石英基片(0°,124°,γ)系列传播方向上表面声波波动模式的研究

对石英基片欧拉角为 (0° ,12 4° ,γ)系列传播方向上传播的表面声波波动模式进行了理论分析与实验研究 发现在欧拉角为 (0° ,12 4° ,50°)传播方向上存在着传播性能较好的表面准纵波模式 ,它的相速度为 70 13.8m/s、传播衰减为 9.36× 10 - 5dB/λ、机电耦合系数为 0 .0 0 5% 基于此传播方向的表面声波波动模式的另一个特点是漏剪切声波模式几乎不激发 ,这一点对于制作高频器件有一定的应用价值 并指出当传播方向偏离常用的传播方向γ =90°时 ,表面漏剪切声波存在着严重的束偏向问题 同时在文章中给出了 (0° ,12 4° ,γ)系列传播方向上瑞利波相速度、机电耦合系数等传播特性     

石英上准纵漏表面声波在液体传感方面潜在应用的研究

报道了石英材料上一种新的可用于液体传感的准纵漏声表面波模式的传播方向,即Ｅｕｌｅｒ角为［０°,１２４°,５０°］的传播方向,并对该传播方向上准纵漏声表面波在液体传感方面的应用进行了初步研究．结果表明：与目前用流体声表面波传感器所用声波模式所在传播方向相比较,这种新的传播方向上存在较少的声表面波模式,当应用于液体传感时只有准纵漏声表面波一种模式存在．这一特性使得本文所提传播方向上准纵漏声表面波具有很好的应用前景．     

硅酸镓镧晶体的旋光及声学性质研究

研究了新型压电材料硅酸镓镧的旋光性质和声学性质．实验得出硅酸镓镧的旋光率p比石英小;旋光率色散满足渡尔兹曼方程,并由克里斯托夫方程推导出声光沿硅酸镓镧晶体x,y,z轴的传播特性以及声波沿着yz,xy,xz3个面的慢度(倒速度)曲线方程,并绘制了3个主晶面内声的慢度分布曲线图,以便于LGS纯切变波、准纵波和准切变波波速的计算。     

疏松砂岩油藏注水开发声波速度的影响因素

由于疏松砂岩声波纵、横波速度的影响因素较多,因此有必要对各影响因素进行定量研究。在模拟地层条件下直接对岩心进行饱和、驱替试验,建立不同的油、水饱和度,并在驱替过程中进行了纵、横波速度的连续测试。结果表明：水驱至含水饱和度极限时,岩心纵波速度平均增加7．4％左右,横波速度基本不变;在水驱过程中,由于岩石骨架发生变化,岩石变得疏松,致使岩心纵波速度降低3．1％左右,因此水驱至含水饱和度极限时,最终的岩心纵波速度只增加4．3％左朽;埘于注水效果好的稀油油藏,温度及压力对声波速度的影响较弱,但是对于地层能量补充不充分的区块及稠油油藏,温度及压力埘声波速度的影响不能忽略。     

多孔介质声波传播

基于二维有限差分给出了Ｂｉｏｔ声波方程的一种数值解方法，模拟了声波在多孔介质中的传播。研究发现，骨架和粘滞性孔隙流体中，同时存在两种纵波，即快纵波和慢纵波，两种纵波骨架振动势函数与流体相对骨架振动势函数相不同，幅度也不同；但具有相同的传播速度，粘滞性和渗透率主要影响能量传播；孔隙度和骨架弹性参数主要影响波速；慢纵波和界面波的存在是地震波能量损失的重要原因。     

孔隙含气压力对不同孔隙结构砂岩声学属性的影响

为研究孔隙含气压力对不同孔隙结构砂岩声学属性的影响,以大港油田3块不同孔隙结构砂岩为研究对象,利用自研的实验装置在多个含水饱和度点测量了砂岩纵波波形、幅度和速度随孔隙含气压力的变化。定义了1个声波幅度衰减变量I来表征首波幅度的衰减。结果表明:随着孔隙含气压力的增加,声波幅度下降,波形后移,中高孔渗砂岩在低含水饱和度下的声波波形甚至发生一定程度的畸变。变量I与含气压力呈线性负相关,且孔隙结构越好,含水饱和度越低,线性负相关关系越好,随着孔隙结构变差,含气压力降低,声波幅度的衰减减弱。砂岩的纵波速度随孔隙含气压力的增加而降低,在含气压力小于5 MPa时,纵波速度随含气压力的增加缓慢下降,含气压力大于5 MPa后,纵波速度随含气压力的增加而快速下降。岩心孔隙含气压力增大后,与声波幅度衰减相比,纵波速度变化不明显,纵波幅度的衰减对含气压力更敏感。砂岩孔隙含气压力增大所造成的声波衰减主要由黏滞性吸收衰减所引起,含气压力的增加对岩石体积模量和体积密度影响较小,纵波速度的变化主要是由有效应力减小造成岩石孔裂隙张开和颗粒接触刚度减小所引起。实验结果可为砂岩地层的含气性评价和孔隙含气压力预测提供借鉴。     

