基于钯基合金薄膜的光纤氢气传感器建模分析与实验研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 绪论 | 第14-32页 |
| 1.1 课题概述 | 第14-17页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第14页 |
| 1.1.2 课题背景和意义 | 第14-17页 |
| 1.2 光纤氢气传感器结构的研究现状 | 第17-22页 |
| 1.3 光纤氢气传感器敏感材料的研究现状 | 第22-27页 |
| 1.4 钯基合金薄膜感氢机理的研究现状 | 第27-28页 |
| 1.5 目前研究中存在的问题 | 第28-29页 |
| 1.6 本文的主要内容 | 第29-32页 |
| 2 钯基氢敏薄膜感应机制建模与仿真 | 第32-59页 |
| 2.1 钯基氢敏薄膜感应机制 | 第32-33页 |
| 2.2 光纤氢气传感器薄膜灵敏度分析与建模 | 第33-43页 |
| 2.2.1 薄膜反射模型 | 第33-38页 |
| 2.2.2 仿真分析 | 第38-43页 |
| 2.3 光纤氢气传感器响应速度分析与建模 | 第43-48页 |
| 2.3.1 薄膜中氢原子扩散模型 | 第43-47页 |
| 2.3.2 仿真分析 | 第47-48页 |
| 2.4 光纤氢气传感器薄膜重复性分析与建模 | 第48-58页 |
| 2.4.1 氢致应力微观影响 | 第49-51页 |
| 2.4.2 薄膜失效的氢气泡模型 | 第51-52页 |
| 2.4.3 氢气泡模型的光学表述 | 第52-55页 |
| 2.4.4 薄膜脱层过程中的反射率仿真计算 | 第55-58页 |
| 2.5 小结 | 第58-59页 |
| 3 钯基氢敏薄膜感应机制模型的实验验证 | 第59-65页 |
| 3.1 薄膜制备方法及主要设备 | 第59-60页 |
| 3.2 氢敏薄膜反射模型验证 | 第60-62页 |
| 3.2.1 氢敏薄膜反射模型验证原理 | 第60页 |
| 3.2.2 氢敏薄膜反射模型验证实验 | 第60-62页 |
| 3.3 氢敏薄膜扩散模型验证 | 第62-63页 |
| 3.3.1 氢敏薄膜扩散模型验证原理 | 第62页 |
| 3.3.2 氢敏薄膜扩散模型验证实验 | 第62-63页 |
| 3.4 小结 | 第63-65页 |
| 4 反射型光纤氢气传感器结构及其优化设计 | 第65-90页 |
| 4.1 反射型光纤氢气传感器总体结构设计 | 第65-66页 |
| 4.2 反射型光纤氢气传感器光路结构分析与优化 | 第66-73页 |
| 4.2.1 光纤束结构对反射率的影响 | 第67-72页 |
| 4.2.2 面向氢气传感器应用的光路结构优化设计 | 第72-73页 |
| 4.3 光纤氢气传感器电路设计 | 第73-76页 |
| 4.4 光纤氢气传感器无氢载荷下的信号与噪声测量 | 第76-80页 |
| 4.5 基于小波的氢气传感器信号处理 | 第80-89页 |
| 4.5.1 信号与噪声特征分析 | 第80-82页 |
| 4.5.2 信号频域分析 | 第82-83页 |
| 4.5.3 基于小波的信号处理 | 第83-89页 |
| 4.6 小结 | 第89-90页 |
| 5 基于钯钇合金薄膜的高重复性氢气传感器 | 第90-107页 |
| 5.1 引言 | 第90页 |
| 5.2 基于密度泛函理论的钯膜掺杂建模仿真 | 第90-100页 |
| 5.2.1 掺杂改性原理 | 第90-91页 |
| 5.2.2 基于密度泛函理论的薄膜仿真计算 | 第91-100页 |
| 5.3 钯钇合金膜掺杂实验研究 | 第100-106页 |
| 5.3.1 钯钇合金膜的表征 | 第100-101页 |
| 5.3.2 钯钇合金膜通、放氢重复特性实验分析 | 第101-106页 |
| 5.4 小结 | 第106-107页 |
| 6 基于超薄纳米膜的快速型氢气传感器 | 第107-116页 |
| 6.1 引言 | 第107-108页 |
| 6.2 钯钇合金超薄纳米膜的制备 | 第108-110页 |
| 6.2.1 薄膜设计 | 第108-109页 |
| 6.2.2 钯钇合金超薄复合膜的制备 | 第109页 |
| 6.2.3 薄膜表征 | 第109-110页 |
| 6.3 钯钇合金超薄纳米膜传感器的通氢实验 | 第110-114页 |
| 6.3.1 钯钇合金超薄纳米膜传感器的时间特性 | 第110-111页 |
| 6.3.2 钯钇合金超薄纳米膜传感器的灵敏度 | 第111-112页 |
| 6.3.3 钯钇合金超薄纳米膜传感器的重复性 | 第112-114页 |
| 6.4 小节 | 第114-116页 |
| 7 总结与展望 | 第116-118页 |
| 7.1 全文总结 | 第116-117页 |
| 7.2 研究展望 | 第117-118页 |
| 致谢 | 第118-119页 |
| 参考文献 | 第119-124页 |
| 附录 1 攻读学位期间发表论文目录 | 第124页 |
