簡介：當前紡織行業(yè)的競爭十分激烈，能否提高產品質量和降低生產成本現(xiàn)已成為紡織企業(yè)能否生存下去的關鍵問題，質量控制和生產效率越來越受到現(xiàn)代的企業(yè)普遍關注。而布匹的疵點的出現(xiàn)是降低布匹質量的重要因素之一。當今隨著數(shù)字圖像處理技術和集成技術的高速發(fā)展，在許多表面檢測的領域中，機器視覺廣泛應用，所以基于機器視覺的布匹疵點檢測也將成為該領域發(fā)展的必然趨勢。目前前人研究布匹疵點檢測主要用在紡織布匹成品質量評定中著重于它的精度，而本課題是利用機器視覺檢測技術，實施對印染前處理工藝中布匹的實時檢測，及時發(fā)現(xiàn)疵點并進行相應的處理以便于提高印染布匹的質量。對印染布匹前處理工藝中加工布面的特征以及市場需求做了詳細研究，確定了該系統(tǒng)的性能要求高檢測精度、實時性、高分辨率以及穩(wěn)定性。鑒于以上要求本文主要算法研究分為以下三部分一、圖像的預處理算法主要包括圖像的去噪和紋理處理。通過對前人圖像的去噪和紋理處理方法的研究總結，以及實驗分析最終選擇高斯濾波器對布匹圖像的去噪和一種基于LTV算法的布匹紋理處理。二、布匹的疵點檢測算法包括布匹疵點的邊緣檢測、邊緣提取、圖像后處理、疵點的特征提取。其中邊緣檢測使用SOBEL算子，實驗表明它的效果和實時性都比較好。邊緣提取實際上就是閾值分割的過程，本文運用了一種基于自適應門限的疵點區(qū)域分割方法，實驗證明其在復雜的背景中能很好地提取目標邊緣。本文提出了一種基于形態(tài)學的疵點快速標記算法。該算法會大大提高處理速率，從而達到本課題所要求的實時性問題。三、布匹的疵點分類算法由于印染前處理工藝中的布匹疵點特點，確定了只需要對疵點進行二值分類，要求該分類器具有很好的泛化能力。所以該課題選用了基于支持向量機SVM疵點分類模型，經理論和實踐驗證，該模型具有很強的泛化能力，對05MM2以上的孔洞和污漬的分類精度高達96％，可以滿足本課題的要求。

簡介：石油焦品質的劣化對炭陽極質量的穩(wěn)定性構成了嚴重的威脅，并對炭陽極制備的第一道工序煅燒工藝提出了新的挑戰(zhàn)。本文采用靜態(tài)煅燒的方式考察了石油焦在煅燒過程中揮發(fā)分、硫分與煅燒溫度、升溫制度、煅后焦實收率以及炭陽極質量的關聯(lián)度，獲得了如下研究結論。1煅后焦實收率實驗結果表明，900℃以前以慢速升溫的方式煅燒石油焦要比在該溫度段下快速升溫煅燒得到的煅后焦實收率高900℃以后，其實收率不會發(fā)生顯著的改變對于水分含量高和粉焦量大的石油焦，其煅后焦的實收率會顯著下降此外，在相同的煅燒溫度制度下，石油焦中S含量越高不僅增加了煅燒工藝的難度，而且也導致了更低的煅后焦實收率。2研究表明，石油焦在煅燒過程中脫硫速率會出現(xiàn)一個拐點溫度，該溫度拐點一般在最高溫段（1200℃以上）出現(xiàn)，不同的石油焦煅燒出現(xiàn)的脫硫拐點溫度不一樣盡管如此，從脫硫絕對百分數(shù)量來看，在正常石油焦煅燒溫度范圍內，石油焦的脫硫效果不會明顯（脫硫率低于20％）。3煅后焦物性實驗結果表明，對于低硫焦而言，煅燒溫度在900℃時給予一定的保溫時間對煅后焦的振實密度和電阻率指標的改善非常有利在高溫段900℃～1300℃適當降低升溫速率對改善煅后焦真密度以及抗氧化活性指標非常有利。對于高硫焦而言，無論采取什么方式煅燒，都難以獲得理想的物理化學性能指標。4從煅燒工藝的單位能耗、煅燒設備使用周期、石油焦煅燒實收率、煅后焦物理化學性能以及焙燒陽極的物理化學性能綜合考慮，選擇1200℃的終點煅燒溫度具有比1300℃的終點煅燒溫度更明顯的優(yōu)勢。

