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基于磁控溅射的Pt/PtRh高温薄膜热电偶传感器集成工艺

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材料工程 2024年

作者：张文琦沈统王林斌赵未昀邓元北京航空航天大学杭州创新研究院浙江省智能传感材料与芯片集成技术重点实验室北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院

Pt/PtRh为高温薄膜热电偶敏感材料，Al2O3和SiO2为复合绝缘层材料，采用磁控溅射法成功制备Pt/PtRh薄膜热电偶及Al2O3／SiO2复合型上下绝缘层，并通过掩膜-沉积法实现薄膜热电偶图案化制备。研究结果表明：制备的复合绝缘层Al2O3/SiO2... 详细信息

Pt/PtRh为高温薄膜热电偶敏感材料，Al2O3和SiO2为复合绝缘层材料，采用磁控溅射法成功制备Pt/PtRh薄膜热电偶及Al2O3／SiO2复合型上下绝缘层，并通过掩膜-沉积法实现薄膜热电偶图案化制备。研究结果表明：制备的复合绝缘层Al2O3/SiO2能够有效保证高温薄膜热电偶传感器在1200 ℃高温下的绝缘性和化学稳定性。Pt/PtRh热电偶阵列精度达到200 μm，可在1200 ℃下稳定工作超过2200 min，经过4000 min升降温循环测试后，热电偶输出热电势偏差小于1%。热电偶传感器整体厚度小于20 μm，集成于合金与热障涂层之间的热电偶在高温服役环境下可稳定工作并测量合金表面温度。多层结构的样件在服役测试中无分层、脱落现象，热电偶稳定输出信号。

关键词：高温薄膜热电偶铂-铂铑热电偶塞贝克效应氧化铝绝缘层氧化硅绝缘层

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基于Zynq的微地震数据采集优化技术研究

仪表技术与传感器 2024年第1期 76-80页

作者：阮波沈统徐垒杨兰阳刚西南科技大学信息工程学院成都理工大学核技术与自动化工程学院

为解决微地震监测系统长时间连续采集导致的数据存储压力大的问题,设计了一种以Zynq为核心的微地震数据采集优化系统。在Zynq XC7010芯片的PL部分完成4路ADC并行采样控制,在PS部分内嵌修正能量比(MER)算法实现对连续采集的震动信号进行... 详细信息

为解决微地震监测系统长时间连续采集导致的数据存储压力大的问题,设计了一种以Zynq为核心的微地震数据采集优化系统。在Zynq XC7010芯片的PL部分完成4路ADC并行采样控制,在PS部分内嵌修正能量比(MER)算法实现对连续采集的震动信号进行自动识别,并增加动态阈值方法来降低震动信号识别的漏判率,进一步提高该算法识别精度,从而较大程度减少无效噪声数据的存储。实验结果表明:该系统对震动信号响应灵敏,即使是低信噪比的震动信号也能准确识别;同时与IMS微震监测系统相比,经过16 h的连续采集,该系统的数据存储量仅为IMS系统的31%,有效地降低了连续采集过程中的数据存储压力。

关键词：微地震监测系统数据存储压力 Zynq XC7010 MER算法自动识别动态阈值方法

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基于展开-合成技术平顶尖峰成形算法研究

核技术 2024年第1期47卷 67-75页

作者：兰继美尹文成刘羽沈统张金钊冷阳春西南科技大学绵阳621010 中广核工程有限公司深圳518124 自然资源部第三海洋研究所厦门361005

展开-合成技术常用于核辐射测量中的数字脉冲处理系统。本文提出了一种基于脉冲展开-合成技术的多项式数字脉冲成形方法,实现了平顶展宽尖峰脉冲成形算法。该算法首先将核脉冲信号展开为单位脉冲系列组合,然后合成冲激响应系统来形成尖... 详细信息

