吸声型薄膜声学超材料低频宽带吸声性能研究*

本文根据吸声型薄膜声学超材料的吸声机理，在传统的吸声型薄膜声学超材料结构的基础上引入质量非对称结构， 优化了不同厚度质量片的排布方式，并根据优化结果制备了能够实现低频宽带吸声效果的薄膜声学超材料样品。对其进行声学实验的测试结果显示，样品在 100-1000Hz 频率范围内的平均吸声系数达 0.25，并在 250-800Hz 频率范围内出现了多个共振吸收峰，且实验测得的吸声系数曲线与仿真曲线的趋势有较高的一致性。因此该样品实现了低频宽带吸声。     

分层吸声结构的声学设计与性能分析

本文给出了声波在多层介质中的传播方程，通过数值计算，分析了各层参数对分层吸声结构声学性能的影响规律。用参数匹配方法，对多层吸声结构各层材料的参数进行设计。结果表明，通过合理分布各层材料，多层吸声结构可以在较宽频段上达到满意的吸声性能。     

磁力负刚度薄膜结构低频吸声特性

针对背腔深度较小的薄膜吸声结构难以实现低频吸声的问题,提出了磁力负刚度的解决方法。采用传递矩阵法,建立了负刚度薄膜吸声结构理论模型,分析得出该结构的声阻抗等同与大背腔常规薄膜吸声结构的声阻抗;阻抗管实验验证得出,在一定磁场条件下,不同背腔的负刚度薄膜吸声结构与无负刚度结构相比其共振频率显著下降,吸声系数曲线与理论结构吻合。负刚度机制能够降低薄膜吸声结构的共振频率,用较小背腔实现低频吸声,从而实现薄型低频吸声结构设计。     

金属片镶嵌微缝薄膜结构的吸声特性分析*

为了使声波在低声压级、低频带达到理想的吸收效果,本文提出了金属片镶嵌微缝薄膜结构理论模型,并分析了该模型的吸声机理。首先将该结构的力学模型看作多自由度系统,构建振动微分方程,得到了金属片镶嵌薄膜的分布位置与每段薄膜弹性系数之间的关系。并在此基础上分析了激励频率与固有频率之间的关系,得出基频对该结构吸声效果的影响。然后利用有限元软件对该结构的模态振型和声阻抗进行了分析,得到了镶嵌在微缝薄膜上的金属片与声波的耦合形式。最后通过试验对该结构的吸声特性进行了验证,结果表明:吸收峰值受镶嵌位置影响较小,平均吸声系数变化不大,一阶固有频率会受镶嵌位置的改变而改变。     

含空腔的功能梯度声学覆盖层水下吸声特性

针对传统的声学覆盖层吸声频带窄的问题,基于功能梯度材料的特点提出了一种含空腔结构的水下功能梯度声学覆盖层结构,引入梯度有限元法建立了功能梯度型声学覆盖层的水下声学计算模型,研究了功能梯度声学覆盖层结构的水下吸声特性。与传统的功能梯度结构声学建模方法相比,在保证计算精度和计算效率的基础上,文中所建立的功能梯度结构声学计算模型可适用于更复杂的功能梯度声学结构声学性能评估。研究结果表明,功能梯度声学覆盖层能够有效改善中高频段的吸声性能,获得较好的宽频吸声效果。此外,空腔形状采用锥型空腔结构或者组合型空腔结构可以有效地拓宽功能梯度声学覆盖层的吸声频带。     

面向微穿孔板吸声结构和吸声特性混合设计的软件平台

微穿孔板吸声结构是由微穿孔板与板后空腔组成的共振吸声结构,被认为是继多孔吸声材料之后发展起来的最有吸引力的吸声结构,其吸声特性与结构参数孔径d、板厚t、孔距b及空腔深度D有关,如何按需设计一个有效的微穿孔板吸声结构已成为目前研究的热点。本文从微穿孔板吸声结构和吸声特性混合设计的角度出发,使用面向对象的编程语言C++开发了微穿孔板吸声结构设计平台。与以往设计方法不同,本文开发的软件平台综合考虑了结构参数和吸声特性参数两方面的限制,根据实际应用要求平衡微穿孔板吸声结构的最大吸声系数与吸声带宽之间的制约关系,并以饱满的吸声曲线为目标,提供满足混合设计要求的优化结构参数。     

