用方阵乘幂求和法求线性方程组的数值解

介绍了一种新型的,不同于传统的雅克比或高斯塞德尔迭代法的,求解线性方程组的方阵乘幂求和法,并引入了方阵意义上求积分的龙贝格法.该算法成立须以方阵A为实阵,非奇异且主对角元素占优.该法较雅克比或高斯塞德尔迭代的计算量小,特别有助于求解大型线性方程组的问题.     

双"单电桥"法测量低电阻中的实用技巧例举

主要介绍了双"单电桥"法测量低电阻的基本原理与双"单电桥"法测量低电阻的几种实用技巧.     

氦原子及类氦离子基态的二参数变分法研究

提出了一种计算氦原子及类氦离子基态能量和波函数的二参数变分法,包括试探波函数的设计和基态能量表达式的推导,并用Mathematica 5.0软件的优化计算功能方便快捷地计算出基态能量,将计算结果与实验结果和部分所列文献的结果进行对比.结果表明,本文所得精度较高,变分参数个数较少.同时强调交换对称性和量子态的交缠在双电子原子体系问题中的重要性.     

运用数字暗场和结构重构方法测定FePt纳米粒子的正二十面体结构

小粒子结构一直是人们关注的研究热点,上世纪70年代运用暗场像技术发现了具有多重孪晶结构的正二十面体和正十面体结构.近年来,人们已经能够合成直径只有几纳米、结构复杂的纳米粒子,传统的高分辨像和衍射等方法难以获得这些纳米粒子的结构.本文以直径约6nm的FePt粒子为研究对象,通过系列欠焦像波函数重构获得了该粒子亚埃分辨率高分辨相位像,并对该相位像进行了数字暗场像分析研究,通过结构重构并结合高分辨像模拟测定该粒子具有二十面体结构,为确定具有复杂结构的纳米粒子结构提供了一种新途径.     

聚合物前驱体法制备CTNA陶瓷及其性能

采用DSC-TGA、XRD和SEM对聚合物前驱体法制备的0.7CaTiO_3-0.3NdAlO_3(CTNA)陶瓷粉末进行了分析。结果表明:经550℃预烧后的粉末为无定形态;但是当预烧温度提高到600℃时,形成了钙钛矿结构的CTNA单相。这表明CTNA晶相是未经中间相而直接从无定形态的前驱体中结晶形成。与传统固相反应法相比,合成温度从1300℃大幅下降到600℃。经900℃预烧,1375℃烧结的样品,其εr为43.3,Q·f为34862GHz,τf为1.4×10–6℃~(–1)。     

Fe2O3气敏材料研究进展

综述了近年来Fe_2O_3气敏材料常用的合成方法,如sol-gel法,沉淀法,水热法和微乳液法。总结了焙烧温度与掺杂效应对气敏性能的影响,探讨了气敏机理模型,并对今后的研究方向提出了一些看法。     