簡介：造紙工業(yè)是一個能耗大、污染重，卻在國民經濟中占有重要地位的產業(yè)。隨著造紙工業(yè)的高速發(fā)展，原漿造紙對自然資源的消耗日益增加，給環(huán)境帶來的負擔日益加重，且越來越難以滿足造紙需求。隨著環(huán)保政策的推行，廢紙制漿在紙漿來源中所占的比例在逐年增加，而廢紙制漿過程會產生大量的造紙廢料，因此，找到造紙廢料的有效處理方法，是亟待解決的問題。在此前提下，若能將造紙廢料有效回收并實現(xiàn)其再生利用，將會很大程度的解決造紙工業(yè)的污染問題，還能有效節(jié)約能源資源，保護生態(tài)環(huán)境，這在走可續(xù)發(fā)展道路的今天具有重要意義。首先，本文分析了造紙廢料的成分特點及各組分所占比例，提出用造紙廢料生產建筑模板的工藝方法；并通過流變實驗，研究了造紙廢料的流變特性，分析了其粘度與剪切速率及溫度之間的關系；借助MATLAB軟件擬合實驗數(shù)據(jù)，計算出造紙廢料的各相關粘性參數(shù)，為后續(xù)造紙廢料的深入研究提供了理論參考。其次，在流變實驗基礎上，用FLUENT軟件模擬仿真了造紙廢料在單螺桿擠出機中的熔體輸送過程，研究了造紙廢料熔體在單螺桿擠出機輸送段流場的分布規(guī)律；并以螺棱機筒間隙為變量，研究了螺棱機筒間隙的變化對造紙廢料壓力場、速度場、溫度場的影響作用，為單螺桿擠出機熔體輸送段的結構設計提供一定參考。最后，在某公司現(xiàn)有平臺上，完成建筑模板的制備，通過有限元方法分析建筑模板的實際使用工況，得到其滿足使用要求；通過拉伸、彎曲、沖擊力學試驗測試建筑模板的力學性能，得到其相關力學性能參數(shù)，進一步證明了模板滿足使用要求，并且在實際施工中得到了驗證。

簡介：微細加工技術是制造形狀尺寸微小或操作尺度極小的微機械、微機電系統(tǒng)的必要手段。其中，基于微型機床系統(tǒng)的微細制造技術因其具有三維加工能力強、適用工件材料范圍廣、加工成本低、加工效率高等諸多優(yōu)點受到國內外學術界和工業(yè)界的廣泛關注。特別是微細銑削加工技術符合微機械零件的功能復雜化、批量柔性化、制造高精度化等發(fā)展趨勢而成為研究的熱點和重點。在微尺度銑削過程中，由于工件尺寸很小，從強度和剛度上不允許有較大的微銑削參量，同時為保證工件形狀精度要求，最終加工表面切除層厚度必須小于其精度值，因此切屑厚度極小，每齒進給量可能小于材料晶粒大小，銑削在晶粒內進行，需要破壞晶界組織，刀刃上所承受的應力將會急劇增大，加之微銑削高轉速，會導致微銑刀刃對材料的劃擦和擠壓，并伴隨最小切削厚度效應的發(fā)生，從而造成微刀刃容易磨損，微銑削力、工件加工質量等發(fā)生顯著的變化。所以，傳統(tǒng)的銑削加工機理和工藝理論已不能有效的指導和解釋微尺度銑削過程中表現(xiàn)的特征。解決上述問題的關鍵是建立適合微尺度銑削加工的工藝方法和模型，通過大量的微銑削試驗研究，獲得優(yōu)化工藝參數(shù)。為此，本文以微型銑床系統(tǒng)為試驗平臺，采用理論分析仿真與試驗相結合的研究手段，以不同的微銑刀加工不同的材料為研究載體，探討了微銑刀的動態(tài)穩(wěn)定性、微銑削力的變化、工件加工質量、加工內部溫度場分布、微銑刀刃磨損等幾個方面的研究工作。其主要研究內容如下1探討微銑削刀刃的動態(tài)性變化規(guī)律對微加工的影響。提出在RC法基礎上，結合平均齒角法和傅里葉頻率法理論，根據(jù)實際加工參數(shù)，借助數(shù)字模擬手段初步獲取微銑削動態(tài)葉瓣圖，由此得到不同主軸轉速和軸向切深，在不同材料條件下對應的穩(wěn)定區(qū)和非穩(wěn)定區(qū)的分界線，從而初步確定不同加工材料對應的微銑削加工參數(shù)。