一、基底材料对微波场分布影响的研究(论文文献综述)
朱明[1](2020)在《Q345C钢锈层的纳秒激光清洗工艺与表面质量研究》文中研究指明随着激光除锈技术在绿色海洋发展中的应用愈加广泛,与其相关的理论与工艺研究逐步成为重大工程需求。本文针对Q345C钢管桩表面锈蚀层的高效去除问题,从锈蚀层的结构特性出发,以脉冲激光与锈蚀层材料的相互作用为基础,建立移动纳秒脉冲激光清洗过程的有限元模型,并指导开展分步激光清洗试验,总结分步清洗的材料去除作用机制,最后采用响应面优化对分步激光清洗参数进行工艺控制。本文主要工作有以下几点:(1)基于金属腐蚀学相关原理,剖析Q345C钢表面锈蚀层的成分及其分层特性;探讨锈蚀层材料对纳秒脉冲激光束的吸收效应,并分析在移动纳秒脉冲高斯热源作用下,锈蚀层表面的温升规律及热应力分布;以激光烧蚀理论为基础,探讨激光清洗锈蚀层过程中的孔洞爆炸机制、选择性浅层气化机制及反冲喷溅机制。(2)采用COMSOL Multiphysics平台建立纳秒脉冲激光清洗Q345C钢表面锈蚀层的有限元模型,研究不同激光功率和激光扫描速度对锈蚀层温度场分布、清洗阈值以及清洗表面轮廓(清洗宽度、清洗深度、烧蚀去除体积)的影响规律,为后续激光清洗试验提供指导。(3)采用纳秒脉冲激光清洗设备开展分步激光清洗试验,研究不同激光功率和激光扫描速度对分步激光清洗后锈蚀层和基体表面宏、微观形貌及表面粗糙度的影响规律,揭示分步激光清洗不同的材料去除作用机制,提出分步激光清洗表面质量评价指标,为实际Q345C钢管桩的激光除锈提供试验依据。(4)基于响应面优化法,对第二步激光清洗参数进行工艺控制,建立分步激光清洗工艺参数与清洗表面去除率、表面氧元素含量及表面粗糙度之间的数学关系,分析激光清洗工艺参数对清洗表面质量的交互影响趋势,获得较优化的激光清洗工艺参数组合,为实际Q345C钢管桩的激光除锈提供工艺指导。
王向谦[2](2020)在《Co基磁性多层膜的磁各向异性与磁化翻转研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着人工智能、物联网和大数据等新一代信息技术成为推动社会经济发展的关键基础和重要引擎,使得人们对信息存储技术水平的要求日益增高。基于垂直磁各向异性(PMA)材料的自旋转矩磁性随机存取存储器(STT-MRAM)由于拥有较高的磁存储密度、良好的热稳定性等优点,使得PMA磁性薄膜成为了当前的研究热点。本文以Co基多层纳米薄膜为主要研究对象,通过多种调控手段,对磁性多层膜的磁各向异性和磁化翻转过程进行了系统性的研究与分析。本研究对垂直磁性存储技术和磁传感器技术的发展具有重要意义。本文的主要研究内容如下:1、研究了沉积周期﹑中间层厚度和退火温度等参数的变化对[Ta/CoFe]n多层膜面内磁各向异性、薄膜微观结构及高频磁特性带来的影响,并利用CoFe/Cu/CoFe结构的人工反铁磁层(SAF)对自旋阀的磁电阻率和交换偏置场进行了系统性的调控。结果表明薄膜的高频性能对层周期数、Ta层厚度和退火温度都有较强的响应,并发现SAF结构能够显着的提升自旋阀薄膜的交换偏置场,而自旋阀的磁电阻率则更依赖于真空磁热退火温度。2、研究了层周期数、Co层厚度、薄膜图案化和低温对[Pt/Co]N多层膜的垂直磁各向异性和翻转场分布的影响。发现样品的PMA会随着周期数的增加变强,而Co层厚度的增加则会减弱薄膜的PMA,两种调控方法都会使磁畴的成核场朝着+Hr移动,而湮灭场朝着-Hr移动,可逆翻转过程变长,不可逆翻转比例下降。另外与连续膜相比,[Pt/Co]N多层膜线阵列和点阵列的矫顽力和剩磁比变大,成核场和湮灭场分布位置越来越近,可逆翻转范围变短,而且不同的图案结构对翻转场分布产生的影响也不同。并且发现在300K以下时,[Pt/Co]N多层膜表现出更强的垂直磁各向异性。3、研究了CoFe层的厚度、样品结构和磁热退火条件对[Pt/CoFe/MgO]n多层膜的垂直磁各向异性、磁畴结构和磁化翻转过程的影响。结果发现样品的PMA和不可逆翻转场分布位置强烈依赖于CoFe的厚度,并且当样品结构反置时,薄膜内的磁畴宽度发生了明显的变化;经过适当温度的退火能够有效改善样品的PMA,而且[Pt/CoFe/MgO]10薄膜的PMA对低温的响应程度要强于[Co/Pt]n多层膜。4、研究了重金属覆盖层的材料种类、厚度和溅射功率对CoFe多层膜PMA的影响。结果表明[Pt/CoFe/X]10垂直磁各向异性的强弱取决于重金属覆盖层X的5d电子数,覆盖层材料的5d电子数越少,薄膜的可逆翻转过程越长;并且发现通过调节覆盖层厚度和溅射功率能够有效的调控样品的PMA和翻转场分布。
马骁[3](2020)在《高功率微波阵列天线若干关键技术研究》文中认为随着高功率微波(HPM)技术的快速发展,高功率微波源的输出功率由原先的MW级提升至GW级,现阶段常用的高功率微波天线面临着许多问题亟待解决。特别是,传统机械式波束扫描难以应对瞬息万变的现代战场,这对高功率微波天线技术提出了新的挑战。高功率微波技术与传统微波技术在源的输出模式与功率、传输波导的尺寸与传输模式、功分网络及移相器等方面存在着明显差异,若是照搬传统微波天线的设计方法,将会遇到功率容量的问题。本文从目前遇到的实际问题出发,对高功率微波阵列天线的若干关键技术展开研究,旨在解决高功率微波天线在小型化、效率、波束扫描等方面存在的问题。主要内容分为以下五个部分:1.高功率微波的平面反射阵天线与紧凑型馈源的研究阐述了平面反射阵天线设计的基本理论。研究了平面反射阵天线相位补偿技术,以及常用单元的设计方法。由高功率微波馈源的缝隙口径场分布推导了临界缝隙宽度,作为提高缝隙功率容量的指导。对紧凑型缝隙阵列的相位分布进行了研究,提出了基于层次分析法的快速优化算法用于对紧凑型高功率微波缝隙阵列综合问题进行分析。2.紧凑型圆口径高功率微波天线的设计受到高功率微波径向线缝隙阵列天线的启发,采用同轴腔作为紧凑型圆口径高功率微波天线的馈电波导,将天线径向尺寸控制在0.7λ,实现了天线的低剖面。对临界缝隙宽度进行了计算,采用宽缝阵列提高了功率容量。利用TM020模式作为实现紧凑口径的馈电模式,并基于模式耦合的思想消除过模同轴波导带来的不连续性,改善了天线的阻抗匹配。从圆形口径反射面及反射阵天线的口径效率的角度出发,提出可以在紧凑口径上实现波束赋形的相位对消技术。该技术主要针对于馈源的边缘照射电平进行设计,与传统高功率微波馈源相比,反射面天线的增益提高了1.9dB,获得了更高的反射面天线的口径效率。3.基于非对称高次模式的矩形口径高功率微波紧凑型馈源的设计提出了棋盘格方法实现对矩形腔体的谐振模式的快速分析,基于模式耦合思想用于高功率微波馈源的紧凑结构设计。作为高功率微波馈源,该天线无需额外使用功分器和模式变换器,径向长度仅为0.82λ。采用喇叭腔加载的宽缝阵列,与普通宽缝的功率容量相比提升了122%。开展了非对称高次模式与交替排布缝隙阵的远区方向图对称性的研究,利用共形阵列技术在曲面矩形腔体实现了对波束的赋形,以提升反射阵天线的口径效率。仿真和实测结果验证了该矩形口径的高功率微波紧凑型馈源可以通过其赋形的波束显着提升反射阵天线的增益。最后,基于高功率微波馈源的紧凑结构,提出采用多馈源阵列的组合馈电方案用于提升高功率微波反射面天线的毁伤效果,相比单馈源形式的输出功率提升4.4dB。4.基于能量隧穿现象的高功率微波平面反射阵天线的设计人工制备的电磁材料具有自然界存在材料所不具备的超常电磁特性,可以突破常规材料对功率容量方面的限制。根据等效介质理论和散射参数反演法对穿孔金属薄膜及三明治材料在微波频段的电磁特性进行研究,由三明治材料的磁谐振隧穿特性,通过仿真验证了该反射阵单元具有1.6GW/m2的功率容量。研究了三明治材料对入射角和极化特性的鲁棒性,基于此设计了一款高功率微波平面反射阵天线,为进一步对高功率微波反射阵天线的电扫功能的研究提供理论依据。5.等离子体可重构的高功率微波反射阵天线的设计开展对一维非磁化等离子体与微波的作用过程的研究,基于低压氩气直流放电等离子体设计了用于高功率微波的射频开关,该开关可在μs内形成稳定的等离子体,实现电子式射频开关的快速切换功能。根据等离子体可重构的特性,提出了多位等离子体可重构高功率微波平面反射阵天线的设计方法,由仿真与实验验证了反射阵单元的移相能力,并搭建了可以对该单元的功率容量进行测试的平台。对该高功率微波平面反射阵天线的波束扫描性能进行了探索,基于该等离子体可重构单元在13×8的阵列上实现了±38°的波束扫描。
