导读:本文包含了金属微结构论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:晶体相场法,位错,变形,晶界湮没
金属微结构论文文献综述
郭慧俊[1]（2019）在《金属微结构变形行为的晶体相场法研究》一文中研究指出调控材料内部微观结构用以提高其加工性能是研究者们一直以来共同关注的课题。在时间尺度和空间尺度极其有限的条件下,工程实践需耗费大量的时间和成本也难以捕捉到微结构的细节信息。因此,利用晶体相场法研究金属微结构的变形行为意义重大。本文充分利用晶体相场法在微结构演化方面优势,在原子尺度和扩散时间尺度对金属晶体中二维叁角相进行模拟。单组元单模晶体相场模型的模拟结果表明,纳米双晶中存在两条小角对称倾转晶界其结构能够用等距垂直排列的刃型位错模型来描述。在体系中持续施加等面积应变,金属微结构在原子层面上发生变形。变形过程中晶界定向迁移且晶界结构未发生转变。金属微结构变形行为的最终结果是异号位错相互抵消导致两条晶界在应力作用下完全湮没,伴随金属缺陷的消失纳米双晶转变为无畸变的单晶。根据原子密度演化图结合体系能量的定量分析可将晶界湮没过程大致分为叁个阶段:第一阶段晶界发射四种结构组态(Ⅰ-型、Ⅱ-型、Ⅲ-型和Ⅳ-型)不同的位错并在晶界处发生分离形成新的亚晶粒;第二阶段位错穿越晶粒内部沿面心立方(111)面做有规律的滑移运动,Ⅰ-型和Ⅳ-型位错向两边运动,Ⅱ-型和Ⅲ-型位错向中部靠近。这两个阶段中由于样品受到热力耦合的作用体系自由能曲线单调增加;第叁阶段异号位错相遇抵消,剩余位错继续滑移直至晶界湮没过程完成。这一阶段中的自由能曲线下降存在局部极小值点,对应晶界湮没时晶格畸变能的大量释放。本文揭示出晶界湮没的本质是亚晶吞并原始晶粒且体系能量释放的过程,晶界湮没完成后自由能的增长速度始终大于晶界迁移过程中自由能的增长。分析不同参数对晶界湮没过程的影响发现,晶界对温度及晶粒取向角的敏感特性。温度升高有利于原子的扩散以减少晶粒中的晶格畸变。尽管低温条件下位错运动、晶界迁移及湮没的过程能够提前发生,但从位错对相互作用的抵消结果来看适当的升高温度有助于缩短双晶体系在等面积应变下转化为完整单晶结构的时间。尤其温度较高时,位错能够几对一起抵消从而加速晶界的湮没。而在小角度倾向角范围内,随取向角的增大会抑制湮没的发生以及降低晶界的迁移速率。在外加应力下,取向角与材料的屈服强度有一定的响应关系。高温条件下金属微结构变形行为的研究结果表明,晶界上由液相区环绕的独立位错常常伴随着预熔化现象。温度逐渐接近熔点,晶界预先析出一层液相薄膜,液相薄膜的形态与晶粒的取向差角密切相关。晶界在高温预熔及湮没的过程中,晶粒的取向差角越大组成晶界的位错数目越多,位错间距越小。相邻的两独立位错两两合并预熔区连通成为“液相熔池”,且随取向角的增大液相薄膜的尺寸增大。外加应力不会改变晶界的运动方式及位错间的相互作用。优先发生预熔的位错随晶界的湮没完成,其预熔区也会跟着消失。(本文来源于《中北大学》期刊2019-03-22）
