本文介绍了用于全球移动通信系统（GSM）屏蔽和无线局域网（WLAN）隔离的夹层玻璃，在两层玻璃中间夹嵌了一层由圆环和三极子缝隙单元组成的频率选择表面(FSS)，能够抑制1.94、3.55和4.98 GHz频段的传输。采用等效电路模型对FSS夹层玻璃的结构参数进行分析， 2 GHz频点会随着圆环半径的增加而前移，三极子在镂空成为三级子缝隙后，产生两个阻带，并且三极子长度会对频点产生影响，对线宽和三级子缝隙宽度则影响不大。本文介绍了等效电路元件参数的提取计算过程，采用电磁仿真软件对FSS结构的传输响应进行仿真，分析了结构的几何参数和入射角度对结构传输特性的影响。在入射角达到60°时FSS夹层玻璃仍具有良好的屏蔽效果。采用丝网印刷方法制作了实验样件，并进行了透波率和透光率测试。测试结果与软件仿真结果一致性良好，因此本文所设计的夹层玻璃在电磁辐射防护、GSM屏蔽和WLAN隔离等方面具有良好的应用潜力。
频率选择表面 夹层玻璃 角度稳定性 三频段 导电银浆 电磁屏蔽 frequency selective surface laminated glass angular stability triple-band conductive silver paste electromagnetic shielding
省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室, 河北工业大学机械工程学院, 天津 300401
采用微波烧结方法制备了不同层数和层厚比的 Ti(C,N)-WC-Al2O3/Ti(C,N)-WC叠层陶瓷材料。利用有限元方法揭示了残余应力随层数和层厚比的变化规律, 研究了层数和层厚比对材料宏观力学性能和微观结构特征的影响。结果表明: 与均质材料相比, 叠层材料的断裂韧度提高到 11.42 MPa·m1/2, 为均质材料的 2.5倍, 增韧效果显著, 其主要原因是宏观残余压应力和大量微观裂纹偏转的综合作用。叠层材料的断裂模式为一种表层穿晶断裂和基体层沿晶断裂相交替的混合断裂新模式, 不仅有利于断裂韧度的增加, 也有利于材料整体强度的提高。
微波烧结 碳氮化钛 叠层复合材料 微观结构 力学性能 microwave sintering titanium carbonitride laminated composites microstructure mechanical properties
1 北方夜视科技（南京）研究院有限公司，江苏 南京 211106
2 北方夜视技术股份有限公司，云南 昆明 650217）
微通道板作为一种关键的电子倍增器件，广泛应用于诸多领域。分析了NiCr膜层作为微通道板的输入端电极时，对微通道板开口面积比的影响，建立了理论模型，计算了膜层厚度、镀膜深度等参数对开口面积比的影响。开展了2种减小开口面积比损失的镀膜研究：一是进行工艺调整，减弱合金蒸发的分馏效应，降低电极膜层的电阻率，开口面积比损失量降低约2%；二是改变镀膜方式，使用Ni、Cr金属单质镀制叠层薄膜，在镀膜过程中调控镍、铬的比例，将输入端电极中镍比例升高，同样可以降低电极膜层的电阻率，在满足面电阻要求的前提下，可减薄输入端膜层至86 nm，与300 nm厚度的常规镍铬合金膜层相比，MCP输入端的开口面积比损失量降低3%~4%，MCP增益提升6%。
微通道板 开口面积比 输入电极 叠层薄膜电极 micro-channel plate opening area ratio input electrode laminated film electrode
1 北方民族大学材料科学与工程学院, 银川 750021
2 粉体材料与特种陶瓷重点实验室, 银川 750021
以微米级SiC粉为原料, 采用冷冻干燥工艺制备具有连贯层状孔结构的SiC陶瓷。以多孔SiC陶瓷为基体, 石蜡为相变芯材, 通过真空浸渍法制备多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料, 研究了石蜡在层状多孔SiC陶瓷内的浸渗行为及复合材料的储热性能。结果表明, 层片状多孔SiC陶瓷的显微形貌对石蜡的浸渗过程及储热性能有明显影响。当石蜡负载量为21.7%(质量分数)时, 复合相变材料熔融温度为59.6 ℃, 凝固温度为53.9 ℃, 相变潜热为28.4 J/g, 室温下的热导率为2.4 W·(m·K)-1。复合相变材料吸热峰和放热峰强度随着石蜡负载量减少而降低, 当温度为200 ℃时, 多孔SiC陶瓷/石蜡复合相变材料失重为5%(质量分数), 表明材料具有良好的热稳定性。复合相变材料在100 ℃热处理30 min后陶瓷基体未发生形变, 经100次热循环后具有稳定的相变潜热和良好的定型能力。
