混合介质低频介电增强效应的等效电容模型

针对油气开采时岩石等混合介质在低频段出现的介电增强现象影响测井数据准确性的问题,提出一种混合介质低频介电增强效应的等效电容(CMEC)模型。首先根据储油层岩石电参数特性建立层状含膜介质模型,并将其等效为集总电路形式进行介电谱分析;同时给出3层含膜介质的电势分布,由此分析膜层电导率及膜层厚度对介电增强特性的影响。分析结果表明:等效介电常数在低频段的增强是电容模型有效厚度在低频段减小引起的,而其增强幅度和薄膜参数之间存在着定量关系;由于CMEC模型计算含膜介质介电谱时引入的模型参数相对较少,运算量约为有限差分算法等数值模拟方法的10%。该模型可为油田地质结构的低频介电测量提供准确依据。     

层状复合体系介电谱的数值模拟

为定量研究层状复合体系介电谱,基于微元法思想,提出了数值模拟该体系介电谱的方法,即将体系内电参数非均匀分布层分割为若干个电参数均匀分布的薄层,通过求解体系的复电导而得到体系的介电谱的数值解。以层内电导率和介电常数呈线性分布的介电谱为例,研究结果表明,数值模拟结果与理论解析结果一致。浓差极化层的压力驱动膜分离体系的模拟显示,该数值模拟方法可以研究复杂电参数分布情况时体系的介电谱,并发现该体系电导的频率依存性受原料液通量变化影响显著,体系弛豫个数随着通量的增加而减少。     

基于修正Cole-Cole模型的Nomex绝缘纸频域介电特性研究

矿用干式变压器Nomex绝缘在老化过程中其介电特性会发生改变,为定量描述其频域介电谱(frequency domain spectroscopy,FDS)随测量温度和老化的变化规律,本文采用修正Cole-Cole模型研究了Nomex绝缘纸的FDS特性,将该模型参量作为Nomex绝缘纸的FDS特征参量,用以反映其绝缘性能。在对不同测量温度和老化程度下Nomex绝缘纸介电特性进行测量后,提取了修正Cole-Cole模型参数,分析其变化规律后发现,随着测量温度的上升,复介电常数实部和虚部的频谱曲线向上和向高频方向偏移;随着老化时间的增加,Nomex复介电常数实部和虚部均有变大的趋势且在低频段下上升速度更快;随着测量温度升高,α和β弛豫过程中介质极化率增大,时间常数减小同时其直流电导率增大,随着老化时间的增加其介电特性出现相同的变化趋势。     

线接触弹流润滑中双电层效应影响分析

基于理想粘塑性模型分析了双电层效应对线接触弹流润滑膜厚度、压力分布和承载能力的影响．结果显示：双电层的电粘度效应使润滑膜厚增加、承载能力增强,对压力分布的影响不明显．     

基于动物组织预测儿童组织介电特性的数值模拟研究

目前已有的对儿童在电磁暴露环境下的安全评估大都采用成年人的介电数据,这给数值计算带来一定的误差。由于猪的组织介电特性与人的相似度较高,以幼年猪的组织测量数据为基础,建立幼年儿童组织介电谱的四阶Cole-Cole数学模型参数。选取A.Peyman等人在2006年对50 MHz~20 GHz频段内猪的组织进行的离体与活体测量数据,利用Cole-Cole方程的非线性数值计算,对数据进行曲线拟合,建立模型参数。对幼年猪的13种组织进行了曲线拟合,得到了对应的Cole-Cole模型的14个参数,并对比分析了文献中成年动物组织介电常数、电导率以及Cole-Cole方程参数。拟合参数模型可以对不同频率下儿童组织电参数进行预测分析。此外,儿童组织介电特性与成年人相比变化较大,在进行生物电磁暴露研究特别是对儿童与青少年的电磁暴露安全评估时使用成年数据进行代替会带来较大的误差。     

Br~-离子对电极/溶液界面结构、性质影响的测定

本文采用电毛细曲线法测定,考察了Br~-离子在汞电极/溶液界面上的特性吸附及对双电层结构、性质的影响。     

基于氧化锌薄膜的可见光完美吸收体仿真研究

提出一种基于Au-ZnO-Au三明治结构的可见光频段完美光吸收体结构.采用COMSOL有限元法对所提出的完美吸收体结构的光学特性进行模拟仿真,研究金属层、介质层和顶部金属光栅层的厚度以及光栅的宽度和周期等结构参数对其光学性质的影响规律.研究结果表明,当光栅周期为450 nm、光栅宽度为100 nm、光栅层厚度为60 n...     