南向红[2]（2018）在《亚波长金属微结构异常透射现象的机理研究及应用》一文中研究指出社会生产的需求对器件的小型化和集成化提出了更高的要求。然而当设备达到非常小的尺寸时,电子器件面临一个极限。另一方面,光纤中传输的是光信号,而我们用的设备大部分都是电子器件,这样就涉及到需要从光信号转化到电信号这样一个过程。我们现在的光电转化效率相比较而言较低,对于进一步提高传输速率,目前还没有很好的途径,或者成本比较高。光学异常透射现象的发现,为我们制备光学器件提供了新的可能。亚波长金属微结构能够突破电子器件小型化存在的极限问题,同时光学器件不再考虑光电转化效率的问题。本文基于异常透射现象,运用微孔阵列的简化模型——二维的狭缝凹槽结构,分析了异常透射现象产生的物理机理。主要包括两部分工作:在国内外研究的基础上,研究了对称双凹槽结构产生异常透射现象的原因。通过严格的理论推导,得出了和数值解结果符合很好的理论模型。结果表明,对称双凹槽结构的透射率随凹槽狭缝距离的变化,呈现出一定的周期性,并且出现双峰现象。导致了这种双峰现象的发生的主要原因是:不同于单个凹槽的结构,对称凹槽的两个槽之间也有相互的作用。为了进一步验证狭缝和凹槽中腔模共振对透射特性的影响,我们通过在狭缝中加入矩形凹槽的方法,系统研究了凹槽几何参数变化和透射率的关系。并给出了定性的理论解释。凹槽的参数变化影响表面等离激元的激发和表面等离激元于入射光的相互作用。最终的透射增强和减弱,是表面等离激元和腔模共振共同作用的结果。该论文的研究结果,对我们进一步了解异常透射现象的物理机理有一定的指导意义,并为异常透射现象在实际工程中的应用提供理论依据。(本文来源于《西北师范大学》期刊2018-05-01）
姚海子[3]（2017）在《基于亚波长金属微结构的太赫兹传感研究》一文中研究指出太赫兹(Terahertz,简称THz)波因具有光子能量低、光谱信息丰富、穿透性强等优点,在传感领域具有广阔的应用前景。近年来,亚波长金属微结构由于具有突出的电磁调控能力,能够支持人工表面等离子激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons,简称SSPP)等特点而备受关注。基于亚波长金属微结构的超材料和表面等离子太赫兹传感技术具备免标记、灵敏度高等优点,正逐渐成为生物传感技术发展的一个重要方向。本论文在研究SSPP效应的基础上,探索了亚波长金属微结构在新型、高性能太赫兹传感中的应用,具体研究包括:为获得高灵敏的太赫兹传感,将光学表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,简称SPR)现象和太赫兹技术相结合,提出了一种基于亚波长周期刻槽金属面的太赫兹SPR折射率传感装置。利用模式展开法从理论上推导了刻槽金属面上SSPP波的色散关系,结合SSPP色散曲线对传感特性进行分析。研究表明采用小角度入射、高阶模式SSPP可显着提高传感性能,得到基于第一阶高模的SPR传感灵敏度为2.27 THz/RIU,传感品质因子为262,高于基模的SPR传感灵敏度1.28 THz/RIU及传感品质因子148。除折射率传感外,对吸收样品模拟表明该传感装置还可以实现对样品太赫兹吸收谱的同步检测。为抑制太赫兹近场传感探测中的背景散射,提出一种采用亚波长刻槽金属线作为波导探针的解决方案。理论上推导了周期环刻槽金属线上SSPP波的色散方程,对锥形尖端刻槽金属线近场探针进行分析,结果表明借助SSPP太赫兹可以在探针表面有效传播,在探针顶端获得超过20倍的电场增强。进一步对螺旋刻槽金属线进行研究,发现引入螺旋刻槽后结构的对称性遭到破坏,导致金属线上SSPP波的简并HE1模分解为两个手性相反的螺旋模,HE-1和HE+1模,利用这种手性SSPP波可获得亚波长聚焦的圆极化太赫兹电场。鉴于大厚度、高折射率的基底会降低太赫兹超材料传感器的传感性能,提出并设计了一种由亚波长U开口谐振环(U-SRR)和金属线(MW)结构组成的超薄、柔性基底太赫兹平面超材料传感器。