Акустические волны в структурах, содержащих пьезоэлектрические, диэлектрические, металлические и нанокомпозитные полимерные слои

• Автор: Кузнецова, Анастасия Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Чувствительность акустических волн в тонких
пьезоэлектрических пластинах к металлическим и
диэлектрическим слоям
1.1. Акустические волны в структуре «вакуум
пьезоэлектрическая пластина - металл - вакуум»
1.1.1. Основные уравнения и граничные условия
1.1.2. Метод решения задачи
1.1.3. Результаты теоретического анализа
1.2. Акустические волны в структуре «вакуум
пьезоэлектрическая пластина - диэлектрик - вакуум»
1.3. Чувствительность акустических волн в тонких
пьезоэлектрических пластинах к диэлектрическим слоям в присутствии жидкости
1.3.1. Исходные уравнения, граничные условия и метод
решения
1.3.2. Акустические волны в структуре «вакуум
пьезоэлектрическая пластина - диэлектрик - жидкость»
1.4. Выводы
Глава 2. Влияние нанокомпозитных полимерных материалов на
свойства акустических волн в пьезоэлектрических
пластинах
2.1. Акустические волны в структуре «вакуум
нанокомпозитный слой - пьезоэлектрическая пластина -вакуум»
2.1.1. Основные уравнения и метод решения задачи
2.1.2. Результаты теоретического анализа характеристик 8Н0 акустических волн в структуре «вакуум - нанокомпозитный

полимерный слой - пьезоэлектрическая пластина - вакуум»
2.2. Структура «вакуум - нанокомпозитный слой - вакуум
пьезоэлектрическая пластина - вакуум»
2.2.1. Основные уравнения и граничные условия
2.2.2. Результаты теоретического анализа
2.3. Выводы
Глава 3. Новые методы управления температурным коэффициентом
задержки акустических волн в тонких пьезоэлектрических пластинах
3.1. Управление температурным коэффициентом задержки в
структуре «пьезоэлектрическая пластина - невязкая непроводящая жидкость»
3.1.1. Влияние температуры на скорость БНо волн в тонких
пьезоэлектрических пластинах
3.1.2. Влияние диэлектрической проницаемости жидкости на
скорость 8Но волн в тонких пьезоэлектрических пластинах
3.1.3 Влияние температуры на характеристики 8Н0 волны в
структуре «пьезоэлектрическая пластина — невязкая и непроводящая жидкость»
3.1.3.1. Т еоретический анализ
3.1.3.2. Экспериментальные результаты
3.2. Управление температурным коэффициентом задержки в
структуре «пьезоэлектрическая пластина
нанокомпозитный материал»
3.2.1. Теоретическое исследование влияния температуры на
характеристики акустических волн в структуре «нанокомпозитная полимерная пленка - пьезоэлектрическая пластина»
3.3. Управление температурным коэффициентом задержки в

3.3.1.
3.3.2.
3.4.
Глава 4.
4.1.
4.1.1.
4.1.2.
4.1.3. 4.2.
4.2.1.
4.2.2.

структуре «пьезоэлектрическая пластина - вакуумный зазор
- нанокомпозитный материал»
Управление TCD путем изменения диэлектрической проницаемости нанокомпозитного слоя при воздействии
температуры
Управление TCD путем изменения величины вакуумного
зазора при изменении температуры
Выводы
Использование нанокомпозитных материалов для
акустического согласования пьезоэлектрических
излучателей/приемников с газом и жидкостью
Теоретический анализ устройств для согласования
пьезокерамических преобразователей с газовой средой
Принцип действия ультразвуковых расходомеров
Основные уравнения и граничные условия
Результаты теоретического анализа
Использование нанокомпозитных материалов для
согласования пьезоэлектрических излучателей/приемников
с жидкостью
Теоретическое исследование характеристик
антисимметричных волн Лэмба нулевого порядка в пьезоэлектрических пластинах, граничащих
нанокомпозитным полимерным слоем
Теоретическое исследование характеристик
антисимметричных волн Лэмба нулевого порядка в структуре «пьезоэлектрическая пластина
нанокомпозитный полимерный слой - жидкость
Основные уравнения и граничные условия
Результаты теоретического анализа

88 =® eiatV
Поскольку матрица [А] не является особенной (det[A] # 0), то уравнения
где [С] = [А1][В]. Так как выражения для компонент матрицы [С] сложные и громоздкие, то в дальнейшем они будут определяться только численным методом. Далее для решения системы уравнений (1.18) необходимо найти собственные
определяющие параметры парциальных волн. Общее же решение, удовлетворяющее перечисленным вьтттте граничным условиям, будет линейной комбинацией всех парциальных волн:
где N=8 - число собственных значений, Аг неизвестные величины.
Аналогичную процедуру необходимо провести для области, занимаемой металлом. В этом случае матрица [С] будет иметь размерность 6x6, причем нормировка будет производиться на материальные постоянные относящиеся к пьезоэлектрической пластине. Общее решение системы уравнений для металла будет иметь вид:
(1.15) можно умножить слева на обратную матрицу [А'1]. Тогда система уравнений примет вид [17]
[dY/dx3J=[C][YJ,
(1.18)
значения л!1> матрицы [С] и соответствующие им собственные векторы [Y(i)],
(1.19)
(1.20)
Здесь М=6 - число собственных значений, В1 - неизвестные величины.