由獲取的理論加工參數(shù)進行微銑削試驗，研究微銑刀刃在不同的銑削參量變化條件下，微銑削過程中的顫振變化情況。這種研究方法也為后續(xù)試驗加工提供理論依據(jù)。2探討微銑削力的變化可以間接的推測微刀刃磨損情況、加工工件質量、材料對微銑削的影響等變化規(guī)律。在理論上，結合實際加工條件，建立微銑削力模型，獲得動態(tài)和靜態(tài)微銑削力的變化規(guī)律在試驗中，利用同樣加工條件下，從不同特性的材料入手，通過精確測量微銑削加工過程中動態(tài)和靜態(tài)微銑削力和分析其變化規(guī)律，研究不同齒數(shù)的微銑刀的微銑削力在加工過程中所表現(xiàn)的變化特征，由此來推斷微銑削過程表現(xiàn)特征，從而更好的去理解微銑削加工機理，為深入研究微銑削理論提供試驗基礎。3研究探討微銑削參量、材料特性、微銑刀等對加工工件質量的影響。選取微銑削溝槽為加工對象，通過對微溝槽的底面質量和邊緣毛刺分布進行試驗研究，尋找其變化規(guī)律，并從理論角度對其進行分析和研究，獲得不同的微銑削參量條件下，不同的材料、不同的微銑刀對微溝槽質量的影響變化規(guī)律。由此，可以確定微銑削加工工件質量的影響因素，為提高微型工件制造精度提供理論依據(jù)。4鑒于試驗條件無法研究微刀刃磨損對加工溫度場分布的影響，由此借助于數(shù)字模擬的方法，研究微刀刃磨損對加工材料其自身刀刃處溫度的影響。由于微銑刀刀刃的磨損致使其刀刃半徑的逐漸增大，通過不同的刀刃半徑對加工材料進行微銑削，由此獲取工件、切屑和微銑刀的內部的溫度場分布情況。在同樣的條件下，通過紅外線測溫試驗法，獲取不同的微銑削參量和不同材料條件下對應的溫度變化趨勢。最后結合數(shù)值模擬和試驗測溫所得結果，研究微尺度銑削過程中加工材料和微銑刀刃溫度場的分布規(guī)律。5針對利用常規(guī)方法不能準確測定和評價微銑刀磨損量情況，依據(jù)微溝槽寬度的變化與微銑刀刃徑的變化存在一定的必然聯(lián)系，所以，提出利用精確測量微溝槽尺寸的變化間接獲取微銑刀刃磨損量。通過設計不同的微銑削參量對應的不同微溝槽，獲取微刀刃磨損的變化規(guī)律。6通過對前述微銑削機理與工藝研究，獲得了基本的穩(wěn)定加工參數(shù)，從減少微刀具刀刃磨損，提高微銑刀壽命出發(fā)，驗證前述獲得參數(shù)的正確性，典型零件加工以證明加工工藝性的正確性。最后，總結并闡述了論文的主要結論，并基于理論和試驗中發(fā)現(xiàn)的問題，對下一步的研究工作提出了部分建議。

簡介：當前苧麻生產加工企業(yè)采用的化學脫膠工藝存在的酸堿等化學物質及水用量大廢水污染嚴重難處理污水處理達標成本高以及精干麻品質低等突出問題成為制約苧麻產業(yè)發(fā)展的瓶頸問題既不能適應高檔織物紡織的需要又不符合清潔、綠色的生產生活理念。本課題通過以下四個方面的研究改進現(xiàn)有技術及工藝1苧麻原麻高效預處理技術及工藝研究分析溶劑處理、搓壓處理和濕熱處理三種預處理技術單獨使用和聯(lián)合使用的作用效果得出最佳預處理方式為搓壓處理和濕熱處理的組合處理其可使原麻上的麻皮、麻殼脫去雜菌數(shù)量盡可能減少苧麻纖維充分分散減輕后續(xù)脫膠處理難度和時間。2微生物原位脫膠技術及工藝研究優(yōu)化菌體濃度、溫度、PH、溶解氧、時間等發(fā)酵參數(shù)通過原位脫膠過程精準控制顯著提高脫膠效果和效率實現(xiàn)完全不用酸堿用量約化學脫膠的10％精干麻制成率比常規(guī)化學脫膠提高8–10從源頭解決能耗高、廢水量大難處理等難題。