崔凯辉[4](2020)在《微波加热德拜媒质热-电磁耦合特性研究》文中进行了进一步梳理微波加热作为一种新型绿色环保的加热方式,已经在冶金、化工、食品加工等领域得到了广泛的应用。相比较传统的加热方式,微波可以与介电媒质相互耦合直接体积加热,此外微波加热还具有选择性加热、升温速率快、节能等优点。随着人们逐渐对节能减排的重视,微波加热对涉及热处理的多个行业带来了技术和设备上的革新。由于微波加热与媒质相互作用的研究不够深入,常导致媒质在不匹配的微波辐射下出现加热不均匀,如果不能有效的认识媒质热-电磁耦合特性,不仅会导致微波能的利用率低下,还会造成燃烧、爆炸等热失控现象。仿真模拟可以将电磁波与媒质耦合过程可视化,还能准确有效的数值模拟还可以指导实验的设计,最大限度的减少实验所需次数和降低成本。本文从仿真的角度分析“微波-时间-媒质”三者间的相互联系,针对不同极性的时变介电德拜(Daybe)媒质,揭示电磁场与热场在其内部的自身演化和相互耦合的关系,旨在抑制热失控、改善局部过热现象和提高微波加热效率。研究发现媒质的介电性能是连接电磁场与热场之间的桥梁,在微波多物理场的热-电磁耦合模型中,时变介电仿真结果相比较恒定介电构建的电磁场模型更接近实验值。德拜媒质的极性、位置及微波功率对其内部全局传热特性产生影响,其中强极性德拜媒质对电磁场驻波影响较大,弱极性媒质影响较小。对比不同功率加热德拜媒质发现,微波加热功率越大其升温速率越快。以1000W与500W能耗比为例,微波加热前期比值大于1,表现出正相关;但随着温度升高其比值小于1,表现出负相关。根据工业用途选择功率级,低功率适用于要求热均匀和节能的微波加热,高功率适用于差热或快速加热。基座可以用来辅助弱吸波材料进行微波加热,基座结构会影响全局热-电磁耦合效率。对比周期性和“缺陷”性的阵列结构:5个Y-TZP圆球均匀对称分布在圆柱型谐振腔内,缺失2个Y-TZP后呈三角形的阵列比圆周阵列的吸波效率更高;Si C圆盘中空气孔的占空比在直径14-18mm(占空比0.56-0.73)之间吸波效率更好;异步空气孔变化,外圈空气孔直径18mm内圈16mm时更优,实验焙烧现象与仿真结果一致;圆周阵列空气孔缺失,对热量扩散具有导向作用。透波材料氧化铝绝缘板在碳化硅基座辅助微波加热60s后整体温度提高了32℃,整体的最高温度达到68.8℃。此外,基座中部分空气孔结构“缺陷”位置对热量扩散产生了导向作用。综上所述,论文揭示媒质内部全局热传特性与功率输入、时变介电、位置、阵列构造和占空比等多物理参量间的关联关系,进一步明确地描述微波加热德拜媒质时空转化的机理过程,为今后拓宽微波加热应用范围和高效微波加热德拜媒质提供了一些新思路。
林森[5](2020)在《一维金属银纳米结构的柔性电子学研究》文中研究说明在人类进入电子信息时代以来,科技发展的速度一直超出人们的想象。电子科学技术的发展在过去二十年内为人们的生产和生活带来了翻天覆地的变化。然而,随着人们对移动便携式设备的依赖不断增加,对新型可穿戴电子产品的期望不断提高,建立在硅基材料上的刚性电子工业遇到了前所未有的挑战。传统硅基刚性电子产品中几乎所有的电子元件都是刚性的,可以预见,这类刚性电子设备在未来将越来越难以胜任人们的工作和生活需求。此时,被认为是下一代电子工业基础的柔性电子学备受关注。相比于传统硅基或导电氧化物基刚性电子,柔性电子展现出独特的力学柔性、轻质性以及便携性。为了构筑高性能柔性电子器件,科学家设计并制备了各种柔性纳米结构。其中,一维金属银因其固有的力学柔性、较大的比表面积、二向限域结构以及独特的光电特性而引起了广泛的关注。时至今日,虽然一维金属银的制备方法层出不穷,但真正高效率、高质量且有望工业化应用的生产手段仍显匮乏。本研究立足于开发具有工业生产潜力和大规模应用前景的新型制备工艺以实现高质量一维金属银材料的宏量制备及大规模应用。具体工作如下:1.我们开发了一种卷对卷工艺,用于大规模制造柔性、透明的银纳米纤维网络电极。结合卷对卷空气纺丝技术与原位紫外还原技术,我们将超长银纳米纤维沉积于透明聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料表面,成功制备了成卷的柔性透明电极。该制备过程全程在低温、常压下进行,且无任何剧烈化学反应,契合大规模工业生产需求。所得柔性透明电极的光学性能、力学性能和电学性能均可与高温烧结组装的银纳米纤维网络电极相媲美。最后,我们以制备好的银纳米纤维作为底电极成功组装了一个的A4纸尺寸柔性电致变色智能窗,其性能优于商业ITO电极组装的类似电致变色设备。本研究成果为一维金属银透明电极应用于大规模柔性电子设备,如柔性电致变色、柔性光电传感器和曲面显示等提供了可能。2.我们提出了银纳米线/聚乙烯醇缩丁醛低辐射涂层材料的大规模应用策略。通过简单的喷涂工艺,该涂层材料可以紧密附着在普通玻璃上对其进行表面辐射改性,形成低辐射玻璃。同时也可以扩展到卷对卷设备上实现柔性低辐射薄膜的连续生产。与现有的真空溅射技术相比,该方法可以有效地避免Low-E玻璃生产过程中的一些问题,如需要真空环境,预处理,和制造范围受限等。该涂层具备较高的可见光透过率(~83.0%),较高的中红外反射率(~69.8%),和低辐射率。此外,该涂层材料展现出优异的化学稳定性和极高的机械耐久度。3.通过对空气纺丝技术相关参数的精细调控,我们成功制备了直径约650 nm、长度大于10 cm的超大长径比银纤维,并将其在室温条件下沉积于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)透明塑料基底制成一种可用于透明表面电磁屏蔽的薄膜材料。得益于较低的占空比和适配的纤维直径,该材料在实现高可见光透过率的同时确保了材料单层厚度可大于金属银的趋肤深度,确保材料具有优异的电磁屏蔽性能。4.我们利用模拟和仿真手段研究了最有利的基于一维金属银的X波段电磁屏蔽3D网络化策略。基于此,我们使用卷对卷工艺制备了一种高强度银纳米线/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)三聚氰胺海绵电磁屏蔽材料。聚合物助剂PVB同时作为粘接剂、结构增强剂、抗氧化剂和防水剂,确保材料在不同复杂环境下可以正常使用。使用矢量网络分析仪进行的X波段电磁屏蔽测试显示,该材料在厚度为0.5 cm时电磁屏蔽效率约为60 dB。其屏蔽效果优于相同厚度的商用镀镍电磁屏蔽海绵。此外,得益于三聚氰胺海绵的弹性骨架结构和良好的稳定性,该材料展现出优异的机械性能,这使其在未来有可能大规模应用于特殊电磁屏蔽场景。5.我们提出了一种柔性、强健、低成本、可大规模生产且无需导电凝胶支持的银纳米线/聚乙烯醇缩丁醛/三聚氰胺海绵电极用于下一代非侵入式脑机接口(BCI)系统。得益于其自身柔性和骨架结构特点,无论是在长发或是短发被试上,该电极均可有效绕过被试部分头发实现电极与头皮的直接接触。此外,经过表面改性和助剂的引入,该电极展现出极其优秀的化学和力学稳定性。在短发被试上,以该电极为工作电极的BCI系统信号分析正确率为86%,接近导电凝胶支持的商业Ag/AgCl电极(88%)。更重要的是,该电极用于长发被试时性能并没有显着降低,表明该电极等有效的解决部分来自头发的接触阻碍问题。
