美国采用新型键合技术改进氮化镓器件的散热性能

2020-05-16 03:07
军民两用技术与产品 2020年4期
关键词:柔性

美国佐治亚理工学院采用一种表面活化键合方法,成功在室温下将氮化镓(GaN)与金刚石集成在一起。研究人员首先在高真空环境中使用离子源清洁氮化镓和金刚石的表面,然后通过形成悬空键来活化表面。在离子束中加入少量硅,有助于在室温下形成牢固的原子键,使氮化镓和单晶金刚石直接结合,从而制造出高电子迁移率晶体管(HEMTs)。通过该方法,从氮化镓到单晶金刚石的界面层只有4nm厚,散热效率比现有的金刚石衬底氮化镓HEMTs高2倍,未来有望用于制造无线发射机、雷达、卫星设备及其他大功率和高频电子设备。(国防制造)

普渡大学研发新型汽车、制造业用镍制造技术

美国普渡大学的研究人员创造了一种创新技术,可用于制造新型镍金属,有助于未来生产救生医疗设备、高科技设备,以及具备强大耐腐蚀性能的汽车部件。研究人员使用单晶衬底作为生长模板,结合设计的电化学配方,促进孪晶边界的形成,并抑制传统晶粒边界的形成。此种高密度的孪晶边界使得镍金属的机械强度超过2GPa,低腐蚀电流密度为6.91×10-8A/cm2,极化电阻高达516kΩ。该纳米孪晶镍可用作汽车行业、天然气和石油行业的防腐涂料,此种混合技术制成的新型镍金属可应用于微电子机械系统(MEMS)行业。(盖世汽车网)

以昆虫为灵感 科学家开发出半软体“柔性骨骼”机器人

软体机器人通常都是一次性手工组装的。美国加州大学圣迭戈分校的科学家受昆虫的“外骨骼”启发,研发出了所谓的 “柔性骨骼”机器人。研究人员将聚合物层3D打印到薄而有弹性的聚碳酸酯板上;通过调整打印过程,可使聚合物在需要的地方变得柔性,但在其他地方则表现出不同程度的刚性。据悉,使用普通3D打印机即可制作出这样的小型柔性骨架,然后,该骨架底座可与类似乐高的电子元件配对,形成一个完整的机器人。目前,打印和组装这样的“柔性骨骼”机器人只需不到2h。尽管如此,科学家们现在正在开发一条完全自动化的装配线,用于制造整个“成群”的机器人,将其用于在灾难现场开展搜寻等任务。(中科院网站)

UVeye开发紧急车辆检测系统 可无接触检测新冠患者

以色列UVeye公司开发了一种配备热传感器的无接触式紧急车辆检测系统,不仅可以检测车辆的安全问题,还可以透过汽车挡风玻璃识别发烧的驾驶员和乘客。UVeye系统配备红外热成像技术,可以从几米或更远处检测体温,从而帮助医务人员快速识别可能需要进一步进行病毒检测或者治疗的人。配备热传感器的车辆检测系统可以部署在医院、医疗机构和其他社区场所的紧急车辆通道处,帮助检测潜在的新型冠状病毒感染者。据悉,UVeye公司将帮助美国在疫情严重地区建立免下车检测点。(盖世汽车网)

我国研制出零滞后超高弹性应变的单晶纤维

北京科技大学制备出一种宽温域下具有零滞后超高弹性应变的NiCoFeGa单晶纤维,有望满足航天和医疗领域的迫切需求。该单晶纤维的直径为30~500μm,长度可达1m以上,在室温下具有高达15.2%的零滞后弹性形变,最高超弹应力达1.5MPa,在-150~150℃温度范围内,其超弹性能基本不随温度变化,呈现出优于传统超弹合金的超临界弹性。此外,该单晶纤维还具有高应变(10%)下优良的循环稳定性和弹性储能。该超临界弹性材料的服役温度范围为-273~150℃,且性能对温度变化不敏感,可满足探月及其他外太空探测对弹性元件的苛刻要求。该单晶纤维的研发为智能金属材料领域提供了一种性能优越的超临界弹性材料,同时为该领域开辟了新的研究方向。(科学网)