超高密度图案化磁记录介质中偶极作用与热辅助磁化研究

由于记录介质的超顺磁效应,传统的水平磁记录方式已经达到理论极限。为了实现特比(Tb,1Terabit=240bit)级的超高密度存储,各种记录方案正在探索之中,其中图案化介质和热辅助磁记录技术被认为是最有发展潜力的方向,如果将两者结合则记录密度会更高。笔者结合已有的实验数据与前人的理论工作,通过有限差分法求解动力学方程和Monte Carlo随机方法,重点研究了以下几个与图案化介质及热辅助磁化技术有关的问题:(1)针对数值微磁学中矩形网格处理复杂边界时计算精度较低的问题,利用磁体本身的几何对称性和退磁张量的性质,通过在实空间求积分的方法解析地推导了等边三棱柱的退磁张量。根据这一张量表达式,可以得到任意精度的退磁因子,把这一结果应用在微磁学的网格划分当中,可以提高对复杂边界的处理能力。(2)为了能够在数值计算中高效地求出系统中的偶极作用能,解决由于偶极作用长程性带来求和速度收敛缓慢的问题,笔者通过重新定义网格求和方程,并采取分段处理的方法,解决了Lekner求和法中由于对称性降低而导致的奇异性问题,成功地把Lekner求和法从三维周期性边界条件下的库仑作用系统,推广到了二维周期性结构的磁偶极作用系统。应用Lekner求和法,可以高效地处理图案化介质这类规则排列的磁偶极子系统中、偶极作用能的计算问题。(3)为了深入理解偶极作用能对信息位稳定性与信息写入过程的具体影响,为实际设计图案化记录系统时选择合适的图案化介质提供理论指导,笔者通过求解二维系统的动力学方程,研究了有限阵列和周期性边界条件阵列磁性颗粒间偶极作用能对系统静态与动态性质的影响。发现有限阵列的静态磁学性质,诸如剩磁状态、矫顽力等与系统的大小密切相关,而磁化动力学过程则不受系统大小的影响。发现偶极作用能对系统的磁化强度翻转模式有决定性的作用。对于有限阵列来说,在平面各向异性的水平磁化翻转过程中,由偶极作用强度决定了三种翻转模式,即一致转动、成核模式及这两种模式的过渡区域;在垂直各向异性的垂直磁化翻转过程中,由偶极作用强度决定了四种翻转模式,即成核模式、非线性激发、旋卷模式以及成核与旋卷的过渡区域。对于周期性边界条件下的阵列,由磁场脉冲持续时间和偶极作用强度共同决定了中心磁矩翻转类型相图,相图可以分为五种翻转类型,即关联翻转、过冲翻转、下冲翻转、弹道翻转以及未发生翻转区。(4)为了理解偶极作用能对系统热稳定性的影响以及温度不均匀性对热辅助写入过程的具体影响,笔者运用Monte Carlo方法研究了这两个问题。发现偶极作用能的增加,会导致系统闭锁温度的升高,从而提高系统的热稳定性。在高斯分布型的稳定温度场中,发现根据温度场的半高宽,可以把翻转过程分为三类不同的成核模式,即边缘成核而后中心扩展模式、边缘成核而后边缘扩展模式以及两种模式的混合模式,并且翻转弛豫时间的对数与半高宽导数之间成分段的线性关系,其分段点受外场和中心温度的影响。而对于给定半高宽的温度场来说,弛豫时间与温度的关系与经典成核理论描述均匀温度场中弛豫时间与温度的关系相似,只是此时的能量势垒和比例系数都与温度场的半高宽有关。     

