新型HfO2栅介质中的频散效应及参数提取方法

本文研究了原子层化学气相淀积ALCVD(atom layer chemical vapor deposition)方法淀积的HfO2/SiO2/p-SiMOS电容的电特性.高频时,积累电容出现了频率色散现象.针对双频C-V法测量超薄HfO2/SiO2堆栈栅MOS电容中制备工艺和测量设备引入的寄生效应,给出了改进的等效电路模型,消除了频率色散.研究发现,高k介质中存在的缺陷和SiO2/Si处的界面态,使高频C-V特性发生漂移.对禁带中界面态的分布进行归纳,得到C-V曲线形变的规律.研究了形变的C-V曲线与理想C-V特性的偏离,给出了界面态电荷密度的分布,得到了相对于实测C-V曲线的矫正线.通过比较理想C-V曲线和矫正线,提取了平带电压、栅氧化层电荷、SiO2/Si界面的界面态密度等典型的电学参数.     

随钻钻孔深度的声学测量技术实验研究

通过建立声学测量实验系统,提出了用声波回声技术测量随钻钻孔深度的技术手段。利用阻抗分析仪测量了发射换能器阻抗特性,同时用脉冲法测量了发射换能器频谱,研究了单脉冲激发和burst信号激发测量等直径钻杆的波形和频谱。实验结果表明,利用不同频率的信号进行激发时,频率为2.5 k Hz的信号更适宜于声波传播。波形随着钻杆长度的增加而衰减,可测量的钻杆长度为30 m。对于等直径的伪钻杆结构,理论上一次直达波可传播480 m,但在当前的实验条件下可传播的距离只有120 m。     

关于传播介质对振动声成像系统分辨率影响的探讨

本文从振动声成像的基本原理出发，以凹球面聚焦换能器分割形成的一种典型共焦换能器为例，通过引入点扩展函数PSF和轴向响应函数ARF，探讨了不同传播介质对振动声成像系统分辨率，特别是轴向分辨率的影响。研究表明，不同的传播介质对系统分辨率的影响不尽相同。为了提高系统分辨率，在特性与生物组织相似的情况下，应该尽量选用低温、液态且声速较低的物质作为传播介质。同时，声衰减系数的存在有利于轴向分辨率的提高。     

电磁开放系统谐振行为的广义系统函数研究

基于复频率理论，提出电磁开放系统中谐振行为的广义系统函数H（s）研究。H（s）是直接联系空间的辐射或散射场特性，并采用基于模型的参数估计技术（MBPE）在复频域中智能构建。通过研究H（s）在有限工作频带内的零点、极点以及留数特性，可有效分析开放系统中特殊的谐振现象，预测发生谐振的频率，以及谐振的强弱状态。天线和散射等电磁开放系统品质因数（Q值）的计算一直是一个有意义和挑战性的问题，基于广义系统函数H（s）和复频率ω理论，给出了谐振Q值的复频率计算方法，给出一些实际天线阵列的数值实验和讨论来说明广义系统函数理论的应用和正确性。     

纳米La0．6Sr0．4MnO3／Fe粉复合体系微波吸收性能

用溶胶-凝胶法制备了La0.6Sr0．4MnO3粉体，与纳米Fe粉按不同质量比复合，得到复合材料样品。测试了样品在2～18GHz微波频率范围内的复介电常数、复磁导率，计算了微波反射系数和损耗角正切，初步探讨了材料的微波吸收机制。结果表明，当复合质量比为6：4、样品厚度为2mm时，大于10dB的吸收带宽为3．4GHz，最大吸收峰值为16dB，微波损耗是介电损耗和磁损耗共同作用的结果。     

轴对称层合横观各向同性压电圆板的精确解：I.压电圆 …

从压电材料的三维弹性方程出发，导出压电圆板在轴对称变形下的状态方程，对其应用有限Ｈａｎｋｅｌ变换并使变换产生的边界自由项等于零，得到一常系数常微分方程组和相应的边界条件，进而求得对应于广义刚性滑动和广义弹性简支２种边界条件的２个精确解。     

聚合质量比对Sr0．7La0．15Ce0．15Fe11.7Zn0．3O19／PAn复合体系微波吸收性能的影响

用原位聚合法制备了Sr0．7La0．15Ce0．15Fe11.7Zn0．3O19铁氧体／聚苯胺（PAn）复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对样品的结构、微观表面形貌和粒子大小进行了表征，用微波矢量网络分析仪测量样品在2～12．4GHZ频率范围内复介电常数和复磁导率，根据测量数据计算微波反射率R与频率f的关系。研究结果表明：PAn包覆于掺杂锶铁氧体表面，PAn／Sr0．7La0．15Ce0．15Fe11.7Zn0．3O19复合材料具有良好的吸波性能，随着掺杂锶铁氧体含量的增加，微波吸收匹配厚度和吸收带宽发生变化：当Sr0．7La0．15Ce0．15Fe11.7Zn0．3O19聚合质量比为40％时，最佳匹配厚度为2．6mm，吸收峰值接近-40dB，峰值频率高于12．4GHz，大于10dB吸收带宽预计达到55GHz。     