张云鹏[6](2019)在《隐身涂层微波反射率现场检测技术研究》文中进行了进一步梳理隐身涂层作为隐身技术的一种重要手段,因其施工方便、不受涂覆表面形状限制等特点而广泛应用于军事领域。隐身涂层对雷达波的吸收性能主要通过微波反射率进行表征。在实验室环境,已有包括弓形法、RCS(Radar Cross Section)法、密闭传输线法等多种标准测试方法对涂层样品进行检测。然而,当隐身涂层在实际应用时,由于:(1)吸波涂层原料在生产或喷涂过程中可能因自身质变或喷涂设备涂覆不佳,导致涂覆后的实际性能偏离设计指标;(2)已涂覆涂层在使用过程中可能因外力或自身寿命等多种因素造成涂层化学性能变化,导致吸波性能恶化;(3)损伤涂层经更新修复后可能因修复效果不佳造成吸波性能未达到要求,因此均需对涂层进行现场检测来评估其性能是否满足要求。本文涉及的现场检测包含两方面内容:(1)针对涂层原料及涂覆设备,通过现场制样对其喷涂后的涂层反射率进行测试;(2)针对已喷涂到装备表面的涂层,对其反射率进行跟踪检测。上述两种情况均要求测试设备适应现场复杂环境,能够以便携式进行快速检测。本文基于自由空间反射测试理论对隐身涂层微波反射率现场检测技术进行研究,从理论分析、测试建模和系统研制三方面入手,着重解决反射率现场检测中的表征方法、天线设计、数据处理和误差分析难题。通过分析材料与天线近场辐射波之间的互作用机理,提出了近场波束作用下的反射率检测新方法。基于平面波谱和平面波散射矩阵理论,建立了高斯波束反射系数与平面波反射系数之间的转换模型,获得了近场波束下的材料反射率表征关系。通过建立单反射测试误差模型,对系统方向性变化规律进行了研究,为不同收发配置下的天线性能提供了设计准则。基于误差模型,提出了分离复杂矢量信号的误差分析新方法,解决了单一误差项定量评估难题。针对测试信号的数据处理,推导了时域选通算法,实现了对干扰信号的有效抑制。针对标量测试下反射系数的相位获取,提出了一种引入标样网络的矢量推导新方法,实现了通过幅度值对复反射系数的求解。针对现场测试对天线性能的要求,研制了三种测试天线,组建了反射率台式和手持式现场检测系统并编写了测试软件。本论文的主要研究工作和创新点如下:1.提出基于天线近场波束的反射率现场检测新方法。根据天线近场辐射原理,分析了两种典型近场波束的传播特性及性能参数。基于近场测试中的缩距聚焦技术,提出以近场波束作为测试信号作用于待测材料的研究思路。2.天线近场波束与材料互作用机理研究。以平面波束和高斯波束作为研究对象,分析了两种入射波束经平面材料反射后的场分布特性,推导了材料在平面波束和高斯波束下的反射系数,建立了两种波束反射系数之间的转换模型,为反射率近场测试建模提供了理论指导,同时为近场天线辐射性能提供了设计指导。3.反射率现场检测的建模及误差项分析。根据电磁波传输网络理论,建立了基于单天线的收发同置和基于双天线的收发分置单反射测试模型,分析了模型的误差源及校准方法,提出了采用附加信号处理算法的简化校准技术。针对现场检测进行误差项分析,提出了分离复杂干扰信号为各单一误差项的方法,对多路径反射、收发互耦及边缘效应引入的误差进行了定量评估。4.反射率现场检测的数据处理。针对干扰信号的抑制,基于时域选通技术推导了原始测量数据的时通优选修正过程,分析了时域门设置及其对测试结果的影响,实现了反射信号的有效提取和干扰信号的有效抑制。针对标量测试下反射系数相位获取问题,提出了一种引入标样网络的矢量推导新方法。5.反射率现场检测系统的研制及实验验证。根据测试物理模型及工程应用对天线的设计要求,研制了点聚焦透镜天线、紧耦合Vivaldi天线阵和双对踵Vivaldi天线。基于上述天线组建了台式和手持式反射率现场测试系统,并对系统性能进行了测试。通过测试数据比对分析,完成了系统整体性能及测试误差评估。通过以上系统性研究,研制出的微波反射率现场检测系统达到如下技术指标:测试频率:218 GHz;反射率测试范围(典型值)台式:0-12 dB(24 GHz);0-20 dB(418 GHz);手持式:0-6 dB(24 GHz);0-20 dB(418 GHz);测试误差,台式:≤13.1%;手持式:≤15.6%;尺寸,台式:60×60×50 cm3;手持式:24×15×39 cm3;重量,台式:8 kg;手持式:3.5 kg。
石再莹[7](2019)在《基于半导体的宽频太赫兹超材料吸波体的设计与制备研究》文中认为太赫兹辐射源和探测器的不断发展,极大地促进了太赫兹辐射理论和应用的研究。尤其是太赫兹雷达的出现,使得对用于隐身技术的太赫兹吸波材料的需求更为迫切。除了军事领域,太赫兹吸波材料还广泛的用于灵敏探测器,能量收集器和成像光谱系统等民用领域。而传统的太赫兹吸波材料吸收率低,吸收频带窄,厚度大等种种缺点限制了其应用。基于超材料的太赫兹吸收体的吸波性能主要依赖于结构的单元尺寸,具有吸收频带宽,吸收率高,厚度薄的特点。基于此,我们提出用半导体材料来设计并制备宽频的太赫兹超材料吸波体。我们结合ITO与PMMA薄膜制备工艺和光刻工艺,解决了可见光透明与宽频太赫兹高吸收功能一体化的瓶颈问题。本论文取得了以下主要成果:(1)利用传输线理论对基于三明治结构的两种宽频太赫兹超材料吸波体结构的几何参数进行了优化,并获得了两种极化不敏感的宽频太赫兹吸波结构:一种是单一氧化铟锡(ITO)方环吸波结构,其在1.7–5.3 THz范围内的吸收率均大于90%,并在2.07 THz和4.8 THz处有两个吸收峰;另一种是三环吸波结构,其在2.76–10 THz的吸波深度大于90%,并在3.51 THz和9.28 THz处有两个谐振峰。(2)利用谐振腔的谐振理论对基于谐振腔结构的两种宽频太赫兹超材料吸波体结构的几何参数进行了优化。一种是单层二元光栅结构,其在3.0–10 THz的范围内均达到了大于90%的吸收。为了进一步拓宽吸收频带,我们还设计了双层的二元光栅结构,其优化结构在1.7–10 THz的范围内吸收深度均大于90%,并存在多个谐振吸收频点。(3)我们对作为三明治结构吸波体中导电层的ITO薄膜的制备以及其在太赫兹波段的性能进行了系统研究。ITO薄膜的可见光透过率随结晶度和氧化程度的提高而增大,最高可达90%;通过控制氧气流量可制备具有特定方阻值的ITO薄膜;ITO薄膜在太赫兹波段的反射,大体上满足HR关系,随电导率的增大而增大,要得到反射率大于90%ITO薄膜,其方阻值应小于30Ω/sq。(4)我们对作为三明治结构吸波体中介质层的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的制备及其在太赫兹波段的性能进行了系统研究。PMMA薄膜的可见光透过率高达90%,其能带隙约为3.7 eV;其在3.2 THz处的太赫兹反射率随厚度由11μm增加到17μm过程中,会从80%降到58%;PMMA薄膜在特定频率下的介电常数随厚度从9μm增加至14μm过程中会由2.88增至4.04;其介电常数由于偶极子转向极化机制的影响,会随着施加频率的增大而减小,在太赫兹频段小于2.8。(5)我们完成了对基于三明治结构中的RING1和RING2吸波结构的制备。利用RING2/Glass结构制备了在4.1–7.4 THz内吸波深度大于80%的可见光透明的宽频太赫兹超材料吸波体,其可见光透过率达70%;利用RING2/PET结构制备了在4.0–7.1 THz内吸波深度大于80%的柔性宽频太赫兹超材料吸波体。
吴亚俊[8](2019)在《基底材料对二硫化钼薄膜应变场分布的影响》文中研究说明近年来,纳米材料因为其独特的磁学、催化、光学、电学、机械和生物学的特性而受到人们的普遍关注,而且纳米材料在生产生活中都有广泛的应用。其中,二维材料是电子仅仅可以在两个维度上自由运动的纳米材料,例如超晶格、纳米薄膜、量子阱等。而二硫化钼是一种在光电子器件和纳米电子学中具有广阔的应用前景的二维材料。由于开发半导体器件的需求不断增长,二维材料的应变工程最近引起了人们的兴趣,对于各种各样的二硫化钼器件来说,使用不同的衬底都会导致二硫化钼受到的应变不同,从而影响器件性能。因此,研究生长基底对于二硫化钼器件的性能影响并分析两者间的内在联系具有十分重要的意义。通过研究这种应变,可以提高二硫化钼功能器件的性能。本文采用有限元方法模拟了在金、铜、氧化铝、二氧化硅和镍这5种不同的基底上生长的层状二硫化钼应变分布。研究表明,基底材料的泊松比和杨氏模量这两个参数会影响二硫化钼顶部的形变现象以及二硫化钼顶部和基底底部之间的应变差。二硫化钼在应变过程当中,Y方向的底部拉伸应变大于中间方向的拉伸应变,导致材料底部和顶部的应变高于中间方向的应变。因此,基底材料泊松比和杨氏模量与二硫化钼应变分布有着密切的关系。根据模拟结果,由于二硫化钼在二氧化硅和金基底上受到应变较小,所以二硫化钼的基底底部和顶部的应变差会比较大,容易产生脱剥离落。在氧化铝的基底上,由于基底的杨氏模量较高,且与二硫化钼的杨氏模量比较接近,二硫化钼基底底部和顶部的应变差会很接近。因此,在这些材料中,氧化铝是最适合于作为二硫化钼的基底材料。通过研究复合材料基底应变场的分布情况,可以更好地调节纳米材料的性质,提高和改善复合材料器件相关性能。
