隨著激光武器的迅速發(fā)展,紅外制導武器面臨巨大威脅,所以開展激光定向防護的研究很有必要。VO₂作為一種熱致相變材料反應速度快且相變效果好,在眾多激光防護材料中優(yōu)勢較為明顯。故本文以用于激光定向防護的VO₂薄膜為主題,對其相變機理、制備方法及制備參數(shù)等方面進行研究,重點研究VO₂薄膜的相變及激光損傷特性。本文首先綜述了VO₂薄膜的制備方法、相變調(diào)節(jié)方法以及相變機理。然后利用16組正交實驗探索出磁控濺射法鍍制Al₂O₃基底VO₂薄膜的最佳參數(shù)為濺射功率220 W、工作氣壓0.8 Pa、基底溫度300℃、氬氧比0.5/25。經(jīng)測試:在該條件下制備的VO₂薄膜具有良好的電學及光學相變特性其方塊電阻變化率接近3個數(shù)量級,在3.4μm處紅外透射率變化幅度超過50%。為研究VO₂薄膜的相變特性,我們首先利用ANSYS對激光照射下其溫度場的橫向及縱向分布進行了熱仿真。結(jié)果發(fā)現(xiàn)激光的光斑大小,功率密度對薄膜溫度...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 激光定向防護的研究背景
        1.1.1 紅外導引頭的工作原理及發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.2 激光定向干擾系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.3 激光定向防護材料的研究必要性及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 VO₂ 薄膜的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 VO₂ 薄膜的制備方法
        1.2.2 VO₂ 薄膜的相變特性研究進展及趨勢
    1.3 研究目的及內(nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第二章 VO₂的相變機理及相變溫度調(diào)節(jié)方法
    2.1 相變類型分類
        2.1.1 宏觀熱力學角度
        2.1.2 微觀晶體學角度
    2.2 相變機理分析
    2.3 VO₂ 薄膜相變溫度調(diào)節(jié)方法及機理
    2.4 本章小結(jié)
第三章 磁控濺射法制備VO₂薄膜最佳參數(shù)研究
    3.1 正交實驗法的選擇及實驗準備
    3.2 實驗結(jié)果與分析
    3.3 各因素對VO₂薄膜組分性能的影響
    3.4 最佳參數(shù)制備VO₂薄膜及性能測試
    3.5 本章小結(jié)
第四章 激光輻照下VO₂薄膜相變特性研究
    4.1 激光輻照下VO₂薄膜溫度場分布的ANSYS分析
        4.1.1 激光對VO₂薄膜作用模型的建立
        4.1.2 仿真過程及結(jié)果分析
    4.2 基于泵浦探針法的VO₂薄膜近紅外單脈沖相變特性實驗
        4.2.1 泵浦探針法實驗過程
        4.2.2 實驗結(jié)果與分析
        4.2.3 實驗結(jié)論
    4.3 基于外加激勵源的VO₂薄膜中紅外溫升累積效應實驗
        4.3.1 外加激勵源VO₂薄膜中紅外激光輻照實驗設計及可行性分析
        4.3.2 實驗結(jié)果分析
        4.3.3 實驗結(jié)論
    4.4 本章小節(jié)
第五章 激光輻照VO₂薄膜的損傷特性研究
    5.1 光學薄膜激光損傷機理及閾值測試方法
    5.2 VO₂ 薄膜激光損傷閾值測試及形貌分析
        5.2.1 1-on-1 測試VO₂薄膜納秒激光損傷閾值測試
        5.2.2 VO₂ 薄膜納秒激光損傷形貌及演化規(guī)律分析
        5.2.3 VO₂ 薄膜的飛秒激光損傷機理及形貌分析
    5.3 激光預處理提高VO₂薄膜損傷閾值的方法研究
    5.4 VO₂ 薄膜應用于激光定向防護的可行性分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術(shù)成果



本文編號：3818227