检索结果-南通市图书馆

作者：王嘉威湖北大学

学位级别：硕士

近年来,世界经济发展迅速,人们开始关注节能材料。其中使用空调消耗的能源占总消耗能源很大一部分。如果使用智能窗,就能够在温度较高时阻挡红外线的透过,降低室内温度,减少空调的使用。VO存在多种晶体结构,其中M1相VO(单斜,空间群:P2/c... 详细信息

近年来,世界经济发展迅速,人们开始关注节能材料。其中使用空调消耗的能源占总消耗能源很大一部分。如果使用智能窗,就能够在温度较高时阻挡红外线的透过,降低室内温度,减少空调的使用。VO存在多种晶体结构,其中M1相VO(单斜,空间群:P2/c)在室温下为绝缘体,对红外波段的光透过率较高,当温度升高超过其相变温度T时,则转变为R相(四方,空间群:P4/mnm),表现出金属性,对红外波段的光透过率T降低,这个过程是可逆的并且MIT相变前后对可见光的透过率T基本不变,因此适合于应用在智能窗领域。然而直接将VO商业化应用在智能窗上主要存在三个问题,即T较高,可见T和(?)T较低。为了解决这三个问题,在本论文工作中对溶胶-凝胶法制备VO薄膜条件进行优化,并且采用元素掺杂的方式提高VO薄膜热致变色光学性能。论文的主要研究内容及结果如下:1、采用溶胶-凝胶法,固定退火Ar流速为100 m L/min,分别在550℃、555℃、560℃、580℃退火1 h,在石英玻璃上制备出具有不同热致变色性能的VO薄膜,研究了退火温度对薄膜物相、结晶性、可见光透过率T和近红外调控效率(?)T的影响。结果表明,退火温度为550℃和555℃,T较低(32.5%和35.4%),但近红外调控效率(?)T较高(12.0%和15.6%);随着退火温度的上升,VO薄膜的结晶性持续增强,但(?)T持续下降;当温度升高至580℃,所制备的薄膜T为47.6%,(?)T下降至0.1%,且薄膜中出现VO杂相。此外,我们固定退火温度550℃,调节退火Ar流速100 m L/min、150m L/min、175 m L/min、225 m L/min、250 m L/min,希望制备出更加优异热致变色性能的薄膜样品。结果表明,Ar流速较低时制备的薄膜T与(?)T均较低,Ar流速为225m L/min时,T达到55.5%,(?)T达到20.2%,综合性能最佳。2、为了提高VO薄膜热致变色性能,分别选择W、Mo、Sn元素对VO薄膜进行掺杂,研究了不同元素掺杂对薄膜物相、结晶性、相变温度T、可见光透过率T和近红外调控效率(?)T的影响。结果表明,高价态元素W、Mo的掺杂均能有效降低VO薄膜的T,掺杂1%W与1%Mo的VO薄膜的T分别下降16.0℃与12.6℃,掺杂量为3%时相变温度分别降至46.2℃和46.3℃。同时随着掺杂含量的升高,(?)T持续下降,T均保持在60%以上。此外,Sn元素掺杂能够有效提高VO薄膜的可见光透过率:随着Sn掺杂含量的升高,薄膜的光学带隙由2.43 e V增加至2.63 e V,T先升高后下降,并且使得(?)T持续上升,Sn掺杂量为5%时薄膜综合性能最优(T=70.7%,(?)T=17.5%)。3、为了在降低VO薄膜T的同时保持薄膜的T以及(?)T,我们选择制备Sn-W共掺杂VO薄膜。结果表明,Sn-W共掺表现出协同效应,能同时获得Sn、W单掺杂VO薄膜性能的改善。与纯VO薄膜(T=69.0%,(?)T=13.5%,T=74.3℃)相比,5%Sn-3%W共掺杂VO薄膜(T=76.0%,(?)T=13.4%,T=46.7℃)综合性能最佳,具有更高的可见光透过率T,更低的T,同时维持一定的(?)T,有利于应用在智能窗领域。

关键词： VO2薄膜智能窗涂层相变温度可见光透过率近红外调控效率

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移动对象在线数据索引技术研究

移动对象在线数据索引技术研究

作者：李欣哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

移动对象数据库记录了不同移动对象在每一时刻的位置信息,用户可以在其中查询目标过去、现在与将来的信息,在智能交通与导航、地理信息、军事等系统中有着广泛的应用前景。目前,相关领域的研究还处于起步阶段,离实际应用有一定的差距。... 详细信息

