项目的背景及目的 迄今为止，集成电路的模拟、仿真直至评测已有了非常完善的工具软件；并已成为设计过程的重要组成部分；对设计的成功、可靠、高效都已起到决定性作用。而对MEMS而言，还相差甚远，这和MEMS发展的成熟程度有着直接关系。当然，这并不意味着MEMS不需要这样的工具和系统。相反，由于MEMS的功能多样、加工复杂、分析困难、设计周期长、成本高等。特别需要一个能包括运动仿真、评测在内的设计工具和系统。这是当前推动MEMS发展的当务之急。

本发明属于重力补偿器领域，并公开了一种定子磁铁交错排列 的磁悬浮重力补偿器。重力补偿器包括下模和上模，上模上设置有凹 槽，凹槽的内侧壁上设置有呈永磁阵列磁环的外动子，凹槽中心还设 置有凸柱，该凸柱的外表面设置有与外动子相对应的永磁阵列磁环内 动子;下模上设置有与凹槽配合的凸台，凸台的外表面从上至下依此 设置有上端线圈、呈环状的永磁体定子和下端线圈，永磁体定子沿圆 周方向被等分为多块弧形永磁铁，相邻的两块弧形永磁体前后交错排 列，且相邻的两块弧形永磁体的半径长度差小于永磁体定子的厚度。 通过本发明，实

微萃取组件，由上盘和下盘组成，所述上盘中心部位设置有微流体通道，底面为平面，所述下盘中心部位设置有进料凹槽，从进料凹槽至下盘顶面边缘分布有微形槽，组合方式为：上盘设置的微流体通道中心线与下盘顶面设置的进料凹槽中心线重合，上盘的底面与下盘的顶面之间具有0.05～0.25mm的间隙；一种超重力场微萃取装置，包括上述微萃取组件、进料混合器、联接体、接料槽、防护罩、轴套、减速器、电机和支撑系统，微萃取组件中的下盘通过轴套与减速器的动力输出轴连接并位于接料槽内，萃取组件中的上盘与联接体连接，连接时应使上盘设置的微流体通道的中心线与联接体设置的插孔的中心线重合。

热重分析法（TG、TGA）是在升温、恒温或降温过程中，观察样品的质量随温度或时间的变化，目的是研究材料的热稳定性和组份。广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。

同步热分析将热重分析 TG 与差热分析 DTA 或差示扫描量热 DSC 结合为一体，在同一次测量中利用同一样品可同步得到热重与差热信息。

炭黑含量测试仪适用于聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯塑料中炭黑含量的测定。炭黑的测试是通过试样在氮气保护下，高温分解后的重量分析得到的。

瞬态平面热源技术(TPS)是用于测量导热系数的一种新型的方法，由瑞典Chalmer理工大学的Silas Gustafsson教授在热线法的基础上发展起来的。它测定材料热物性的原理是基于无限大介质中阶跃加热的圆盘形热源产生的瞬态温度响应。利用热阻性材料做成一个平面的探头，同时作为热源和温度传感器。合金的热阻系数一温度和电阻的关系呈线性关系，即通过了解电阻的变化可以知道热量的损失，从而反映了样品的导热性能。该方法的探头即是采用导电合金经刻蚀处理后形成的连续双螺旋结构薄片，外层为双层的绝缘保护层，厚度很薄，它令探头具有一定的机械强度并保持与样品之间的电绝缘性。在测试过程中，探头被放置于样品中间进行测试。电流通过探头时，产生一定的温度上升，产生的热量同时向探头两侧的样品进行扩散，热扩散的速度依赖于材料的热传导特性。通过记录温度与探头的响应时间，由数学模型可以直接得到导热系数。