P型掺杂金刚石电极双电层电容器研究

金刚石具有的一系列优良特性使其成电极材料的重要选择之一，采用P型掺杂金刚石薄膜电极可制备具有一定应用价值的双电层电容器．本文介绍了金刚石薄膜电极电化学双层电容器的基本原理、结构和主要参数．并通过对实验制备出的电容器进行相关参数的测定，证明了以P型掺杂金刚石为电极材料的双电层电容器具有优良的特性和良好的应用前景．     

铁电双层膜极化与介电极化率的尺寸效应

利用平均场近似下的横场伊辛模型理论,研究含结构过渡层与界面耦合(铁电界面耦合和反铁电界面耦合)的铁电双层膜的尺寸对其极化与介电极化率的影响。研究结果表明:极化与介电极化率随温度的变化曲线呈现不同性质,强烈地依赖于构成铁电双层膜的两铁电层的厚度。     

理想介质中电磁导波特性的FDTD分析

采用时域有限差分方法（FDTD）模拟了电磁波入射一维无限大均匀介质平板时的情形,分析了介质介电系数、电导率以及介质厚度对电磁波传播的影响．结果表明：介质的介电系数影响电磁波的反射系数,介电系数越大,反射系数也越大;介质的电导率影响电磁波在介质中的衰减指数,电导率越大,则电磁波衰减得越快．     

新型双电层电容器的制备及电化学性能研究

以蔗糖为原料制得了活性炭,并对以该活性炭材料作为电化学双电层电容器的电极活性材料的电化学性能进行了研究.结果表明:以30%的H2SO4溶液作为电解质时,离子电导率高,双电层电容器循环性能稳定,循环寿命长.     

金属-电介质纳米核壳结构的零背向散射特性

本文基于Mie散射理论,设计并研究了具有高定向、可调谐零背向散射特性的"金属-低介电-高介电"纳米核壳结构.分析了低介电层的厚度和折射率对偶极电、磁共振位置及强度的影响,发现将偶极电和磁共振在光谱上调节到重合,满足第一Kerker条件,可以实现零背向散射和显著增强的前向散射.进一步说明通过改变核壳结构的内核厚度和外半径或高介电层的折射率,能够实现零背向散射波长的可调谐.研究结果将对设计基于零背向散射的纳米结构和器件有重要的指导意义.     

微纳层叠共挤碳纳米管填充高抗冲聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯(CNTs+HIPS/HIPS)交替层状复合材料的介电性能

利用自制的微纳层叠共挤出装置制备了2、8、32、128层的碳纳米管填充高抗冲聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯（CNTs+HIPS/HIPS）交替层状复合材料,复合材料体系中CNTs+HIPS层碳纳米管的质量分数分为6%、10%两种,微层理论厚度分别为1 mm、250 μm、62.5 μm、15.6 μm。采用数码电子显微镜对复合材料的微层界面进行了分析,并测试了复合材料的导电和介电性能。结果表明：微层实际厚度与理论厚度较为一致;CNTs+HIPS/HIPS交替层状复合材料在挤出方向与厚度方向上的电阻率呈现了明显的各向异性,挤出方向上表现为高导电的特性,而厚度方向上表现为绝缘的特性;层间界面数量的增多增强了界面极化效应,极大地提高了复合材料的介电常数,且表现出较好的频率独立性,同时在低频（<10⁴ Hz）下保持了低介电损耗。     

纳米添加物-聚合物界面效应增强PVDF基三聚物纳米复合材料的介电响应（英文）

在纳米复合材料中,随着纳米颗粒尺寸的减小,纳米颗粒与聚合物基体间的界面起着越来越大的作用.为此以P(VDF-TrFE-CFE)三元共聚物作为聚合物基体,以低介电系数的SiO₂和高介电系数的BaTiO₃纳米颗粒为填料研究了界面的增强效应.对于这两种纳米颗粒,当体积分数低于1%时,其介电系数和极化响应均出现异常的增加.这些增加与纳米颗粒本身的介电性能及三聚物的结晶度变化无关.聚合物中的结晶相由非极性结构向极性结构有轻微的转变,因此提高了界面区域的介电响应.对此提出一种界面模型,解释了界面区域的非均匀介电响应是引起该介电现象的主要原因.在某一纳米颗粒含量下,界面区域的重叠可带来纳米复合材料最大的介电响应.     

