Thermal diffusivity determination of solids by time-domain photoacoustic piezoelectric technique

Thermal–physical property is one of the most important properties of materials. The conventional frequency-domain photoacoustic piezoelectric(PAPE) technique has been developed as an important method for thermal diffusivity determination. In this paper, the PAPE technique is extended to time domain(TD). First, based on a simplified thermoelastic model, the TD PAPE theory under square-wave-modulated excitation was developed,the dependence of the TD PAPE signal on modulation frequency as well as material parameters was obtained, and the determination of thermal diffusivity was simulated and theoretically analyzed. Second, the experimental system and the corresponding measurement method were established. Third, thermal diffusivities of various standard samples, such as copper, aluminum, and nickel, were measured, and the effectiveness of the technique was verified. The results show that the TD PAPE technique can provide a simple, fast and effective way for thermal diffusion study.     

激光光声和热透镜光谱信号增强

进行了溶剂介质对于激光光声和热透镜光谱信号增强研究，探讨了液体光声传感器压电换能元件不同组合装配方式对信号增强的影响，表明了增强作用机理。这对于激光光声和热透镜光谱分析在分析化学中的应用、提高灵敏度，具有实际应用意义     

脉冲固体光声的实验研究

描述了用于固体脉冲光声的实验装置。对高锰酸钾固体薄膜和女贞树叶的实验结果表明,自制压电传感器的灵敏度高,信号幅度达100mv以上。分析了脉冲光声激励的最佳条件和对生物医学样品进行光声研究的方法。     

HDPE/PP的热导率和热扩散率

采用瞬态平面热源技术(TPS)测量了不同注塑工艺条件下高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)共混物(HDPE的质量含量分别为20%、40%、50%、60%和80%)的热导率和热扩散率,归纳出体系的热导率受注塑工艺条件的影响不大,与HDPE的质量含量基本呈线性增加关系;而注塑工艺条件对体系的热扩散率有一定的影响,但在设定的注塑工艺条件下可忽略其影响。     

应用激光闪光法测量薄膜材料的热扩散率

目的是将用于测量片状试样的热扩散率的激光闪光法推广至测量薄膜试样。应用 1 5纳秒脉冲 Nd:YAG激光及响应时间 0 .9微秒的 (Hg,Cd) Te红外探测器等建立了闪光法热扩散率测量系统 ,并应用此系统对微米量级厚度的不锈钢薄膜进行了测量。同时针对将激光闪光法应用于薄膜时所出现的问题 ,如激光的有限脉冲时间及有限吸收厚度效应 ,测量系统的滞后效应 ,以及增强红外吸收及辐射用表面黑化膜的影响进行了分析并提出了解决方法     

压电材料球对称问题的通解

由于压电材料的特殊性，它可以制作成各种压形式的压电振子，压电振子在应用于谐振器滤波器，延迟线，声光器件时，大都是通过逆压电铲应来激发某种振动模式的机械振动。压电中器件可以在各种不同的大小形状及各种各样的载荷和边界条件下工作，对不同的情况应有不同的分析方法。     

生物压电陶瓷复活种植材料研究

从HABT陶瓷的电性能测试及对定向基片上细胞生长率的观察,确认它具有合适的压电性能诱导骨细胞生长.生物学性能检测表明HABT陶瓷无毒,适合于作生物种植材料.     

主动式压电俘能电路研究分析

现有的压电俘能器大多是针对某一较窄频率范围内的振动情况而设计,但周围环境的频率范围非常宽泛且随时可能发生变化,导致一般俘能器很难实现能量俘获或俘能效率低,为了解决这一问题,设计了一种新的T型压电悬臂梁作为俘能装置。从结构设计和电路设计2方面出发,进行了静力学分析、模态分析和谐振分析,得出压电结构装置的固有频率和激振力频率等响应,对新型的主动式俘能电路进行设计,计算电路的功率损耗以及元器件损耗量。通过对主动式俘能电路进行计算仿真验证,以及对主动技术和被动技术进行对比分析,得到主动技术所获得的最大功率是被动技术的5倍。由此可知,运用电压控制型主动边界控制方法进行接口电路设计,主动利用每个压电换能周期中触发的电学边界条件,可有效增加输入压电俘能器的机械能,进而增大输出的电能。该研究创新了利用压电材料主动俘能的方式,对压电俘能的发展有积极的促进作用。     

压电引信传感器设计与研究

研究一种高响应时间、万向触发的引信用压电传感器.通过分析武器系统使用条件和触发引信技术要求,提出了采用PZT-5型压电陶瓷的压电引信传感器设计方案,并论述了该引信传感器的工作原理及调试方法.性能实验结果表明,该压电引信传感器较好地解决了压电触发引信的万向性问题,与同类触发引信相比响应时间更快、工作更可靠.实际应用试验也证明其满足武器使用要求.     

