Разработаны методики определения устойчивости образцов электродного материала (катода) к воздействию ионизованного кислорода; протонной проводимости и газонепроницаемости гомогенных мембран и условия синтеза гомогенной мембраны на основе полиэтиленовой пленки. Лучшие образцы полученных мембран не уступают по протонной проводимости и газонепроницаемости известной зарубежной протонообменной мембране «Нафион». (Водород 25, научный руководитель академик В.С. Солдатов).
Разработка новых катодных материалов на основе никелатов для низкотемпературных твердоокисных топливных элементов. Исследованы процессы формирования структуры и свойств исходного порошка La0.5Sr0.5MnO3-(для несущего катода, изготовленных из него экспериментальных образцов катодного материала и напыленного плазменным методом покрытия частично стабилизированного диоксида циркония, выполняющего функции твердого электролита. Представлены физико-химические основы формирования структуры сложных оксидов, керамического катода и напыляемых покрытий; определены и изучены основные факторы, определяющие формирование требуемых характеристик составляющих элементов топливной ячейки.
Изучены кинетические особенности воспламенения водорода и перспективных водородосодержащих топлив в диапазоне условий, максимально приближенных к процессам в энергетических и двигательных устройствах, а также в исследовании эффективности их использования в современных двигателях внутреннего сгорания.
Разработаны и реализованы методы диагностики процессов горения водородных топлив в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Исследовано окисление и режимы горения водородо-воздушных смесей при 900−1400К и давлениях 3 — 40 атм. Получены параметрическая диаграмма режимов горения водорода на плоскости давление — температура. Изучены особенности термодинамического цикла и горения водородсодержащих топлив в камере ДВС. Полученные данные представляют интерес с точки зрения предсказания возможных сценариев развития горения в ДВС и газотурбинных установках, оценки уровня вредных выбросов на различных режимах работы ДВС, а также предотвращения неконтролируемых режимов воспламенения водорода при его производстве и транспортировке.
Открытие Холла потрясло современников тем, что он ухитрился измерить сверхмалые напряжения, так как использованный им материал (золотая пластинка) имел очень малый коэффициент Rh. По этой причине эффект Холла оставался лабораторным курьезом и не находил применения вплоть до середины нашего столетия, когда были открыты материалы, имеющие достаточно высокий коэффициент Rh. К этим материалам относятся: сверхчистый германий или кремний и. т. д.
Выпускают трехвыводные датчики Холла. В корпусе датчика Холла устанавливают n-p-n транзистор с открытым коллектором.
Микромощная система топливных элементов на базе кремния Приводится описание микромощной системы топливных элементов в виде полимерной электролитической мембраны (РЕМ) на базе кремния, в которой высокоактивный поверхностный каталитический слой интегрируется с основными элементами топливного элемента РЕМ (газовый диффузионный слой, поле течения, топливный резервуар и коллектор тока). Метод распыления использовался для выполнения катализа на грубо текстурированной подложке. Значительное увеличение электрически активной площади посредством поверхностного текстурирования было проконтролировано по результатам периодических измерений вольтамперных характеристик. Небольшое внутреннее сопротивление, измеренное посредством электромеханической импедансной спектроскопии (EIS), показало, что неровности кремниевой поверхности не уменьшает электропроводность коллекторов тока). Приборы с топливными элементами были тестированы с использованием, как газового топлива (водород), так и жидкого топлива (метанол) при комнатной температуре.
Коэффициент пьезорезистивности есть тензор 4-го ранга в пространстве механических напряжений, направлений электрического поля и тока. Для кристаллических решеток типа алмаза (Ge, Si) частные пьезорезистивные коэффициенты можно выразить через фундаментальные πп, π12, π44, направляющие косинусы между выбранными осями координат и осями <100> кристалла. Здесь πп, π12, π44 — коэффициенты продольного, поперечного и сдвигового пьезорезистивного эффектов соответственно.
В первом случае тензочувствительность будет определяться продольным коэффициентом π11 для кремния р-типа, а во втором — сдвиговым π44 для Ge и кремния ртипа проводимости. Необходимо учитывать, что для Ge и Si р-типа сопротивление увеличивается под действием растягивающих напряжений.
Технология наклеиваемых тензорезисторов достаточно проста. На пластине заданного удельного сопротивления формируются геометрические размеры резистора (длина и ширина), методом ФЛГ изготавливаются омические контакты, которые химическим травлением или резкой разделяются на дискретные элементы. Кремния ртипа разделяют по направлению <111>, а Si птипа — по направлению <100>, вдоль которых они имеют максимальный тензорезистивный эффект. В силу своей простоты и доступности такая технология довольно широко используется при изготовлении датчиков преобразования механических величин в электрический сигнал.
Заключение
Первичные преобразователи физических величин — основа для создания интеллектуальных управляющих систем, обеспечивающих жизнедеятельность и безопасность человечества. Настоящее время характеризуется экстенсивным накоплением дискретных МЭМС, но с очень широким спектром функциональных возможностей. Следующим этапом будет интеграция сенсоров различного назначения с исполнительными системами. Эта интеграция имеет свои технические и технологические трудности, решение которых представляет собой отдельную проблему, требующую особого осмысления.
Список литературы
1. Датчики измерительных систем / Аш Ж, с авт. Кн. 1, 2. М.: Мир, 1992.
2. Виглеб Г. Датчики. М.: Мир, 1989.
3.Диффузионные тензорезисторы / ЦНИИТЭ и приборостроения. М., 1969.
4.Гуменюк С. В., Подлепецкий Б. И. Интегральные полупроводниковые датчики // Зарубежная электронная техника. 1989. № 12. С. 3−46.
5.Клейн М., Законы термодинамики, в сборнике: Термодинамика необратимых процессов. Лекции в летней международной школе физики им. Э. Ферми, пер. с англ., М., 1962
См. также лит. при статьях Термодинамика и Статистическая физика.
6.Зайцев П. М., Салихджанова Р.М.-Ф., Зайцев Н. К. // Заводская лаборатория. — 1999. — № 1.
7.Белинская Ф. А., Белюстин А. А. // Вестник СББГУ. — 1998. — Сер. 4, вып. 1, № 4.
