CoPt-TiO_2/Co-TiO_2交换耦合磁记录薄膜的研究

建立包含微结构的微磁学模型,研究软磁层的磁晶各向异性场、软磁层的饱和磁化强度等本征磁性参数对CoPt-TiO_2(16 nm)/Co-TiO_2(4 nm)交换耦合磁记录薄膜磁性的影响。计算得到的CoPt-TiO_2(16 nm)的硬磁薄膜易磁化轴的磁滞回线的矫顽力为6.1 kOe,矩形度为0.98。在交换耦合介质中,当软磁层的厚度δ从0 nm增加到4 nm时,易磁化轴的矫顽力从6.1 kOe减小到4.9 kOe。同时发现,软磁层越软(软磁层的磁晶各向异性场越小,饱和磁化强度越大)时,整个薄膜的矫顽力也越小。     

不同因素对铁磁性薄膜中表面自旋波频率的影响

为了了解铁磁性薄膜中表面自旋波的物理性质,采用量子格林函数方法研究了铁磁性薄膜中表面自旋波的频率,分析了温度、外磁场、表面交换耦合、表面各向异性、薄膜厚度和波矢对表面自旋波频率的影响.结果表明,声学和光学表面自旋波的频率随温度的升高而减小.随着外磁场、表面交换耦合、表面各向异性和波矢的增加,声学和光学表面自旋波的频率随之增加.随着原子层数的减小,声学和光学表面自旋波频率增大.但当薄膜的原子层数大于5时,薄膜厚度对声学和光学表面自旋波频率的影响很小.     

双层亚铁磁磁性薄膜的磁矩研究

采用Heisenberg模型,利用线性自旋波近似和格林函数技术研究双层亚铁磁薄膜的磁矩,分析自旋量子数、层间交换耦合、各向异性参数及温度对双层亚铁磁薄膜磁矩的影响.零温时,层内交换耦合和各向异性不影响薄膜的磁矩.低温时（温度小于等于居里温度的三分之一）,当两格点的自旋量子数相等时,薄膜的磁矩不受层间交换耦合的影响,但随各向异性的增加而增加;当两格点的自旋量子数不等时,薄膜的磁矩随层间交换耦合和各向异性的增加而增加.零温时,两格点的自旋偏差（或量子波动）相等.     

CoPt-TiO_2/Co-TiO_2交换耦合比特图形介质的研究

建立包含多晶微结构的微磁学模型,来研究软磁层的厚度、磁晶各向异性场、饱和磁化强度等本征磁性参数对CoPt-TiO_2(6nm)/Co-TiO_2(δ=1~4nm)交换耦合比特图形介质矫顽力的影响。发现当软磁层的厚度δ从1nm增加到4nm时,易磁化轴的矫顽力从8.2kOe减小到5.8kOe,归一化的剩余磁化强度Mr保持0.99基本没有变化。同时发现,当软磁层的磁晶各向异性场越小、饱和磁化强度越大,硬磁层的易磁化轴相对膜面法线方向倾斜的角度θ越大时,整个薄膜的矫顽力也越小。     

双层亚铁磁性超晶格的零温磁矩

采用海森堡模型,利用线性自旋波近似、傅立叶变换和格林函数技术对双层亚铁磁超晶格进行理论研究,推导出零温磁矩表达式,分析了系统的各个参数(自旋量子数、层间交换耦合系数、层内交换耦合系数、外磁场及各向异性参数)对系统零温磁矩的影响.结果表明,系统的各个参数对系统零温磁矩有重要影响;系统的零温磁矩随层内交换耦合系数、各向异性参数的增加而增加,随层间交换耦合系数的增加而先增加后减小.当两层的自旋量子数S1,S2相等时,两条零温磁矩曲线重合;相反,当两层的自旋量子数S1,S2不等时,两条零温磁矩曲线分开.     

