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VII-NEMS

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七.纳米机电系统加工工艺❑1．纳米机电系统；❑2. “自上而下”和“自下而上”；❑3. 纳米尺度机械加工；❑4. 超分子、分子自组装与分子机器❑5. 微米/纳米跨尺度联合加工®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved1微/纳加工技术七. NEMS七.纳米机电系统加工工艺❑1．纳米机电系统；❑2. “自上而下”和“自下而上”；❑3. 纳米尺度机械加工；❑4. 超分子、分子自组装与分子机器❑5. 微米/纳米跨尺度联合加工●NEMS: Nanoelectromechanical systems☐横向、纵向尺寸均在nm范围内的机电系统•MEMS的部分尺寸在nm；•基本功能单元：蛋白质、DNA、人工合成材料、硅纳米梁、碳纳米管……？•真正的机电一体化—机械运动达到了极高的频率；—机械结构直接与电子、离子耦合。

•问题：1. 如何与更大尺度的系统接口？－电、机械、光？－生物细胞的信息传导机制？2. 如何有效的操作纳米颗粒及其结构•－方便快速的吸附、解吸附也是一个挑战。

®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved3微/纳加工技术七. NEMS●纳米技术体系☐横向、纵向尺寸均在nm范围内的功能结构●纳米世界的融合性☐化学、物理、生物的统一，不存在截然的分野, 各研究各有侧重。

有机化学：分子构筑基元的合成配位化学：分子受体化学的基础物理化学：分子间相互作用的理论与实验研究生物化学：生物的过程均从底物的结合与识别开始高分子科学：材料科学与生物科学的桥梁纳米科学：Bottom-up 纳米构建生命科学：超分子生物学、结构生物学物理学：介观物理®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved5微/纳加工技术七. NEMS纳米电子学的挑战“关联电子学”（correlatedelectronics）®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved7七.纳米机电系统加工工艺❑1．纳米机电系统；❑2. “自上而下”和“自下而上”；❑3. 纳米尺度机械加工；❑4. 超分子、分子自组装与分子机器❑5. 微米/纳米跨尺度联合加工微/纳加工技术七. NEMS——Ch01 概述®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved9SeemanEiglerDaunert -Madou Montemagno•充分利用两者的优势–自组装和直接组装相结合；–利用并行化加工制作衬底，利用自组装高效率、高精度地沉积材料；●NEMS 加工的有效途径之一：将Bottom-up 和Top Down machining 结合起来微/纳加工技术七. NEMS•仿生学的提示：运动方式，传导机制……•未来的制造者可以效法自然界的生长过程，但要使之工程化，达到所需的经济性。

•例如：牙齿和贝壳是基于纳米结构的、很坚固的建筑构件，但制作过程过于漫长，不妨考虑人工诱导生长。

●NEMS 加工的有效途径之二：向自然界学习®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved11微/纳加工技术七. NEMS•纳米化学方法:–自然界的聚合物：DNA 、RNA 不仅可以用作传感器，也可以用作执行器和结构构件–极端微生物–机械法合成（Mechanosynthesis ）–NEMS/生物学混合体——Ch01 概述●NEMS 加工的有效途径之三：运用“分子级”、“原子级”化学方法微/纳加工技术七. NEMS七.纳米机电系统加工工艺❑1．纳米机电系统；❑2. “自上而下”和“自下而上”；❑3. 纳米尺度机械加工；❑4. 超分子、分子自组装与分子机器❑5. 微米/纳米跨尺度联合加工●NEMS工艺综述☐Top Down为主•制作纳米级结构，以利用该尺度上材料特殊的功能度和特性（摩擦、热、粘滞）。