对称折叠通道结构的低频通风吸声体*

为了消除或减少低频噪声,该文 提出了一种低频通风超材料吸声体,该吸声体由对称的折叠通道结构组成,具有深度亚波长、高通风空间占比和低频高效吸声的特性.通过传递矩阵方法、有限元模拟和四麦克风实验法,揭示了对称折叠通道结构通风吸声的物理机制.首先在理论上分析单个吸声体的通风吸声性能并进行了仿真模拟,在共振频率423 Hz附近,吸声系数大于0.9,通风空间占比高达40%.吸声单体的共振频率可通过改变折叠通道的长度来灵活调控,组合多个不同共振频率的吸声单体可以拓宽吸声体的有效吸声带宽.由四个吸声单体组合的通风吸声体可实现314－366 Hz频率范围内的高效声吸收(吸声系数大于0.8),且通风空间占比达到35%,而结构厚度仅为314 Hz时波长的1/10.该低频通风吸声体具有结构简单、结构强度高和容易制造等特点,在低频通风降噪领域有着潜在的应用前景．     

吸声覆盖层研究进展

从粘弹性材料复杂结构吸声性能计算和粘弹性材料动态力学参数获取两方面对吸声覆盖层研究进行了回顾。计算模型主要有分层介质模型、等效介质模型、空腔谐振模型以及数值计算方法。动态力学参数获取主要有基于振动的直接测量方法、基于声学性能测试的反演方法和近些年发展起来的有限元的反演方法。最后对吸声覆盖层研究的发展趋势进行了展望。     

Au／Su周期性结构金属薄膜的弱局域电性

观测了金锡相间周期结构薄膜的弱局域效应现象，与经典现象不同，观察到了有效的自旋轨道散射驰豫时间τ５０随温度明显的变化，在传统的ＷＬ的基础上，用一个简单的模型进行了解释。     

金属与金刚石薄膜接触的电学特性研究

用热丝辅助化学汽相沉积技术在Si衬底上合成了含少量受主型杂质的近于本征的金刚石薄膜，并研究了三种金属（Cu，Ag和Al）与它接触的电学特性，以及退火对接触特性的影响．结果表明Cu，Ag与金刚石薄膜接触的电学特性比较类似，而Al则明显不同；而且退火对它们的接触特性影响很大 关键词：     

金属薄膜的量子输运理论

运用格林函数方法和久保公式研究金属薄膜中的电子输运．考虑了量子尺寸效应及来自杂质和两个粗糙表面的散射，计算单粒子格林函数和平行电导率．计算结果表明：（1）在薄膜系统中，电子数密度、平均自由程以及来自杂质和表面散射的电导率都以π/k_F（k_F为费密波矢的数值）为周期随厚度d振荡；（2）在薄膜和厚膜的两种极限、以及取表面粗糙度的最低阶近似下的结果可以推出用半经典和量子方法所得的金属薄膜的电导公式 关键词：     

CN薄膜结构特性的研究

利用离化团束(ICB)方法在Si(111)衬底上生长了CN薄膜。X光衍射(XRD)分析表明薄膜呈β-C₃N₄晶态结构,X射线光电子能谱(XPS)测定薄膜含N量为20％,并且观察到C1_s和N1_s芯能级谱中存在双峰。红外吸收光谱呈现C—N和C≡N的吸收峰。高能反射式电子衍射(RHEED)也证实薄膜中存在晶态物质。薄膜的努氏显微硬度值达到6200kgf·mm^-2。 关键词：     

高分子颗粒孔隙结构材料的吸声特性研究

在噪声控制与治理工程中，许多场合了消除由物体表面产生的反射声波，往往需要在物体表面敷设具有吸声性能的材料或结构，以吸收入射声波的声能，本文对一种新型的以高分子材料为基底的颗粒型微孔结构进行了吸声特性研究，首先对颗粒微孔结构的吸声机理进行分析，认为由于受材料自身化学性质与结构特征所决定，这种颗粒微孔结构除了具一般多孔吸声材料的空气粘滞阻力作用吸声外，还存在颗粒材料的内部的弹性弛豫效应吸声，因而吸怕系     