赵怿哲[9](2019)在《基于液晶材料的电磁超材料机理及功能性器件研究》文中研究表明随着现代雷达和通信技术的高速发展,为实现各种目的,载体上搭载的微波器件数量急剧增多,所负载的重量随之不断加大,搭建整个系统所需的费用也不断上升。而且,随着搭载的微波功能器件密度的不断提高,器件之间的电磁耦合干扰变得非常严重,甚至导致整个通信系统无法正常工作。从降低通信系统的整体成本、减轻重量、减小雷达散射截面、以及实现良好的电磁兼容特性等方面来说,上述这些现象都非常有害,已成为制约现代通信系统向综合信息系统方向发展和应用的关键难点问题。而电磁超材料技术作为二十一世纪的热点技术,对促进通信系统的提升及解决上述问题有着极大帮助;同时,开发新型微波介电材料也能有效地解决微波器件性能及小型化问题。故针对微波通信系统研究的重点、难点,本文从电磁超材料技术和液晶(Liquid crystal,LC)材料在微波器件中的应用技术着手,进行了相应的详尽研究。本文的主要研究工作如下:1.微波向列相液晶材料研究针对现阶段国产液晶的电磁特性无法满足微波应用需求,自主设计、合成与提纯精制出适用于微波频段的液晶化合物以及其向列型混合液晶材料;针对K波段微波向列相液晶的物理特性,开展K波段用液晶化合物及其液晶组合物的相态和介电性能测试、分析研究。借此研制出适用于K频段可满足微波器件用的高介电各向异性、低粘度、高电阻率、快速响应、低介质损耗的“高介低耗”向列相液晶材料,材料的可变介电范围△εr>1.12,正切角损耗tanδεr max<0.02。此研究填补了国内微波用液晶材料的空白,完整了自主知识产权体系,对推进我国航天、国防军事和民用通讯等方面液晶微波器件的研究发展起到了极大促进作用。2.超材料及微波向列相液晶超材料机理研究针对现有的平面超材料无法同时实现大角度多频段极化转换的缺陷,设计一种基于新型超材料的双波段圆极化器。该超材料的结构更简单,可在两个谐振频率下将大角度范围内的斜入射的线极化波转换为左旋/右旋圆极化(left/right-handed circular polarization,L/RCP)波出射。接着针对实现超材料具有更高的调控自由度并实现更多功能的问题,将微波向列相液晶材料引入设计思路,设计出了一种基于电控微波向列相液晶的任意基数字编码超材料,编码是通过对液晶加载偏压从而使出射波发生相移来实现的。通过理论推导,数值模拟和初步实验,验证了该编码机制的有效性。接着对这款液晶超材料提出了两种具有代表性的编码超材料应用,即波束控制和雷达散射截面缩减,结果表明,该液晶超材料在54 GHz的频点上将输出波束从0°偏转到27°,且将雷达散射截面从51GHz一直到56GHz频段范围内均至少降低10dB,结果证明了该新型液晶数字编码超材料的合理性。基于微波向列相液晶的数字超材料的编码自由度得到了很好的证明。3.向列相液晶微波功能器件研究针对Ku频段和Ka频段宽带卫星通信领域以及物联网通信领域天线和射频小型化技术,及提升可重构微波天线性能问题,提出对小型化K波段液晶移相器制造技术做专门研究,以突破现有微波功能器件技术的瓶颈问题。提出了基于异形基板结构的液晶微波移相器结构和封装方法,解决大盒厚液晶移相器器件的封装、均匀性问题,同时满足微波微带线的导波传输条件;提出了基于液晶显示器封装的密封性测试方法与液晶材料质量评价手法相结合,解决了微波液晶相移器的漏率测试问题;通过工艺优化,解决了因为封框胶截面积大而引发的框胶塌陷和框胶涂布不均问题;提出分布式逐点控制技术进行液晶移相器的偏置电压控制,以实现高精度的微波移相功能。有效地实现了能在K波段实现360°移相量的小型化K波段液晶移相器的样件产出。继而针对天线小型化、多功能的要求,改变原有可调谐元器件不能完美工作于高频段的状况,将小型化K波段液晶移相器用于设计可重构天线,设计出一款基于液晶技术的频率和方向图可重构天线阵,通过设计与分析,该天线阵可以在14.5GHz到16.4GHz之间动态地改变其工作频率,波束方向也可以在-20°到20°之间连续动态调整。
艾万森[10](2019)在《基于介质调控的红外超材料耦合现象研究》文中指出近年来,关于超材料的研究层出不穷。随着超材料的工作频率不断提高和微纳结构制备工艺的发展,红外超材料应运而生。灵活的结构设计和电磁参数可调性使其在热辐射调控、传感器和探测等领域具有广阔的应用前景。本文系统地分析了微纳结构中存在的磁谐振、驻波和ENZ模式等多种电磁谐振模式,着重研究了不同模式之间的耦合作用,并以此为基础指导了红外宽带吸波超材料的设计工作。本文主要研究内容和创新点如下:(1)在Si-TiN驻波结构的基础上,设计了一种可同时激发磁谐振模式、驻波模式及其对称驻波模式的红外方形光栅结构。针对Si/Metal界面的反射相移现象,通过菲涅尔反射系数公式对驻波公式中的反射相位差进行了修正;并将MgF2薄膜引入结构中对磁谐振模式以及驻波模式进行调控。最终的仿真和实验结果表明,该红外方形光栅结构在58μm波段具有准连续的宽带吸波效果,实验上80%吸收率的带宽可达2.19μm,6μm处的最大吸收率可达99%。(2)进一步研究了表层光栅图案对驻波模式的影响。光栅不仅会影响驻波模式电场的空间分布,还导致了对称驻波模式的产生,且对称驻波模式的谐振频率可被光栅尺寸所调控。在此基础上,设计了基于对称驻波模式的渐变光栅吸波结构并进行了仿真验证。结果表明,所设计的结构在58μm波段可获得宽带的吸波效果,70%吸收率的带宽可达2.51μm,6.428μm处的最高吸收率为90%。(3)针对SiO2-Al叠层结构中的ENZ(epsilon near zero)模式的电磁性质及激发方式进行了深入研究,结果表明存在于SiO2薄膜中的电场分量Ez是激发ENZ模式的关键,且所激发的ENZ模式具有显着的亚波长束缚效应和场局域效应。以此为基础设计了一种红外方形光栅结构,利用结构中的磁谐振模式激发SiO2薄膜的ENZ模式,成功解决了垂直入射电磁波激发ENZ模式的问题。(4)通过仿真研究不同结构参数对ENZ模式和磁谐振模式耦合现象的影响,发现ENZ模式可有效增强磁谐振场强,当两种电磁谐振模式处于强弱耦合状态的边缘条件下可获得最佳的吸波性能。进一步在方形光栅结构中引入双层ENZ材料,对磁谐振模式和ENZ模式的耦合效应进行调节。最终的仿真结果表明,该结构在716μm波段具有连续的超宽带吸收效果,大于80%吸收率的带宽高达6.13μm,9.1μm处的最高吸收率超过99%。
二、基底材料对微波场分布影响的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基底材料对微波场分布影响的研究(论文提纲范文)
(1)Q345C钢锈层的纳秒激光清洗工艺与表面质量研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源及研究背景 |
1.2 Q345C钢表面除锈技术 |
1.2.1 传统除锈技术 |
1.2.2 激光清洗技术 |
1.3 激光清洗技术的国内外研究现状 |
1.3.1 国外研究现状 |
1.3.2 国内研究现状 |
1.4 本文研究意义及主要内容 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究内容 |
第二章 纳秒脉冲激光除锈理论基础 |
2.1 钢铁表面锈蚀层结构特性 |
2.2 纳秒脉冲激光与锈蚀层的相互作用 |
2.2.1 锈蚀层对光束能量的反射和吸收 |
2.2.2 激光与锈蚀层材料相互作用的热效应 |
2.2.3 激光辐照在锈蚀层诱导的热应力 |
2.3 纳秒脉冲激光除锈的共性机制 |
2.4 本章小结 |
第三章 纳秒脉冲激光清洗过程有限元模拟 |
3.1 激光清洗有限元模拟方法 |
3.1.1 有限元分析简介 |
3.1.2 有限元模拟关键技术 |
3.2 激光工艺参数对温度场分布的影响 |
3.2.1 激光功率对温度场分布的影响 |
3.2.2 激光扫描速度对温度场分布的影响 |
3.3 激光工艺参数对清洗表面轮廓的影响 |
3.3.1 激光功率对清洗表面轮廓的影响 |
3.3.2 激光扫描速度对清洗表面轮廓的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 纳秒脉冲激光除锈试验及其表面质量分析 |
4.1 激光清洗试验 |
4.1.1 试验材料及设备 |
4.1.2 试验方案 |
4.2 第一步激光清洗及其表面质量分析 |
4.3 第二步激光清洗及其表面质量分析 |
4.3.1 激光功率对表面质量的影响 |
4.3.2 激光扫描速度对表面质量的影响 |
4.3.3 第二步激光清洗除锈机理分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 纳秒脉冲激光除锈工艺优化 |
5.1 响应面试验及方法 |
5.2 响应优化结果分析 |
5.2.1 表面去除率R的数学关系与方差分析 |