液相用表面声波化学传感器的理论与应用

表面声波化学传感器具有较高的灵敏度和检测精度，但目前只能用于气相分析。本文报道了液用表面声波传感器及其应用于液相体系的检测，并导出了相应的理论响应公式。该传感器对溶液电导率和介电常数有灵敏响应，而且在伴存电解质存在时，测定结果更精确。此工作为表面声波器件在液相体系的应用提供了新的途径。     

多孔介质声波传播

基于二维有限差分给出了Ｂｉｏｔ声波方程的一种数值解方法，模拟了声波在多孔介质中的传播，研究发现，骨架和粘滞性孔隙流体中，同时存在两种纵波，即快纵波和慢纵波，两种纵波骨架振动势流体相对骨架振动势函数相不同，幅度也不同，但具有相同的传播速度，粘滞性和渗透率主要影响能量传播，孔隙度和骨架弹性参数主要影响波速，慢纵波和界面波的存在是地震波能量损失的重要原因。     

极区中层电子数密度不均匀特征尺度与尘埃声波波长的估计

基于火箭探测数据的结果及相关理论,给出了极区中层尘埃等离子体电子数密度不均匀特征尺度与尘埃声波波长的量级,对两个量级的比较得出,电子数密度不均匀特征尺度远远大于尘埃声波波长,为采用局域均匀假设建立极区中层尘埃等离子体纵波色散关系奠定了基础．     

用二维谱技术研究相控线阵声波辐射器在充液井孔中产生的声场

采用二维谱技术对充液井孔中的相控线阵声波辐射器的辐射特性及其产生的声场进行了数值研究. 结果表明， 在频率波数域中可以清楚地把在时间空间域中难以分开的模式分辨开来. 相控线阵声波辐射器的阵元个数、阵元高度以及相邻阵元间激励信号的延迟时间等参数可以控制辐射声束的角宽和辐射声束的偏转角. 增大井孔中的相控线阵声波辐射器的相邻阵元间的激励信号的延迟时间，可以使相控线阵辐射的声束入射于井壁上的指向角不断变大，先后满足滑行纵波临界折射和滑行横波临界折射条件，从而使充液井孔中的滑行纵波和滑行横波分别得到加强. 在井孔中采用相控阵声波辐射器可以提高声波勘探的空间分辨率和信噪比.     

声表面波谐振型气体传感器的研究

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对声表面波谐振型气体传感器进行了NO_2气体传感检测实验,检测了传感器声表面波振幅的变化,其优点是传感器的声表面波振幅的温度波动远小于通常传感器所检测的声速,提高检测温度稳定性。实验结果证明了所研制的器件具有很好的实用性。     

基于磁流体黏性负载效应的压电层状结构SH-SAW传播特性分析

在分析声表面波(SAW)传感器机理的基础上,提出一种新型的磁流体-声表面波传感器(MF-SAW),建立起工作在均匀磁场中的MF-SAW理论模型,并进行数值求解,讨论不同磁场强度下的SH-SAW传播相速度、能量损耗特性。结果表明,通过改变磁流体黏性,磁场强度与SH-SAW传播属性具有较好的曲线关系,有助于对MF-SAW传感器的进一步研究分析。     

用于液相检测的横向场激励模式压电传感器

与传统基于石英晶体微天平的压电传感器相比,横向场激励模式压电传感器具有更优异的性能。该文基于微声波理论,分析了横向场激励模式压电体声波器件的声传播机理,计算了石英晶体在任意切型及横向电场方向上的压电耦合系数,并根据计算结果设计了新型的传感器结构。3种不同浓度的水溶液用于测试传感器对液体粘度、介电常数和电导率等变化的响应。结果表明,横向场激励压电传感器不仅具有较好的质量敏感效应,还对被测液体电特性参数变化具有较高的灵敏度,可用于研制复合型压电生物传感器。     