MOCVD法生长ZnO薄膜的结构及光学特性

采用MOCVD方法在c Al2 O3衬底上生长出了具有单一c轴取向的ZnO薄膜 ,采用X射线衍射 (XRD)、Raman散射、X射线光电子能谱 (XPS)及光致发光 (PL)谱等方法对ZnO薄膜的结构及光学特性进行分析测试。XRD分析只观察到ZnO薄膜 (0 0 0 2 )衍射峰 ,其FWHM数值为 0 1 84°。Raman散射谱中 ,4 35 32cm- 1 处喇曼峰为ZnO的E2 (high)振动模 ,A1 (LO)振动模位于 5 75 32cm- 1 处。XPS分析表明 :ZnO薄膜表面易吸附游离态氧 ,刻蚀后ZnO薄膜O1s光电子能谱峰位于 5 30 2eV ,更接近Zn—O键中O1s电子结合能 (5 30 4eV)。PL谱中 ,在3 2 8eV处观察到了自由激子发射峰 ,而深能级跃迁峰位于 2 5 5eV ,二者峰强比值为 4 0∶1 ,表明生长的ZnO薄膜具有较高的光学质量     

薄膜型声学超材料的结构设计与隔声特性

为探讨薄膜型声学超材料用于汽车前围声学包、提高其中低频隔声能力的可行性,设计一种米字摆臂多质量块薄膜型声学超材料,构建其隔声分析有限元模型,分析其隔声特性及影响因素,开展结构优化及其在汽车前围声学包上的应用探索。研究表明,所设计的薄膜型声学超材料单胞在中低频区域具有较宽的隔声频带;增加薄膜上质量块半径或厚度会使传声损失曲线整体向低频区域移动,且质量块半径的增加还会拓宽高频区域的隔声频带;增加薄膜厚度或预应力会使传声损失曲线整体向高频区域移动;优化后的薄膜型声学超材料与钢板组合应用于汽车前围板,可明显提高其中低频隔声能力。     

厅堂声学计算机模型的应用(英)

此处所介绍的厅堂声学计算机模型计算了房间和多功能厅的声学响应。这个模型是以房厅的三维表示为基础的。每个墙面都赋予一个吸声系数,并且分成更小的单元。首先计算了单元间影响系数所组成的矩阵。对于给定的声源,可以计算每个单元收到的能量,产由此定出房厅内任一点的声级,这样又能够算出（ａ）随距离变化的衰减,（ｂ）在任一平面上的声照度,和（ｃ）任一点所收到声能的接收指向性。可以算出房厅内任一被选定点的回波图,作     

厅堂声学计算机模型的应用(英)

此处所介绍的厅堂声学计算机模型计算了房间和多功能厅的声学响应。这个模型是以房厅的三维表示为基础的。每个墙面都赋予一个吸声系数,并且分成更小的单元。首先计算了单元间影响系数所组成的矩阵。对于给定的声源,可以计算每个单元收到的能量,并由此定出房厅内任一点的声级,这样又能够算出（ａ）随距离变化的衰减,（ｂ）在任一平面上的声照度,和（ｃ）任一点所收到声能的接收指向性．可以算出房厅内任一被选定点的回波图,作为接收器所在地接收指向性随时间的演变;这么一个特点使得有可能核对目视图象和声图象之间的可能不符。这个软件能够设法任意修改房间的形状,以最优化房间的声学特征．本文列举了一个厅堂声学的研究例,是关于沙特拉伯首都Ｒｉｙａｄｈ的 Ａｈｕｒａ主厅的。     

金属薄膜和超导体

来自中国和美国的科学家用量子工程技术，制造出厚度仅有20～30个原子的铅晶体薄膜，然后测试了这些薄膜进入超导态的转变温度，发现转变温度随薄膜的厚度有规律地改变，膜越薄，超导转变温度越高．一篇相关的研究评述指出，有些金属（比如银）的大块状态不超导，这些结果提出了将这些金属用量子工程技术转变为超导体的可能性。     

水下弹性微穿孔吸声结构吸声系数研究

利用模态叠加法建立了水介质微穿孔板的数学模型,基于声电类比法得到其等效电路模型。研究了弹性微穿孔板和弹性背腔对垂直入射吸声系数的影响。与空气介质中的微穿孔板不同,水下微穿孔板因结构阻抗不足,难以取得满意的吸声效果,为此提出了增强型微穿孔吸声结构,并在水介质阻抗管内对理论结果予以验证。结果表明,随着增强型弹性微穿孔板弯曲刚度的增大,其在[20,2000]Hz范围内的平均吸声系数得到提高,逐步趋近于刚性微穿孔板的结果,弹性背板使微穿孔吸声结构的吸声峰向低频移动,低频吸声效果得到提高。