从理论上阐明了其透射谱中低频法诺Fano和高频类电磁诱导透明EIT传感谐振峰分别是由U-SRR的LC谐振、四极子谐振和MW的偶极子谐振耦合产生。搭建飞秒激光微加工系统及太赫兹时域光谱系统对传感器进行加工测试。实验表明,当传感器表面加载不同溶液样品时,传感信号峰出现不同程度的偏移,随着表面加载的薄膜样品厚度增加,传感信号峰向低频偏移,且偏移逐渐趋向饱和,与理论仿真结果基本一致。本论文从理论上研究了亚波长金属结构在太赫兹波段的特性,详细探讨了其在几种不同类型太赫兹传感器中的应用,为高性能太赫兹传感器的设计提供理论支撑和实验依据。(本文来源于《福州大学》期刊2017-06-01）
黄磊[4]（2017）在《不对称金属微结构的光学性能调控研究》一文中研究指出受限于光学衍射极限,光子器件在小型化与集成化方面遭遇到前所未有的挑战,而表面等离激元(SPs)的出现为我们解决这一问题提供了有利途径。根据传输性质的不同,表面等离激元可分为表面等离极化激元(SPPs)和局域表面等离激元(LSPs)。通过在不同的金属微结构中激发SPPs或LSPs,不仅可满足当前光子器件对小型化与电光一体化的需求,也可实现许多具有新颖功能的光学效应。本文基于金属微结构器件对SPPs和LSPs的光学性能及其外部调控进行相关理论研究,设计了两种可调控的微结构器件。主要内容有:1.对于传统的光学器件,很难通过简单的光学器件实现圆偏振片的功能。而手性材料由于其结构的特殊性能够获得许多新颖的光学效应,例如:圆二向色性,不对称透射,磁电耦合等。本文依据手性结构对不同圆偏振光的响应不同设计了一种3D金属手性超材料。通过束缚态的电四极子与电偶极子的耦合,实现了亮亮模式的电磁诱导透明现象。此外,通过将手性引入结构,实现了左右旋圆偏振光选择性激发电磁诱导透明现象,进而为纳米量级的圆偏振片的实现提供了理论可能。2.高效的、可集成的等离激元光源在未来的光子集成中将占具很重要的作用,而受限于现有的微加工技术,实验上一直很难加工完成。在这里,结合石墨烯费米能级的可调控特性,本文设计了一种石墨烯加载的不对称金属纳米天线结构,实现了电控表面等离激元(SPPs)单向传输。相较于传统的等离激元单向设备,该设备可以通过微调的方式来弥补实验上的误差。同时还具有宽带宽、单电压调控、易于集成等优点。这种可调谐的等离激元光源将在未来的光子集成与光电子学领域将具有重要的应用价值。3.理论及实验上初步尝试了如何利用SPPs较强的局域场特性实现高调制深度的石墨烯调制器,以及高响应度的SPPs石墨烯探测器。根据石墨烯对SPPs纵向场不吸收而仅吸收横向场的特点,设计了一种波导阵列结构将原有的SPPs场翻转,相较于已有的石墨烯SPPs的调制器,其调制深度提高了一个数量级,最后基于以上分析提出了一种石墨烯光探测结构并对其进行简要的理论分析。(本文来源于《广西师范大学》期刊2017-03-01）
宋国帅[5]（2016）在《基于高分子插层的金属微结构及其性能研究》一文中研究指出金属微结构材料是纳米材料科学中新兴起的一类材料,由于其特殊的理化性质,尤其是它具有的表面等离子共振效应(SPR),成为人们争相研究的热点。但金属微结构具有许多不利于其实际应用的缺点,最主要的一条是其与制备基底的附着力不强,在实际应用中容易从基底表面脱落,从而限制其发展应用。基于此,我们从增加金属微结构与目标基底之间的黏附力入手,研究其局域表面等离子共振效应、机械稳定性以及生物传感应用。本文发展了一种可以显着提高金属微结构机械性能的方法,该方法通过插入黏附高分子插层将金属微结构牢牢固定在基底上的。