SiC陶瓷 复合相变材料 层状孔结构 石蜡 真空浸渍法 储热性能 SiC ceramics composite phase change material laminated porous structure paraffin vacuum impregnation method heat storage performance
1 电子科技大学 材料与工程学院, 四川 成都 610054
2 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
该文研制了一种空腔型的薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器裸芯片。利用 FBAR一维 Mason 等效电路模型对谐振器进行设计, 然后采用实际制作的谐振器模型形成阶梯型结构FBAR滤波器, 利用 ADS 软件对 FBAR滤波器裸芯片进行优化设计。仿真结果表明, FBAR滤波器裸芯片尺寸为1 mm×1 mm×0.4 mm, 滤波器的中心频率为3 GHz, 中心插损为1.3 dB。采用空腔型结构并制备出FBAR滤波器裸芯片, 同时采用覆膜工艺对FBAR裸芯片表面进行覆膜保护, 避免裸芯片在使用或运输等过程中被损坏。测试结果显示, 覆膜前滤波器裸芯片的中心频率为2.993 GHz, 中心插损为1.69 dB; 覆膜后滤波器的中心频率为2.997 GHz, 中心插损为1.51 dB。对覆膜的影响和覆膜前后的差异进行了分析。
薄膜体声波谐振器(FBAR) Mason模型 裸芯片 覆膜 插入损耗 film bulk acoustic resonator(FBAR) Mason model bare die laminated film insertion loss
1 中国科学院 声学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学 物理科学学院, 北京 100049
3 北京市海洋声学装备工程技术研究中心, 北京 100190
为了满足低频高灵敏度声矢量接收需求, 提出并研制了一种具有层合梁结构的弛豫铁电单晶二维同振型矢量水听器。矢量通道分别由两个正交的单晶层合梁加速度传感器组成, 其中层合梁结构是通过在金属悬臂梁中引入阻尼层形成。通过有限元仿真分析了层合梁结构中单晶层厚度、阻尼层杨氏模量等参数对谐振频率及加速度灵敏度的影响。研制了多种加速度传感器及矢量水听器样品, 相关测试结果表明, 在材料上, 所提出的单晶传感器比压电陶瓷具有更高的灵敏度; 在结构上, 层合梁矢量水听器比金属梁具有更低的谐振频率和谐振峰, 在声压灵敏度及指向性凹坑方面均有3 dB的性能优势。
矢量水听器 弛豫铁电单晶 加速度传感器 层合梁结构 约束阻尼结构 vector hydrophone relaxor ferroelectric single crystal acceleration sensor laminated beam structure constrained damping structure
为了研究连续激光作用下层叠型碳纤维增强环氧树脂基复合材料(CFRP)的铺层结构对材料温度的影响, 采用有限元软件COMSOL模拟连续激光辐照5种典型层叠型CFRP的烧蚀过程。通过材料表面的温度偏差, 获得了5种典型层叠型CFRP的温度分布和演化规律; 通过对材料整体温度分布进行统计分析, 获得了材料温度均匀性随激光辐照时间的变化规律。结果表明, 由单向层叠加而成的CFRP在材料表面光斑边缘附近温度对铺层结构最为敏感, 呈非单调变化; 在5种典型的结构中45°夹角铺层结构的CFRP整体温度分布最为均匀。此研究结果有助于进一步研究激光辐照下复合材料的热力学破坏。
