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扫描探针声显微术和压电响应力显微术
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| 扫描探针声显微术和压电响应力显微术 |
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| 为了研究由于材料疲劳造成的材料弹性系数变化对兰姆波各模式相速度的影响,对兰姆波传播特性进行了理论计算与实验测量。研究表明高阶模式兰姆波相速度对于弹性系数的变化要比零阶模式敏感。对于LY-12-CZ合金铝板,A_3模式由于材料疲劳产生的相速度相对变化量要比A_0模式约高4倍。因此采用高阶模式兰姆波进行无损检测,其灵敏度要远优于当前常用的零阶模式。 |
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| 温度特性是声表面波器件的一个重要性质。例如：在带通滤波器中，中心频率、相移和时延都与温度有关。应用在线性调频脉冲雷达中的匹配滤波器，其基底的温度变化会导致幅度的不确定性。在相位编码匹配滤波器中，温度变化会导致处理结果质量急剧下降。 |
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| 材料中存在的应力大小，是判断结构健康与否的有力依据，而之前的应力检测主要是针对工业中广泛应用的钢结构展开。根据钢材扎辊加工的特点，其中存在的主要应力是位于亚表面附近，平行表面方向的正应力。 |
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| 本文利用蒙特卡洛方法模拟了电子束入射在径向分层结构样品中所形成的热源，并在此基础上利用有限元方法模拟了热源在样品中所形成的温度场以及温度梯度场。模拟结果显示，径向分层结构界面上存在着温度梯度的突变，可能产生较强的电子声信号。同时对径向分层试样进行了SEAM成像实验，在界面处得到了较强的SEAM反差。 |
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| 对于平面波入射条件下，球形粒子的声波散射特性的研究已经相当的完善，目前已广泛应用于许多领域。但是，在实际应用中，用来操纵粒子的声波并不都是平面波。所以近年来，很多学者对于非平面波入射条件下，粒子的声散射特性进行了研究。提出了用声波来操纵和移动粒子的思想。F.G. Mitri对零阶和高阶贝塞尔波束对球形颗粒的散射进行了研究。Lee等用声线的方法对于单波束声镊子的特性进行了研究。而高斯波束无论对于电磁波还是声波，都是一种非常重要的波束。在光学和声学领域都有大量的应用，尤其在声学领域的医学成像和无损检测等。为了深入了解声波操纵粒子的本质，本文就高斯波照射下，水下球形粒子的声散射特性进行了研究，得出了高斯波束对球形颗粒散射的解析解。 |
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| 复合材料的兰姆波检测己得到各国学者的广泛关注和研究。目前，激励和接收兰姆波信号的换能器基本上都是采用压电陶瓷换能器(Piezoceramictraneducer，PZT)，利用PZT的压电效应把机械量变为电量后进行检测。 |
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| 在超声无损检测中，缺陷、裂纹和缝隙等通常是破坏结构强度的关键因素。对于缺陷进行超声检测和定位，目前主要采用脉冲回波法和共振法等川。而针对缺陷和裂纹对结构的破坏程度，目前还缺乏进行定量检测的有效方法。 |
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| 薄膜材料在现代工业中有广泛的应用。相对于体材料，薄膜材料参数的无损表征与评价有较大困难。Lamb波的检测常用于估计薄膜材料的性质参数。Lamb波模式的相速度频散特性是分析薄膜参数的有力工具。激光超声方法是激发与检测Lamb波的有效方式，结合二维谱技术可直观观察到多模频散特性。通过激光超声检测及参数反演可以获得薄膜参数的定量信息。模拟退火方法是一种有效的反演算法? 它具有全局搜索，有效避免局部最小值的优点。本文采用激光超声方法检测薄膜Lamb波，由实验估计的相速度频散特性来反演薄膜参数。 |
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| 多目标散射时的时间反转声聚焦特性研究 |
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| 多压电层对薄膜体声波传感器谐振特性的影响 |
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| 我国高速铁路的发展十分迅速,高速铁路的质量安全已成为一个十分重要的研究课题。高速铁路路基和普通铁路有很大不同,其无损检测理论和方法很不完善,需要开展相关基础理论研究。为确保列车高速安全地运行,需要高速铁路路基具有高平顺性和高稳定性,这为高速铁路路基的无损检测和评价提出了更高的要求。 |
