高声强下微圆孔声学非线性效应vena收缩系数的研究

在研究高声强下微圆孔声学非线性效应时,准定常模型的一个明显不足是采用固定不变的 vena收缩系数,因而影响了预测精度。本文联合一种准定常方法和离散涡方法,给出了 vena收缩系数随入射声强的变化曲线,并与实验结果符合得较好。将本文准定常方法与 vena收缩系数曲线相结合来预测非线性声阻,不仅预测精度高,而且十分简便,适用于高声强条件下穿孔板共振吸声结构的工程设计。     

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采用轨道受限运动方法研究了极区夏季中层顶区域的尘埃粒子电荷数与尘埃粒子半径。利用尘埃等离子体充电理论,建立了尘埃粒子充电方程模型,得到尘埃粒子充电时尘埃电荷数和半径的比值。然后结合ECT02实验数据,分析了发生极区中层夏季回波现象时极区中层顶区域尘埃粒子电荷数和半径的比值,并得到尘埃粒子的半径以及尘埃粒子所带电荷量。结果表明,极区中层顶区域的尘埃粒子平均所带电荷不到一个,它的半径约为20nm。     

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根据尘埃等离子体理论,考虑到尘埃粒子的充放电过程,研究了尘埃冰晶粒子吞噬效应对极区中层电子浓度分层结构及电导率和介电常数的影响。结果表明,尘埃冰晶粒子的吞噬效应造成了极区中层80~90km高度范围内电子浓度的分层结构,并进而导致这一区域尘埃等离子体电导率、介电常数沿高度出现明显的分层,为解释和研究极区中层夏季回波现象提供参考。     

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研究了在托卡马克装置中中性束注入时快离子自举电流的产生。利用快离子分布函数在两小增量δ=ρp/a (ρp是极向拉莫尔半径,a是小半径)和δ*=τB/τs(τB是俘获粒子反弹周期,τs是慢化时间)下进行展开的方法求解漂移动力学方程;给出了快离子自举电流的一般表达式。计算了圆截面大纵横比托卡马克中快离子自举电流密度分布和总的快离子自举电流的大小,研究表明：在中性束垂直注入时快离子自举电流约占总电流10%;自举电流的大小既敏感地依赖于中性束注入的角度——平行注入时较小、接近垂直时迅速增大,同时也较强的依赖于快离子的产生速度与临界速度的比值,即vb/vc,而vb2∝E(束能量);自举电流的大小随注入束能量的增加而迅速增大。     

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采用本征模式的数值打靶方法研究了离散阿尔芬本征模在DⅢ-D高性能运行条件下的物理特性,包括负磁剪切位形、高性能加热、正反中性束注入、内部输运垒以及高自举电流和甚高约束运行状态对这种阿尔芬模式的影响。在DⅢ-D托卡马克装置负磁剪切位形及先进运行状态实验参数下这些离散阿尔芬本征模存在于宽的径向区域,且具有广泛的本征频谱;高性能加热、同向中性束注入以及内部输运垒的存在有利于产生多个较深的气球模驱动势阱,由之得以很好地形成这种阿尔芬束缚态本征模;在高自举电流和甚高约束运行条件下这些离散阿尔芬本征模束缚态能够在更广的径向区域存在,且可具有较高的本征频率。另外,参照DⅢ-D装置放电实验数据的时间演变情况,这些离散阿尔芬本征模能在很宽的运行参数范围内出现,使之成为该类大型托卡马克实验中可能广泛存在的潜在不稳定性。     

风电叶片气动外形设计对质量的影响

随着大型风电叶片长度的增加,质量因素对叶片的结构特性影响越来越大。要求在保证必要的气动效率条件下降低叶片的质量。本文利用简化后的风电叶片质量求解模型,分析了叶片铺层规律基本不变,挥舞刚度固定等条件下,叶片的弦长、厚度及相对厚度对叶片质量的影响。结果表明:增加叶片的厚度有利于减小叶片质量,对于所分析的叶片,在叶片展向20%~80%的增加相对厚度对减小质量最有利。在此条件下,考虑到气动与质量的耦合影响,降低叶片质量将导致气动效率的损失。     