•主要工艺方法1. 高分辨率光刻＋精密图形转移技术—下一代光刻技术—纳米压印2. 原子搬运和组装®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved13微/纳加工技术七. NEMSNext Generation Lithography (NGL)•正在投入使用者：下一代光刻（NGL）•尚处在研发阶段者：未来光刻技术●NGL：EUV•使用极短的13.4 nm 光源•全部采用反射式的光学元件（在该波长下，所有材料都具有很强的吸收能力！）•使用缩减光学(4 X)•步进和扫描印刷•光学上的“挖潜”技巧都适用：偏轴照明（off axisillumination，OAI), 相移掩膜和OPC•真空中操作；•激光等离子光源•系统极为昂贵。

®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved15微/纳加工技术七. NEMS●NGL：E－Beam——电子束o衍射并非分辨率的限制因素（10-50 keV电子， < 1 Å)o分辨率取决于电子的散射，而电子束光学元件取决于光束的尺寸，可以达到5nmo两种工作模式：o窄波束的直写o带掩膜的电子束投影光刻EPLo问题：o直写的产率很低：用作研究工具，或者低图形密度的制造；o步进光刻(EPL) 尚处于开发阶段（主要由Nikon)；o投影方法的最大挑战在于掩膜的制造；o背向散射和二次电子会造成邻近效应，因此图形密集区的分辨率会下降；o在高真空中操作（10-6–10-10torr），考虑到抽气等，速度慢且成本高•电子在光刻胶和衬底中会产生散射；•散射的电子也会使光刻胶曝光；•电子与衬底的互作用会造成电子束的散布；–弹性和非弹性散射–衬底的背向散射以及二次电子的产生；–100 Å电子束会产生0.2 µm 线条。

®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved17•EPL 是一种采用掩膜的、高吞吐率的工艺；•SCALPEL 异于以前的投影光刻的区别就在于掩膜。

该掩膜由一张低原子数的薄膜材料，上覆高原子数的材料层，图形就制作在后者上。

虽然掩膜相对于所使用的高能电子束而言几乎是透明的，但利用薄膜和图形化材料层间电子束散射，也可以产生反差或者衬度。

薄膜会对电子产生微弱的散射，即小角度的，而图样层则会产生强烈的、大角度的散射。

•在投影光学装置后焦面的孔径则可以阻挡受到强烈散射的电子，从而在圆片所在平面上形成一个高对比度的图像。

●NGL ：SCALPEL®(SC attering with A ngular L imitation P rojection E lectron-beam L ithography微/纳加工技术七. NEMS•X 射线源:–电子撞击X 射线源–等离子加热型X 射线源•激光加热•电子束加热–同步加速器X 射线源•在LIGA 工艺中极为关键；•目前似乎很难成为主流。

Grenoble Synchrotron●NGL ：X -Ray☐大深度曝光®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved19•离子的散射要远小于电子，所以可望实现更高分辨率；•问题–离子源（e.g. Gallium)–掩膜–离子束的成形–不如EPL 成熟•应用：光学/X 射线光刻掩膜版的修补。

Ion beamStep-and-scan wafer stageElectrostatic lens system (4:1 reduction)Vacuum chamberIon sourceMaskReferenceplate●NGL ：IPL （离子束光刻）☐大深度曝光微/纳加工技术七. NEMS•利用MEMS 方法加工出平行化的大规模直写（基于AFM 、STM 等接近探针技术）阵列，从而在圆片上的多个IC 单元中加工出所需结构•模块共聚物（Block copolymers ）•Zone plate array lithography (ZPAL),•量子光刻（双光子光刻）•用超级透镜进行光刻(“Pendry’s dream ”).Left: AF M image of quantu m dot structure created on a G a As wafer using oxi lithography, 2.5?m scan. Courtesy of D . G raf and R. Shlese r, Ensslin Grou p , ET H Zuric h (http ://w w w .asylumre s ea rch.c o m/). Right: AF M image of the nanolithographically p atterned polycarbonate with scrat lithography 5?m scan . Cop y of Pablo Picasso 抯, “Do n Q uixote.? (http ://w w w .asylumre s ea rch.c o m/).●未来光刻技术：综述●未来光刻技术：接近直写探针•在材料表面附近利用纳米尺度的探针来定位和扫描，从而改变其形貌及材料分布。