3苧麻精干麻生產給油技術及工藝研究以植物油、油酸、三乙醇胺和水為配方優(yōu)化最適合生物脫膠精干麻的給油劑組分配比同時優(yōu)化給油劑含量、給油時間、給油溫度、循環(huán)次數(shù)等給油工藝實現(xiàn)給油水溶液每噸僅含給油劑35375KG給油時間短制備工藝簡單性質穩(wěn)定易儲存給油后的生物脫膠苧麻精干麻色澤均勻、質地柔軟松散紡紗時易開松梳理、斷頭率低。4廢水分段處理循環(huán)利用技術及工藝研究分析生物脫膠段、堿處理段、拷打段、漂洗段廢水量及其污染程度建立相應分段處理新技術并采用循環(huán)利用或套用技術水用量約降至化學脫膠的30顯著降低最終廢水量及其污染程度達到節(jié)能減排目的。

簡介：塔河南鉆遇鹽膏層過程中，會面臨起下鉆（下套管）遇阻、卡鉆和套管擠毀等復雜事故，為了平衡鹽膏層蠕動的需要，上部長裸眼還會面臨井漏的危險，會給鉆井作業(yè)帶來嚴重的安全隱患。為了解決以上問題，本文對塔河南鹽膏層鉆井技術進行了研究通過調研了國內外鹽膏層鉆井技術，了解了當前鹽膏層鉆井技術現(xiàn)狀根據(jù)塔河油田地層的特點，對塔河南鹽區(qū)的井身結構進行了優(yōu)化對鉆進深部鹽膏層地層的鉆井液體系進行了優(yōu)選，計算出鉆井液的合理密度以及氯離子濃度重點對鹽膏層蠕變規(guī)律進行研究，計算出了合理的下套管時間。在鉆進過程中運用鹽膏層鉆進特殊技術，如承壓堵漏技術、鉆井液轉換技術以及擴孔技術，為塔河南鹽膏層鉆井技術提供了理論上的指導。

簡介：點擊查看更多吳起油田注水開發(fā)工藝技術研究.pdf精彩內容。

簡介：點擊查看更多高效短流程多頭紡PET POY成型工藝技術研究.pdf精彩內容。

簡介：國內圖書分類號U213．4國際圖書分類號625．1西南交通大學研究生學位論文密級公開年級三Q二三級姓名重量淦申請學位級別工程亟±專業(yè)交通運撿王猩童指導老師塞』堂塑麴援二O一五年十一月西南交通大學學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權西南交通大學可以將本論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復印手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1．保密口，在年解密后適用本授權書；2．不保密團，使用本授權書。請在以上方框內打“√”?毒FH日期班一∥≥鹼沁甄鵠毛叫卜玳R●L孫蜴1簽幻利∥作璣劃瑚削日位學

簡介：在星載雷達、航空測控、核彈、通訊衛(wèi)星、以及要有抵抗核爆環(huán)境能力的飛機、地面系統(tǒng)等裝備中都離不開高壓集成電路。原衛(wèi)星電源管理模塊大量使用分立器件VDMOS作為電子開關，導致電源管理模塊的重量重且體積大，衛(wèi)星的小型化迫切地希望將這些分立器件集成到一塊集成電路中?？馆椛銼OI高壓CMOS技術具有許多體硅技術無法比擬的優(yōu)點。由于SOI器件在其底部和四周均被SIO2隔離，消除了由輻射引起的閉鎖LATCHUP效應，減少了隔離區(qū)泄漏電流和隔離區(qū)面積，使得抗輻射SOI高壓CMOS電路功耗低，抗干擾性強，速度快，耐高溫。同時SOI技術只在頂層硅膜里做器件，和體硅相比具有更小的積累電荷的敏感區(qū)，在抗單粒子方面和體硅相比具有天然優(yōu)勢，因此更適合于空間應用。本論文是在為滿足國內對抗輻射高壓驅動IC的需求背景下應運而生的。本文對SOI高壓器件抗輻射機理和抗總劑量輻射加固工藝原理進行研究，開展抗輻射SOI高壓器件結構設計、埋氧層和場氧化層抗總劑量加固工藝開發(fā)工作，由簡單的電容CV測試平帶電壓在輻射條件下漂移作為切入點進行研究，并通過簡化NMOS器件和完整的NMOS器件對加固工藝進行驗證。