基于等效电路模型和DPSD算法的介电性能测试算法的研究

本文提出了一种关于介电材料的相对介电常数(εr)的介质损耗(tgδ)的测量算法。通过实际电容器的并联和串联等效电路模型分别与DPSD算法相结合实现介电材料相关介电参数的测量算法。大量程序模拟实验的结果证明,不同等效模型实现的算法具有相同的结果。该算法可以用于不同频率下介电材料介电性能的测量。     

半柔性复合路面的力学响应与结构优化

半柔性复合路面材料因其优越的抗车辙和水稳定性,成为近年来一种新兴的高性能路面材料,但对其路面结构方面的研究却鲜有涉及.基于层状弹性体系理论构建水泥稳定碎石半柔性路面结构模型,利用正交实验方法研究了表面层、下面层、基层、底基层的模量和厚度的不同参数组合对水泥稳定碎石层层底拉应力和沥青混凝土层永久变形量的影响,提出了影响各...     

应用电磁参数变异仿真金属基底涂覆铁氧体层老化研究

基于频域矩量法(MOM)与解析法的Ansoft Designer软件,应用电磁参数变异模拟仿真计算、分析了金属基底烧结铁氧体隐身层因老化呈现出的高频电磁特性.设厚度为2 mm,直径为10 mm的理想导体蒙皮,表面涂层为1.6 mm厚的烧结铁氧体介质,其介电系数εr=20,电损耗为0.45,导磁率μr=1.2,磁损耗为10,裂纹缺陷为5 mm长、1 mm宽.采用平面波倾斜入射,计算与分析得出:在8~12 GHz频带内,因介质参数变异对隐身电磁性能影响较明显.     

模拟人体组织介电特性的介电材料研究

模拟人体组织相对介电常数和电导率的介电材料可用于分析1.5 T磁共振电特性断层成像技术的算法准确性和成像分辨率。为了得到各种人体组织模拟介电材料的具体组成,利用油、明胶、去离子水和氯化钠为主要成分制作了一组介电材料样本,其中油体积百分比范围为0%~80%,氯化钠浓度范围为0~1.40 g/100 m L。通过开端同轴线法测量这组介电材料样本在频率为64 MHz和温度为25℃时的介电特性,得到这组样本的电导率和相对介电常数变化范围分别为0.04~1.43S/m和12.6~83.4。利用非线性最小二乘拟合得到描述介电材料组成和其介电特性函数关系的经验公式。根据经验公式可以迅速得到各种人体组织模拟介电材料的组成。     

BST薄膜的制备工艺与太赫兹介电特性测试

经过多组对比实验,通过XRD、AFM、SEM等表征手段优化了BST薄膜的制备工艺。结合BST基薄膜器件的电极制备、微结构加工制备了太赫兹频段电可调的频率选择表面。通过太赫兹测试系统验证了在太赫兹频段BST薄膜的可调性,在电场作用下通带频率可以从0.85THz调节到0.87THz,结合仿真研究给出了确定铁电薄膜在THz频段介电参数的方法。相关研究可用于精确测定铁电薄膜在THz频段的介电特性,为铁电薄膜功能器件的研制提供精确的介电参数测试方法。     

双层铁电薄膜的性质研究

利用推广的Ginzburg-Landau-Devonshire(GLD)理论,研究了二级相变双层铁电薄膜的界面对其性质的影响.结果表明:界面的影响是减小两层中的自发极化的差别,改变一种铁电层的相对厚度会使整个薄膜的平均自发极化发生改变;电滞回线的特性与体材料的电滞回线的特性基本一致.