这种高分子插层插入技术是通过“剥离-组装-转移(PAT)”的过程实现的:首先将微结构从原始基底上剥离,然后通过层层转移技术使高分子层在微结构和基底界面之间进行组装,最后将微结构转移到目标基底上。而插入的高分子层可以在对金属微结构没有任何明显形貌破坏或者功能退化的情况下,增强金属微结构和基底之间的黏附作用,从而达到转移并固定金属微结构的目的。此外,这种转移方法可以适用于众多微结构,如分离阵列、连续薄膜、纳米线网格。上述“剥离-组装-转移”方法转移过程简单,容易操作,转移后的固定作用效果明显,为有效提高金属微结构的机械稳定性和实现其实际应用铺平了道路。(本文来源于《东北大学》期刊2016-06-01）
张存鹰,张娜,王永超[6]（2016）在《金属微结构电铸装置设计》一文中研究指出设计出一款集复合搅拌、精细过滤和自动控温等功能于一体,用于制作金属微结构的电铸装置。阐述了设计原理,并剖析了其结构组成。实验结果表明:制作的金属微结构形貌质量理想、厚度均匀性较好,该装置能够满足应用要求。(本文来源于《电镀与环保》期刊2016年02期）
彭子龙,方东,刘永红,李一楠[7]（2015）在《微细放电沉积金属微结构增材制造工艺及装备》一文中研究指出提出了一种利用极间微细脉冲放电沉积实现金属材料微结构的增材制造方法。分析了该工艺方法的实现特点,确定了微细放电沉积加工的实现条件。开发了适用于微细放电沉积加工装备,并对其软、硬件系统进行了系统研究。硬件系统采用工控机配合PMAC运动控制器为控制核心,直线电机配合精密光栅尺实现精确运动控制。研究了放电沉积加工工艺间隙伺服策略,基于Visual Basic开发了模块化的软件控制系统人机界面,整合了关键功能模块。进行了微细放电沉积加工实验,确定了沉积加工工艺参数,获得了致密、连续的沉积材料,具有较高的成形精度。(本文来源于《电焊机》期刊2015年10期）
黄媛媛[8]（2015）在《开孔泡沫金属微结构强化传热性能的数值模拟研究》一文中研究指出泡沫金属材料是一种新型的功能材料,其复杂的叁维网状结构使其具有强化传热的效果,因此其在热交换方面具有广泛应用前景。但是,因为开孔泡沫金属具有非常复杂的内部结构,目前还没有其较为完善的强化传热机理及传热与阻力特性影响因素的系统研究。由于试验研究成本高,时间周期长,且其结构复杂性,使得通过试验来观察开孔泡沫金属内流体的流动情况较为不易。而数值模拟方面,目前所采用的模型存在结构简单、计算结果误差较大或模型较为精确而计算耗时且计算硬件要求太高等问题。因此,本文提出了一种简化的六面体结构模型,采用商业CFD软件,对开孔泡沫金属开展了系统的传热与阻力性能模拟分析。本文基于开孔泡沫金属的微观结构分析,提出了一种简化的六面体结构模型,通过与文献试验结果对比,验证了该模型和数值模拟方法的可靠性和准确性；基于提出的模型和方法,分析了泡沫金属内流体流场及温度场分布的特点；结合综合性能评价指标,考察分析了泡沫金属孔隙率、孔密度、材料热导率等关键参数对泡沫金属传热和阻力性能的影响,并进一步得到了该泡沫金属的传热因子j和摩擦因子f的关联式；最后,分析了不同孔结构的湍动能场、速度场、温度场及压力场分布特点,进一步从明确了泡沫金属的强化传热机理,为板泡式换热器的设计、优化和工程应用推广提供基础。(本文来源于《华东理工大学》期刊2015-05-11）