纵向磁场沉积态(F/SiO_2)_3/Ag/(SiO_2/F)_3多层复合结构膜的巨磁阻抗效应

采用射频溅射法分别在零磁场和72kA/m的纵向静磁场下,制备了结构为(F/SiO2)3/Ag/(SiO2/F)3(F=Fe71.5Cu1Cr2.5V4Si12B9)的多层复合膜.研究了沉积态样品的软磁特性和巨磁阻抗(GMI)效应.结果表明,在无磁场沉积态样品中未探测到GMI效应.在沉积过程中加纵向磁场明显优化了材料的软磁性能,从而获得显著的GMI效应.在6.81MHz的频率下,最大纵向和横向GMI比分别高达45%和44%.同时还分析了磁阻抗比、磁电阻比、磁电抗比和有效磁导率比随频率变化的行为,发现磁场沉积态样品的纵向和横向GMI效应随频率变化的频谱曲线几乎重合.阻抗在低频下主要是巨磁电感效应.当频率f>9MHz时,磁电抗比变为负值,即电抗的性质从电感性变成了电容性.     

有限元法在电机温度场仿真中的运用

运行的超声电机会产生温升，过高的温升对超声电机的机械特性及使用寿命都有较大影响。本文首先通过实验证明压电陶瓷元件发热和摩擦层摩擦发热是超声电机温升的主要热源；然后，分别以压电陶瓷元件发热和摩擦层摩擦发热为热源，建立其相应的温度场热分布模型。并用有限元软件分别对压电陶瓷元件发热场和接触摩擦发热场进行仿真计算。计算结果表明，压电陶瓷片发热源部分，热量最大处为压电陶瓷片粘贴面的内圈；接触摩擦发热中，摩擦产生的热量集中在接触表面。     

复合钙钛矿型弛豫铁电体的介电机理研究

通过分析复合钙钛矿型弛豫铁电体中极化微区之间相互作用的性质，建立了等效相互作用的参数服从Ｇａｕｓｓ分布的物理模型。利用平衡态和准平衡态中的Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟，研究了这类材料介电特性产生的机理，通过计算偶极子翻转的弛豫时间分布，提出了冻结偶极子和慢偶极子的概念，系统地解释了弥散相变，频率色散和极化行为等现象，提出由晶体结构不均匀性导致的连续遍历性破缺，是这类材料弛豫特性产生的根本原因。     

电磁带隙结构及左/右手结构的关系研究

提出了两类对偶的周期性电路，并根据色散关系证明了它们通带和阻带的分布情况．在此基础上，绘制了三个有代表性的实例的Brillouin图，用AgilentADS仿真了这三个实例的S参数，用实验验证了其中一个实例的S参数，并与根据色散关系得出的相位特性进行了比较．理论分析和实验证明了两类周期性电路在不同的频率范围内分别表现为电磁带隙特性、右手特性和左手特性，从而揭示了三类结构的内在联系，论证了同一物理结构在不同频段内实现三种特性的可能性。     

基于SHPB试验的高速铁路CRTSⅡ型CA砂浆动态性能

采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)试验研究了高速铁路CRTS II型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的动态力学性能,并建立了CRTS II型CA砂浆的动态本构关系模型.结果表明:随着应变率的增大,CRTS II型CA砂浆峰值强度逐渐增加,但增加速率随应变率的增大而减小,当应变率从44.17增加至54.79 s-1和从54.79增加至108.47 s-1时,峰值强度分别增加了初始峰值强度的52.28%和7.5%,弹性模量随应变率的变化规律性较差;应变率越大,破坏时的贯通裂纹越多,碎裂程度越大;CRTS II型CA砂浆的比能量吸收随着应变率的增大而增大.所建立的动态本构模型拟合曲线与试验曲线具有较好的一致性.     