•直写的原理–电方法：STM tip 产生局域化的场/电流，改变下方的局域（e.g., SiH→Si）.–机械方法：SFM / AFM tip 刮削、热致变形或搬移表面材料，后一种方法也称为蘸水笔（dip-pen lithography，DPL).–近场光学扫描(NSOM) tip 或者无孔径近场扫描探针(ANSOM)，使得下方的光刻胶曝光。

®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved21微/纳加工技术七. NEMS●未来光刻技术：并行写入阵列•高产率电子束直写光刻。

负电子阴极构成可寻址的阵列，以提高电子束直写的产率。

•原子力显微镜等直写探针的阵列实现并行化加工。

●未来光刻技术：微接触印刷（Microcontact Print）•软光刻:–利用PDMS对“主图样”进行复制“盖章”(stamp)–用各种分子油墨填满压痕(硫醇，硫醚, 烷氧基硅烷,氯代硅烷, etc.)–让衬底表面与压印头接触–在接触区形成单分子层®Miao Min, BISTU,2009 All rights reserved23微/纳加工技术七. NEMS●未来的光刻技术：纳米压印•纳米压印光刻是利用热轧压使得光刻胶发生变形（通过模具）而非通过辐射（用粒子束）来改变光刻胶化学成分。

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SECTIONVIII-1-ASME

SECTIONVIII-1-ASME

SECTION VIII-1Subject Interpretation File No.Code Case2235-9................................................................VIII-1-07-6808-1260 Code Case2235-9................................................................VIII-1-07-7208-1259 Figure UW-13.1,Dished Intermediate Head............................................VIII-1-07-6608-1396 Thickness of Heat Transfer Plates in Plate-Type Heat Exchangers..........................VIII-1-07-7308-948 U-1(e)(3)and UG-120(e),Requirements for Elliptical Manway and Handhole Bolting Materials......................................................................VIII-1-07-6708-1399 U-2(g),UW-20,Part UHX,UHX-11.5,UHX-15,and Appendix A:Tube ExpansionDepth Ratio and Tube Joint Loads.................................................VIII-1-07-7108-1286 UG-34and UG-39,Blind Flange Thickness............................................VIII-1-07-6908-1562 UG-37and UG-40................................................................VIII-1-07-7008-1725Interpretation:VIII-1-07-66Subject:Figure UW-13.1,Dished Intermediate HeadDate Issued:October20,2008File:08-1396Question:Does Section VIII,Division1provide any details or requirements for attaching a spherically dished intermediate head to the inside of a cylindrical shell using a weld through the thickness of the intermediate head?Reply:No,see U-2(g).Note:This interpretation was inadvertently omitted from Vol.59of the interpretations. Interpretation:VIII-1-07-67Subject:U-1(e)(3)and UG-120(e),Requirements for Elliptical Manway and Handhole Bolting Materials Date Issued:October29,2008File:08-1399Question:U-1(e)(3)includes pressure retaining covers of manways,handholes,and their attaching bolting and nuts within the scope of the Code,and UG-120(e)requires that pressure retaining covers and their attaching bolting and nuts be recorded on the manufacturer’s data report.Some manways and handholes are designed such that the coverfits on the inside surface of the vessel and the seal/gasket is compressed by the internal pressure acting on the cover.The yoke and bolts associated with such designs are not required to resist any pressure loads and are only used to hold and position the pressure retaining cover until pressure is applied.As these yokes,bolts,and nuts are not pressure retaining components,are they required to be of Code materials and listed on the manufacturer’s data report?Reply:No.Note:This interpretation was inadvertently omitted from Vol.59of the interpretations.Interpretation:VIII-1-07-68Subject:Code Case2235-9Date Issued:January5,2009File:08-1260Question(1):Does Code Case2235-9require an ultrasonic examination plan capable of detecting indications transverse as well as parallel to the weld centerline?Reply(1):Yes.Question(2):Are the acceptance criteria specified in Tables1,2,and3of Code Case2235-9applicable to indications oriented transverse as well as parallel to the weld centerline?Reply(2):Yes.Per para.