播法建立了谐振式硅基集成光学陀螺偏振噪声模型,该模型综合考虑了波导传输介质中的光偏振态交叉耦合、应力双折射等的影响,有效地逼近了实际的物理系统。基于上述模型得出了谐振腔内二氧化硅波导本征偏振态交扰与陀螺极限输出之间的表达式。对波导谐振腔内与偏振相关的3个因素:输入光偏振态、温度波动和波导保偏性能进行了仿真分析。并通过在输入端插入高偏振度起偏器的实验装置,有效验证了所建偏振理论模型受输入光偏振态波动影响的正确性。 展开更多

关键词 谐振式硅基集成光学陀螺 光学噪声 偏振噪声 双折射 偏振态交叉耦合

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石英振梁加速度计谐振器的结构设计 被引量：9

15

作者 冯丽爽 王文璞 +1 位作者 周震 杨功流 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期101-105,共5页

石英谐振器的设计是实现高精度石英振梁加速度计的关键。首先对石英晶体的最优切型切角结构进行研究,确定石英晶体的最优切型切角为(xyt)5°。其次,理论分析并通过仿真验证了石英谐振器的结构参数对石英振梁加速度计标度因数的影响... 石英谐振器的设计是实现高精度石英振梁加速度计的关键。首先对石英晶体的最优切型切角结构进行研究,确定石英晶体的最优切型切角为(xyt)5°。其次,理论分析并通过仿真验证了石英谐振器的结构参数对石英振梁加速度计标度因数的影响,并对石英谐振器的结构参数进行了优化。最后,对石英谐振器进行了模态仿真,并分析了石英谐振器的尺寸制作偏差对标度因数的影响。用有限元分析方法得到了石英谐振器的理想振型,且石英振梁加速度计的标度因数为40 Hz/g。理论及仿真结果表明该石英谐振器可应用于高标度因数石英振梁加速度计中。 展开更多

关键词 石英谐振器 振梁加速度计 制作偏差 有限元分析

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TDX-200F透射电镜高压测试系统的设计与应用 被引量：7

16

作者 董全林 于成交 +6 位作者 杨彦杰 袁水平 吴国增 张春熹 姚骏恩 许春兰 王爱民 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期567-570,共4页

本文针对加速电压稳定度、电压值及加速电压纹波值性能指标设计了TDX-200F透射电镜高压电源测试系统。首先阐述了系统的工作原理,然后根据基本测试功能和主要技术指标设计了高压测试系统。该系统采取虚拟仪器技术,大大提高测试效率,经... 本文针对加速电压稳定度、电压值及加速电压纹波值性能指标设计了TDX-200F透射电镜高压电源测试系统。首先阐述了系统的工作原理,然后根据基本测试功能和主要技术指标设计了高压测试系统。该系统采取虚拟仪器技术,大大提高测试效率,经过现场调试,现已用于新研制的TDX-200F场发射枪透射电子显微镜高压系统测试中。实验证明该测试系统稳定、可靠,可用于高压电源系统性能指标的测试。 展开更多

关键词 透射电子显微镜 高压测试系统 电压稳定度 电压纹波值

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磁性目标定位误差分析及修正 被引量：10

17

作者 张宁 王三胜 李华 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期1719-1724,共6页

磁性目标定位方法在很多领域都有重要的应用价值,如航空磁性探测,地下矿产检测等。当磁传感器与磁性目标的距离足够远时,磁性目标可以等效成磁偶极子,通过磁传感器测量磁场值和磁场梯度值,依据算法得出定位结果,并对定位误差进行了分析... 磁性目标定位方法在很多领域都有重要的应用价值,如航空磁性探测,地下矿产检测等。当磁传感器与磁性目标的距离足够远时,磁性目标可以等效成磁偶极子,通过磁传感器测量磁场值和磁场梯度值,依据算法得出定位结果,并对定位误差进行了分析,主要是系统误差和随机误差的分析。通过对传感器间距(即基线距离)引起的误差进行分析,提出使用迭代校正方法对误差进行修正,对于磁矩强度为2 Am^2的磁偶极子,在70 cm范围内不同基线距离的梯度传感器通过迭代校正方法可以将误差由10%以上降低到5%以下;通过对磁性目标磁矩方向引起的误差进行分析,提出使用广义逆矩阵法来消除磁矩方向变化引起的盲区问题,由此可以实现无盲区的探测。 展开更多