針對加固工藝和配套的單項工藝，完善了100V5V高低壓兼容工藝設計規(guī)則，完成工藝集成串線，流片完成后形成抗總劑量輻射的100V5V高低壓SOICMOS器件。通過Γ射線對加固后的器件進行抗總劑量能力評估，同時完成相關的測試評估，最終實現(xiàn)了抗輻射100V5V高低壓兼容SOICMOS工藝關鍵技術研究。并采用抗輻射SOI100V5V電平位移電路對抗輻射SOI高壓器件和工藝進行了驗證。

簡介：本課題來源于十二五規(guī)劃863項目。在氮化鎵發(fā)光二極管GANLED行業(yè)發(fā)展的今天良率一直是影響金屬有機化學氣相沉積MOCVD法制備藍光LED利潤率的一個重要因素如何提高良率并保持其重復性成為一個關鍵問題。GAN藍光LED生產過程中的主要良率指標有波長良率和波長標準差STD良率波長STD即為單片GAN藍光LED外延片的波長均勻性它是反映單片外延片波長一致性的指標。而波長良率則表征整爐外延片片間波長均勻性和一致性。本論文側重研究波長及波長STD良率的提升并研究其重復性。通過研究VEECOK465GANMOCVD設備構造、工藝條件以及生長工具的處理和選取等內容分別以托盤選型、托盤烘烤、工藝氣流條件優(yōu)化以及量子阱降溫模式為切入點探索提升波長及其STD良率以及工藝重復性的問題。本課題的創(chuàng)新點在于系統(tǒng)的提出一種較為優(yōu)化的托盤選型方法和托盤烘烤工藝同時得出了里圈外延片紅藍邊解決方法和量子阱最優(yōu)降溫模式利用這些方法和工藝進行研究進而提升MOCVD藍光LED波長STD良率及其重復性。

簡介：產品裝配工藝規(guī)劃是產品開發(fā)的一個重要環(huán)節(jié)，而生產模式的變革以及產品功能和結構的日趨復雜，為快速而正確地產品裝配工藝規(guī)劃帶來了困難?；谔摂M環(huán)境下交互式裝配操作仿真的虛擬裝配工藝規(guī)劃為此提供了可行的解決方案。現(xiàn)有的虛擬裝配工藝規(guī)劃存在一定不足，如產品裝配模型信息不完整、交互式裝配操作效率低且容易出現(xiàn)誤操作、裝配工藝規(guī)劃內容不完整等，極大地限制了虛擬裝配工藝規(guī)劃技術的推廣與應用。針對上述問題，本文將裝配語義引入工藝規(guī)劃領域，提出了基于語義關聯(lián)模型的虛擬裝配工藝規(guī)劃解決方案。該方案充分利用了裝配語義中所包含的工程信息，能夠支持產品與裝配工具信息表達、虛擬環(huán)境下高效與正確地交互式裝配操作仿真以及裝配工藝信息的提取，使得操作者可以通過三維可視化的虛擬環(huán)境進行產品裝配工藝規(guī)劃。論文的主要工作和結論概括如下1提出了基于語義關聯(lián)模型的虛擬裝配工藝規(guī)劃解決方案，并對該方案的具體實施流程與關鍵技術進行闡述。該方案以裝配語義模型為核心，建立了產品裝配信息模型、裝配工具模型，并在裝配語義自動推理的基礎上進行虛擬環(huán)境下的交互式裝配操作，最后根據(jù)交互式裝配操作記錄提取裝配工藝信息，使得用戶可以通過虛擬環(huán)境下的實時交互式裝配操作仿真進行裝配工藝規(guī)劃。2研究了裝配語義的定義、表達與自動推理，建立了基于語義的關聯(lián)模型。研究了裝配語義模型的定義、信息表達與自動推理方法，并提出了語義在CAD環(huán)境下的交互式定義方法；以裝配語義為核心，提出了產品多層次裝配信息模型與適應于各類裝配工具的統(tǒng)一工具信息模型表達，并對其下屬子模型進行了詳細闡述。