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| 随着医学超声技术的发展，超声造影剂（UCA）在超声诊断、体内碎石、恶性肿瘤治疗及基因/药物转染方面的应用日益广泛。尤其是在超声辅助基因转染方面，由于其具有设备简单、费用低廉、副作用小等优点，近年来得到了研究者们的重点关注。尽管超声对基因/药物转染具有显著的促进作用，但其作用机理至今仍然没有定论。据前期研究报道称，声空化效应是超声辅助基因/药物转染的重要作用机理之一。超声作用在细胞组织上时所产生的空化效应可以在很短时间内产生巨大能量，造成细胞膜声穿孔（sonoporation），从而使得相应的基因药物可以进入细胞，达到治疗目的。本文的工作旨在研究超声辅助基因转染过程中，测量所得的声空化剂量（ICD）与基因转染效率之间的相关性，从而为更好得研究其作用机理，进而达到控制和优化超声辅助基因转染效果的目的。 |
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| 已有的理论和实验研究表明[’一，}，在一定条件下具有色散性质的超声兰姆波的二次谐波「lJ随传播距离积累增长;近年来的实验研究已经证明，采用超声伙姆波的非线性效应，可准确定征层状板材的旱期疲劳损伤程度陈51。在实际测量中，通常采川持续时间有限长的超声兰姆波 |
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| 超声联合造影剂微泡诱导细胞凋亡的初步研究 |
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| 近年来，超声技术在评价骨质状况方面受到广泛重视，并且取得了较大的进展，与双能X射线（DEXA）等技术相比，超声技术具有无电离辐射，费用低，操作简便，携带方便等优点。与基于超声透射法获得的参数相比，基于超声背散射法得到的参数不仅能够提供骨矿密度的信息，同时也能提供松质骨在微结构方面的变化信息。超声在生物组织中传播时会发生衰减，频率越高，衰减越大，因此，接收信号的中心频率与发射信号的中心频率之间有一个频移。由于超声在骨小梁和骨髓等其他物质中的衰减不同，因此频谱偏移量可以用来获得松质骨微结构的信息。本文分析了超声背散射信号频谱偏移量与松质骨微结构的相关性。 |
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| Rayleigh(1917)提出了液体中静压下球形空泡的球形溃灭理论。然而，在实际工程中，很多空泡并非球形溃灭。当存在压力梯度，空泡会非对称溃灭，在内部形成液体射流。例如，当空泡在硬壁附近溃灭时会在空泡内部形成微射流[1]；当气泡在冲击波作用下压缩时也会在气泡内部形成液体射流[2]。不管是球形溃灭还是非球形溃灭，空泡在溃灭之后都会碎裂。对于球形溃灭，空泡溃灭之后产生一团微泡，在回弹时这团微泡通常又合并成单个空泡。对于非球形溃灭，由于空泡内部存在液体射流，空泡回弹之后有时会形成两个或多个空泡。Ohl(2003)[3]研究了气泡在冲击波的作用下产生射流的过程。发现在气泡溃灭的最后阶段，液体射流断裂并释放出微泡。Koch(2003)[4]观察到超声场中空泡抛出微泡过程，指出这种播核过程可能普遍存在。Voronin(2005)[5]对气泡变形进行了数值模拟，研究了气泡在声波的作用下产生射流并形成另一个微泡的过程。虽然空泡非球形溃灭分裂的物理过程已经比较清楚，但是两个新空泡之间的位置关系仍有待研究。本文的主要目的是利用高速摄影技术研究在20kHz超声场中空泡（d=5.4μm~54μm）溃灭产生的两个新空泡之间的位置关系。 |
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| 超声导波在管道中的层析成像 |
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| 超声分子成像在炎症组织成像，血栓成像，以及肿瘤的新生血管的靶向成像等己取得较多进展{。但以往理论都假设气泡间无相互作用。但几次辐射力的存在会使气泡群发生团聚〔匀，对造影剂在血管中的循环流动及靶向检测带来不利影响。 |
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| 超声波换能器连接变幅杆能够在液体内激发较高强度的声波，从而引起较为剧烈的空化效应，能够达到粉碎细胞、增强物质传输以及化学反应等效果。随着强超声波从变幅杆辐射面发出，大量的气泡也出现在辐射面附近，并在强声波的作用下在液体中扩散形成局部振荡的泡群 |
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| 胶层的固化过程与其性能（初始强度、耐老化、 耐腐蚀性等）密切相关，因此对其固化的过程进行实时的监测，对于制备高质量的粘接接头有着重要的意义。相关文献表明[1]，利用超声波在胶层固化过程中声速和衰减的变化，可以分辨不同剂量固化剂的胶层的固化行为，衡量固化反应的程度。而且，同一种胶粘剂在同一种粘接工艺下，粘接界面的断裂强度与固化时间有着单调的对应关系[2]。本文作者[3]曾利用薄铝板粘接件的谐振频率漂移来描述胶层的固化过程，取得了较好的结果。邓明晰[4]观测了胶层固化过程中，应力波因子的变化曲线。本文通过监测环氧树脂粘接的铝棒的基频波和二次谐波的变化，观测到了更为详细的固化过程，为固化工艺的优化及评价固化程度提供了实验依据。 |