(c),the ultrasonic examination shall be performed in accordance with a written procedure conforming to the requirements of Section V,Article4.T-472of Section V,Article4identifies examination requirements when using the Distance Amplitude Technique,such as Linear Phased Array ultrasonics,and T-474covers Non-Distance Amplitude Techniques. From T-472,weld joints shall be scanned with an angle beam search unit in both parallel and transverse directions(four scans)to the weld axis.Note:This interpretation also appears as VIII-2-07-11.Interpretation:VIII-1-07-69Subject:UG-34and UG-39,Blind Flange ThicknessDate Issued:January5,2009File:08-1562Question:If an opening in a blindflange is greater than that allowed by provisions of ASME B16.5,is it required to use UG-34(c)(2)and UG-39to determine the required thickness and reinforcement in lieu of the dimensions and pressure ratings that are given in B16.5?Reply:Yes.Interpretation:VIII-1-07-70Subject:UG-37and UG-40Date Issued:January5,2009File:08-1725Question(1):UG-37(a)allows nozzle reinforcement calculations to be based on the required thickness of a sphere when the nozzle and all of its reinforcement are included within the spherical part of an F&D head or within80%of the diameter of an elliptical head.When the limits of reinforcement of UG-40extend beyond the spherical part of an F&D head or beyond80%of the ellipsoidal head diameter,is it acceptable to use the required thickness of the sphere if only that material within the spherical part of an F&D head or within80%of the diameter of an ellipsoidal head is considered as reinforcement?Reply(1):Yes.Question(2):In the definition of“t”in UG-37(a),does the phrase“not including forming allowances”mean that any additional thickness added as a forming allowance shall not be considered in determining the value of“t”?Reply(2):Yes.Interpretation:VIII-1-07-71Subject:U-2(g),UW-20,Part UHX,UHX-11.5,UHX-15,and Appendix A:Tube Expansion Depth Ratio and Tube Joint LoadsDate Issued:January30,2009File:08-1286Question(1):In accordance with the rules given in UHX-11.5.1(a),shall the tube expansion depth ratio (␳)be equal to zero when the tubes are not expanded to the tubesheet(e.g.,welded only)?Reply(1):Yes.Question(2):Does Part UHX have rules for calculating the tube-to-tubesheet joint load?Reply(2):No,see U-2(g).Note:File05-484is open to develop rules to calculate the tube-to-tubesheet joint load.Question(3):For tube-to-tubesheet strength welds(full or partial)defined in UW-20,do UW-20and UHX-15require that the tube-to-tubesheet joint load be determined and compared with the maximum allowable load in either direction on the tube-to-tubesheet joint(L max)whether or not the Code has rules for determining the tube-to-tubesheet joint load?Reply(3):Yes.Question(4):For tube-to-tubesheet joints that do not meet UW-20,does the Code have mandatory rules for determining the tube joint load and the tube joint strength of tube-to-tubesheet joints in shell-and-tube heat exchangers that meet the requirements of Part UHX?Reply(4):No,see U-2(g),UHX-15,and Nonmandatory Appendix A.Interpretation:VIII-1-07-72Subject:Code Case2235-9Date Issued:February10,2009File:08-1259Question(1):Per Code Case2235-9,para.(c),may a side drilled hole be used to represent aflaw for qualification purposes?Reply(1):No.Question(2):Per Code Case2235-9,para.(c),may a notch that has been machined by conventional methods on the end of a block and left open(i.e.,not totally embedded so that the UT procedure cannot demonstrate detection of both ends)be used to represent aflaw for qualification purposes?Reply(2):No.Question(3):Per Code Case2235-9,para.(c),may electric discharged machined(EDM)notches be used to represent embedded or surfaceflaws for qualification purposes?Reply(3):Yes.Question(4):Per Code Case2235-9,para.(c),for a production weld with a60deg included angle(e.g., 30deg bevel angle)joint detail,must the plane of theflaws in the qualification block be oriented at a30deg angle to the block’s surface and parallel to the fusion line?Reply(4):No.Note:This interpretation also appears as VIII-2-07-12.Interpretation:VIII-1-07-73Subject:Thickness of Heat Transfer Plates in Plate-Type Heat ExchangersDate Issued:March2,2009File:08-948Question:Does Section VIII,Division1contain design rules that may be used to establish the minimum required thickness or MAWP of the heat transfer plates in plate-type heat exchangers?Reply:No,see U-2(g).。