激光技术 温度演变 烧蚀模型 碳纤维增强环氧树脂 铺层结构 laser technique temperature evolution the ablation model carbon fiber reinforced polymer laminated structure
大连理工大学机械工程学院精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024
利用光纤激光器切割1 mm厚铜-钢-铜层合板时,会出现反射率高、氧气辅助切割表面氧化严重及板材切割后切缝宽等问题。提出了激光预处理法,通过控制能量输入和氧化反应,材料表面产生了浅层熔化,从而预处理区域的元素构成、形貌及物化性质得到改变。最终获得了缝宽小于光斑直径的狭缝光栅试件。利用IPP软件对预处理后浅层熔化区域内的氧化物分布进行了测定,并计算了氧化物面积占浅层熔化区面积的比例。利用预处理法,获得了满足质量要求的狭缝光栅件,切割后的热影响区大大减小且背面无挂渣,切割前后覆层铜材料的性质得到保护,光纤激光切割铜-钢层合板的质量得到保证。
激光技术 激光切割 激光预处理 铜-钢层合板 氧化面积占比 切割质量
孟嫣然 1,2,3王星尔 1,2,3,4杨健 1,2,3,*徐涵 1,2,3岳峰 1,2
1 上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院, 上海 200240
2 上海交通大学 海洋工程国家重点实验室, 上海 200240
3 上海市公共建筑和基础设施数字化运维重点实验室, 上海 200240
4 宁波大学 冲击与安全工程教育部重点实验室, 宁波 315211
在诸如风致飞射物撞击等刚体冲击作用下, 建筑夹层玻璃因自身脆性特征极易破坏。针对这个问题提出了在刚体冲击下夹层玻璃破坏状态的预测方法, 综合考虑了玻璃构型、中间胶层、支撑条件及尺寸等多种设计参数。首先针对多类夹层玻璃进行往复刚体冲击试验, 建立567组PVB及210组SGP的两种不同中间胶层的夹层玻璃试验数据库; 随后基于鲸鱼优化下的核极限学习机(WOA-KELM)机器学习算法, 建立夹层玻璃破坏状态的预测模型, 并与支持向量机(Support Vector Machine, SVM)及最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine, LSSVM)建立的相应预测模型进行对比分析。结果表明, WOA-KELM模型破坏状态预测精度达88.45%, 能较好地预测夹层玻璃的破坏, 满足工程应用的需求, 且预测模型精度及实时性均优于其他模型。
夹层玻璃 冲击破坏 机器学习 核极限学习机 laminated glass impact failure machine learning kernel extreme learning machine
大连理工大学 机械工程学院 精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116024
激光圆弧扫描弯曲可实现圆弧槽形舱壁件无模具成形, 研究其曲面变形规律以及其曲面变形特征具有重要的工程应用意义。首先, 详细分析了扫描次数n、圆弧扫描半径R、板材宽度W以及扫描基准线至自由端长度L对矩形金属层合板曲面变形的影响。同时, 结合各参数对曲面变形作用效果及曲面变形量试验测量数据, 求得各参数下曲面变形量经验函数, 并对其变化规律及趋势进行分析。最后, 利用激光圆弧扫描弯曲策略进行了圆弧槽形舱壁件样件试制, 其中单段圆弧槽两侧壁曲率半径均值分别为84.51、86.77 mm。文中方法为矩形金属层合板激光圆弧扫描弯曲曲面变形规律分析及成形圆弧槽形样件提供了试验依据。
激光弯曲 圆弧扫描 矩形层合板 曲面变形 圆弧槽 laser bending circular scanning rectangular laminated plates curved surface deformation circular groove structure 红外与激光工程
2019, 48(2): 0242003