钟金明[9]（2015）在《叁维金属微结构模具的迭层拟合成形与应用》一文中研究指出随着微机电系统(MEMS)的发展和应用,微制件已广泛应用于微电子器件、精密机械、生物医疗以及航空航天等领域。微制件的结构尺寸微小,重量极轻,很难用普通加工方法对其加工。随着国际该领域研究的深入,出现了一系列面向微制件的微细加工技术:例如LIGA/UV-LIGA、微细电火花、微细电解、双光子成形以及飞秒激光微细加工技术等。上述工艺对微制件的制备做出了较大贡献,但对于制备含复杂特征的叁维金属微结构均存在各自的技术瓶颈。本文针对上述技术瓶颈,在国家自然科学基金(No.51175348、51375315、51405306)的资助下,遵循“化整为零,拟直逼曲,以简代繁,积零为整”的微积分学术思想,提出叁维金属微结构模具的迭层拟合成形工艺。该方法以分层实体制造工艺(LOM)和微型双工位迭层成形方法(Micro-DLOM)为基础,通过多层二维金属微结构迭层拟合成形叁维金属微模具,围绕二维金属微结构精密成形、形位公差精确控制、叁维金属微模具重构等关键技术开展系统研究,较好地解决了具有复杂曲面特征和深宽比不受限制的叁维微结构的加工科学问题,成功制备了金属箔微胀形件和微小型塑件。叁维金属微型腔模具、金属微胀形件以及微小型塑件的成功制备验证了该工艺的可行性和先进性,开创了叁维金属微型腔模具制造的新领域。本文的主要研究内容如下:(1)通过双温模型结合有限差分的Crank-Nicolson方法对飞秒激光烧蚀金属箔的一维温度场进行了数值模拟,从而为飞秒激光烧蚀金属箔,控制精密二维金属微结构成形提供理论依据。研究发现材料的电子和飞秒激光的光子相互作用时,存在一个饱和功率密度和饱和时间。同时对影响材料电子—晶格能量耦合时间的因素进行了分析,发现激光能量密度和电子—晶格能量耦合参数是对电子—晶格能量耦合时间产生影响的主要因素。(2)在迭层模具制造过程中,为了切割方便,将待加工金属箔的另一端向上弹性弯曲,正加工金属箔平铺,已加工金属箔向下弹性弯曲,这种创新性的弯曲结构有利于废料的自动脱落。本文也对这种弯曲结构的金属箔变形情况进行了分析。(3)采用上述金属箔弯曲结构,对二维金属箔飞秒激光切割与叁维金属微型腔模具微细电阻滑焊组合重构工艺进行了系统研究,提出了最佳工艺参数。以10μm厚的0Cr18Ni9不锈钢箔为模具基材,在120m W的飞秒激光功率、50μm/s的切割速度以及0.75μm的切割补偿量,0.21V的焊接电压,0.2MPa的焊接压强,100ms的预压时间,10ms的放电时间以及160次滑焊放电情况下,利用该工艺制备了尺寸精度和表面质量好的二级、叁级阶梯金属微齿轮腔模具。(4)提出线切割与热扩散焊组合方法制备叁维金属微模具工艺。通过线切割实验研究了线切割放电电压、放电电流、脉冲宽度以及脉冲间隔对二维金属箔切割质量的影响规律;通过真空压力热扩散焊实验研究了热扩散时间以及热扩散压力对叁维金属微模具重构焊接质量的影响规律,从而获得一组较好的工艺参数用于制备表面质量、尺寸精度和整体机械性能较好的微模具。(5)通过实验研究了超声波功率、超声波作用时间以及超声波压强对金属微成形件、微小型塑件成形质量的影响规律,获得较优的超声波工作参数。利用迭层拟合成形工艺制造的叁维金属微凹模型腔,应用超声波塑化迭层模具腔内粉末、驱动熔融树脂胀形制备了T2紫铜箔微结构件。该工艺方法所制备的微胀形件的结构尺寸主要取决于凹模。与传统工艺相比,该工艺不存在凹凸模定位不准的问题。以迭层工艺制备的叁维金属微模具为凹模,采用超声塑化熔融聚合物粉末颗粒(micro-UPM)的方法制备了微小型塑件,并对凹模内超声塑化熔融过程的作用机理进行了分析。(本文来源于《深圳大学》期刊2015-05-06）