ωB样条

提出一种带可变频率的新的样条，称之为ωB样条．它不仅统一了B样条、三角多项式B样条以及双曲多项式B样条，而且能表示更多新的样条模型．ωB样条基定义在由{cosax，sinax，1，t,...，t^,...）所张成的空间上，其中ω为频率序列，n为任意非负整数．ωB样条保有B样条的所有优良性质，并且还具有其他有利于自由曲线曲面造型的独特性质．     

气制动ABS电磁阀压力动态特性研究

为了解决ABS气动系统建模过程中采用一、二阶系统模型所出现的压力估计不精确和电磁阀动态特性过于简化等问题，基于某客车压力调节器，设计了ABS气压系统试验平台。通过改变电磁阀的控制信号对制动气室入口处的压力动态特性进行了测试分析；采用回归分析的方法对压力特性曲线进行了参数辨识；综合考虑气室初始压力、电磁阀开关滞后等影响因素建立了气压电磁阀的压力特性等效模型并进行了验证。试验与仿真结果吻合，表明所建立的模型和测试系统是有效的。     

纵向磁场沉积态(F/SiO2)3/Ag/(SiO2/F)3多层复合结构膜的巨磁阻抗效应

采用射频溅射法分别在零磁场和72 kA/m的纵向静磁场下, 制备了结构为(F/SiO₂)₃/Ag/(SiO₂/F)₃ (F=Fe_71.5Cu1Cr_2.5V4Si₁₂B₉)的多层复合膜. 研究了沉积态样品的软磁特性和巨磁阻抗(GMI)效应. 结果表明, 在无磁场沉积态样品中未探测到GMI效应. 在沉积过程中加纵向磁场明显优化了材料的软磁性能, 从而获得显著的GMI效应. 在6.81 MHz的频率下, 最大纵向和横向GMI比分别高达45%和44%. 同时还分析了磁阻抗比、磁电阻比、磁电抗比和有效磁导率比随频率变化的行为, 发现磁场沉积态样品的纵向和横向GMI效应随频率变化的频谱曲线几乎重合. 阻抗在低频下主要是巨磁电感效应. 当频率 f >9 MHz时, 磁电抗比变为负值, 即电抗的性质从电感性变成了电容性.     

脆性短纤维增强复合材料亚宏观模型及损伤本构关系

基于随机分布短纤维与基体损伤的物理机制与统计描述，针对长径比、刚度模量与强度都比较大的脆性短纤维增强复合材料，提出了一种亚宏观材料模型，考虑了纤维与基体的损伤统计规律、损伤诱发的各向异性与损伤率等对材料宏观力学行为的影响，导出了亚宏观损伤本构方程，还以短纤维纤维强聚丙烯聚复合材料为例，对损伤诱致各向异笥与损伤率效应及初始取向分布对材料宏观力学性能的影响进行了定量分析，理论预测与文献中的实验结果良好     

封闭腔导热辐射与自然对流耦合换热的数值研究

对具有导热和表面辐射换热相互耦合的封闭腔内的自然对流进行了数值研究,计算采用层流模型,为SIMPLE算法,QUICK差分格式.计算结果表明,在自然对流的封闭腔内,辐射换热比对流换热更占主导地位.当具有固体层时,导热的效应使总的对流换热有所增长(曲线的初始部分),但当固体层的导热系数比超过一定值时(kr≥10),再增加固体的导热性能,对封闭腔内的流动和换热的影响就不明显了.从数值上证实了在实际的建筑环境中,只要外围护结构的厚度达到一定的数值就可以达到隔热保温的要求.再增加厚度并不会得到更好的效果.     

硬岩掘进机振动特性研究

基于Pro／E、MATLAB、ADAMS和ANSYS联合构造的协同仿真环境，建立了掘进机截割部刚柔耦合虚拟样机的振动模型。施加外部激励，利用ADAMS／VIBRATION模块对其振动特性开展了研究，确定出回转台在截割硬岩载荷激励作用下的响应，得出对系统整体性能不利的模态振型和频率；并与减速机构转动频率进行比较，为掘进机截割部的振动提供了理论依据，对全面掌握截割部系统的动态性能具有重要价值。     

用于特快速暂态分析的大型电力变压器线圈的宽频建模

针对将多导体传输线（MTL）模型用于大型变压器整个绕组宽频带建模存在着的困难，本文首先推导了多导体传输线长度归一化的模型，解决了由于实际线匝长度不一致带来传输线上模量计算上的困难，并且可以将多导体传输线模型扩展应用到多绕组线圈的建模；其次，分析了以线匝为单元的集总参数电路模型相对于多导体传输线模型的误差，指出前者用于大型超高压和特高压变压器建模的适用频率大致在2．5MHz以内；然后，从多导体传输线二端口模型出发，推导了一种以线匝为单元的新型集总参数等值电路模型，该模型用于大型超高压和特高压变压器线圈的建模，其适用频率范围比原有的集总参数电路模型提高近2MHz．     

Al2O3-SiC纳米复合陶瓷中的残余应力分析

用Ｘ射线衍射的方法测定了Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ纳米复合陶瓷的残余应力，建立模型，计算了残余应力，并与实验测定结果吻合，探讨了纳米复合陶瓷的增韧补强机理。