磁性薄膜的次表面自旋波分布及影响因素分析

为了了解铁磁性薄膜中局域自旋波的性质，基于海森堡模型利用量子格林函数方法对铁磁性薄膜的自旋波分布进行了研究，分析了外部物理因素(温度和外磁场)和薄膜表面性质(表面各向异性和表面交换耦合)对表面布里渊区内次表面自旋波存在区域的影响，并比较了表面与次表面自旋波性质的差异.结果表明：温度和外磁场对次表面自旋波存在区域的影响规律相似，而表面各向异性和表面交换耦合对次表面自旋波存在区域的影响规律相似；次表面自旋波的存在区域始终小于表面自旋波的存在区域.     

双层亚铁磁体超晶格的能谱

对双层亚铁磁超晶格的能谱进行理论研究.采用海森堡模型，利用线性自旋波近似、傅立叶变换和格林函数技术计算出色散关系和外磁场的临界值Bc.结果表明，系统的各个参数如：自旋量子数、层间交换耦合系数、层内交换耦合系数、各向异性参数、外磁场都对系统的磁性有着重要的影响.研究发现，当两个层的自旋量子数相等时，两个能谱简并，当两个层的自旋量子数不相等时，能谱分裂.一般情况下，两支能谱随着层间交换耦合系数、层内交换耦合系数和各项异性参数的增强而差值加大.外磁场的临界值Bc随各向异性参数D1和D2数值的增加而增强，随自旋量子数的增加而增加.层间交换耦合系数与层内交换耦合系数对外磁场的临界值Bc不产生影响.     

热流对超晶格结构热传导影响的分子动力学研究

超晶格材料的传热性能对其在热电设备、微电子以及光电子等领域的应用起决定性作用。本文采用非平衡态分子动力学方法研究了热流对超晶格结构热导率的影响。利用Tersoff势函数描述超晶格结构中Si粒子与Ge粒子的相互作用,建立了Si/Ge超晶格结构的稳态导热模型。通过分析热流方向上系统内部的温度分布,得出超晶格结构所施加热流的大小和方向都对热导率产生重大影响。研究结果表明:超晶格结构热导率随热流的增大而增大,并且当热流及温度升高到一定程度,超晶格结构可能会发生非傅里叶热传导现象;热流由Si薄膜流向Ge薄膜时超晶格结构热导率大于由Ge薄膜流向Si薄膜时的热导率。     

铁磁性粒子填充碳纳米管的改进型交换共振模型

基于Aharoni交换共振模型,考虑了填充在碳纳米管中的铁、钴、镍等铁磁性粒子与碳纳米管之间的相互作用,提出了改进的交换共振模型。用此模型模拟了铁、钴、镍填充碳纳米管,并计算得其在2～18GHz范围内的交换共振频率分别为15.586GHz,15.643GHz,13.175GHz,与实验结果相吻合。     

层状亚铁磁体的基态能量

从三维各向异性的双子格简立方Ｈｅｉｓｅｎｂｅｒｇ亚铁磁体模型出发，导出了自旋近似下的哈密顿量，采用矩阵格林函数运动方程技术，得到了自旋波的色散关系，并给出了子晶格基态能量的解析表达式数值计算结果表明，层间和层内耦合强度之比δ＝Ｊ⊥／Ｊ对亚铁磁体的性质有着重要影响     

碳纤维矩形双层索网的非线性主共振

为了给碳纤维索在空间结构的应用提供理论基础,在考虑温度影响的基础上,研究了碳纤维材料矩形双层索网的非线性主共振问题,建立了碳纤维材料矩形双层索网在外激励作用下的振动控制方程.采用Galerkin原理及KBM法求得了碳纤维材料矩形双层索网的非线性主共振近似解及对应的定解,首次得到了碳纤维材料矩形双层索网中心的层间接触力近似解.在把碳纤维矩形双层索网与钢丝矩形双层索网进行比较的基础上,结合算例讨论分析了温度、外激励、谐调参数、外阻尼等因素对矩形双层索网非线性主共振的影响.算例表明,当轴向刚度相同时,碳纤维索网抗振性能优于钢丝索网.     