移动对象数据库记录了不同移动对象在每一时刻的位置信息,用户可以在其中查询目标过去、现在与将来的信息,在智能交通与导航、地理信息、军事等系统中有着广泛的应用前景。目前,相关领域的研究还处于起步阶段,离实际应用有一定的差距。在这种背景之下,针对移动对象索引技术的研究具有重要的理论意义和实用价值。本文首先介绍了时空数据库的相关知识,主要说明了时空数据库中移动对象的相关概念和理论,并对移动对象的索引方法进行了系统归类。在此基础上以3DR-树索引结构为出发点,针对其不考虑时间维的特殊性,只能处理离线数据,而且对于那些长期保持静止的对象索引性能下降等缺点进行改造。通过节点分裂的方法,来减少索引中长条立方体的数量,提高历史数据的索引性能;通过将历史数据和在线数据分开索引的方法,实现对在线数据的索引,最终形成3DR-树索引结构的扩展版本。最后通过数据生成器产生的虚拟数据将扩展版本与3DR-树和HR-树索引结构进行比较,通过对存储空间大小和外存访问次数两个指标的计算,证明查询效率的提高。本文研究的主要贡献如下:1.通过节点分裂,对历史演变周期长的时空对象人为的沿时间轴方向进行分裂,很大程度上减少时空对象的最小外接立方体体积,进而减小了时空对象数据集的密度,提高索引效率。2.通过树分裂,将3DR-树索引结构改造为双树结构,即活跃树和历史树,使其能够实现在线数据的索引功能。3.针对改造后的3DR-树索引结构,设计相应的插入、查询操作。4.通过虚拟数据进行测试,证明索引性能在时间段查询有20%的提高。

关键词：移动对象在线数据节点分裂树分裂 3DR-树索引

高质量RuxV1-xO2薄膜的脉冲激光沉积法制备及其性能研究

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高质量RuxV1-xO2薄膜的脉冲激光沉积法制备及其性能研究

作者：陆浩湖北大学

学位级别：硕士

VO是一种优良的热致变色材料,在68℃左右发生金属-绝缘体转变(MIT)。MIT发生在非常短的时间尺度(光致相变约10秒,电致相变10秒),并伴随着晶体结构从高温金红石结构(Rutile)向低温单斜结构(Monoclinic)的可逆转变。VO块状单晶的电阻率在... 详细信息