3提出裝配操作過程中的實時碰撞檢測加速算法，并建立了基于語義自動推理的徒手與使用裝配工具的交互式裝配操作邏輯。研究了裝配操作過程中的碰撞檢測問題，提出基于包圍盒層次樹的實時碰撞檢測加速算法。提出了雙手交互操作沖突處理原則，并基于裝配語義的識別、確認、導航、解算等自動推理算法，建立了虛擬環(huán)境下徒手裝配操作的抓取、移動、釋放對象等操作邏輯；將裝配工具的操作過程分為操作對象選擇、定位、驅動等子過程，建立了基于語義自動推理的裝配工具交互操作邏輯；4研究了基于語義與交互式裝配操作的裝配工藝規(guī)劃方法。根據(jù)MTM方法，提出了基本裝配動素與標準裝配動作，以及虛擬裝配操作與基本裝配動素、基本裝配動素與標準裝配操作的映射關系，建立了裝配動作提取方法；針對裝配操作時間提取困難的問題，建立了基于交互裝配操作與標準裝配工藝映射的裝配操作時間提取方法。5基于上述研究開發(fā)了虛擬裝配工藝規(guī)劃環(huán)境原型系統(tǒng)VAPPE，以某型汽車發(fā)動機部分零部件的裝配工藝規(guī)劃為應用案例，驗證了本文研究的正確性與有效性。

簡介：注塑模具CAPP技術能夠有效地提高模具企業(yè)的生產效率和市場競爭力。同時作為連接CAD和CAM的橋梁CAPP在制造業(yè)信息化中占有重要的地位。但是在注塑模具生產過程中零件信息從設計到制造的連貫性和信息化程度不高工藝設計過程的智能性也亟需進一步加強。本文結合注塑模具零件的特點在SOLIDWKS環(huán)境下對注塑模具CAPP系統(tǒng)的零件信息獲取與基于實例推理的工藝決策兩個關鍵技術作了研究與探討。零件信息貫穿于零件結構設計、工藝設計、生產制造及管理等整個生產流程因此零件信息的集成是實現(xiàn)CAD、CAPP、CAM等系統(tǒng)間集成的關鍵。本文分析了注塑模具零件信息的內容及分類研究了面向工藝設計的注塑零件信息建模、提取及存儲技術建立了基于特征的零件信息模型來描述注塑模具零件信息并設計出詳細的數(shù)據(jù)庫表用于零件特征信息的存儲。文中的工藝數(shù)據(jù)庫以零件信息庫和實例工藝庫為核心意在實現(xiàn)基于CBR技術的工藝決策推理。同時針對模具工藝編制過程中需要的大量工藝數(shù)據(jù)如機床、刀具、量具的選用以及一些工藝參數(shù)的查閱建立了各種工藝資源庫和工藝知識庫。本文針對目前工藝決策方法實用性不足的情況以提高工藝設計效率為目標從智能性和實用性兩個方面著手研究了基于實例技術在注塑模具零件工藝設計中的應用。根據(jù)注塑模具零件的工藝特點建立了基于面向對象的注塑模具工藝實例表達模型。該模型以幾何特征、關鍵參數(shù)及管理信息為主要依據(jù)首先通過零件分類索引樹縮減相似實例的搜索空間然后采用KNN算法匹配得到與目標零件相似度最高的實例零件并以此實例零件的工藝文件為基礎在規(guī)則提示下進行工藝修正完成目標零件的工藝規(guī)劃過程。最后在理論研究的基礎上初步開發(fā)了基于SOLIDWKS平臺的注塑模具CAPP的系統(tǒng)原型并給出實例驗證了理論研究的可行性。

簡介：ⅢⅤ族化合物材料氮化鎵相比于硅材料具有更大的禁帶寬度、更高的擊穿場強，是第三代半導體材料中的杰出代表。不同于傳統(tǒng)硅基半導體器件，基于氮化鎵材料的ALGANGAN高電子遷移率晶體管，利用氮化鎵異質結中的極化效應，在異質結界面獲得具有高電子濃度、高電子遷移率以及高飽和電子漂移速度的橫向電子溝道實現(xiàn)器件的導通。這些優(yōu)異的電學特性決定了ALGANGANHEMTS器件在高頻、高壓以及高功率密度的功率半導體器件領域存在巨大的產業(yè)潛力。