展开-合成技术常用于核辐射测量中的数字脉冲处理系统。本文提出了一种基于脉冲展开-合成技术的多项式数字脉冲成形方法,实现了平顶展宽尖峰脉冲成形算法。该算法首先将核脉冲信号展开为单位脉冲系列组合,然后合成冲激响应系统来形成尖峰形状,利用改进的平顶尖峰成形算法处理,并在幅值提取准确性、抗干扰能力和堆积识别等方面与传统的滤波成形算法进行比较分析。实验结果表明:针对137Cs的γ特征峰,在相同的成形时间,平顶尖峰成形算法的能量分辨率为7.2%,优于梯形成形、三角成形和高斯成形算法,并且具有高计数率通过性能。因此,该方法可有效取代传统的脉冲成形方法,用于高精度、高计数率的γ能谱测量。

关键词：展开-合成技术平顶尖峰成形堆积识别能量分辨率

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武器装备用不锈钢紧固件的真空渗氮工艺研究

武器装备用不锈钢紧固件的真空渗氮工艺研究

作者：沈统沈阳理工大学

学位级别：硕士

不锈钢紧固件因其具有良好的耐腐蚀性,在武器装备上得到广泛应用。但不锈钢的硬度较低、耐磨性较差,不锈钢紧固件常常因为表面质量的下降而出现失效,这严重影响了武器装备的可靠性。本文通过真空气体渗氮技术实现AISI 316不锈钢的表面强... 详细信息

不锈钢紧固件因其具有良好的耐腐蚀性,在武器装备上得到广泛应用。但不锈钢的硬度较低、耐磨性较差,不锈钢紧固件常常因为表面质量的下降而出现失效,这严重影响了武器装备的可靠性。本文通过真空气体渗氮技术实现AISI 316不锈钢的表面强化,系统地研究了渗扩比、氮势等工艺参数对不锈钢渗氮层的影响,利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段分析不锈钢渗氮层的组织与性能。通过改变真空两段渗氮工艺中强渗与扩散时间的比例,表明延长扩散阶段时间有利于增加渗层厚度和渗层中γ’-Fe4N相的形成,工艺渗扩比1:2时的渗层中出现明显的过渡层,渗层厚度达到120μm,比渗扩比1:1时增加了 24μm;扩散阶段的延长可以改善表面氮化物的形貌,表面氮化物由尺寸较大的团簇状转变为分布密集的柱状晶形态,进一步提高了工件的耐磨性,在20N载荷的摩擦实验中,磨损机理由基体的塑性变形转变为磨粒磨损,渗扩比1:2的磨损质量仅为基体的1/30。通过等温渗氮工艺对比实验,表明高温低氮势有利于ε-Fe2～3N相的形成,但时间过长会在工件表面产生分层、疏松等现象,通过分析摩擦实验以及观测磨痕的表面形貌,发现氮化物出现脱落在表面形成凹坑。通过对比真空两段渗工艺与等温渗氮工艺,发现提高氮势有利于在工件表面建立氮浓度,提高渗层的氮含量;真空两段渗工艺在节约氨气消耗方面比等温渗氮工艺具有优势。耐腐蚀性研究表明,真空渗氮后不锈钢的抗点蚀性能提高,渗扩比1:2在阳极强极化区的Tafel斜率最大,发生腐蚀的阻抗最大,耐腐蚀性最优。综合分析最佳渗氮工艺为渗扩比1:2。

关键词： AISI316不锈钢真空气体渗氮氮势渗扩比耐磨性

渗扩时间比对AISI 316不锈钢渗氮层组织与性能的影响

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金属热处理 2022年第5期47卷 183-188页

作者：沈统杨丽李振冯凌宵沈阳理工大学装备工程学院辽宁沈阳110000

采用真空两段渗氮工艺,在不同的强渗、扩散时间下对AISI 316不锈钢进行渗氮处理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、显微硬度测试和摩擦磨损试验等分析了渗氮层的组织和性能。结果表明,经过12 h的真空渗氮后,AISI 31... 详细信息