反应谱法与时程分析法抗震分析对比

为了研究反应谱法与时程分析法的地震响应对比分析,采用ABAQUS有限元分析软件对多层钢框架结构中的一榀钢框架建立计算模型,比较反应谱法和时程分析法在多层钢框架下的结构顶层位移、最大层间位移、层间位移角和Mises应力值等地震响应.通过计算及模拟可知,由反应谱法得到的结构顶层位移是时程分析法的1.09倍,前者的最大层间位移及层间位移角是后者的1.07倍.结果表明,反应谱法和时程分析法在多层钢框架下的地震响应均符合规范要求,反应谱法计算的地震响应比时程分析法的地震响应大,反应谱法得到的地震响应偏于安全.分析结果为多层钢框架的抗震方法提供了理论支持.     

抑制电离层Es层杂波的辅助天线设计方案

针对高频雷达中电离层Es层杂波的抑制问题,提出了水平极化天线阵列和垂直极化天线阵列两种辅助天线的设计方案.利用电离层Es层杂波信号与目标信号相比具有不同的到达方向和极化方式等特点,使辅助天线阵列对电离层Es层杂波具有一个大的增益,对目标信号有一个小的增益.辅助天线阵列的仿真分析结果表明,辅助天线输出中杂信比的大小会得到显著提高,辅助天线输出中杂信比越高,高频雷达中电离层Es层杂波的抑制效果越好.     

岩体中软弱夹层影响爆炸波传播规律的数值分析

为了模拟岩体中软弱夹层对爆炸波传播衰减的影响,在块体离散元的基础上改进了数值计算方法（包括基本方程、求解步骤、能量耗散等效模式）,使其适合模拟爆源的特点、岩体中软弱夹层的性质以及应力波的传播衰减规律.用该方法建立了含软弱夹层岩体和爆源的数值模型,对岩体中软弱夹层影响爆炸波的传播衰减规律进行了数值试验.结果表明：软弱夹层前后爆炸波的振动速度峰值差别很大,存在量级上的差别;软弱夹层与爆源的距离对应力波衰减的影响很大,而夹层厚度影响较小;在两组软弱夹层之间的质点振动持续时间明显延长.数值模拟不仅给出了爆炸波经过软弱夹层的透反射关系,而且描述了不同情况下质点振动的基本形式,可为实际工程提供参考.     

电工钢片各向异性磁场有限元分析

电工钢片具有不同程度的各向异性磁特性,而传统磁场数值分析方法未能充分考虑这种特性,针对这一问题提出一种新方法予以解决.利用爱波斯坦方圈法测量与轧制方向成不同角度的硅钢片样片磁特性,根据多方向磁特性建立新的磁阻率模型,并采用Fortran自编程序进行了各向异性磁场的有限元分析.为了验证该方法的正确性,制作了一个三相变压器试验模型,通过对模型计算结果和测量结果的比较,证明了所提新方法的可行性.     

半固态浆料制备过程的电磁-热-流体数值模拟

为了优化半固态浆料制备工艺,针对低频电磁搅拌半固态浆料制备系统,建立了电磁-热-流体数学模型,并在给定的定解条件下,利用ANSYS软件进行了电磁场、流场以及温度场的耦合数值模拟.结果表明,磁感应强度的径向分量大于切向分量,因此,电磁力的切向分量远大于径向分量,并且电磁力随励磁电流强度和频率的增加而增大;浆料速度的切向分量远大于径向分量,边界无滑移使得浆料切向速度近似呈抛物线分布;电磁搅拌使得浆料外半径处的温度梯度加大,而内半径附近出现了等温区,并据此给出了电磁搅拌有助于制备等轴细晶半固态组织的一个物理解释.     

镍基粉末高温合金的铣削加工

为了研究镍基粉末高温合金的切削加工性,用整体硬质合金TiC涂层和未涂层立铣刀对镍基粉末高温合金FGH95进行铣削试验.通过研究铣削力、铣削温度与铣削用量之间的关系,分析硬质合金刀具的磨损、破损机理,观察其切屑形态,得出了镍基粉末高温合金FGH95的铣削力和铣削温度经验公式.试验表明：硬质合金涂层刀具加工镍基粉末高温合金FGH95的性能要明显优于未涂层刀具,未涂层刀具的崩刃现象严重,涂层刀具最佳铣削速度为40m/min,铣削速度对铣削温度的影响最大,并且随着铣削速度的提高形成了锯齿状切屑.