徐地虎,胡青,彭茹雯,周昱,王牧[10]（2015）在《金属微结构纳米线中等离激元传播和分光特性》一文中研究指出本文从理论和实验两方面探讨了具有微结构的金属纳米线系统中表面等离激元传播规律和分光特性.我们由麦克斯韦方程组出发,利用严格耦合波近似和有限元差分等方法首先从理论上给出了金属纳米线系统中等离激元的色散关系和能带特征,然后基于微结构的银纳米线及其等离激元能带结构,设计并制备出等离激元分光原型器件,实验展示其将不同频率的光在微小空间分离的特性.该研究结果是我们前期相关工作的延续和补充,可应用于构造多功能集成的光子芯片和新型亚波长光电材料和器件.(本文来源于《物理学报》期刊2015年09期）
金属微结构论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
社会生产的需求对器件的小型化和集成化提出了更高的要求。然而当设备达到非常小的尺寸时,电子器件面临一个极限。另一方面,光纤中传输的是光信号,而我们用的设备大部分都是电子器件,这样就涉及到需要从光信号转化到电信号这样一个过程。我们现在的光电转化效率相比较而言较低,对于进一步提高传输速率,目前还没有很好的途径,或者成本比较高。光学异常透射现象的发现,为我们制备光学器件提供了新的可能。亚波长金属微结构能够突破电子器件小型化存在的极限问题,同时光学器件不再考虑光电转化效率的问题。本文基于异常透射现象,运用微孔阵列的简化模型——二维的狭缝凹槽结构,分析了异常透射现象产生的物理机理。主要包括两部分工作:在国内外研究的基础上,研究了对称双凹槽结构产生异常透射现象的原因。通过严格的理论推导,得出了和数值解结果符合很好的理论模型。结果表明,对称双凹槽结构的透射率随凹槽狭缝距离的变化,呈现出一定的周期性,并且出现双峰现象。导致了这种双峰现象的发生的主要原因是:不同于单个凹槽的结构,对称凹槽的两个槽之间也有相互的作用。为了进一步验证狭缝和凹槽中腔模共振对透射特性的影响,我们通过在狭缝中加入矩形凹槽的方法,系统研究了凹槽几何参数变化和透射率的关系。并给出了定性的理论解释。凹槽的参数变化影响表面等离激元的激发和表面等离激元于入射光的相互作用。最终的透射增强和减弱,是表面等离激元和腔模共振共同作用的结果。该论文的研究结果,对我们进一步了解异常透射现象的物理机理有一定的指导意义,并为异常透射现象在实际工程中的应用提供理论依据。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
金属微结构论文参考文献
[1].郭慧俊.金属微结构变形行为的晶体相场法研究[D].中北大学.2019
[2].南向红.亚波长金属微结构异常透射现象的机理研究及应用[D].西北师范大学.2018
[3].姚海子.基于亚波长金属微结构的太赫兹传感研究[D].福州大学.2017
[4].黄磊.不对称金属微结构的光学性能调控研究[D].广西师范大学.2017
[5].宋国帅.基于高分子插层的金属微结构及其性能研究[D].东北大学.2016
[6].张存鹰,张娜,王永超.金属微结构电铸装置设计[J].电镀与环保.2016
[7].彭子龙,方东,刘永红,李一楠.微细放电沉积金属微结构增材制造工艺及装备[J].电焊机.2015
[8].黄媛媛.开孔泡沫金属微结构强化传热性能的数值模拟研究[D].华东理工大学.2015
[9].钟金明.叁维金属微结构模具的迭层拟合成形与应用[D].深圳大学.2015
[10].徐地虎,胡青,彭茹雯,周昱,王牧.金属微结构纳米线中等离激元传播和分光特性[J].物理学报.2015