采用真空两段渗氮工艺,在不同的强渗、扩散时间下对AISI 316不锈钢进行渗氮处理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光学显微镜(OM)、显微硬度测试和摩擦磨损试验等分析了渗氮层的组织和性能。结果表明,经过12 h的真空渗氮后,AISI 316不锈钢表面形成了一层由γ′-Fe_(4)N、ε-Fe_(2-3)N和CrN等相组成的渗氮层,其表面硬度和耐磨性能相较于基体均有明显的提高。其中,渗扩时间比为1∶1(强渗6 h、扩散6 h)时的渗层厚度约为96μm,表面硬度约为1069 HV0.5,是基体表面硬度的4.5倍,在20 N载荷下的磨损量约为基体的1/3;渗扩时间比为1∶2(强渗4 h、扩散8 h)时的渗层厚度约为120μm,ε-Fe_(2-3)N相衍射峰增强,在20 N载荷下的磨损量约为基体的1/30。延长扩散时间能增加渗氮层厚度,改善表面形貌,进一步提高不锈钢的耐磨性。

关键词：真空渗氮 AISI 316不锈钢渗扩时间比显微组织耐磨性能

不同渗氮时间下二段式真空渗氮后PCrNi3Mo钢表层的显微组织与性能

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机械工程材料 2022年第9期46卷 11-15,75页

作者：李振杨丽沈统冯凌宵沈阳理工大学装备工程学院沈阳110000

采用二段式真空渗氮工艺对调质态PCrNi3Mo钢进行表面改性处理,在渗氮温度及氮势相同的条件下,对比研究了强渗阶段和扩散阶段时间均为6 h以及强渗阶段时间为4 h和扩散阶段时间为8 h条件下试验钢表层的组织、物相组成、硬度及耐磨性能。... 详细信息

采用二段式真空渗氮工艺对调质态PCrNi3Mo钢进行表面改性处理,在渗氮温度及氮势相同的条件下,对比研究了强渗阶段和扩散阶段时间均为6 h以及强渗阶段时间为4 h和扩散阶段时间为8 h条件下试验钢表层的组织、物相组成、硬度及耐磨性能。结果表明:渗氮后试验钢表层物相为ε-FeN相,2种渗氮时间下渗氮层的厚度分别为0.6,0.7 mm左右,表面硬度分别为660.3,581.3 HV,显著高于基体的360 HV;前者渗氮时间下渗氮层中化合物层致密性较差,微孔较多,渗氮层硬度过渡良好,在距表面距离大于0.3 mm时的硬度较高,渗氮层的摩擦因数和磨损量较低,磨损表面犁沟较浅,耐磨性能较好。

关键词：二段式真空渗氮 PCrNi3Mo钢硬度耐磨性能

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基于检测指数判决的子空间方位估计方法

振动与冲击 2021年第4期40卷 114-119,204页

作者：杨丽沈统秦洁沈阳理工大学装备工程学院沈阳110159

针对子空间高分辨方位估计方法稳健性差的问题,根据协方差矩阵稳定估计所需累积次数和各子空间强度谱检测指数差异性,提出一种基于检测指数判决的子空间方位估计方法。该方法将协方差矩阵频域求取过程转换为经相参补偿的时域求取,降低... 详细信息

针对子空间高分辨方位估计方法稳健性差的问题,根据协方差矩阵稳定估计所需累积次数和各子空间强度谱检测指数差异性,提出一种基于检测指数判决的子空间方位估计方法。该方法将协方差矩阵频域求取过程转换为经相参补偿的时域求取,降低空间数据稳定性对协方差矩阵估计的影响;依据各子空间强度谱检测指数差异,提取各子空间强度谱判决统计量;根据判决统计量实现对目标子空间判决,降低空间背景噪声对最终合成空间强度谱影响。数值仿真及实测数据处理结果表明,相比现有子空间高分辨方位估计方法,该方法能有效降低空间非稳定数据对协方差矩阵估计产生的影响;同时通过对各子空间判决处理,进一步降低了对最低信噪比的需求。

关键词：方位估计协方差矩阵检测指数判决统计量

江苏高碘地区碘营养状态变化对老年人群甲状腺功能的影响:一项系列横断面调查

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中华内分泌代谢杂志 2024年第1期40卷 37-43页