基于可持续柔性水伏发电机的自供能可穿戴传感系统研究获进展

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所通过水源形态及器件结构设计,制备了一种具有良好便携性、柔性和稳定性的水伏发电机,并将其作为柔性电子器件能源供给平台构建了柔性可穿戴自供能传感系统。研究团队采用聚乙烯醇(PVA)将功能化碳纳米颗粒(FCB)绑定到三维海绵骨架(3DS)上,并进一步将得到的PVA@FCB@3DS薄膜与固体高吸水性水凝胶共组装,构建了HPG。基于构建的PVA@FCB@3DS薄膜上具有交叠双电层(EDL)纳米通道,HPG可以利用水的自发蒸发将周围的热量连续转换为电能,而无需任何外部能量供应。此外,柔性HPG可以在较大范围的弯曲应变状态下,保持稳定的产电性能。(中科院网站)

我国科学家在锡基钙钛矿太阳能电池方面取得重要进展

我国科学家对锡基钙钛矿太阳能电池进行了设计,选用LUMO(最低未占分子轨道)能级较浅的富勒烯衍生物ICBA取代常用的PCBM作为电子传输层材料,提高了光照条件下的准费米能级位置,且ICBA抑制了碘离子迁移带来的n型掺杂,降低了传输层和锡基钙钛矿界面的载流子复合,最终实现了锡基钙钛矿太阳能电池0.94V的开路电压和12.4%的光电转化效率。该研究推动了锡基钙钛矿太阳能电池的发展,提高了其光电转化效率,对发展环境友好型非铅钙钛矿太阳能电池具有重要意义。(科技部网站)

我国成功研发出密度低于水的液态金属

中国科学院理化技术研究所双聘研究员、清华大学教授刘静团队首次提出“轻质液态金属”的概念,研发出了密度低于水的液态金属复合材料,为打造液态金属机器人奠定了基础。该“轻质液态金属”是一种由空心玻璃微珠和镓铟共晶组成的非常规超轻材料GB-eGaln,其密度低于2.010g/cm³,甚至可达0.448g/cm³,比水更轻。经温度调节,该材料也可保持优异的适形性、导电性,可在完全柔软状态和坚硬状态之间自由切换。该材料可成型为薄片,也可构筑成三维立体结构,重复使用8次后功能无明显损失,未来该材料可用于制造软体机器人及智能水下装置。(中科院网站)

中国科大实现超快原型存储器 具有亚纳秒信息写入速度

中国科学技术大学李晓光教授团队研究实现了具有亚纳秒信息写入速度的超快原型存储器,可用于构建存算一体人工神经网络。基于隧道结能带的设计,以及对阻变速度、开关比、操作电压的调控,该原型存储器信息不仅写入速度快,而且闪存寿命远超商用。即使在极端高温(225℃)环境下仍能进行信息的写入,可实现高温紧急情况的备用。该铁电隧道结非易失性存储器具有超快、超低功耗、高密度、长寿命、耐高温等特性,特别是其忆阻特性可用于构建超快的人工突触器件,从而用于开发超快的人工神经网络存算一体系统。利用其构建的人工神经网络可用于识别MNIST手写数字,准确率达90%以上。(中国科大网站)

连续多视角任务学习让机器人“更快”认知不同的世界

为解决现存大部分的多视角任务学习模型不能快速学习新任务的问题,中国科学院沈阳自动化研究所科研团队提出了一种连续多视角任务学习算法,可使机器人“更快”地认知世界。科研人员提出了一种集成深度矩阵分解和稀疏子空间学习的连续多视角任务学习模型——DCMvTL。DCMvTL首先采用深度矩阵分解技术捕捉新任务中的隐含和分层表达知识,同时以一种逐层的方式存储这些新鲜的多视角知识。在此基础上,将一种稀疏子空间学习模型应用于每一层抽取的因子矩阵上,并通过一个自表达约束捕获跨视角关联。结果表明,该模型不仅能实现较高的认知准确率,同时能保持较高的学习效率。(中科院网站)

自主率100% 我国船舶电推技术获重大突破

中国中车股份有限公司所属株洲电力机车研究所有限公司宣布,国产首台兆瓦级船舶直流组网电力推进系统装置成功下线,自主率达到100%,该推进装置将首次应用于深圳观光双体船。直流并网技术是当前船舶电力推进发展的主流趋势,国内公司在核心技术上还没有自主化,此次推出的船舶电推系统是国产首台船舶直流组网电力推进系统,创新性地采用了固态断路器、永磁发电机、动力电池、永磁电动机等技术,开创了多个全球首例应用。该系统的空间布局优化将提升40%以上,节能效果较交流电力推进系统提升20%以上,多项装备填补了国内空白,整体技术将达国际领先水平。(新浪网)

