點陣摻雜多層膜結(jié)構(gòu)中聲子輸運機理的研究中文摘要

采用量子點陣植入多層膜InGaAs/InGaAsP結(jié)構(gòu)，建立Lennod-Jones (L-J)作用勢分子動力學(xué)模型，定量研究不同尺度量子點對整個布里淵聲子散射強度的影響，討論聲子在粗糙界面、曲線界面的穿透率；采用熱反射法測量量子點陣植入的多層膜結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)，結(jié)合分子動力學(xué)模型，建立較為精確地描述顆粒尺度對聲子散射強度的關(guān)系式，完善瑞利雜質(zhì)散射模型；在理論研究基礎(chǔ)上，優(yōu)化多層膜厚度、點陣特征尺寸，進一步降低多層膜的導(dǎo)熱系數(shù)，研究目標是使得多層膜的導(dǎo)熱系數(shù)低于相應(yīng)合金值。 2100433B

通過在多層金屬點陣夾層結(jié)構(gòu)部分層芯內(nèi)填充隔熱纖維、部分層芯內(nèi)讓冷卻劑流過，本項目提出一種集被動隔熱和主動散熱于一體的輕質(zhì)多功能防熱結(jié)構(gòu)。以往研究集中于金屬點陣夾層結(jié)構(gòu)的強制對流換熱、且主要針對單層結(jié)構(gòu)，隔熱特性研究很少，尤其考慮多層金屬點陣夾層結(jié)構(gòu)的隔熱與散熱耦合更是鮮見。本項目擬采用實驗、理論和數(shù)值計算相結(jié)合、宏細觀相結(jié)合的研究方法，研究新型隔/散熱結(jié)構(gòu)的傳熱機理及重量優(yōu)化方法，評價其隔/防熱的技術(shù)效能。重點揭示高孔隙率金屬點陣桁架導(dǎo)熱、中間多層面板、隔熱纖維、強制對流等對隔熱性能的影響機制；建立不同層芯內(nèi)導(dǎo)熱、自然對流、熱輻射和強制對流耦合換熱的宏觀瞬態(tài)傳熱理論模型；通過對各層芯高度梯度設(shè)計、合理布置強制對流層芯位置等措施，使隔/散熱夾層結(jié)構(gòu)重量達到最輕。本項目的研究將為金屬點陣夾層結(jié)構(gòu)在各種民用和軍用工程中的廣泛應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)和提供技術(shù)支撐。

本項目用蒙特卡洛等方法主要研究了在電磁場中等離子體鞘層的輸運行為包括帶電粒子的能量分布，密度分布 ，速率分布等及輸運系數(shù)值電離系數(shù)，擴散系數(shù)，激發(fā)率，遷移率等。主要發(fā)現(xiàn)在放電等離子體中明顯存在高能，中能和低能電子流，控制這些電子流的大小與分布可以提高電離率。在陰極鞘層區(qū)電離率分布與電子平均能量分布的峰值不同，與傳統(tǒng)湯遜理論有所不同。在考慮了邊界影響，磁場中的電子非彈性碰撞隨磁場增加，與實驗符合。對等離子體化學(xué)氣相沉積提出了二元動力學(xué)理論，研究了等離子體輸運過程對薄膜沉積率，質(zhì)量轉(zhuǎn)換率等影響。用PCVD方法制備了薄膜并用各種探針診斷等離子體參量，研究了了等離子體參量對薄膜的影響。實驗與理論符合很好。 2100433B