德国海军（1914-1918）

德国海军（1914-1918）

德国海军(1914-1918)德国海军战斗序列战列舰（以下均为德语）第三战列舰分舰队第五分队：国王号(Konig，国王级)(P. Behncke海军少将旗舰)，大选帝侯号(Grosser Kurfürst，国王级)，威廉皇太子号(Kronprinz Wilhelm，国王级)，边境总督号(Markgraf，国王级)第七分队：凯撒号(Kaiser，凯撒级)( H. Nordmann海军少将旗舰)，皇后号(Kaiserin，凯撒级)，路易特波德摄政王号(Prinzregent Luitpold，凯撒级)，腓列特大帝号(Friedrich der Grosse，凯撒级)（雷哈德·舍尔海军上将的旗舰）第一战列舰分舰队第一分队：东弗里斯兰号(Ostfriesland，赫尔戈兰级)(E. Schmidt海军上将旗舰)，图林根号(Thüringen，赫尔戈兰级)，赫尔戈兰号(Helgoland，赫尔戈兰级)，奥尔登堡号(Oldenburg，赫尔戈兰级)第二分队：波森号(Posen，拿骚级)( W. Englehardt海军少将旗舰)，莱茵兰号(Rheinland，拿骚级)，拿骚号(Nassau，拿骚级)，威斯特法伦号(Westfalen，拿骚级)第二战列舰分舰队（此舰队都是前无畏舰，德国人船不够用只好拿它们充数了……）第三分队：德意志号(Deutschland，德意志级)( F. Mauve海军少将旗舰)，黑森号(Hessen，布伦瑞克级)，波拉美尼亚号(Pommern，德意志级) 第四分队：汉诺威号(Hannover，德意志级)( F. von Dalwigk zu Lichtenfels海军少将旗舰)，西里西亚号(Schlesien，德意志级)，石勒苏益格-荷尔斯泰因号(Schleswig-Holstein，德意志级)巡洋舰第四巡洋舰分队（担任侦察任务）München，Hamburg，Frauenlob，Stuttgart鱼雷艇分队Regensburg（领舰，轻巡洋舰）G39（领舰），G40，G38，S32S53（领舰），V71，V73，G88，S54，V48，G42G11（领舰）V2，V4，V6，V1，V3，G8，G7，V5，G9，G10S24（领舰），S15，S17，S20，S16，S18，S19，S23，V189，V186（因机械故障返航）战列巡洋舰吕佐夫号(Lützow)（弗兰兹·希佩尔海军中将旗舰），德弗林格号(Derfflinger)，赛德利茨号(Seydlitz)，毛奇号(Moltke)，冯.德.坦恩号(Von der Tann)轻巡洋舰第二轻巡洋舰分队（担任侦察任务）Frankfurt，Wiesbaden，Pillau，Elbing鱼雷艇分队Rostock （轻巡洋舰，领舰）B98（领舰），G101，G102，B112，B97，B109，B110，B111G103，G104G41（领舰），V44，G87，G86，V69，V45，V46，S50，G37V28（领舰）V27，V26，S36，S51，S52，V30，S34，S33，V29，S35德国公海舰队拿骚级战列舰排水量：标准排水量 18570 吨；满载排水量20210吨外形尺寸（英尺长x宽x高）：479 x 88 x 26.5动力：复式蒸汽机，3轴，22000轴马力最高速度：19.5节舰员：1008人武备6座双连装45倍径11英寸主炮，16座单连装45倍径3.5英寸副炮，6座17.7英寸水下鱼雷管装甲（英寸）：主装甲带 3.1－11.8，甲板1－4，炮塔 11，指挥塔 11.8 舰只简介：拿骚号、威斯特法里亚号、莱茵兰号、波森号。