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| 本文将波束优化方法应用于板结构兰姆波检测技术研究，在对换能器阵列等相位叠加处理基础上，进行了幅值加权优化处理，提高了兰姆波检测效果。 |
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| Nakagami模型评价松质骨状况的可行性研究 |
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| 低频超声能够降低声波的衰减，有利于进行深层次的组织成像，但受到低空间分辨率的限制。自Weste。一elt川提出声参量阵理论以来，筹频声波因其指向性好而得到广泛关注。近年来，龚秀芬等人利用差频技术进行了B/A的cT!2年!描成像;差频波没有声压域值要求，适当选取信号 |
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| 研究表明填充率，晶格结构和板厚与晶格常数比是调控兰姆波声禁带的重要参数。而对于压电复合板，不同的电学模型和材料的压电性同样也是调控兰姆波声禁带宽度和起始频率的重要手段。本文将研究不同电边界条件和压电陶瓷材料构成的压电复合板中兰姆波带隙的特性。 |
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| 声波测井仪器最为关键的部件之一是换能器,且一般是压电式换能器。传统的圆管状压电换能器在软地层中无法测量到地层横波信息。为了适应疏松或软地层的声波测量情况,发展了利用偶极子声源在井孔中激励弯曲振动以实现直接横波测井的方 |
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| 农作物种子（特别是一些中草药种子和林木种子）的萌发周期长，有的甚至很难发芽，加上种子储存条件差，使得研究种子萌发特性成为育种的一个热点。超声波作为一种处理种子的物理手段，可促进种子发芽和生长、提高产量和质量，用一定声参数的超声处理种子，对种子的萌发有一定的促进作用，发芽率比对照组提高 10％以上，对此国内外都有不少报道。超声处理提高种子发芽率的主要原理是超声空化可以产生高温、高压、放电、发光现象，同时伴随有声射流冲击细胞壁膜，加快了细胞内外物质的交换，提高了酶的活性。本文提出超声提高种子发芽率是因为超声提高了细胞膜通透性，研究了提高细胞膜通透性可能的两种物理机制。 |
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| 氧化铁颗粒标记肿瘤细胞的超声方法 |
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| 一种B超回波信号包络的快速提取方法 |
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| 由于液流系统中的局部低压使液体蒸发而引起的微气泡爆发性生长现象被称为空化现象。空化现象会造成水泵或船用螺旋桨推进器效率和出力降低，导致固体表面材料严重剥蚀破坏，与此同时还会产生严重的空化噪声。为此国内外开展了大量空化监测方法研究，工程上应用较多的是基于振动法、能晕法、压力脉动法或空化噪声的监测。 |
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| 针对超声空化处理量小、水力空化处理效果不够理想及臭氧虽然有较好的水处理效果,但臭氧容易从液体中冒出,造成臭氧的浪费的问题,探讨了增强水力空化的方法并采用水力空化与臭氧联合以提高臭氧利用率.首先研究不同通气量的臭氧单独作用时,对罗丹明B的降解率；其次研究臭氧与水力空化先后参与对罗丹明B降解时的降解率；最后将臭氧与水力空化进行联合,详细分析了1 mm孔径与2 mm孔径的两个穿孔板在固定条件下产生的水力空化与臭氧联合的降解效果,并改变孔径、孔数、进口压强等参数进行实验,研究不同条件下的降解效果.结果显示,臭氧对罗丹明B具有很强的降解作用,水力空化与臭氧先后降解对降解率提高不大,不同的穿孔板在不同的条件下产生的水力空化都可以大大提高臭氧的降解效果,水力空化使臭氧能够基本全部利用,避免了臭氧的浪费,同时臭氧分解成的微小气泡也增强了水力空化效应. |
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| 压电材料在诸多领域有广泛应用。近来压电材料被应用到声子晶体等新兴领域。声波在压电材料内传播的基本行为已经有了深入讨论。然而压电材料与周围介质间声波的传播影响还没有被深入研究。本文讨论外部电压通过压电材料对声波的影响，及其反作用。 |
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| 压电式空化(ultrasonie eavitation)和流体动力式空化(hy drodynamie eavitation)是产生空化的两种主要方式。压电式超声空化虽然有着频率、功率可控制，局部强度高等优点，但是不能大范围产生空化的问题一直阻碍着压电空化的应用推广。 |