盡管ALGANGANHEMTS在功率半導體領域具有廣泛的產業(yè)前景，但現(xiàn)階段應用在電力電子器件領域的ALGANGANHEMTS仍存在著諸多技術性問題。由于平面型結構的ALGANGANHEMTS需要通過橫向的漂移區(qū)來承受器件的阻斷耐壓，因而如何通過電場優(yōu)化，使器件在有限的漂移區(qū)長度內實現(xiàn)高耐壓，是ALGANGANHEMTS器件設計中的重要課題。為此，全球科研與產業(yè)界提出了一系列基于電場優(yōu)化調制的結構與工藝優(yōu)化設計。但迄今為止，國內外學者對于ALGANGANHEMTS的耐壓優(yōu)化結構缺乏較為系統(tǒng)的數(shù)值模擬與理論分析，因而對于高壓ALGANGANHEMTS的產業(yè)化推廣具有較低的實際指導價值。同時，ALGANGAN異質結結構存在天然導電二維電子氣溝道，造成傳統(tǒng)ALGANGANHEMTS具有耗盡型DEPLETIONMODE的器件開關特性。因而如何實現(xiàn)與傳統(tǒng)電力電子器件柵極驅動系統(tǒng)相兼容，且具有一定正閾值電壓的增強型ENHANCEMENTMODEALGANGANHEMTS器件，是ALGANGANHEMTS被傳統(tǒng)電力電子行業(yè)廣泛接受的先決條件。盡管國內外學者提出了一系列實現(xiàn)增強型ALGANGANHEMTS的結構和工藝方法，但現(xiàn)有的增強型ALGANGANHEMTS實現(xiàn)方案均未能滿足產業(yè)界對于穩(wěn)定、低成本，且具有高閾值電壓的增強型器件的需求。本研究主要內容包括⑴通過數(shù)值分析軟件建立氮化鎵ALGANGAN肖特基二極管SBD，SCHOTTKYBARRIERDIODE的二維仿真模型。引入優(yōu)化的單層陽極場板與溝道下方的MG摻雜MAGNESIUMDOPED電荷補償層相結合，通過調整陽極場板的尺寸參數(shù)與MG摻雜層的濃度與厚度參數(shù)，使器件在反向耐壓時對二維電子氣溝道以及體區(qū)內的可移動電子充分耗盡，并對器件的表面橫向電場與體內縱向電場分布進行二維優(yōu)化調制。實驗中，采用高度T05ΜM，長度L3ΜM的陽極金屬場板與厚度TP028ΜM，摻雜濃度為NP11017CM3的MG摻雜層的ALGANGANSBD，在105ΜM的漂移區(qū)長度上獲得18KV的反向耐壓，相比于無電場優(yōu)化傳統(tǒng)器件的350V的反向耐壓，提高了4倍相比僅采用優(yōu)化陽極金屬場板器件12KV的反向耐壓，提高了50％。⑵提出了基于漏極金屬界面優(yōu)化與表面電場調制機理的新型肖特基歐姆混合金屬的漏極結構。通過將傳統(tǒng)的歐姆接觸漏極金屬替換為肖特基歐姆接觸混合漏極金屬，實現(xiàn)了器件阻斷狀態(tài)下漏極泄漏電流的有效抑制和器件耐壓的顯著提升。采用優(yōu)化的肖特基歐姆接觸混合漏極金屬的ALGANGANHEMTS在9ΜM的漂移區(qū)上獲得了855V的阻斷耐壓，相比于采用傳統(tǒng)歐姆漏極金屬的同尺寸HEMTS器件的450V阻斷耐壓，提高了90％。進一步對優(yōu)化后器件的泄漏電流抑制機理進行研究，并通過物理模型與二維TCAD仿真進行表征與驗證。⑶提出了在硅基氮化鎵外延上通過高溫熱氧化的柵極凹槽刻蝕方法，獲得具有較高閾值電壓的增強型氮化鎵MOSHEMT器件。該方案利用氮化鎵異質結結構的上下兩層材料氧化反應的溫度條件差異，在氧氣環(huán)境中選擇性地對ALGAN勢壘層進行完全氧化，并使氧化反應自發(fā)停止于ALGANGAN的異質結界面位置。實驗中，采用該方案的氮化鎵MOSHEMTS器件最終獲得了25V的閾值電壓，10V的柵極擺幅與200MAMM的最大輸出電流。