“三明治”夹层材料让火箭长排罩减重30%

中国运载火箭技术研究院所属航天材料及工艺研究所研制出一种泡沫夹层结构材料,比应用金属材料减重50%,比应用普通复合材料减重30%,研制人员形象地称其为“三明治”材料。 该材料分3层,上下都是碳纤维蒙皮材料,中间是一层泡沫,看起来就像平日里常吃的“三明治”。该材料最大的优点就是轻,而且还耐高温高压,主要应用于火箭长排罩上,让其减重了几百千克。目前,该材料已应用在“长征”五号火箭长排罩上,其成功应用对未来重型火箭的研制也具有重要意义。(火箭院网站)

我国利用火箭助推器首次实现火箭残骸伞降控制精准回收

我国用“长征”三号乙运载火箭成功发射第54颗北斗导航卫星,在此次任务中,火箭助推器首次验证了基于降落伞的落区控制技术。火箭残骸坠落至地面会对周边居民的安全造成影响,为此,研制人员给火箭的一个助推器安装了多个降落伞,降落伞在坠落过程中先后展开,成功控制了助推器坠落时的姿态和方向。为了准确抓住开伞时机,研制人员在助推器上安装了一套测量装置,能够实时监测到助推器的位置和姿态。不仅如此,这套装置还基于“北斗”系统,能够实现其在复杂野外山林地区的精准定位跟踪,帮助研制人员在残骸坠落后迅速找到落点位置。这也是我国首次在火箭发射任务中实现残骸信息的实时接收、处理和显示。(《科技日报》)

我国首个核电站废旧金属熔炼项目热试成功

湖南核工业宏华机械有限公司组织实施的我国首个核电站废旧金属熔炼项目热试一次成功,填补了国内人工核素污染金属循环再利用产业的空白。核电站废旧金属熔炼项目是国内首条核电站废旧金属熔炼去污处理循环再利用生产线。依据国家废物最小化战略要求,宏华公司开展了核电站放射性金属的熔炼循环再利用研究,并建设了我国第一条用于处理含人工放射性核素废旧的金属熔炼生产线。宏华公司在做好疫情防控工作的同时,提前复工,按照工艺技术流程和热试方案,顺利完成了设备生产线的联调、联试,实现了核电站污染废旧金属的废物最小化和资源循环再利用。(国防科工局网站)

外高桥造船交付“SINOOCEAN AUSPICIOUS”号自升式平台

中国船舶工业集团有限公司所属上海外高桥造船有限公司建造的JU2000E型自升式平台H1289“SINOOCEAN AUSPICIOUS”号通过邮件签字交付。该项目是外高桥造船在2020年交付的第二座自升式钻井平台,预计于4月中旬正式起拖,由中海油田服务股份有限公司作为平台操作者开展钻探作业。该自升式钻井平台是目前的主流自升式钻井平台之一,主要用于海上石油和天然气勘探、开采工程作业。该平台由F&G公司提供基本设计,桩腿长度166.98m,大钩载荷907t,最大钻井深度10668m,作业水深可达122m,入级美国船级社(ABS)和中国船级社(CCS)。(中国船舶集团网站)

我国首款大型液化天然气存储和再气化装备船下水

中国船舶工业集团有限公司所属沪东中华造船(集团)有限公司建造的我国首款大型液化天然气存储和再气化装备船(LNG-FSRU)顺利下水。该船总长294m,型宽46.95m,型深26.25m,是集液化天然气接收、转运、再气化等多种功能于一体的大型特种装备,该装备配置高端、功能强大,既可以作为长期岸站靠泊使用,也可以作为季节调峰岸站使用,是全球通用型液化天然气进口一站式解决方案。作为陆上天然气气化终端的海上“替代品”,该船既可作为液化天然气运输船使用,又具有液化天然气储存及再气化功能,可作为海上浮式终端,停泊在远离发电厂、工业区或人口密集区。(中国船舶集团网站)

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