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| 由于液流系统中的局部低压使液体蒸发而引起的微气泡爆发性生长现象被称为空化现象。空化现象会造成水泵或船用螺旋桨推进器效率和出力降低，导致固体表面材料严重剥蚀破坏，与此同时还会产生严重的空化噪声。为此国内外开展了大量空化监测方法研究，工程上应用较多的是基于振动法、能晕法、压力脉动法或空化噪声的监测。 |
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| 近年来，关于双频超声强化声化学反应的研究已有报道，Maniek二Sivaku一。ar等研究了多频超声硝基酚降解的动力学，K.M.sw皿v等发现双频超声强化可以提高金属中铜的提取率!1一二1。这些研究表明了双频超声同时作用能显著地增加空化效应，提高声化学产额。 |
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| 本文利用超声波的方法，测量了压榨花生油、芝麻油和玉米油的声衰减、声阻抗和绝热压缩系数。实验表明，超声法能够快速检测出花生油、芝麻油、玉米油是否掺假，并可以实现在线测量。 |
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| 基于GC/SAW联用技术的气体检测仪是将声表面波(SAW)气体传感器与气相色谱分离系统(GC)结合，通过气相色谱分离系统实现定性，丙通过SAW传感器实现定晕。这种技术最大的特点就是检测速度快；灵敏度高；而且与GC结合克服了传统SAW传感器受制于敏感膜的缺点，可用于分析复杂的混合气体。这些特点使得GC/SAW联用技术成为实现在线完成低浓度气体检测的首选技术。本文首先分析了GC/SAW联用技术气体检测仪的响应机理,然后根据数值计算结果对这类气体检测仪的检测下限进行了分析。 |
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| 声发射(AE)是指材料或结构受内力或外力作用产生变形或断裂，以弹性波的形式释放出应变能的一种物理现象。随着计算机技术和传感器技术的发展，声发射检测技术〔，了得到了越来越广泛的应用。与其他无损检测方法相比，声发射检测技术有其自身优点，尤其是对大型构件的整 |
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| 2002年，肠Icyarkllan在Seienee上发表文章汇’]称利用14MeV中子入射到氖代丙酮混合溶液中形成半径为10一100nm的空化核，在幅值为10atm声场作用下空化，在空泡内发生了氖氖聚变反应，检测到了少量的氖和2.45MeV的出射中子。 |
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| FEM/BEM作为一种通用且精确的声表面波器件分析方法已被广泛认同，但FEM/BEM方法存在计算量大的缺点，限制其在滤波器分析上的应用。为加速FEM/BEM算法，本文提出了通过对格林函数进行分段多项式拟合和快速的递推结合的方法，同时兼顾速度和精度。最后，针对一种色散DMS结构实例，本文给出了分别采用FEM/BEM方法和传统COM方法得到的仿真结果，并且均与实验结果比较。 |
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| 声表面波气相色谱仪是本世纪初投入应用的一台便携式快速气体分析仪，可实现痕量气体的广谱（挥发和半挥发性有机物）、快速（<1 分钟）、高灵敏度（ppb～ppt 级）分析，是一种通用型现场快速气体分析仪器。本文第二部分将介绍声表面波气相色谱仪的工作原理和特点；第三部分介绍其应用；最后是总结。 |
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| 本文基于WO3/ZnO/Si三层模型，用传递矩阵法模拟WO3敏感层电导率变化所引起的传感器中心频率的变化情况，即电导率灵敏度，证明在吸附被测气体后，表面电导率的上升会引起中心频率下降，而表面电导率的下降则会引起中心频率的上升，即可能出现异常响应。 |
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| 硅是碳的同族元素，利用硅有规律地替代金刚石中的碳原子，使 Si 和 C 的组成比为 1:1，就变成了碳化硅。自然界没有碳化硅的矿床，目前工业上用的碳化硅都是人工合成的。将石英砂和焦炭在电弧炉中加热到 2000℃左右，发生碳对二氧化硅的还原反应（SiO2+3C = 2CO+SiC）后，就得到了 SiC。在磨料中硬度高于刚玉而仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼。本文主要内容是用第一性原理的方法，研究碳化硅和二氧化硅的弹性常数、理想强度及断裂模式。 |
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