VO是一种优良的热致变色材料,在68℃左右发生金属-绝缘体转变(MIT)。MIT发生在非常短的时间尺度(光致相变约10秒,电致相变10秒),并伴随着晶体结构从高温金红石结构(Rutile)向低温单斜结构(Monoclinic)的可逆转变。VO块状单晶的电阻率在相转变前后表现出5个数量级的巨大变化(溅射薄膜为3个数量级变化);光学性能也受到MIT的影响,例如在红外(IR)区域,绝缘相高的光透过率与金属相低的光透过率形成对比,VO薄膜表现出很强的红外光开关效应。伴随MIT而发生的电学光学性能突变特性使VO在智能窗、光电开关、红外探测等诸多领域具有巨大的应用潜力。目前VO在应用中存在的最大问题就是相变温度(或临界温度,T)过高,针对这一问题,本论文研究中提出采用Ru掺杂VO来降低其相变温度。本文采用脉冲激光法(PLD)分别在c-AlO衬底与TiO(110)衬底上沉积了Ru掺杂的VO薄膜。从薄膜的晶体结构与光电性能的角度,系统地研究了Ru掺杂对薄膜的影响。论文的主要研究内容与结论如下:1.通过设置不同的沉积氧压(高纯氧,99.999%),固定衬底温度600℃和沉积时间30 min,在激光能量为380 m J、激光频率5 Hz、脉冲个数9000条件下,制备得到一系列RuVO合金薄膜,并研究了沉积氧压对薄膜晶体结构和MIT特性的影响。沉积氧压对c-AlO上生长的VO薄膜结晶性影响较小,制备出的RuVO合金薄膜均高度取向;沉积氧压升高,有利于优化薄膜MIT特性。在4.0 Pa时,RuVO薄膜的MIT特性最为明显;RuVO薄膜的T均在50～55℃范围内,较纯VO有明显降低;RuVO薄膜对可见光几乎不起调制作用,对红外光的调制能力随氧压升高呈增大趋势。2.设定氧压(高纯氧,99.999%)为4.0 Pa,激光能量380 m J,控制烧蚀金属V与金属Ru的比列,进而控制Ru的掺杂含量,在c-AlO上制备了一系列Ru含量不同的RuVO合金薄膜。通过XRD测试得到VO与c-AlO的外延关系为:VO[100]//AlO[10-10],VO(010)//AlO(001)。进一步研究发现,RuVO薄膜的T随着Ru含量增加呈线性降低的规律,当Ru掺杂含量为4%,T值达到最低(42℃)。在更高的Ru含量下,观察到薄膜表面有金属Ru析出。随着Ru含量的增加,RuVO带隙仅略微变窄,而对红外光透射率的调制能力保持良好,最高可达23%。由于Ru和V的离子半径非常接近,Ru在VO中的溶解度可以进一步提高,即x大于4的RuVO合金的形成应该是可能的。这表明,进一步优化薄膜生长条件后,在VO中掺入约8%的Ru有望使T降低至接近室温。因此,Ru掺杂提供了一种用于调节VO薄膜热致变色特性的新途径,有望代替W和F掺杂并应用于智能窗开发。3.设定氧压(高纯氧,99.999%)为6.3 Pa,激光能量420 m J,控制烧蚀金属V与金属Ru的比列,进而控制Ru的掺杂含量,在TiO上制备了一系列Ru含量不同的RuVO合金薄膜。从原位变温倒易空间图谱中清楚地观察到RuVO薄膜结构发生MIT的过程,即由低温单斜结构转变为高温四方结构;同时还可以发现,薄膜(011)面间距随着Ru含量的增加逐渐增大,T随着Ru含量的增加而降低,与电学测试的结果相互印证。当Ru含量为7%时,薄膜的电学热滞消失,T降到了38℃,而光学与电学的MIT仍然存在,TCR值可达-5.6%/℃,高于近年来VO研究中报道的TCR数值。这一发现有利于推动RuVO在红外探测器上的应用进程。Ru降低RuVO薄膜T的效率为4.05℃/mol%,略低于c-AlO上生长的RuVO合金薄膜,原因可能是衬底中的Ti扩散进薄膜降低了Ru对T的调制效果。Ru掺杂对薄膜的可见光调制能力影响较小(ΔT≦3.7%),对红外光的调制能力(ΔT)随Ru含量增加逐渐减弱。

关键词：脉冲激光沉积(PLD) RuxV1-xO2薄膜金属绝缘体相变(MIT) 降低相变温度

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超高真空条件下ZnO表面结构的研究

超高真空条件下ZnO表面结构的研究

作者：林银银湖北大学

学位级别：硕士

纤锌矿结构的氧化锌作为一种重要的宽禁带半导体材料(3.37 eV)在光催化和光电子器件领域中有着潜在的应用,充分了解ZnO的表面和界面特性、电子结构和几何结构对于理解其表面化学反应和制备先进光电器件用高质量异质和同质外延薄膜具有... 详细信息