强度和韧性的“倒置关系”是材料研究领域长期存在的难题。大量的实验表明，随着金属材料内部晶粒尺寸的降低，在强度获得提升的同时，韧性将大打折扣。目前，广泛采用的高强材料韧化策略有：（1）改变组分，通过引入和调整材料的多种主要元素，同时激活多种塑性变形机制，高熵合金材料就是采用这种思路；（2）改变微结构，在材料内部引入一种或多种梯度分布的微结构，避免由于特征长度突变带来的性能突变，有效克服金属材料强度和韧性的失配问题，这种材料被称为梯度纳米结构材料。 图1 梯度结构金属材料的类型（摘自：李毅，梯度结构金属材料研究进展，中国材料进展，2016, 35: 658-665）人工制备的梯度纳米金属结构主要包括以下几种：梯度晶粒，梯度位错，梯度孪晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含两种以上的梯度混合结构。在已经发展成熟的金属材料内部引入梯度纳米结构，可以进一步提高其强韧性匹配能力。例如，通过表面研磨处理（SMAT）在孪晶诱发塑性（TWIP）钢表面引入大量的塑性变形，使其表面晶粒细化，随着深度的增加，晶粒细化的程度逐渐降低，同时塑性变形也会导致位错演化和孪晶的产生，因此在TWIP钢内部形成了包含梯度晶粒，梯度位错和梯度孪晶的梯度混合结构。这种梯度纳米结构TWIP钢的强度可以提升50%，断裂应变仅从60%下降到52%，具有更高的强韧性匹配能力。目前，关于梯度纳米结构TWIP钢的研究集中于实验，反映物理机制的本构模型研究还鲜见报道。西南交通大学力学与工程学院张旭教授与德国马普钢铁所、中国钢铁研究总院等机构开展合作，指导博士生陆晓翀发展出考虑位错滑移和变形孪晶等物理机制的微结构尺寸相关晶体塑性本构模型。依托DAMASK平台将该模型移植有限元，并对梯度纳米结构TWIP钢的单轴拉伸变形行为展开模拟，揭示了其微结构演化与宏观性能之间的关系，量化了不同梯度结构对材料强韧性的贡献。相关研究工作已在金属材料与固体力学交叉领域顶级期刊《International Journal of Plasticity》上在线发表，论文题目为Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 论文链接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP钢的单拉实验数据验证该模型的合理性，结果表明该模型对不同尺寸下的应力应变响应和应变强化行为都可以较好地描述，特别是细晶TWIP钢硬化率曲线中的up-turn效应。通过对内变量演化的分析及对比性模拟，作者发现这种up-turn效应源自于细晶中显著的背应力。 图2 对比不同晶粒尺寸TWIP钢的单拉实验和模拟结果由于梯度纳米结构TWIP钢的微结构十分复杂，晶粒数目众多，通过采用三维均匀化方法，建立了宏观试样尺寸的有限元模型。通过对每层单元赋予不同的晶粒尺寸，初始位错密度和孪晶体积分数，离散地描述材料内部微结构的梯度分布，并通过梯度网格划分方法进一步减少单元数目。对于材料表层微结构变化剧烈的区域，采用密度较高的网格，以保证更加精确地描述微结构的梯度变化。 图3三维均匀化方法示意图作者利用发展的晶体塑性模型，对均匀和梯度纳米结构的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP钢的单拉变形行为进行模拟。结果表明，在合理描述均匀结构TWIP钢应力-应变响应的基础上，通过引入微结构的梯度分布，无需修改任何参数就可以较好地描述梯度纳米结构TWIP钢的单拉力学行为。通过对比变形云图，作者发现均匀和梯度纳米结构TWIP钢的表面都会变的粗糙不平，但梯度纳米结构的表面粗糙度更加明显，产生的应变局域化形成了两个凹陷区，且凹陷区在垂直于平面方向也会发生收缩。随着深度的增加，收缩程度逐渐降低。通过对比性模拟，作者发现表面凹陷区的出现就是梯度纳米结构TWIP钢韧性略微下降的原因。而应变局域化的产生与表面纳米层晶粒的应变强化能力有关，提高表面纳米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷区的出现和韧性的下降。此外，作者通过分析不同层位错密度的演化，进一步证实了上述观点。作者还通过对比性模拟量化了不同梯度结构对材料强韧性的贡献。结果表明：强度的提升源于梯度位错结构，梯度晶粒和梯度孪晶结构有助于保持材料的应变强化能力。 图4 均匀结构和梯度纳米结构TWIP钢的模拟结果对比分析。

一种用于单晶生长装置的结晶区温度梯度调节器,由保温隔热材料制作的座板和保温隔热材料制作的动板组成;座板上设置有一底部为平面的凹槽,凹槽的中心部位开设有大于坩埚套外径的通孔I,凹槽的环面上开设有调温孔I;动板的形状和径向尺寸与座板上设置的凹槽相匹配,动板中心部位开设有与通孔I尺寸相同的通孔II,动板环面上开设有调温孔II,调温孔II与调温孔I形状、尺寸、数量、间距相同;动板放置在座板所设置的凹槽中,其与凹槽为动配合,座板固定在坩埚下降法单晶生长装置炉体上。此种调节器结构简单,使用方便,调节单晶生长炉结晶区温度梯度时灵敏度高,使结晶区温度梯度可在大范围内调整,易于获得窄温区、大温梯的温场分布。