低温烧结NiCuZn铁氧体材料及叠层片式电感应用研究

从模拟向数字、定频向变频、接插件向平面片式化的方向发展是当前电子信息技术变革的主要方向,而叠层片式电感器件及其相关的低温共烧铁氧体材料,则是实现无源接插件向平面片式化发展的技术瓶颈。通过理论分析、材料研制以及器件应用验证三位一体的研究模式,实现了从材料微观、宏观性能的分析到材料研制途径和工艺优化以及片式器件设计及制备的综合调控,为开发高性能的低温烧结NiCuZn铁氧体材料及叠层片式电感器件奠定理论和实践基础。在理论研究方面,首先分析了决定低温烧结NiCuZn铁氧体材料主要磁性能:包括起始磁导率、品质因数、饱和磁感应强度、居里温度和矫顽力等的关键影响因素,为材料研制过程中如何控制和改善这些磁性能提供了重要的理论指导。然后又从物质迁移的角度探讨了促进NiCuZn铁氧体低温烧结和致密化的有效途径。此外,为了实现低温烧结NiCuZn铁氧体能够根据磁导率目标要求进行材料配方的"量身定制",还结合理论推导和数值拟合得到NiCuZn铁氧体磁导率的半经验计算公式,并基于遗传算法建立配方优化设计程序,大大提高了材料研发的效率和速度。在材料实验研究方面,分别采用了三种方法,即氧化物法、sol-gel法以及复合法对低温烧结NiCuZn铁氧体展开研究。在氧化法材料研制过程中,首先明确了NiCuZn铁氧体配方设计的基本原则,并在此基础上详细研究了主配方中CuO含量对材料烧结特性、微观形貌及电磁性能的影响,确定当主配方中x(CuO)为10.2%时,能较好兼顾材料低温烧结和高电磁性能的要求。此后通过对比实验,详细研究了预烧温度、球磨时间以及升温速率等制备工艺参数对材料烧结特性和电磁性能的影响。确定了低温烧结NiCuZn铁氧体最佳的预烧温度为800℃;最佳的二次球磨时间为24 h;最佳的升温速率应≤2.5℃/min。最后研究了不同的掺杂组合模式对材料性能的影响,明确了获得高磁导率的掺杂模式为:加入物的最佳质量分数是1.5%Bi2O3+0.3%WO3;兼顾高磁导率和高品质因数的掺杂模式为:1.5%Bi2O3+0.3%WO3+0.2%Co2O3。在sol-gel法低温烧结NiCuZn铁氧体材料研制过程中,首先对工艺过程中形成的干凝胶、自蔓延燃烧粉末以及最终烧结样品的晶相结构进行了分析。明确了经过自蔓延燃烧后的粉末已经铁氧体化,且粉末颗粒尺寸仅为几十纳米,具有很好的表面自由能。然后将sol-gel法与氧化物法制备样品的烧结特性和电磁性能进行了综合对比,详细分析了两种低温烧结铁氧体制备方法各自的技术优劣。此后,又采用了综合氧化物法和sol-gel法的复合法进行低温烧结NiCuZn铁氧体材料的研制。研究发现,纳米铁氧体微粉掺杂对促进NiCuZn铁氧体的低温烧结效果明显。这是由于具有高活性的纳米微粉均匀混合到氧化物法制备的微米级粉料中,增大了颗粒之间的接触面积及互扩散的缘故。同时,复合法能够避免氧化物法和sol-gel法各自技术上的一些缺陷,因而有望获得更好的材料电磁性能。在片式电感应用研究方面,首先基于有限元计算和电磁场仿真的思想,借助HFSS软件,进行片式电感结构的优化设计及性能的仿真预测。明确了对于0603型片式电感,当采取绕线长边长a=1 200μm,短边长b=500μm,绕线线宽w=100μm,绕线距上下边距μ=150μm时,能获得较好的片式电感性能。同时,通过拟合得到片式电感的感量与叠层匝数之间的指数关系。此后,对片式电感制备工艺流程进行了详细分析,明确了一些工艺控制的关键技术。最后,采用研制的低温烧结NiCuZn铁氧体材料,按照优化的片式电感结构,在电子科大LTCC工艺线上进行了片式电感的实际研制。经验证,实际制备的片式电感的感量比仿真预测值偏低,这主要是由于片式电感磁芯的磁导率与标样环有一定的差异所致,但电感量与叠层绕匝数之间的指数关系与预测值较为吻合。     

预烧工艺对MgTiO3系MLCC瓷料性能的影响

以Mg(OH)2,TiO2,CaCO3和ZnO为主要原材料,采用不同预烧工艺合成了MgTiO3主晶相材料。研究发现,快速升温到高温区(1150℃),然后降低温度至1000℃并保温4h所得的MgTiO3主晶相材料,为结构均匀、近似球形的颗粒,用其制备的MLCC瓷料,比表面积为5.5～6.5m2/g,分散性好。这种瓷料适合制造薄介质膜,制得的MLCC具有优良的介电性能,其绝缘强度E大于1.243V/m,tanδ小于1.3×10–4,εr为15.0～15.5。     

动力调谐陀螺仪的瞬态动力学及误差分析

为了建立陀螺仪在过载—振动复合环境下的误差模型,应用有限元分析软件ANSYS,针对某型导弹使用的动力调谐陀螺仪的结构,建立基于具体参数的实体和有限元动力学模型,并开展了陀螺仪的瞬态动力学分析研究,由此计算由于陀螺转子和平衡环的质心偏移造成的陀螺仪漂移误差,得到在过载—振动复合环境下陀螺仪漂移角速度与在过载、振动单一环境下漂移角速度之间的关系。