5.2.2 表面氧元素含量H的数学关系与方差分析 |
5.2.3 表面粗糙度Sa的数学关系与方差分析 |
5.2.4 模型验证 |
5.3 激光清洗除锈工艺参数对表面质量的影响 |
5.3.1 清洗参数对表面去除率R的影响 |
5.3.2 清洗参数对表面氧元素含量H的影响 |
5.3.3 清洗参数对表面粗糙度Sa的影响 |
5.4 工艺参数优化及验证 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的论文及其他科研成果 |
(2)Co基磁性多层膜的磁各向异性与磁化翻转研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 自旋电子学简介 |
1.3 磁性随机存储器的发展现状 |
1.4 垂直磁各向异性 |
1.4.1 磁各向异性的分类 |
1.4.2 垂直磁各向异性的来源 |
1.5 Co基多层膜的垂直磁各向异性研究进展 |
1.6 本文的研究目的与结构安排 |
参考文献 |
第二章 磁性理论基础 |
2.1 自旋相关理论 |
2.1.1 自旋相关散射 |
2.1.2 自旋相关隧穿 |
2.2 磁性体系中的能量 |
2.2.1 交换作用能 |
2.2.2 退磁能 |
2.2.3 塞曼能 |
2.2.4 磁晶各向异性能 |
2.3 静态磁化理论 |
2.3.1 磁畴与畴壁 |
2.3.2 静态磁化过程 |
2.3.3 可逆翻转与不可逆翻转 |
参考文献 |
第三章 薄膜制备及其性能表征 |
3.1 薄膜的制备 |
3.1.1 磁控溅射制备原理 |
3.1.2 磁控溅射台介绍 |
3.2 磁热退火处理 |
3.3 样品的微加工 |
3.4 样品结构形貌表征 |
3.4.1 X射线衍射(XRD) |
3.4.2 原子力显微镜(AFM) |
3.5 样品磁性能表征 |
3.5.1 振动样品磁强计(VSM) |
3.5.2 磁力显微镜(MFM) |
3.5.3 磁光克尔显微镜(MOKE) |
3.5.4 洛伦兹透射电镜(L-TEM) |
3.5.5 矢量网络分析仪(VNA) |
3.5.6 四探针法测试磁电阻 |
3.6 一阶反转曲线(FORC) |
3.6.1 理论模型 |
3.6.2 测试方法 |
3.6.3 数据处理 |
3.6.4 FORC分布图的意义 |
参考文献 |
第四章 CoFe多层膜面内磁各向异性(IMA)及相关磁性能的调控研究 |
4.1 引言 |
4.2 [Ta/CoFe]_n多层膜IMA的调控研究 |
4.2.1 Ta/CoFe双层膜周期数对薄膜IMA的影响 |
4.2.2 磁热退火对薄膜IMA的优化 |
4.3 [Ta/CoFe]_n多层膜的高频磁特性研究 |
4.3.1 周期数的影响 |
4.3.2 磁热退火的影响 |
4.3.3 中间层厚度的影响 |
4.4 CoFe/Cu/CoFe多层膜对自旋阀性能的影响研究 |
4.4.1 SAF结构中CoFe层厚度的影响 |
4.4.2 SAF结构中Cu层厚度的影响 |
4.4.3 退火温度的影响 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 [Pt/Co]_N多层膜垂直磁各向异性(PMA)及磁化翻转研究 |
5.1 引言 |
5.2 [Pt/Co]_N多层膜PMA的调控研究 |
5.2.1 周期数的影响 |
5.2.2 Co层厚度的影响 |
5.3 利用一阶反转曲线研究[Pt/Co]_N多层膜的磁化翻转过程 |
5.3.1 [Pt/Co]_N多层膜的磁化翻转 |
5.3.2 [Pt/Co(x)]_(15)多层膜的磁化翻转 |
5.4 不同翻转场下[Pt/Co]_(15)多层膜的磁畴形态 |
5.5 外加磁场角度与[Pt/Co]_7多层膜PMA的变化关系 |
5.6 图案化薄膜的PMA和磁化翻转研究 |
5.7 低温对[Pt/Co]_(10)多层膜PMA的影响 |
5.8 本章小结 |
参考文献 |
第六章 (Pt/CoFe/MgO)_n多层膜垂直磁各向异性(PMA)与磁化翻转研究 |
6.1 引言 |
6.2 CoFe层厚度的薄膜PMA和磁化翻转的影响 |
6.2.1 单周期Pt/CoFe/MgO薄膜的PMA和磁化翻转过程 |
6.2.2 多周期(Pt/CoFe/MgO)_5薄膜的PMA和磁化翻转过程 |
6.3 结构反置对CoFe多层膜PMA的影响 |
6.3.1 [MgO/CoFe/Pt]_5多层膜的PMA与磁畴翻转过程 |
6.3.2 [Pt/CoFe/MgO]_5多层膜的PMA与磁畴翻转过程 |
6.4 磁热退火对[Pt/CoFe/MgO]_5多层膜PMA的影响研究 |
6.4.1 不同退火温度的影响 |
6.4.2 不同退火时间的影响 |
6.5 低温下[Pt/CoFe/MgO]_(10)多层膜的PMA和磁化翻转研究 |
6.5.1 PMA的变化 |
6.5.2 对磁化翻转过程的影响 |
6.6 本章小结 |
参考文献 |
第七章 重金属覆盖层对CoFe多层膜垂直磁各向异性(PMA)的影响 |
7.1 前言 |
7.2 不同覆盖层材料对[Pt/CoFe/X]_(10)多层膜磁性能的影响 |
7.2.1 PMA的变化 |
7.2.2 磁畴变化 |
7.2.3 磁化翻转过程研究 |
7.3 覆盖层厚度对[Pt/CoFe/X]_(10)多层膜磁性能的影响 |
7.3.1 对PMA的影响 |
7.3.2 对成核场和湮灭场分布的影响 |
7.4 W层溅射功率对[Pt/CoFe/W]_(10)多层膜PMA的影响 |
7.5 本章小结 |
参考文献 |
第八章 总结与展望 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(3)高功率微波阵列天线若干关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究的背景与意义 |
1.2 高功率微波技术的发展及国内外现状 |
1.2.1 高功率微波天线技术的发展动态 |
1.2.2 高功率微波天线技术的研究现状 |
1.2.3 亚波长电磁学在高功率微波的研究现状 |
1.2.4 等离子体科学与高功率微波技术的研究现状 |
1.2.5 平面反射/透射型阵列天线与高功率微波技术的研究现状 |
1.2.6 困难和挑战 |
1.3 本文的主要贡献与创新 |
1.4 本文的结构安排 |
第二章 高功率微波的平面反射阵天线与紧凑型高功率微波馈源的理论及研究 |
2.1 波束扫描的平面反射阵天线的实现原理 |
2.2 波束扫描的平面反射阵天线相位补偿技术 |
2.3 平面反射阵天线的研究方法 |
2.4 用于高功率微波的紧凑口径开缝腔天线的设计方法 |
2.4.1 临界缝隙宽度 |
2.4.2 基于层次分析法(AHP)的缝隙排布的优化方法 |
2.5 本章总结 |
第三章 紧凑型圆口径高功率微波天线的研究与设计 |
3.1 同轴谐振腔的本征模式及不连续性分析 |
3.2 双模同轴谐振腔的工作原理 |
3.3 单模与双模同轴腔的辐射性能仿真与对比 |
3.4 临界缝隙宽度与功率容量分析 |
3.5 基于相位对消技术的紧凑型圆口径馈源在方向图赋形的研究 |
3.5.1 传统线极化的圆环缝隙阵列排布 |
3.5.2 基于相位对消技术的圆环缝隙阵列排布 |
3.5.3 基于相位对消技术的双模同轴开缝腔天线辐射性能的研究与分析 |
3.5.4 馈源性能的仿真分析 |
3.6 功率容量分析与性能对比 |
3.7 本章小结 |
第四章 基于非对称高次模式和共形阵列技术的矩形口径高功率微波紧凑型馈源的研究 |
4.1 矩形谐振腔的本征模式分析 |
4.2 基于AHP法的高功率微波半月形缝隙的矩形开缝腔天线设计 |
4.3 非对称高次模式与方向图对称性的研究 |
4.3.1 基于非对称高次模式的紧凑型缝隙阵列排布 |
4.3.2 基于对称和非对称高次模式的矩形开缝腔天线的辐射性能对比 |
4.4 基于非对称高次模式TE_(403)的矩形口径高功率微波紧凑型馈源在赋形方向图的研究与设计 |
4.4.1 紧凑型高功率微波馈源的高次模式的研究与分析 |
4.4.2 基于TE_(403)模式的矩形谐振腔的腔模分析 |
4.4.3 基于棋盘格法的快速馈电结构分析 |
4.4.4 用于高次干扰模式抑制的双模矩形腔体的设计 |
4.4.5 基于共形阵列技术的赋形方向图的研究与分析 |