纤锌矿结构的氧化锌作为一种重要的宽禁带半导体材料(3.37 eV)在光催化和光电子器件领域中有着潜在的应用,充分了解ZnO的表面和界面特性、电子结构和几何结构对于理解其表面化学反应和制备先进光电器件用高质量异质和同质外延薄膜具有决定性的作用。在本工作中,我们利用超高真空表面分析技术:低能电子衍射(LEED),X射线光电子能谱(XPS)及扫描隧道显微镜(STM)研究ZnO表面的电子结构和几何结构。我们选取两个具有代表性的表面:极性ZnO(0001)面和非极性ZnO(10-10)面来开展研究。主要研究内容和结果如下:(1)利用超高真空表面分析技术研究ZnO(0001)面的电子结构和几何结构。利用STM确定了 ZnO(0001)面的形貌特征:表面具有大量的三角形岛状台阶,其单层台阶高度约为3 A,在台阶上又分布着大量不同尺寸的三角形孔洞,且孔洞与所在的三角形岛状台阶成相同或相反方向,这种关系是由ZnO(0001)面的稳定机制所决定的。相比之前发表的工作,我们得到了更高分辨率的STM形貌图,发现了三角岛状结构的台阶边缘呈波浪线而非直线,并获得了边长为10-15 A的更小尺寸的三角岛状单元结构,为进一步探索ZnO(0001)面的微观形貌奠定了基础。此外,我们还总结分析了 ZnO(0001)面的形貌特征,浅析了三角形岛状结构形成的原因,为下一步的表面吸附和光催化研究奠定了基础。(2)研究了室温和高温条件下吸附不同量氧气对ZnO(0001)表面结构的影响。实验结果表明,室温下有少量的氧气吸附在了 ZnO表面,而300℃高温条件下氧气完全不在ZnO表面吸附。XPS测试显示,室温时增加通氧量,O1s峰的峰形出现了展宽,峰强变强,表明有一定量的氧气吸附在ZnO表面。但是继续增加通氧量,XPS O1s信号不再发生变化。出现这种现象的原因是在处理表面的过程中ZnO表面产生氧空位,室温下通入氧气后,氧空位得到补偿,因此O1s峰出现展宽和增强,但由于表面氧空位量有限,继续增加通氧量,XPS结果不再发生改变。在300℃高温条件下通入氧气,则由于吸附的过程中伴随着强烈的解吸附,因此氧气最终不能在ZnO表面吸附。(3)利用超高真空表面分析技术研究非极性ZnO(10-10)表面的电子结构和几何结构。通过循环多次的溅射退火处理后得到清洁平整的表面,利用STM得到ZnO(10-10)面具有准原子级分辨率的表面形貌图。STM结果显示,ZnO(10-10)表面分布着大量的长和宽分别沿[0001]和[1-210]方向的近矩形台阶,台阶具有原子级平整表面,单层台阶高度为3A左右。在台阶上可以看到明暗相间的沿[1-210]方向的原子链(其中亮链为Zn链)。亮链之间沿着[0001]方向的间距为4.5A,与体相原子间距基本吻合。ZnO(10-10)面微观结构的获取为后期研究其氧空位、小分子吸附和自组装结构奠定了基础。

关键词： ZnO(0001)面 ZnO(10-10)面扫描隧道显微镜电子结构几何结构

有限冲激响应数字滤波器在电磁无损检测系统中的应用

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有限冲激响应数字滤波器在电磁无损检测系统中的应用

作者：张磊哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

滤波技术是信号分析、处理技术的重要分支,是控制电磁干扰,保证设备电磁兼容性,提高可靠性、保密性的重要技术。由于电磁无损检测对多种参数的敏感反应,必须消除检测过程中的多种干扰因素,并要求信号处理具有实时性和灵活性,但目前检测... 详细信息

滤波技术是信号分析、处理技术的重要分支,是控制电磁干扰,保证设备电磁兼容性,提高可靠性、保密性的重要技术。由于电磁无损检测对多种参数的敏感反应,必须消除检测过程中的多种干扰因素,并要求信号处理具有实时性和灵活性,但目前检测系统中或者没有滤波系统或者只是简单的滤波器电路,很难满足以上两方面要求。随着可编程逻辑器件和EDA技术的发展,使用FPGA来实现FIR滤波器,既可以满足实时性,又兼顾了精确性和灵活性。论文所做的主要工作如下:1.根据FIR数字滤波器理论,分析比较实现FIR滤波器的方法;2.对串行、并行FIR滤波器进行深入探讨,本文逐步提出改进的串行、并行FIR滤波器;3.针对以上改进的不足,本文又对分布式算法理论进行了较为深入的研究。基于FPGA本身具有LUT的结构,非常适合使用分布式算法,在FIR滤波器的结构设计上,将FIR滤波器中关键的乘法运算转化为LUT的过程和加法运算的过程。在设计过程中,充分考虑了资源和速度这两个矛盾体,最终把本文设计的表切割DA算法应用到FIR滤波器中。4.最后应用Matlab仿真基于表切割DA算法的FIR滤波器,结果正确;并在电磁无损检测系统中加入此滤波器模块,验证了其准确性、灵活性和实时性。

关键词： FIR FPGA 分布式查找表电磁无损检测

高压电介电性能、高耐压KNN基无铅压电陶瓷研究

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高压电介电性能、高耐压KNN基无铅压电陶瓷研究

作者：肖婉平湖北大学

学位级别：硕士

KNN基无铅压电陶瓷兼具环境友好、电学性能优良等特点,是当前无铅压电陶瓷领域研究的热点。但关于KNN基压电陶瓷的研究,大多停留在性能提高上,关于其实际应用鲜有报道。在发现了KNN基压电陶瓷具有高耐压的特性后,本论文旨在制备出一种... 详细信息