液体内含气泡时的传声特性研究

利用球贝塞尔函数及汉克儿函数,气液交界处的质点振动速度和应力的连续条件,研究了声波在气-液两相介质内的传播特性。基于波数与区域半径乘积小于1的条件下,求解了两相介质内声传播的参数,即等效弹性系数、等效密度、声速及衰减系数;并得到声速及衰减系数随气泡体积比的变化曲线。结果表明,气泡的存在使声速下降,衰减系数增大,气泡的半径大小对其有一定的影响;声波频率偏低时,气泡对声速影响较明显;频率较高时,声波的能量损失较大。所得的结论与文献中的结果的相似,其结果将为含气泡液体内声传播的应用提供重要的理论依据。     

基于兰姆波技术的液体密度声传感器

在考虑晶体的压电性和各向异性基础上,从声的波动理论出发,对叉指换能器在液体－压电晶片界面上兰姆波的激发理论及基性质进行了研究,分析了兰姆波对液体密度变化的敏感情况,提出了一种基于兰姆波技术的测量液体密度微小变化声传感器,根据传感器敏感液体的特点,对其进行实验分析,取得了较好的效果。实验结果表明,这种传感器具有良好的性能。     

双液隔电极式压电化学传感器的振荡频率特性研究

在双液隔电极式压电石英传感器ＤＬＥＰＱＳ的等效电路模型的基础上建立了双ＥＳＰＳ的振荡方程，导出了ＤＬＥＰＱＳ振荡频率与溶液参数之间的理论关系式，并经实验证实，还对ＤＬＥＰＱＳ与ＳＬＥＰＱＳ的响应性能进行了比较。研究结果表明，随溶液电导率的增加，ＤＬＥＰＱＳ的振荡频率先下降而后上升，且在低电导率溶液中振荡频率与电导率之间有近线性关系；随溶液介电常数、粘度、密度的增加，振荡频率下降。并将ＤＬＥＰＱＳ应用于表面活性剂在石英表面吸附量的现场测定。     

空圆形隧道中电磁波的传播特性

给出了空圆形隧道中电磁波传播的衰减率计算公式及波模方程,采用数值分析的方法求解了波模方程,得出的主要结论有：采用传统的金属波导的处理方法在隧道的电导率较高时得到的电磁波衰减率是正确的：频率越高,空圆形隧道中的电磁波的衰减率越小;隧道半径越大,越有利于电磁波的传播;对于IE波模,隧道的介电常数和磁导率的变化对电磁波衰减率变化的影响不大,对于TM波模,隧道的介电常数或磁导率越大,电磁波衰减率越大。     

基于AlN/LiNbO3/diamond叠层结构的声表面波传播特性

金刚石材料具有最高的声速,与压电薄膜相结合可获得高声速的声表面波器件。该文以改进的传输矩阵计算方法系统研究了12种不同边界条件下AlN/LiNbO3/diamond叠层结构的声表面波波速和耦合系数与AlN和LiNbO3厚度的关系。结果表明:AlN/LiNbO3/diamond的一阶声表面波在一定范围内可保持约9km/s的波速而不随LiNbO3和AlN的厚度而变化;其中4种结构的一阶声表面波耦合系数均可达到8%以上,且可在多种厚度组合下获得。结果显示:AlN/LiNbO3/diamond叠层结构兼具AlN/diamond结构的高声速和LiNbO3/diamond结构高耦合系数的特点,而其一阶波模的稳定波速的特点可克服现有AlN/diamond和LiNbO3/diamond结构的波速与膜厚强关联的缺点,在未来的高频率、高速率无线通信系统中具有潜在的应用价值。     

ZnO/IDT/SiO2结构声表面波传感器仿真和分析

针对现有声表面波理论模型难以分析多层结构声表面波传感器器件的缺点,利用周期性介质的矩阵本征算子模型,成功对ZnO/IDT/SiO2多层结构中IDT电极的机械特性对装置性能的影响进行了建模。基于此模型,仿真和分析了此结构装置的波传播速度、机械耦合系数等参数与波导层厚度以及电极厚度的关系。并将仿真结果得到的装置传输频率响应与试验结果进行比较,二者基本一致。     

Si/Al/BN多层膜的制备及研究

本文采用磁控溅射系统制备了Si/Al/BN多层膜结构,并通过XRD,AFM,傅立叶红外光谱仪,纳米压痕仪等对Si/Al/BN多层膜结构进行了表征,表征结果表明本实验制备的Si/Al/BN多层膜基片符合高频声表面波器件基片的要求,为金刚石/IDT/BN多层膜超高频声表面波器件的制备奠定了基础.