伊文斯号驱逐舰

伊文斯号驱逐舰

伊文斯号驱逐舰（舷号DD-78），转交予英国后更名为曼斯菲尔号，是一艘美国海军建造的驱逐舰，为维克斯级驱逐舰的四号舰。

她是美军第一艘以伊文斯为名的军舰，以纪念美西战争时期的海军军官罗伯利·伊文斯（RobleyDunglisonEvans）。

伊文斯号在1917年于巴斯钢铁厂开始建造，在1918年下水服役，服役日刚好为第一次世界大战结束之时。

接着伊文斯号分别在大西洋及太平洋服役，在1922年退役封存。

1930年至1937年间，伊文斯号曾重返现役，并服役于战斗部队。

随着第二次世界大战爆发，1939年伊文斯号再次重返现役，并在1940年按租借法案转交英国皇家海军，更名为曼斯菲尔号。

此后曼斯菲尔号主要负责护航商船，并曾外借予挪威海军。

1943年，曼斯菲尔号转到加拿大海军，最后在1944年退役除籍，并出售拆解。

【文章】进化！从食人鱼到美军斯崔克轮式步战车

【文章】进化！从食人鱼到美军斯崔克轮式步战车

【文章】进化！从食人鱼到美军斯崔克轮式步战车进化！从食人鱼到美军斯崔克轮式步战车阅读小提示：1 食人鱼装甲车为瑞士莫瓦格防务公司推出的一种多功能轮式车族。

2 LAV25装甲车，美军采购自加拿大通用动力系统公司，其来源于瑞士食人鱼系列装甲车。

3 斯崔克应为Strykey的中文港台音译。

为美军采购的一种4轴8轮驱动的装甲车，改进于LAV系轮式装甲车。

与食人鱼3系列有着千丝万缕的关系。

4 斯特赖克轮式战车，似乎成为了国内主流翻译标准，来源于斯崔克（Strykey早期港台音译标准）。

自1991年海湾战争爆发伊始，就通过各国媒体向世界展示了美军一种新型轮式战车，其官方编号为LAV-25。

而这款装备美海军陆战队的轻型轮式装甲车，无论基型车还是各种改型车都一直在美军以及很多国家军队中服役。

研判这款车的研发轨迹，就可以看到世界各国轮式装甲车辆发展规划，以及对我军在新时期复杂电磁战场条件下，轮式车辆装备使用理念的转变。

美军装备的斯崔克（国内音译为斯特赖克）轮式步兵战车侧视图-1美军装备的斯崔克（国内音译为斯特赖克）轮式步兵战车侧视图-2美军装备的斯崔克（国内音译为斯特赖克）轮式步兵战车前视图-3美军装备的斯崔克（国内音译为斯特赖克）轮式步兵战车后侧视图-4食人鱼原型车介绍篇：这是美军装备的LAV25斯崔克4轴8轮步兵战车原型车，瑞士食人鱼2代装甲车路试特写。

没有搭载武器基站，驾驶舱加装三向风挡玻璃。

说到美军的LAV25(LAV轻型轮式战车缩写 25为其装备的25MM 口径大毒蛇机关炮)必须要说到其原型车瑞士食人鱼轮式装甲车。

早在1970年代瑞士的莫瓦格公司高层决策人士，根据当时苏联红军装备的BTR系列8轮轮式战车，在华约国家装甲部队的作用。

着手开发出一款基于通用底盘4轴8轮驱动的装甲战车，并将其赋予高度的改装潜力，从2轴4轮驱动、3轴6轮驱动、4轴8轮驱动到5轴10轮驱动的各种版本，都在开发这款车型时给予充分的考虑。