KNN基无铅压电陶瓷兼具环境友好、电学性能优良等特点,是当前无铅压电陶瓷领域研究的热点。但关于KNN基压电陶瓷的研究,大多停留在性能提高上,关于其实际应用鲜有报道。在发现了KNN基压电陶瓷具有高耐压的特性后,本论文旨在制备出一种同时兼具高介电常数、高耐压特性和良好压电性能的陶瓷材料,使其各项性能满足作为高压陶瓷电容器的实际应用,同时有望取代铅基压电材料应用到其它压电铁电领域。首先,选定(K0.435Na0.53Li0.035)(Nb0.82Sb0.09Ta0.09)O3作为高介电常数KNN基陶瓷材料基方,通过不同制备方法对比,选定一种工艺简单的固相法作为制备方法。用该方法制备的基方陶瓷室温下主要性能参数为：d33=220pC/N,kp=33.6%,tanδ=0.0462, εT33/ε0=2089,Eb=10kV/mm.通过Ni2O3掺杂,制备出(K0.435Na0.53Li0.035)(Nb0.82Sb0.09Ta0.09)O3+xmol%Ni2O3(x=0,0.025,0.050.1)系列陶瓷材料。陶瓷的综合性能在Ni2O3掺杂量为0.025mo1%时最好,各项性能参数分别为：d33=244pC/N,kp=34.1%,εT33/ε0=2000,tanδ=0.0377,Eb=16.3kV/mm.实验结果表明,Ni2O3的掺入使陶瓷的各项性能尤其是压电性能和耐压程度有较明显提高。采用四种不同金属氧化物Fe2O3、La2O3、Y2O3及Nd2o3进行对比掺杂实验。结果显示,Fe2O3掺杂的陶瓷各项性能均有明显改善。进一步研究表明,当Fe2O3掺杂量为0.2mol%时,陶瓷各项性能达到最佳,分别为：d33=350pc/N,kp=44.9%,εT33/ε0=2532, tanδ=0.0377,Eb=16.3kV/mm.数据显示,Fe2O3掺杂的陶瓷各项性能均大幅提高,不仅保持了Ni2O3掺杂的高耐压性,同时也进一步提高了相对介电常数和压电常数,使其压电介电性能达到目前该领域先进水平。通过制备方法与工艺的优化,选定了具有较高介电常数的陶瓷材料基方;通过不同金属氧化物的掺杂,获得了同时具有高压电、高介电和高耐压特性的KNN基无铅压电陶瓷材料,使其不仅具有在高压陶瓷电容器方面的应用潜能,也有望在部分压电元器件的应用上取代PZT基陶瓷。

关键词：无铅压电陶瓷铌酸钾钠金属氧化物掺杂压电介电性能击穿场强

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基于FPGA技术的视频采集系统设计及实现

基于FPGA技术的视频采集系统设计及实现

作者：李成奇哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着人们安全防范意识的提高,视频监控系统的需求越来越大,性能要求也越来越高。作为视频监控系统的前端——视频采集系统已经成为视频监控系统性能提升的最大瓶颈。传统的视频采集手段已经不能满足当前对高速视频采集的广泛需求。同时... 详细信息

随着人们安全防范意识的提高,视频监控系统的需求越来越大,性能要求也越来越高。作为视频监控系统的前端——视频采集系统已经成为视频监控系统性能提升的最大瓶颈。传统的视频采集手段已经不能满足当前对高速视频采集的广泛需求。同时,由于传统视频采集系统技术的局限,无法灵活的适应当前视频源格式的多样性。本文介绍了一种新的视频采集系统的设计方案,实现了具有视频采集功能的FPGA(现场可编程门阵列)前端系统。该系统充分利用了FPGA器件在视频处理方面的优势,提升了性能,使系统更具灵活性,可满足不同视频格式的需求。系统具有性能的优越性、设计的灵活性、功能的可裁剪性及良好的集成性等特点。在此基础上,深入分析视频采集系统的工作过程,系统的功能模块划分如下:ITU-R656解码、视频帧缓存、去隔行、视频去噪、色彩空间转换、I2C(Inter Integrated Circuit)配置、VGA控制和FPGA配置等模块。视频采集系统最重要的是视频采集的实时性。对系统实时性影响最大的是计算量最大的视频处理部分,其中涉及到视频解码、矩阵运算、去隔行及滤波去噪等。系统设计中充分利用了FPGA并行处理的优势和FPGA内嵌的DSP模块的功能,对系统进行了合理的硬件加速,提高了处理速度,节省了硬件开销。最后,对视频采集系统进行了功能验证。结果表明,系统能够满足功能和处理时间的要求,具有很大的应用价值。