4.4.6 具有高功率容量的喇叭腔加载的宽缝设计 |
4.4.7 天线性能的仿真与实测 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于能量隧穿现象的高功率微波平面反射阵天线的研究与设计 |
5.1 数值计算方法和研究理论 |
5.1.1 常用的研究理论与分析方法 |
5.2 天然材料与人工材料 |
5.2.1 介质材料的基本分类 |
5.2.2 等效传输线理论中的对偶原则 |
5.3 非透明材料的能量隧穿特性研究 |
5.3.1 金属材料的Drude等离子体模型 |
5.3.2 非透明材料的能量隧穿现象的研究 |
5.4 高功率微波平面反射阵天线的研究与设计 |
5.4.1 基于磁谐振隧穿的三明治材料的研究 |
5.4.2 用于高功率微波的频选表面及空间移相器的研究与设计 |
5.5 1 -bit高功率微波平面反射阵单元的研究与设计 |
5.5.1 工作原理 |
5.5.2 仿真及实验验证 |
5.5.3 阵列性能的仿真分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 等离子体可重构的高功率微波平板反射阵天线的设计 |
6.1 基于低压氩气直流放电的等离子体开关的研究与设计 |
6.1.1 均匀非磁化等离子体与电磁波互作用 |
6.1.2 一维均匀非磁化等离子体的建模与分析 |
6.1.3 基于低压氩气直流放电的等离子体开关的设计 |
6.2 等离子体可重构的高功率微波紧凑型平面反射阵天线的研究与设计 |
6.2.1 等离子体可重构的N-bit高功率微波平面反射阵单元的设计 |
6.2.2 仿真及实验验证 |
6.2.3 功率容量的验证与分析 |
6.2.4 阵列性能的仿真分析 |
6.3 本章小结 |
第七章 全文总结与展望 |
7.1 全文总结及展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(4)微波加热德拜媒质热-电磁耦合特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 微波与微波加热的特点 |
1.2 德拜媒质在微波加热过程中的研究 |
1.2.1 德拜媒质的基本概念 |
1.2.2 德拜媒质热-电耦的研究现状 |
1.3 基座辅助微波加热的研究 |
1.3.1 基座设计的基本概念 |
1.3.2 基座辅助微波加热的研究现状 |
1.4 论文的组织结构及研究意义 |
1.4.1 论文研究的研究内容 |
1.4.2 论文研究的意义 |
第二章 微波加热过程的热-电磁耦合机理及建模分析 |
2.1 德拜媒质吸波基础理论 |
2.1.1 复介电常数与复磁导率 |
2.1.2 微波穿透深度 |
2.1.3 吸波材料介电特性的测量 |
2.2 微波加热电磁基础理论 |
2.2.1 电磁场理论 |
2.2.2 电磁边界条件 |
2.3 微波加热过程的热传递理论 |
2.3.1 热传导控制方程 |
2.3.2 热传导边界条件 |
2.4 微波加热过程中热-电耦合模型建模 |
2.4.1 数值模拟的计算步骤 |
2.4.2 微波加热系统及模型建模 |
2.4.3 求解区域网格划分 |
2.4.4 仿真验证评价指标 |
2.5 德拜媒质吸波性能评价指标 |
2.5.1 反射率 |
2.5.2 能耗比 |
2.6 本章小结 |
第三章 不同极性德拜媒质热-电耦合模型探究与分析 |
3.1 面向德拜媒质的有限维热传与时变电磁模型的耦合机理 |
3.2 强吸波材料热-电耦合性能仿真分析 |
3.2.1 时变介电对耦合性能影响 |
3.2.2 去离子水位置对电场的影响 |
3.2.3 去离子水位置对热场的影响 |
3.2.4 微波功率对耦合性能影响 |
3.3 中强吸波材料热-电耦合性能仿真分析 |
3.3.1 时变介电对热场耦合性能影响 |
3.3.2 硫化锌精矿位置对电场的影响 |
3.3.3 硫化锌精矿位置对热场的影响 |
3.3.4 微波功率对耦合性能影响 |
3.4 中等吸波材料热-电耦合性能仿真分析 |
3.4.1 时变介电对热场耦合的影响 |
3.4.2 废催化剂对电场分布的影响 |
3.4.3 废催化剂对热场分布的影响 |
3.4.4 微波功率对耦合性能的评定 |
3.5 小结 |
第四章 阵列匹配结构在微波基座中的应用探究 |
4.1 基座在微波加热中的应用研究 |
4.1.1 微波基座的设计 |
4.1.2 基座材料的应用选择 |
4.2 阵列匹配结构设计及评价 |
4.2.1 Y-TZP阵列匹配结构设计 |
4.2.2 微波腔中Y-TZP阵列位置的影响 |
4.2.3 缺失矩阵单元的影响 |
4.2.4 电磁场传输的等效电路理论验证 |
4.3 微波基座设计及评价 |
4.3.1 圆周阵列和矩形阵列比较 |
4.3.2 同步空气孔尺寸变化的影响 |
4.3.3 异步空气孔尺寸变化的影响 |
4.3.4 缺失阵列排列的影响 |
4.4 基座对弱吸波材料加热研究 |
4.4.1 模型及材料参数 |
4.4.2 基座辅助传热中电场分布 |
4.4.3 基座辅助传热效果评定 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
一、硕士期间发表的论文 |
二、硕士期间发表的专利 |
三、硕士期间参与科研项目 |
四、硕士期间获奖情况 |
(5)一维金属银纳米结构的柔性电子学研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 本章引言 |
1.2 柔性电子工业的制造和设计 |
1.2.1 制造技术 |
1.2.1.1 板材批量加工制造 |
1.2.1.2 卷对卷(R2R)工艺制造 |
1.2.1.3 增材制造 |
1.2.2 分形几何学 |
1.3 一维金属银 |
1.3.1 一维金属银的制备 |
1.3.1.1 模板法 |
1.3.1.2 超声还原法 |
1.3.1.3 多元醇溶剂热法 |
1.3.1.4 先进纺丝技术 |
1.3.2 一维金属银的柔性电子学应用 |
1.3.2.1 柔性透明电极 |
1.3.2.2 传感和生物信号采集 |
1.3.2.3 其他光电应用 |
1.4 本论文的思路与主要研究内容 |
第二章 超长银纳米纤维的宏量制备及相关柔性电致变色器件研究 |
2.1 本章引言 |
2.2 空气纺丝技术实超长银纳米纤维的宏量制备 |
2.2.1 设计和策略 |
2.2.2 制备和组装 |
2.2.2.1 空气纺丝前驱体的制备 |
2.2.2.2 R2R空气纺丝结合紫外还原过程 |
2.2.2.3 柔性ECSW的组装 |
2.3 银纳米纤维柔性透明电极的性能 |
2.3.1 方法和设备 |
2.3.2 结果和讨论 |
2.3.2.1 材料的实现 |
2.3.2.2 晶体学和微观形态学表征 |
2.3.2.3 光电性能表征 |
2.3.2.4 力学性能和稳定性 |
2.3.2.5 基于AgNF/PET柔性透明电极的ECSW |
2.4 总结与展望 |
第三章 基于银纳米线的柔性低辐射材料及其建筑尺度应用研究 |
3.1 本章引言 |
3.2 银纳米线柔性低辐射材料的制备及膜成型工艺 |
3.2.1 设计和策略 |
3.2.2 制备和组装 |
3.2.2.1 AgNW的制备 |
3.2.2.2 基于AgNW的Low-E材料的组装 |
3.3 银纳米线柔性低辐射材料的性能 |
3.3.1 方法和设备 |
3.3.2 结果和讨论 |
3.3.2.1 材料的实现 |
3.3.2.2 晶体学和微观形态学表征 |
3.3.2.3 光学和热学表征 |
3.3.2.4 模拟仿真和理论分析 |
3.2.2.5 场景实验 |
3.2.2.6 稳定性 |
3.4 总结与展望 |
第四章 超长银纤维的微波电磁响应研究 |
4.1 本章引言 |
4.2 银纤维电磁屏蔽材料的设计和制备 |
4.2.1 设计和策略 |
4.2.2 制备和组装 |
4.2.2.1 空气纺丝前驱体的制备 |
4.2.2.2 R2R空气纺丝结合紫外还原过程 |
4.3 银纤维的光学和电磁学性能 |
4.3.1 方法和设备 |
4.3.2 结果和讨论 |
4.3.2.1 材料的实现 |
4.3.2.2 空气纺丝工艺参数的精细调控 |
4.3.2.3 晶体学和微观形态学表征 |
4.3.2.4 电磁屏蔽性能 |
4.4 总结与展望 |