关键词 磁性目标定位 磁场梯度 定位误差 误差修正

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两类鞍形线圈产生磁场均匀性效能的研究 被引量：5

18

作者 丁莹 董全林 +2 位作者 赵伟霞 李茹杰 房建成 《计量学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期638-643,共6页

以毕奥-萨伐尔定律在笛卡尔直角坐标下对两种鞍形匀场线圈进行数学建模，通过对两种轴对称线圈单组的数值分析得出线圈系统在径向磁场分布的一般特征，在理论计算获得线圈最佳结构下利用Matlab优化结构参数。对比了这两类鞍形线圈在轴... 以毕奥-萨伐尔定律在笛卡尔直角坐标下对两种鞍形匀场线圈进行数学建模，通过对两种轴对称线圈单组的数值分析得出线圈系统在径向磁场分布的一般特征，在理论计算获得线圈最佳结构下利用Matlab优化结构参数。对比了这两类鞍形线圈在轴上和空间立方体的磁场均匀区大小及与中心磁场的相对偏差。并给出了这两种线圈磁场相对偏差｜s｜≤1％的有效匀场空间区域，为主动屏蔽系统的线圈类型选择提供了参考依据。 展开更多

关键词 计量学 磁场屏蔽 矩鞍形线圈 圆鞍形线圈 MATLAB

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石墨提纯工艺研究进展综述和新技术展望 被引量：12

19

作者 王三胜 王莹 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期147-151,共5页

石墨具有导电、耐热、韧性好、抗腐蚀、可塑性强、润滑性能好等优异性能,可广泛应用于冶金、机械、电子、化工、医学、国防、航天等行业,是当今高新技术发展必不可少的非金属材料。石墨的纯度决定着石墨产品的综合使用性能,然而石墨提... 石墨具有导电、耐热、韧性好、抗腐蚀、可塑性强、润滑性能好等优异性能,可广泛应用于冶金、机械、电子、化工、医学、国防、航天等行业,是当今高新技术发展必不可少的非金属材料。石墨的纯度决定着石墨产品的综合使用性能,然而石墨提纯关键技术掌握在美国等发达国家手中,我国的高纯石墨大多依赖进口。本文主要介绍了石墨不同提纯工艺的研究进展,包括提纯工艺原理、提纯条件和提纯设备等,为实现我国石墨资源的有效利用提供参考及借鉴。 展开更多

关键词 石墨 提纯 酸碱法 水热法

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双圈共轴线圈产生错位对激励磁场的影响 被引量：3

20

作者 董全林 刘雪萍 +1 位作者 张春熹 姚骏恩 《计量学报》 CSCD 北大核心 2013年第6期573-578,共6页

研究了双圈环形电流发生错位情况下其在空间激励产生磁场的分布变化，用最基本的毕奥一萨伐尔定律和叠加定理推算出磁场公式，并借助MATLAB软件计算出磁感应强度变化的数值解，画出磁场变化分布图等。由此判断出磁感应线圈缠绕规则性对... 研究了双圈环形电流发生错位情况下其在空间激励产生磁场的分布变化，用最基本的毕奥一萨伐尔定律和叠加定理推算出磁场公式，并借助MATLAB软件计算出磁感应强度变化的数值解，画出磁场变化分布图等。由此判断出磁感应线圈缠绕规则性对激励磁场分布的影响，对于一定精度的磁场的产生、保持给出合理的理论建议。计算结果表明，线圈因缠绕规则性等原因引起的细微错位而导致的磁场分布变化在10^（-6）量级以下，对现阶段实际应用磁场的影响是可接受的。 展开更多

关键词 计量学 磁场分布变化 毕奥-萨伐尔定律 环形电流 MATLAB

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