关键词： FPGA 视频监控视频采集视频信号处理

基于Zigbee的LED草坪灯群控系统设计与实现

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基于Zigbee的LED草坪灯群控系统设计与实现

作者：郭颂哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

随着嵌入式技术、无线通信技术和数据处理技术的发展,出现了采用集散控制思想设计的群控系统。该控制系统通过上位机集中控制和管理下位机模块来实现具体的功能任务,上、下位机之间主要通过总线进行数据传输。目前群控系统已被广泛应用... 详细信息

随着嵌入式技术、无线通信技术和数据处理技术的发展,出现了采用集散控制思想设计的群控系统。该控制系统通过上位机集中控制和管理下位机模块来实现具体的功能任务,上、下位机之间主要通过总线进行数据传输。目前群控系统已被广泛应用于温室环境控制系统、农业嵌入式测控系统以及各种实时监控系统等不同的实时控制领域。本文简单介绍了FPGA嵌入式技术、Zigbee无线传输技术、群控系统的概念和相关内容,重点是采用集散控制思想设计实现了LED草坪灯群控系统,并详细介绍了系统上位机和下位机模块的软硬件设计,最后利用DEII开发板、QuartusII应用软件对系统进行设计实现。在系统的设计实现过程中,上位机模块主要是利用OpenGL技术对LED草坪灯的情景变幻进行模拟仿真生成色彩变幻数据,然后通过Zigbee无线通讯技术传送给下位机模块进行播放。下位机模块主要利用NiosII软核处理器对播放数据进行存储和播放,将SD卡里的音频文件送到WM8731解码芯片进行解码还原成模拟声音。LED草坪灯色彩变幻主要通过IP核中的PWM调整占空比来实现。利用FPGA嵌入式技术对草坪灯群控系统进行开发设计,缩短了开发周期,同时也给系统部件的添加或删除提供了便利条件。运用Verilog HDL语言设计封装的IP核加快了播放数据的分析、处理速度,使LED草坪灯能够变幻256种不同的色彩,能够实现静止和渐变的不同效果。该设计解决了传统草坪灯控制系统处理速度慢、色彩变幻单一,布局布线困难的问题,同时该设计还具有开发效率高、低成本、低风险的优势。

关键词：群控系统 Zigbee OpenGL 软核处理器

极性和非极性面MgZnO薄膜的PLD法制备及其性能研究

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极性和非极性面MgZnO薄膜的PLD法制备及其性能研究

作者：刘攀克湖北大学

学位级别：硕士

ZnO带隙的自由调控即能带工程对于设计和制备基于ZnO的异质结、超晶格和量子阱结构并扩展它在光电器件领域的应用至关重要,近年来是ZnO材料领域的研究重点和热点。ZnO能带工程主要通过等价阳离子取代(例如:Mg2+、Cd2+部分取代Zn2+)和阴... 详细信息