作者：张梦杰张丽娜密玮诺孙宇沈统高陈国芳刘超徐书杭南京中医药大学附属中西医结合医院内分泌科 210028 徐州医科大学附属宿迁医院内分泌科 223800 徐州睢宁县糖尿病内分泌医院 221200

目的调查水源性高碘地区改水后≥65岁老年人碘营养状态的变化及对老年人甲状腺功能的影响。方法选取2015年至2017年我国31省市甲状腺疾病、碘营养和糖尿病的全国流行病学调查(TIDE研究)的江苏徐州姚集镇(水源性高碘地区)调查结果,选取2... 详细信息

目的调查水源性高碘地区改水后≥65岁老年人碘营养状态的变化及对老年人甲状腺功能的影响。方法选取2015年至2017年我国31省市甲状腺疾病、碘营养和糖尿病的全国流行病学调查(TIDE研究)的江苏徐州姚集镇(水源性高碘地区)调查结果,选取2021年5月至8月对江苏省宿迁顺河镇(碘大于适宜量地区)及徐州姚集镇≥65岁老年人群甲状腺疾病的筛查、监控和干预(TOPS研究)的调查结果。每位受试者均完成问卷调查、体格检查、实验室检测和甲状腺超声检查。最终纳入≥65岁老年人2 717名,其中,组1为TIDE组,258名;组2为TOPS徐州组,1 313名;组3为TOPS宿迁组,1 146名。结果组2的尿碘浓度(UIC)显著低于组1[(235.16±67.09)μg/L对(491.58±384.93)μg/L,P0.05]。组2的血清促甲状腺素(TSH)水平显著低于组1[(2.92±5.14)μIU/mL对(4.15±9.19)μIU/mL,P<0.001]。与组2和组3相比,组1老年人亚临床甲状腺功能减退症(甲减)的患病率最高(22.48%对10.13%和8.12%,P<0.001)。无论是在高碘地区还是在碘大于适宜量地区,TSH水平均与年龄呈线性相关。随着年龄的增长,TSH水平逐渐升高。结论增龄和碘营养状态与老年人TSH水平改变显著相关。高碘地区老年人碘营养状况恢复正常后可显著减少老年人甲减的患病率。

关键词：碘营养状态碘过量老年人群促甲状腺素甲状腺功能减退

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一种数字三分量地震微测井仪器设计

地球物理学报 2017年第11期60卷 4241-4252页

作者：李怀良庹先国刘勇沈统核废物与环境安全国防重点学科实验室(西南科技大学) 四川绵阳621010 四川理工学院四川自贡643000 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学) 成都610059

针对当前地震微测井仪器在施工和数据采集方面的难题,从提高数据采集质量及仪器功能性方面提出了几种改进方法.主要利用MEMS加速度传感器结合多路并行处理采集方法设计了数字检波器,并集成姿态检测技术直接实现水平分量数据的校正功能,... 详细信息

针对当前地震微测井仪器在施工和数据采集方面的难题,从提高数据采集质量及仪器功能性方面提出了几种改进方法.主要利用MEMS加速度传感器结合多路并行处理采集方法设计了数字检波器,并集成姿态检测技术直接实现水平分量数据的校正功能,保证系统采集的质量;提出了Ethernet-RS485分布式总线自动控制技术,实现各级联探管的随机组合,同时采用电动方式控制探管操作,提高系统的集成化程度.文中详细分析了利用姿态检测技术实现水平分量数据校正的方法,解决了级联探管随机组合控制和震源激发方位的判定问题.仪器单节探管支持三分量并行采集,有效分辨率达18位,参数可远程配置,同时具备快速显示探管姿态的功能,且支持远程控制,非常适于复杂环境下的工程勘探,整个系统实现全数字化操作且仅需四芯电缆互连,从而缩小了设备的体积和重量,降低施工布线的复杂性.

关键词：垂直地震测井 MEMS检波器三分量检波器数据校正分布式系统