镀膜长周期光纤光栅耦合系数的研究

给出了镀膜长周期光纤光栅芯层模式和包层模式耦合的耦合系数的详细表达式,应用此表达式对镀膜长周期光纤光栅的耦合系数的特性进行了较为详细的研究。研究发现:1)同次模式的耦合系数随薄膜厚度变化而变化,在某些厚度下,奇次模式耦合的耦合系数与偶次模式耦合的耦合系数几乎相等;2)在某些厚度处,交流耦合系数会有跳变发生;3)交流耦合系数随环境折射率的变化而变化,并且当环境折射率靠近光纤包层折射率时交流耦合系数会有急剧跳变发生。     

飞秒多脉冲激光烧蚀金属过程中的能量剩余现象

提出了描述整个飞秒多脉冲激光烧蚀过程的物理模型,模型考虑了多脉冲烧蚀的新的特点,考虑靶材吸收率随温度的变化和蒸发效应,建立了激光烧蚀不同阶段的热传导方程,给出了相应的定解条件。以金靶材为例,利用有限差分法,求解了热传导动力学方程,分别给出单脉冲和多脉冲作用下相应的靶材电子和离子亚系统的温度演化图像,及多脉冲激光作用下能量剩余系数和脉冲个数的变化规律,发现理论曲线与相应的实验数据吻合较好。研究结果充分证明多脉冲激光烧蚀过程中剩余能量的存在。     

非平衡磁控溅射系统磁场的半解析法

应用电磁场分析中的一种新方法——半解析法,对一种典型的非平衡磁控溅射系统进行了磁场分析. 结果表明,应用半解析法计算,求解变量少、方法简单,而且计算精度高,该方法相对于等效源法有严密的理论依据,标量位函数的表达式为级数解析式,有利于场强的计算,更有利于优化设计. 关键词： 非平衡磁控溅射 半解析法 标量磁位 磁场强度     

非平衡磁控溅射系统磁场的半解析法

应用电磁场分析中的一种新方法——半解析法，对一种典型的非平衡磁控溅射系统进行了磁场分析. 结果表明，应用半解析法计算,求解变量少、方法简单，而且计算精度高，该方法相对于等效源法有严密的理论依据，标量位函数的表达式为级数解析式，有利于场强的计算，更有利于优化设计.     

磁控溅射法制备金团簇纳米颗粒及性能表征

采用磁控溅射法制备金团簇纳米颗粒,用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分光光度计(UV-Vis)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对其表征,研究了金团簇纳米颗粒的形貌、颗粒度、结构、光吸收性质及物质成份。研究结果表明：制备的金团簇纳米颗粒呈球形,平均粒径在10 nm左右,粒径分布均匀,无团聚、氧化现象,颗粒的结构为面心立方。在519 nm处出现团簇颗粒的表面等离子共振吸收峰,测试得到Au(4f7/2)和Au(4f5/2)电子的结合能分别为83.3 eV和86.9 eV,并且没有出现金的氧化产物。     

磁控溅射法制备金团簇纳米颗粒及性能表征

 采用磁控溅射法制备金团簇纳米颗粒,用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见光分光光度计(UV-Vis)和X射线光电子能谱(XPS)等分析手段对其表征,研究了金团簇纳米颗粒的形貌、颗粒度、结构、光吸收性质及物质成份。研究结果表明：制备的金团簇纳米颗粒呈球形,平均粒径在10 nm左右,粒径分布均匀,无团聚、氧化现象,颗粒的结构为面心立方。在519 nm处出现团簇颗粒的表面等离子共振吸收峰,测试得到Au(4f_7/2)和Au(4f_5/2)电子的结合能分别为83.3 eV和86.9 eV,并且没有出现金的氧化产物。     

Color and optical characteristics of carbon coatings produced by magnetron sputtering

The color parameters of carbon coatings deposited by magnetron sputtering of a graphite target onto substrates of stainless steel without a sublayer and with a titanium sublayer are calculated. By numerical modeling, the refractive indices and extinction coefficients for the titanium sublayer and carboniferous film as well as the volume content of titanium dioxide in the sublayer are determined. Physico-Technical Institute of the Academy of Sciences of Belarus, 4, Zhodinskaya St., Minsk, 220141, Belarus. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 64, No. 3, pp. 374–385, May–June, 1997.     