同時，針對熱氧化方法實現(xiàn)的硅基氮化鎵MOSHEMT器件工藝中存在的柵極凹槽刻蝕底部不均勻現(xiàn)象進行方案優(yōu)化。將用于腐蝕ALGAN氧化生成物的KOH溶液替換為TMAH有機堿性溶液，利用其對ALGAN材料特有的側向腐蝕機理，有效降低由于熱氧化不均勻造成的柵極凹槽底部粗糙現(xiàn)象，從而獲得具有高質量MOS界面的硅基氮化鎵MOSHEMT器件。采用該優(yōu)化方案的硅基氮化鎵MOSHEMT，具有25V的閾值電壓和低于02V的轉移特性偏移，相比于未優(yōu)化方案器件的09V偏移量，降低了77％。同時由于優(yōu)化后的MOS柵極凹槽具有更致密的氧化絕緣層覆蓋，有效抑制了柵極泄漏電流，因而使器件在14ΜM的漂移區(qū)獲得了930V的擊穿電壓，相比未優(yōu)化器件的580V，提升了60％。⑷針對硅基氮化鎵熱氧化工藝中由于氧化反應各向異性較差而產生的柵極凹槽鋸齒邊緣現(xiàn)象，提出了基于KOH與H2O2混合溶液的柵極凹槽單步濕法刻蝕工藝。該方案中，通過混合溶液中同步進行的H2O2對ALGAN勢壘層的氧化反應與KOH對氧化生成物的濕法腐蝕，自發(fā)實現(xiàn)了對ALGAN勢壘層的不斷刻蝕。通過對反應速率的精確控制，最終獲得了具有良好刻蝕界面和刻蝕邊緣的MOS柵極凹槽形貌。采用該方案制備的硅基氮化鎵MOSHEMT器件具有3V的閾值電壓、極低的轉移特性偏移量和柵極泄漏電流。實驗獲得的硅基氮化鎵MOSHEMT器件在28ΜM的漂移區(qū)長度上實現(xiàn)了近250MAMM的最大輸出電流與15KV的阻斷耐壓。該方案具有工藝方法簡單、穩(wěn)定性高和工藝成本低等優(yōu)勢，為硅基氮化鎵MOSHEMT器件的商業(yè)化生產提供了一種全新的思路。

簡介：STEPNC標準的引入對于數(shù)控系統(tǒng)乃至數(shù)字制造系統(tǒng)的發(fā)展有著深遠的積極意義。STEPNC的數(shù)控程序是一種中性描述，它不依賴于具體的CAM系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)或機床，這顯然會極大地提高數(shù)控程序的可移植性。STEPNC的發(fā)展使得基于STEPNC的CNC系統(tǒng)與基于STEP的所有CAX系統(tǒng)之間實現(xiàn)了雙向無縫連接，為基于網絡的制造模式和技術創(chuàng)造了條件。STEPNC的應用大大減少了零件設計到加工的時間，提高了生產效率，實現(xiàn)了CADCAM的信息集成。作為CADCAM信息集成的連接環(huán)節(jié)，STEPNC標準下的自動工藝規(guī)劃系統(tǒng)發(fā)揮著數(shù)據(jù)的轉換和翻譯的作用。本文主要介紹了基于相交特征的加工方案自動生成系統(tǒng)及其算法的各個重要組成部分，提出了相交特征加工鏈自動生成算法。該算法由特征優(yōu)先級決策算法、加工方案的模糊映射和綜合推理、加工操作優(yōu)先級決策算法三部分組成。首先，由特征優(yōu)先級決策算法輸出相交特征的特征加工序列，然后經過典型特征加工方案的模糊映射和綜合推理依照特征加工序列的順序對應著生成加工鏈，最后由加工操作優(yōu)先級決策算法對加工鏈中的加工元進行重新排序進而實現(xiàn)最終加工方法鏈的生成。該算法的實現(xiàn)主要借助于高級編程語言VISUALC60來完成。對于本文算法自動生成的加工方案，本文采用數(shù)控機床加工仿真系統(tǒng)VERICUT70對其進行驗證。仿真結果證明了該算法的實用性和有效性。