| 摘要 | 第4-5页 |
| abstract | 第5页 |
| 注释表 | 第13-14页 |
| 第一章 绪论 | 第14-22页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第14页 |
| 1.2 超声油膜厚度测量国内外研究现状 | 第14-18页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第15-18页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第18页 |
| 1.3 AlN压电薄膜国内外研究现状 | 第18-20页 |
| 1.4 本文的主要研究内容及目标 | 第20-22页 |
| 第二章 基于声反射系数法的油膜厚度测量理论及仿真研究 | 第22-34页 |
| 2.1 两种模型理论计算 | 第22-25页 |
| 2.1.1 共振模型 | 第22-23页 |
| 2.1.2 弹簧模型 | 第23-25页 |
| 2.2 有限元法分析反射系数 | 第25-27页 |
| 2.2.1 声学控制方程 | 第25-26页 |
| 2.2.2 反射系数的计算 | 第26页 |
| 2.2.3 有限元等效模型 | 第26-27页 |
| 2.3 结果与讨论 | 第27-33页 |
| 2.3.1 等效共振模型 | 第27-30页 |
| 2.3.2 等效弹簧模型 | 第30-32页 |
| 2.3.3 不同超声测量方法对比讨论 | 第32-33页 |
| 2.4 本章小结 | 第33-34页 |
| 第三章 AlN压电换能器理论与仿真研究 | 第34-50页 |
| 3.1 厚度伸缩压电振子理论研究 | 第34-42页 |
| 3.1.1 压电方程的简化 | 第34-35页 |
| 3.1.2 波动方程的推导 | 第35页 |
| 3.1.3 电路状态方程和机械振动方程的推导 | 第35-37页 |
| 3.1.4 压电振子自由振动情况 | 第37-39页 |
| 3.1.5 压电振子的频率特性(无损耗、自由振动状态) | 第39-40页 |
| 3.1.6 考虑损耗的压电振子振动情况 | 第40页 |
| 3.1.7 无限大平板纵向振动的等效机械图 | 第40-41页 |
| 3.1.8 厚度振动模式复合换能器 | 第41-42页 |
| 3.2 AlN压电薄膜换能器性能的仿真分析 | 第42-49页 |
| 3.2.1 压电有限元耦合分析理论 | 第42-44页 |
| 3.2.2 有限元模型的建立 | 第44-45页 |
| 3.2.3 仿真结果分析 | 第45-49页 |
| 3.3 本章小结 | 第49-50页 |
| 第四章 AlN超声换能器声场分析 | 第50-61页 |
| 4.1 不同介质中的声传播理论 | 第50-53页 |
| 4.1.1 流体中的波动方程 | 第50-51页 |
| 4.1.2 流体中的平面波 | 第51-52页 |
| 4.1.3 固体中的波动方程 | 第52页 |
| 4.1.4 固体中的压缩波 | 第52-53页 |
| 4.2 电-固-声耦合分析模型的建立 | 第53-55页 |
| 4.2.1 几何模型与边界条件设置 | 第53-54页 |
| 4.2.2 材料属性 | 第54-55页 |
| 4.2.3 网格划分及求解设置 | 第55页 |
| 4.3 超声换能器频域分析 | 第55-57页 |
| 4.3.1 声压分析 | 第55-56页 |
| 4.3.2 声场分析 | 第56-57页 |
| 4.4 超声换能器时域分析 | 第57-60页 |
| 4.4.1 声传播分析 | 第57-58页 |
| 4.4.2 声信号分析 | 第58-59页 |
| 4.4.3 背衬阻尼对声波发射的影响 | 第59-60页 |
| 4.5 本章小结 | 第60-61页 |
| 第五章 AlN压电薄膜的制备技术研究 | 第61-77页 |
| 5.1 磁控溅射法制备AlN薄膜原理 | 第61-62页 |
| 5.2 AlN材料的晶体结构 | 第62-63页 |
| 5.3 晶格常数和热膨胀系数对薄膜晶体形成的影响 | 第63-65页 |
| 5.4 薄膜结晶性能制约因素分析 | 第65-67页 |
| 5.5 AlN薄膜制备工艺过程 | 第67-69页 |
| 5.5.1 基底抛光预处理 | 第67-68页 |
| 5.5.2 磁控溅射工艺过程 | 第68-69页 |
| 5.6 AlN薄膜表征技术 | 第69-71页 |
| 5.7 AlN薄膜结晶性能分析 | 第71-75页 |
| 5.7.1 基底和AlN块材的X射线衍射图 | 第71-72页 |
| 5.7.2 氮气流量比对AlN薄膜合成的影响 | 第72-73页 |
| 5.7.3 溅射功率对AlN薄膜合成的影响 | 第73-75页 |
| 5.8 薄膜制备检测过程中存在的一些问题 | 第75-76页 |
| 5.9 本章小结 | 第76-77页 |
| 第六章 静态油膜厚度测量实验研究 | 第77-93页 |
| 6.1 超声油膜厚度测量实验系统原理 | 第77-79页 |
| 6.1.1 可变油膜厚度测量系统 | 第77-78页 |
| 6.1.2 固定油膜厚度测量系统 | 第78-79页 |
| 6.2 实验设备的选择 | 第79-84页 |
| 6.2.1 压电促动器 | 第79-82页 |
| 6.2.2 超声波发射驱动模块 | 第82页 |
| 6.2.3 超声换能器 | 第82-84页 |
| 6.3 反射系数的计算 | 第84-85页 |
| 6.4 超声油膜厚度测量实验 | 第85-90页 |
| 6.4.1 可变油膜厚度测量实验 | 第85-88页 |
| 6.4.2 固定油膜厚度测量实验 | 第88-90页 |
| 6.5 实验误差分析 | 第90-92页 |
| 6.5.1 系统误差 | 第90-91页 |
| 6.5.2 随机环境噪声对误差产生的影响 | 第91-92页 |
| 6.6 本章小结 | 第92-93页 |
| 第七章 总结与展望 | 第93-95页 |
| 7.1 本文工作总结 | 第93-94页 |
| 7.2 未来工作展望 | 第94-95页 |
| 参考文献 | 第95-100页 |
| 致谢 | 第100-101页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第101页 |