第五章 一维金属银的空间三维化延展-一种大尺寸电磁屏蔽弹性体 |
5.1 本章引言 |
5.2 银纳米线的空间三维化设计和制备 |
5.2.1 设计和策略 |
5.2.2 制备和组装 |
5.2.2.1 AgNW的制备 |
5.2.2.2 基底材料 |
5.2.2.3 R2R组装 |
5.3 三维银纳米线弹性体电磁屏蔽材料的性能分析 |
5.3.1 方法和设备 |
5.3.2 结果和讨论 |
5.3.2.1 材料的实现 |
5.3.2.2 晶体学和微观形态学表征 |
5.3.2.3 电磁屏蔽性能 |
5.4 总结与展望 |
第六章 基于银纳米线的柔性、去凝胶化、非侵入式脑-机接口(BCI) |
6.1 本章引言 |
6.2 柔性、去凝胶化BCI电极设计和制备 |
6.2.1 设计和策略 |
6.2.2 制备和组装 |
6.2.2.1 AgNW的制备 |
6.2.2.2 AgPMS的制备 |
6.2.2.3 AgPMS电极和BCI电极帽的组装 |
6.3 AgPMS性能分析 |
6.3.1 方法和设备 |
6.3.2 结果和讨论 |
6.3.2.1 晶体学和微观形态学表征 |
6.3.2.2 电学性能和稳定性 |
6.4 基于AgPMS电极的非侵入式BCI系统 |
6.4.1 接触分析 |
6.4.2 生物兼容性 |
6.4.3 基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)的BCI应用 |
6.5 总结与展望 |
第七章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(6)隐身涂层微波反射率现场检测技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究工作的背景和意义 |
1.2 隐身涂层微波反射率测试现状 |
1.2.1 实验室标准测试 |
1.2.2 现场无损检测 |
1.3 微波反射率现场检测涉及的关键问题 |
1.4 主要研究内容及创新点 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 主要贡献与创新 |
1.4.3 研究内容及结构安排 |
第二章 天线近场辐射波束与材料互作用分析 |
2.1 引言 |
2.2 天线近场辐射特性 |
2.2.1 天线辐射场区的划分及特性 |
2.2.2 几种类型的近场波束 |
2.2.2.1 平面波束场分布 |
2.2.2.2 高斯波束场分布 |
2.3 近场波束与涂层互作用机理分析 |
2.3.1 平面波束反射模型 |
2.3.2 高斯波束反射模型 |
2.4 本章小结 |
第三章 微波反射率现场检测的建模分析与数据处理 |
3.1 引言 |
3.2 反射率现场检测单反射法测量原理 |
3.2.1 单反射测试建模分析 |
3.2.2 收发同置与收发分置的分析比较 |
3.3 反射率近场测量中的三个误差项分析 |
3.3.1 多路径反射 |
3.3.2 收发互耦 |
3.3.3 样品边缘效应 |
3.4 反射率现场检测的数据处理技术研究 |
3.4.1 频响信号的时域变换及时域选通 |
3.4.1.1 频域-时域变换 |
3.4.1.2 截断效应和窗函数 |
3.4.1.3 时域选通技术在反射率现场检测中的应用 |
3.4.2 基于标量值的矢量推导技术研究 |
3.4.2.1 基于标量值的矢量推导技术简介 |
3.4.2.2 附加标样网络的矢量求解新技术 |
3.5 本章小结 |
第四章 微波反射率现场检测天线的研制及系统组建 |
4.1 引言 |
4.2 点聚焦喇叭透镜天线的研制 |
4.2.1 透镜天线的设计原理 |
4.2.2 天线仿真及测试结果 |
4.3 用于宽带近场测试的Vivaldi天线研制 |
4.3.1 Vivaldi天线单元分析与设计 |
4.3.2 紧耦合Vivaldi天线阵研制 |
4.3.2.1 一维有限天线阵设计 |
4.3.2.2 宽带馈电网络设计 |
4.3.2.3 仿真及测试结果 |
4.3.3 双对踵Vivaldi天线研制 |
4.3.3.1 双对踵结构设计 |
4.3.3.2 仿真及测试结果 |
4.4 测试系统组建 |
4.4.1 收发同置台式测试系统 |
4.4.2 收发分置台式测试系统 |
4.4.2.1 基于紧耦合Vivaldi天线阵的测试系统 |
4.4.2.2 基于双对踵Vivaldi天线的测试系统 |
4.4.3 收发分置手持式测试系统 |
4.5 本章小结 |
第五章 测试结果与测试误差 |
5.1 引言 |
5.2 台式系统测试 |
5.2.1 时域门设置实验分析 |
5.2.2 背景电磁干扰实验分析 |
5.2.3 反射率测试结果 |
5.2.4 测试误差 |
5.3 手持式系统测试 |
5.3.1 隔离罩性能实验分析 |
5.3.2 反射率测试结果 |
5.3.3 测试误差 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(7)基于半导体的宽频太赫兹超材料吸波体的设计与制备研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 传统太赫兹吸波材料材料的发展现状及存在问题 |
1.2.1 传统的太赫兹吸波材料 |
1.2.2 传统的太赫兹吸波材料材料存在的问题 |
1.3 超材料的起源及应用 |
1.3.1 超材料的起源 |
1.3.2 超材料应用 |
1.4 宽频太赫兹超材料吸波体的分类及特点 |
1.4.1 宽频太赫兹超材料吸波体的分类 |
1.4.2 宽频太赫兹超材料吸波体的特点 |
1.5 课题的提出及主要研究内容 |
第2章 超材料吸波结构的设计方法 |
2.1 引言 |
2.2 基于三明治结构的超材料吸波体结构的设计方法 |
2.2.1 传输线理论 |
2.2.2 利用传输线理论设计超材料吸波体的方法 |
2.3 基于谐振腔结构的超材料吸波体的结构设计方法 |
2.3.1 谐振腔中的场结构 |
2.3.2 利用谐振腔设计超材料吸波体的谐振频率 |
2.4 仿真方法 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于三明治结构的宽频太赫兹超材料吸波体的设计与分析 |
3.1 引言 |
3.2 单一ITO方环的宽频太赫兹吸波体的设计与分析 |
3.2.1 吸波结构的图案设计 |
3.2.2 吸波结构的仿真计算 |
3.2.3 单环吸波体吸波机理的分析 |
3.2.4 单环吸波体的吸收深度和吸收频点的分析 |
3.2.5 介质层的厚度和介电常数的优化 |
3.2.6 相邻环间隙和环宽度的优化 |
3.2.7 单元周期和ITO方环的方阻值的优化 |
3.2.8 方环结构的极化特性 |
3.3 多环结构的宽频太赫兹吸波体的设计与分析 |
3.3.1 多环宽频吸波结构的设计与仿真 |
3.3.2 多环宽频吸波结构吸波机理分析 |
3.3.3 多环宽频吸波结构吸收深度和吸收频点的分析 |
3.3.4 结构的周期、介质层的厚度和图案层ITO方阻值优化 |
3.3.5 各个相邻环间隙参数优化 |
3.3.6 各个ITO方环宽度的参数优化 |
3.3.7 三环吸波体的优化结构 |
3.3.8 各个单环的吸波性能 |
3.3.9 三环吸波结构的极化性能分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于谐振腔结构的宽频太赫兹吸波体超材料的设计与分析 |
4.1 引言 |
4.2 单层谐振腔的宽频太赫兹超材料吸波体 |
4.2.1 结构设计与仿真 |
4.2.2 谐振腔的大小优化分析 |
4.2.3 吸波机理的分析 |
4.3 双层谐振腔的宽频太赫兹超材料吸波体 |
4.3.1 结构设计与仿真 |
4.3.2 腔体几何参数的优化 |
4.3.3 吸波机理的分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 宽频太赫兹超材料吸波体的制备与表征 |
5.1 引言 |
5.2 ITO薄膜的制备与性能分析 |
5.2.1 制备流程 |
5.2.2 性能表征 |
5.2.3 ITO薄膜的微观结构分析 |
5.2.4 ITO薄膜的可见光透明性能研究 |
5.2.5 退火温度对ITO薄膜的太赫兹反射率的影响 |
5.2.6 氧气流量对ITO薄膜的太赫兹反射率的影响 |
