油膜厚度的超声测量方法及氮化铝压电薄膜的制备
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 注释表 | 第12-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-19页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-18页 |
| 1.2.1 电学和光学测量法 | 第14-16页 |
| 1.2.2 超声波测量法 | 第16-18页 |
| 1.3 本课题的主要研究内容及目标 | 第18-19页 |
| 第二章 超声波膜厚测量理论模型 | 第19-31页 |
| 2.1 超声波的声学基础 | 第19-22页 |
| 2.1.1 声波的分类 | 第19-20页 |
| 2.1.2 声速 | 第20页 |
| 2.1.3 声压 | 第20-21页 |
| 2.1.4 声阻抗与声阻抗率 | 第21页 |
| 2.1.5 声强与声功率 | 第21页 |
| 2.1.6 声波的衰减与吸收 | 第21-22页 |
| 2.2 垂直入射声波的反射与透射 | 第22-23页 |
| 2.3 机械结构油膜层的反射系数 | 第23-30页 |
| 2.3.1 谐振模型 | 第25-27页 |
| 2.3.2 弹簧模型 | 第27-29页 |
| 2.3.3 两种模型的比较 | 第29-30页 |
| 2.4 本章小结 | 第30-31页 |
| 第三章 超声压电换能器的理论研究 | 第31-42页 |
| 3.1 压电效应 | 第31页 |
| 3.2 压电材料简介 | 第31-32页 |
| 3.3 几种常用的压电薄膜材料 | 第32-33页 |
| 3.3.1 锆钛酸铅(PZT) | 第32页 |
| 3.3.2 氧化锌(ZnO) | 第32-33页 |
| 3.3.3 氮化铝(AlN) | 第33页 |
| 3.4 压电薄膜的电学性质 | 第33-35页 |
| 3.4.1 压电常数 | 第33-34页 |
| 3.4.2 机电耦合系数 | 第34页 |
| 3.4.3 机械品质因数 | 第34页 |
| 3.4.4 介电常数 | 第34-35页 |
| 3.4.5 介质损耗 | 第35页 |
| 3.4.6 居里温度 | 第35页 |
| 3.5 压电振子的振动模式 | 第35-36页 |
| 3.6 圆形压电振子的声场分析 | 第36-39页 |
| 3.6.1 声场特性 | 第36-38页 |
| 3.6.2 声场指向性 | 第38-39页 |
| 3.7 超声压电换能器结构 | 第39-41页 |
| 3.7.1 典型压电换能器探头的基本结构 | 第39-40页 |
| 3.7.2 压电薄膜换能器探头结构 | 第40-41页 |
| 3.8 本章小结 | 第41-42页 |
| 第四章 超声测量用AlN薄膜的制备与表征 | 第42-59页 |
| 4.1 氮化铝的晶体结构 | 第42-43页 |
| 4.2 AlN薄膜的制备方法 | 第43-44页 |
| 4.3 实验设备与材料 | 第44-46页 |
| 4.3.1 实验设备 | 第44-45页 |
| 4.3.2 实验材料 | 第45-46页 |
| 4.4 添加中间层的设计方案 | 第46-48页 |
| 4.5 实验技术路线 | 第48-49页 |
| 4.6 薄膜的制备过程 | 第49-52页 |
| 4.6.1 不锈钢基底的抛光 | 第49页 |
| 4.6.2 不锈钢基底的夹具设计 | 第49-50页 |
| 4.6.3 基底的清洗 | 第50-51页 |
| 4.6.4 硅基底的台阶制备 | 第51页 |
| 4.6.5 不锈钢基底中间层的制备 | 第51-52页 |
| 4.6.6 AlN薄膜的制备 | 第52页 |
| 4.7 Al N薄膜的表征 | 第52-55页 |
| 4.7.1 薄膜厚度的测量 | 第52-53页 |
| 4.7.2 薄膜结构的表征 | 第53-55页 |
| 4.7.3 薄膜成分的分析 | 第55页 |
| 4.8 上电极的制备 | 第55-58页 |
| 4.8.1 蒸发镀膜法制备上电极 | 第55-58页 |
| 4.8.2 磁控溅射法制备上电极 | 第58页 |
| 4.9 本章小结 | 第58-59页 |
| 第五章 反应磁控溅射制备AlN压电薄膜 | 第59-69页 |
| 5.1 AlN薄膜生长模型 | 第59-60页 |
| 5.2 不同溅射功率对制备AlN薄膜的影响 | 第60-64页 |
| 5.2.1 实验过程 | 第60页 |
| 5.2.2 实验结果及分析讨论 | 第60-64页 |
| 5.3 不同氮气流量比对制备AlN薄膜的影响 | 第64-65页 |
| 5.4 不同基底对制备AlN薄膜的影响 | 第65-68页 |
| 5.4.1 实验过程 | 第65页 |
| 5.4.2 实验结果及分析讨论 | 第65-68页 |
| 5.5 本章小结 | 第68-69页 |
| 第六章 总结与展望 | 第69-71页 |
| 6.1 总结 | 第69页 |
| 6.2 展望 | 第69-71页 |
| 参考文献 | 第71-76页 |
| 致谢 | 第76-77页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第77页 |