Effect of the duty ratio on the indium tin oxide (ITO) film deposited by in-line pulsed DC magnetron sputtering method for resistive touch panel

The indium tin oxide (ITO) film was deposited on PET (polyethylene terephthalate) film using in-line pulsed DC magnetron sputtering system with different duty ratios. The reverse time and the frequency of pulsed DC power were changed to obtain the different duty ratios. From the electrical and optical properties such as the sheet resistance, resistivity, thickness and transmittance, the pulsed DC sputtered ITO/PET films were also superior to the DC sputtered ITO/PET films. The reverse time had little effect on the properties of the ITO/PET film and the frequency of pulsed DC power had an immerse effect on the properties of the ITO/PET films. The optimal ITO/PET film was obtained when the frequency was 200 kHz, the reverse time was 1 μs, and the duty ratio was about 80%.     

膜厚对直流磁控溅射Nb薄膜微结构的影响

采用直流磁控溅射方法制备膜厚为50, 100, 200, 400, 600 nm的Nb薄膜,对薄膜的沉积速率、表面形貌、晶体结构进行了研究,并对其应力和择优取向进行了详细的分析。原子力显微镜图像显示Nb膜表面光滑、致密,均方根粗糙度达到0.1 nm量级。X射线小角衍射给出了薄膜的晶格结构、晶粒尺寸和应力情况。分析表明薄膜为多晶体心立方结构(bcc),在(110)晶面方向存在明显的择优取向,且随着薄膜厚度增大而增强。Nb膜应力先随薄膜厚度增大而增大,在200 nm时达到最大值(为1.015 1 GPa),后随薄膜厚度的增大有所减小。     

Crystal structure and tribological properties of molybdenum disulfide films prepared by magnetron sputtering technology

Molybdenum disulfide (MoS₂) is widely used in practice due to its excellent lubricating properties. However, research on the tribological properties of magnetron sputtering for depositing MoS₂ films remains limited. Herein, the tribological properties of MoS₂ films were investigated in detail through a series of characterization and friction coefficient tests. MoS₂ films were deposited onto silicon substrates by magnetron sputtering under different radio-frequency powers (P_rf). With increased P_rf, the crystallinity of the films gradually increases, whereas the friction coefficient initially decreases and then increases. P_rf also affects the chemical composition, surface morphology, and grain size of MoS₂ films. At P_rf = 300 W, the film surface is dense and smooth, the grain distribution is uniform. Moreover, the films have superior tribological properties and low friction coefficient, which can be attributed to the weak van der Waals force among MoS₂ layers and the microscopic morphology of the films. All these results indicate that by reasonably controlling the preparation parameters, MoS₂ films with excellent tribological properties can be prepared by magnetron sputtering.     

基片下磁场磁控对溅射辉光及薄膜梯度的影响

溅射时在基片下方放置磁铁，让来自基片下方的磁场发挥磁控作用，以此来研究基片下磁场磁控溅射的方法.发现辉光形貌以及沉积的薄膜厚度分布均发生明显变化的同时，辉光的外形也随着外加磁铁直径的变化而变化.运用磁荷理论对空间磁场分布进行模拟，解释了辉光形貌变化的机理；运用沉积粒子在外加梯度磁场中运动理论解释了膜厚分布. 关键词： 磁控溅射 辉光 磁场模拟 膜厚梯度     

直流脉冲磁控反应溅射技术制备掺铝氧化锌薄膜的研究

文章采用直流脉冲磁控反应溅射(DCPsputtering)技术,在不同氧氩比(GFR)条件下玻璃衬底上制备了一系列掺铝氧化锌(AZO)薄膜,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜和分光光度计从宏观应力和微观晶格畸变的角度研究了GFR对薄膜结构、表面形貌和光学特性的影响.制备的多晶AZO薄膜呈现了明显的ZnO-(103)择优取向,这归结于3小时薄膜沉积过程中伴随的退火引起的薄膜晶面能转变.随着GFR的增大,AZO薄膜内宏观拉应力先增大到最大值,随后宏观压应力随着GFR的继续增大而增大.薄膜中的宏观应力明显随着GFR从拉应力向压应力转变.这与晶格微观畸变诱导的微观应力的研究结果趋势恰恰相反.随着GFR的增加,薄膜在可见光区的平均透射率先增加后减小,薄膜晶粒尺寸诱导的晶界散射是影响薄膜透射率的主导机制.