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作品名称：融石英微半球陀螺谐振器制备装置设计
学校名称：山东理工大学
参赛队伍：稷下创新小分队
队伍编号：199285
参赛学生：马维江陈秋静王椿凯
指导老师：李平华庄须叶
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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详细说明

随着航空航天、精密仪器的快速发展，对高性能导航设备的要求日益增长。在这些设备中，陀螺仪作为关键的传感组件，其性能直接影响整个系统的精确度和可靠性。陀螺仪是用来测量、控制物体相对惯性空间角运动的惯性器件。在导航、制导和控制等众多领域，陀螺仪发挥了重要作用。科学理论的不断进步和工艺水平的提升使得基于各种原理的陀螺仪相继被开发出来。全球对陀螺仪的精度、稳定性、可靠性、成本和尺寸等性能指标的持续追求显著推动了陀螺仪技术的进展。
其中，半球谐振陀螺仪（Hemispherical Resonator Gyro, HRG）以其高精度、高可靠性和长寿命而著称，这种固态陀螺仪通过半球形壳体边缘的径向振动驻波来检测旋转，利用这种哥氏振动效应。HRG的一个显著特点是它不含有移动部件，从而实现了低噪音、高性能和无磨损的操作，确保了长寿命和免维护的优势。
此外，由于HRG依靠半球谐振子沿边缘的高频振动产生哥氏效应来感应角运动。半球陀螺由于其卓越的性能和高精度特性，已成为研究和应用的热点。特别是融石英材料制成的微型半球陀螺谐振器，以其优异的物理和化学稳定性，可以保证在强干扰环境下运行的稳定性和超长的寿命。在保证高精度的前提下，微型化是微半球陀螺仪技术发展的一个重要方向。传统的半球陀螺体积大，制造成本高，只适用于要求非常高的航空航天等高价值探测领域，其商业化、市场化进程缓慢。微型化不仅使设备更小、更轻，也大大降低了制造成本，随着惯性导航装备的普及和发展，商业市场对成本效益高、体积小的精密导航设备需求日益增长，使得微型HRG的研究与开发具有极高的商业价值和市场潜力。本文提到的的融石英微半球陀螺谐振器制备装置，正是基于此工艺设计的。该工艺能有效控制材料在成型过程中的流动和冷却，从而减少内部应力的产生，提高了产品的一致性和可重复性。该装置设计考虑了多种操作变量，包括温度、压力和吹气时间，这些都可以精确调控，以适应不同几何深度的谐振子需求。通过该设计，我们旨在充分利用热成型吹制工艺的优势，推动微半球陀螺谐振器制备工艺技术的进步，推动微半球陀螺技术的商业化进程，为高精度传感器领域提供更为高效和稳定的技术解决方案。