ON THEORY OF PHOTOACOUSTIC EFFECT WITH SOLIDS: INFLUENCE OF GAS DILATATION

提出了固体－气体光声腔的广义热导方程，并对一维模型进行了严格的理论分析。结果表明，气体膨胀和腔的声阻抗对光声信号有明显的影响。当利用光声信号的频率特性进行定量测量时，这些影响尤为重要。     

压电检测凝聚态物质光声信号的理论分析

本文基于热弹性理论推导了凝聚态介质中光声效应的基本方程。在某些有实际意义的条件下给出了光声信号的简化表达式。对采用脉冲光(或强度调制光)作为激励源的情况下,得出了一般解,并讨论了某些可以忽略热扩散的特殊情况。     

考虑非等长应变的磁电层合材料低频磁电响应特性

本文提出了一种考虑非等长应变的磁电层合材料低频磁电响应模型.该模型以剪切应力传递应变为基础,采用应力函数法分析了磁致伸缩层、压电层的应力和应变,利用粘接处的应变相等,求出了开路状态下磁电层合材料L-T模式的低频磁电响应特性.该模型能研究磁致伸缩材料的柔顺系数、压磁系数、层合比、压电材料的机电耦合系数、压电系数等参数对磁电电压系数的影响,并与等效电路法、两种考虑退磁场的等效电路法以及实验结果进行了对比研究.针对Terfenol-D/PZT/Terfenol-D的研究结果表明:理论结果与实验结果误差为5.42%,与其他方法相比,本文的结果与实验结果吻合得更好.     

单点配置压电层合结构的优化设计

基于压电层合结构的有限元方程,采用ANSYS的二维四结点四边形压电耦合单元,运用ANSYS/APDL语言,编制了力-电多场有限元优化分析程序(MPFEMP);采用子问题逼近优化和一阶优化算法,对压电片粘贴于结构表面和埋置于结构内部的两类智能梁进行了对比分析,得到了压电片位置和尺寸变化情况下的各种边界条件下的结构最大变形值;比较分析得出的一些结论,对多层智能结构的最优设计和最优形状控制具有一定的参考价值。     

Characteristic absorption peak of the human blood measured with differential photoacoustic spectroscopy

A new highly sensitive spectroscopy technique- differential photoacoustic spectroscopy (PAS) is presented in this paper. The blood samples from 3 healthy persons, patients with leukemia, patients with pregnancy-induced hypertension (PIH), and 40 patients with nasopharyngeal carcinoma were measured by the PAS technique. The normalized, the first order, and the second order differential photoacoustic spectroscopy of the blood were gained. The results show that (ⅰ) weak absorption peaks or shoulder peaks, which could not be found using conventional photoacoustic spectroscopy, were determined by the first order and the second order differential photoacoustic spectroscopy which significantly improve the sensitivity of detection; and (ii) that two characteristic absorption peaks were found at the wavelength of 637 and 664 nm in all persons' blood samples by the differential photoacoustic spectroscopy technique. This experiment concludes that the differential photoacoustic spectroscopy technique is superior to the conventional photoacoustic spectroscopy technique in detecting photoacoustic spectroscopy of biological samples.     

热激发态下介观压电石英晶体的量子涨落

利用阻尼谐振子量子化方法,将介观压电石英晶体等效电路量子化,根据热场动力学(TFD)理论,研究了介观压电石英晶体在热激发态下电流和电压的量子涨落.结果表明介观压电石英晶体中存在电流电压的量子涨落,量子涨落不仅和石英晶体等效电路的固有参数有关,而且还和激发量子数、压缩态的压缩度、压缩角及环境温度有关,且随温度的升高而增大,随时间按指数规律而衰减.     

叶绿素a二水多聚体电极的光电效应

从鲜菠菜叶中提取叶绿素,用糖柱分离得纯叶绿素 a,再用水处理制得叶绿素 a 二水多聚体.并对其光谱特性进行了研究.用铺展法和电沉积法制得叶绿素电极.测量了其光感电位.研究了叶绿素 a 二水多聚体对光感电位的影响.结果表明,叶绿素 a 二水多聚体能在异辛烷溶液中用电沉积法制成叶绿素电极.     

热处理条件对热蒸镀WO3薄膜结构的影响

采用高真空热蒸发沉积技术在硅单晶Si(111)衬底上沉积了WO3薄膜.借助化学刻蚀,SEM,XRD和Raman光谱分析等手段,研究了不同的热处理条件(大气环境,真空,不同气氛)对WO3薄膜结构的影响.结果表明,在真空条件下或干燥Ar气氛条件下对薄膜进行退火热处理有利于控制薄膜晶粒的生长(保持薄膜良好的电致变色性能),同时有利于增强薄膜的稳定性.     

各向异性材料热扩散率的光偏转法的分析

分析考查了测量各向同性材料的热扩散率的调制光热技术在各向异性材料上的应用,讨论了光偏转法测量各向异性样品的热扩散率的模型．比较了两种等价表述的特点和适用性．     

套筒式燃油石灰竖窑中的气体流动模拟及装置放大

为了考察套筒式燃油竖窑中的气体分配规律和气流分布的均匀性,设计制作了冷气体模拟实验装置模型。对这一复杂热工设备流体动力学问题,特别是涉及到散料层中孔隙通道流动问题,经简化后根据相似原理予以分析。在保证决定性准数相等和几何条件相似的条件下,对空塔和两种不同粒度范围的散料层测定了各段床层的压降分布,基本上确认了装置中要求严格而复杂的气流分布的可实现性。根据实验结果可对生产装置放大设计,以确定理想气流分配下的压力制度、装置的几何参数及动力参数。给出了350m~3套筒式燃油石灰竖窑放大设计实例。