ZnO带隙的自由调控即能带工程对于设计和制备基于ZnO的异质结、超晶格和量子阱结构并扩展它在光电器件领域的应用至关重要,近年来是ZnO材料领域的研究重点和热点。ZnO能带工程主要通过等价阳离子取代(例如:Mg2+、Cd2+部分取代Zn2+)和阴离子取代(O2-被S2-、Se2-、Te2-部分取代)来实现。其中等价阳离子取代以Mg掺杂研究得最为广泛,这是由于Mg2+半径和Zn2+半径比较相近,Mg取代Zn对晶格常数的影响较小,晶格不易发生畸变,而且Mg的掺杂可以较大幅度地调节ZnO的能带结构。但是MgO(立方岩盐矿)和ZnO(六角纤锌矿)不同的晶体结构使MgO在ZnO中的固溶度有限。因此提高MgO在ZnO中的固溶度以扩展其在日盲光电器件上的应用成为当前ZnO相关研究的一个热点。本论文采用脉冲激光沉积(PLD)方法,以自制的MgZnO陶瓷为靶材,02为反应气体,在c面和r面蓝宝石衬底上制备了 MgZn?薄膜。系统地研究了氧分压、衬底温度以及极性和非极性衬底对MgZnO薄膜结构和性能的影响。首先,以c轴取向蓝宝石单晶基片为衬底,自制的Mg元素含量为8 at.%陶瓷为靶材,固定衬底温度为750℃,在不同氧分压条件下制备出高质量的MgxZn1-xO单相薄膜。系统研究了氧分压对MgxZn1-xO薄膜表面形貌、晶体结构、组成成分以及光学性能的影响,确定了生长高质量MgxZn1-xO薄膜的最佳氧分压。结果表明,0.5 Pa氧压下制备的薄膜样品呈c轴高度择优取向生长,晶体质量最好,薄膜透光率达到90%左右。其次,以c轴取向蓝宝石单晶基片为衬底,自制的Mg含量为8 at.%陶瓷为靶材,保持氧分压为0.5 Pa不变,在不同温度下成功制备出了高质量单相的MgZnO薄膜,比较了不同温度对MgZnO薄膜样品的表面形貌、微观结构、组成成分和光学性能的影响。结果表明,随着沉积温度从300 ℃升高到700 ℃,薄膜的结晶质量逐渐得到改善,择优取向度变高,因此高的沉积温度对获得高质量、择优取向的MgxZn1-xO薄膜非常关键。同时衬底温度对薄膜中Mg含量以及薄膜样品的光学带隙具有很大影响,随着沉积温度的升高,薄膜中Mg的含量从17.7 at.%上升到34.5 at.%,光学带隙从3.41 eV增大到3.64 eV。最后,我们使用自制Mg含量不同的MgxZn1uO陶瓷靶,在前期得到的优化沉积氧压和沉积温度下,分别在c面和r面蓝宝石单晶衬底上制备了一系列不同Mg含量的薄膜,进一步研究了薄膜中Mg含量的变化对薄膜的表面形貌、相结构以及光学性能的影响,也比较了极性和非极性衬底对MgxZn1-xO薄膜生长的影响。结果表明,在c面蓝宝石衬底上制备的薄膜当Mg含量在x≤0.575范围内时为单一的六方相结构,当Mg含量在x≥0.663范围内变化时为单一的立方相结构。在r面蓝宝石衬底上制备的薄膜Mg含量在x≤0.329范围内时为单一的六方相,当Mg含量为x=0.583时薄膜出现六方相和立方相两相共存。

关键词：脉冲激光沉积 MgxZn1-xO薄膜能带工程固溶度纤锌矿结构

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RBF在钢铁材质缺陷检测中的应用研究

RBF在钢铁材质缺陷检测中的应用研究

作者：杜卓奇哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

近年来我国工业规模和水平正处于高速发展期,而钢铁行业作为传统的重型工业在其中占据着十分重要的地位。钢铁件的质量好坏对钢铁加工制品的质量、使用寿命和可靠性等方面起着决定性的作用。对钢铁件的质量检测主要采用电磁无损检测方法... 详细信息

近年来我国工业规模和水平正处于高速发展期,而钢铁行业作为传统的重型工业在其中占据着十分重要的地位。钢铁件的质量好坏对钢铁加工制品的质量、使用寿命和可靠性等方面起着决定性的作用。对钢铁件的质量检测主要采用电磁无损检测方法,现存的钢铁质量检测仪器对一些钢铁材料的性能检测已经取得了较好的效果。然而在某些钢铁件缺陷,如裂纹检测方面仍然存在检测准确度不高、检测稳定性较低的问题。其原因一般是所用芯片不够先进或者检测算法不理想,所以急需对现存检测仪器进行改进,设计新型钢铁件裂纹电磁无损检测系统,提高裂纹检测的准确度和效率。本文针对快速电磁无损检测技术,在FPGA芯片上采用径向基函数神经网络算法和片上可编程系统相结合的思路,对新型的裂纹无损检测系统进行了应用研究。文中使用电磁无损检测中的初始磁导率法对被测对象进行特征信号提取,通过钢铁检测设备对该信号量去噪,得到有效检测参数后送入所建立的RBF神经网络模型进行处理得出结果。在裂纹检测模型建立过程中,本文对RBF网络的结构设计、参数选择、训练样本的处理、激活函数和权值的选择进行了详细分析。通过裂纹工件样品的测试验证,本文所设计的新型钢铁件裂纹缺陷检测系统准确率达到百分之九十,较常规检测模型有了一定的提高。本文所用思路在钢铁缺陷检测领域中值得进行更深入的研究。

关键词：钢铁缺陷裂纹检测神经网络径向基函数