5.2.7 ITO薄膜可控阻值的制备 |
5.3 PMMA薄膜的制备与太赫兹性能分析 |
5.3.1 制备流程 |
5.3.2 性能表征 |
5.3.3 PMMA薄膜的微观结构和表面形貌分析 |
5.3.4 厚度对PMMA薄膜光学性能的影响 |
5.3.5 厚度对PMMA薄膜太赫兹反射的影响 |
5.3.6 厚度对PMMA薄膜介电常数的影响 |
5.3.7 外电场频率对PMMA薄膜介电常数的影响 |
5.4 宽频吸波结构的制备 |
5.4.1 制备方法及测试方法 |
5.4.2 单环的三明治吸波结构制备过程中存在的问题及解决方案 |
5.4.3 RING1/PET吸波结构的制备 |
5.4.4 RING2/Glass透明宽频吸波结构的制备 |
5.4.5 RING2/PET柔性宽频吸波结构的制备 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)基底材料对二硫化钼薄膜应变场分布的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 纳米材料的发展和性质 |
1.2.1 纳米材料的发展 |
1.2.2 纳米材料的性质 |
1.3 二维材料的现状及发展 |
1.3.1 二维材料的发现 |
1.3.2 二维材料的研究进展 |
1.4 二硫化钼的性质 |
1.4.1 二硫化钼的晶体结构 |
1.4.2 二硫化钼的分子结构 |
1.4.3 二硫化钼的电子结构和光学特性 |
1.5 二硫化钼的应用 |
1.5.1 器件领域 |
1.5.2 催化应用 |
1.5.3 复合纳米材料的应用 |
1.5.4 对生物医学的应用 |
1.6 二维材料器件应变工程 |
1.7 本文研究内容 |
参考文献 |
第二章 ANSYS应变模拟 |
2.1 应变场模拟 |
2.2 有限元法 |
2.3 模拟的主要过程 |
参考文献 |
第三章 不同基底对二硫化钼应变的影响 |
3.1 引言 |
3.2 理论模拟 |
3.3 结果与讨论 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 总结与展望 |
致谢 |
在读期间公开发表论文(着)及科研情况 |
(9)基于液晶材料的电磁超材料机理及功能性器件研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究历史及现状 |
1.2.1 液晶材料及其电磁应用 |
1.2.1.1 液晶 |
1.2.1.2 液晶电磁特性 |
1.2.1.3 液晶非显示应用 |
1.2.2 超材料 |
1.2.2.1 传统超材料 |
1.2.2.2 编码超材料 |
1.2.2.3 基于液晶的超材料 |
1.2.3 电磁功能性器件 |
1.2.3.1 液晶移相器 |
1.2.3.2 可重构天线 |
1.2.3.3 基于液晶的可重构天线 |
1.3 本文研究的主要内容及结构 |
第二章 微波向列相液晶材料研究 |
2.1 微波向列相液晶基础理论 |
2.1.1 化学性质 |
2.1.2 电磁特性 |
2.1.3 新型微波向列相液晶材料 |
2.2 微波向列相液晶材料制备 |
2.3 微波用液晶化合物合成研究 |
2.3.1 分子结构对液晶介电性能影响的研究 |
2.3.2 现有液晶的介电性能与粘度性能对温度的依赖性影响 |
2.3.3 微波用液晶化合物设计合成及其介电性能研究 |
2.4 微波向列相液晶材料测试方法研究 |
2.4.1 矩形谐振腔法 |
2.4.2 双脊波导谐振腔微扰法 |
2.5 混合微波向列相液晶材料研制及其介电性能测试结果与分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 超材料及微波向列相液晶超材料研究 |
3.1 可实现双波段圆极化调控的平面超材料 |
3.1.1 调控机理 |
3.1.2 单元结构的设计 |
3.1.3 数值仿真与实验测试 |
3.2 基于电控微波向列相液晶的任意基数字编码超材料 |
3.2.1 工作原理与理论分析 |
3.2.2 单元设计 |
3.2.2.1 数值仿真 |
3.2.2.2 实验验证 |
3.2.3 波束偏转 |
3.2.4 雷达散射截面缩减 |
3.3 本章小结 |
第四章 向列相液晶微波功能器件研究 |
4.1 向列相液晶微波器件制造技术 |
4.1.1 异形基底制备技术 |
4.1.2 液晶取向技术 |
4.1.3 高精度边框胶涂布技术 |
4.1.4 全自动液晶滴下(ODF)灌晶技术 |
4.1.5 恒压真空贴合固化技术 |
4.2 表征向列相液晶微波器件的的器件性能 |
4.3 K波段微波向列相液晶移相器 |
4.3.1 理论分析 |
4.3.2 K波段微波向列相液晶移相器的仿真设计 |
4.3.3 K波段微波向列相液晶移相器样品测试分析 |
4.4 基于微波向列相液晶技术的频率和方向图可重构天线阵 |
4.4.1 基于微波向列相液晶的贴片天线设计 |
4.4.2 基于微波向列相液晶的移相组件设计 |
4.4.3 基于微波向列相液晶的频率和方向图可重构天线阵设计 |
4.5 本章小结 |
第五章 全文总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(10)基于介质调控的红外超材料耦合现象研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 人工电磁超材料简介 |
1.1.2 红外超材料简介 |
1.2 红外超材料研究现状 |
1.2.1 结构设计 |
1.2.2 设计机理 |
1.2.3 应用 |
1.3 本文研究意义 |
1.4 本文主要内容与结构安排 |
第二章 红外超材料的分析理论 |
2.1 金属的红外色散模型 |
2.2 磁谐振理论 |
2.3 驻波理论 |
2.4 ENZ模式理论 |
第三章 基于驻波与磁谐振模式耦合的红外光栅结构 |
3.1 单层介质调控的红外方形光栅结构 |
3.1.1 驻波结构设计与模式分析 |
3.1.2 方形光栅结构设计与模式分析 |
3.1.3 表层图案对对称驻波模式SW_N的影响 |
3.2 双层介质调控的红外方形光栅结构 |
3.2.1 双层介质方形光栅结构设计及模式分析 |
3.2.2 光栅形状和介质参数变化对结构吸收性能的影响 |
3.3 金属基底对吸收的影响及实验结果和分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于ENZ与磁谐振模式耦合的红外光栅结构 |
4.1 ENZ模式的性质与激发方式分析 |
4.2 单层ENZ薄膜调制的红外方形光栅结构 |
4.3 双层ENZ薄膜调制的红外方形光栅结构 |
4.4 本章小结 |
第五章 本文主要结论与研究展望 |
5.1 本文主要内容与结论 |
5.2 后续研究工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
四、基底材料对微波场分布影响的研究(论文参考文献)
- [1]Q345C钢锈层的纳秒激光清洗工艺与表面质量研究[D]. 朱明. 江苏大学, 2020(02)
- [2]Co基磁性多层膜的磁各向异性与磁化翻转研究[D]. 王向谦. 兰州大学, 2020(01)
- [3]高功率微波阵列天线若干关键技术研究[D]. 马骁. 电子科技大学, 2020(07)
- [4]微波加热德拜媒质热-电磁耦合特性研究[D]. 崔凯辉. 昆明理工大学, 2020(04)
- [5]一维金属银纳米结构的柔性电子学研究[D]. 林森. 北京邮电大学, 2020(01)
- [6]隐身涂层微波反射率现场检测技术研究[D]. 张云鹏. 电子科技大学, 2019(04)
- [7]基于半导体的宽频太赫兹超材料吸波体的设计与制备研究[D]. 石再莹. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2019(03)
- [8]基底材料对二硫化钼薄膜应变场分布的影响[D]. 吴亚俊. 江西师范大学, 2019(03)
- [9]基于液晶材料的电磁超材料机理及功能性器件研究[D]. 赵怿哲. 电子科技大学, 2019(01)
- [10]基于介质调控的红外超材料耦合现象研究[D]. 艾万森. 电子科技大学, 2019(01)