鎳光子晶體制備及其性能研究.pdf

1、光子晶體是由電介質(zhì)周期性排列形成的有序結(jié)構(gòu)，可以用于調(diào)控光的反射、吸收及濾波等性能。目前在光熱領(lǐng)域，光子晶體已經(jīng)得到一些應(yīng)用，如耐高溫金屬或金屬氧化物在一維方向周期性排列而成的一維光子晶體已經(jīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)熱震涂層的隔熱；二維、三維光子晶體由于其具有調(diào)控?zé)彷椛涞男阅芤惨呀?jīng)用于熱光伏技術(shù)等。因此光子晶體在光熱領(lǐng)域的前景越來(lái)越受關(guān)注。金屬光子晶體由于介質(zhì)的非連續(xù)性，使得其更容易獲得完全帶隙，同時(shí)也能夠利用其帶邊輻射來(lái)增強(qiáng)輻射率，因此本文研究三維

2、金屬光子晶體的制備工藝、力學(xué)性能及高溫性能評(píng)價(jià)等，探索金屬光子晶體在熱防護(hù)領(lǐng)域應(yīng)用的可能性。
　　本文首先利用膠體晶體模板法及電沉積方法在鎳基片上制備出高度有序的三維鎳光子晶體，并利用SEM、FFT、XRD、EDX等方法表征了光子晶體結(jié)構(gòu)有序性、結(jié)構(gòu)及成分等；通過(guò)分析光子晶體的光學(xué)性能，表明鎳在金屬光子晶體中具有微弱的表面等離子效應(yīng)及截止頻率。其次，利用納米壓痕儀研究了三維金屬光子晶體的力學(xué)性能。利用鈍化的berkovich壓頭研

3、究了不同壓入深度及不同溫度退火下鎳光子晶體的強(qiáng)度和模量的變化規(guī)律。利用尖端尖銳的berkovich壓頭研究了不同孔徑的鎳光子晶體的力學(xué)性能及不同載荷下壓痕形貌及力學(xué)性能變化；研究了光子晶體氧化前后力學(xué)性能變化，并對(duì)氧化前后的鎳光子晶體的相組成進(jìn)行恩熙。通過(guò)理論值與計(jì)算值比較發(fā)現(xiàn)berkovich壓頭下力學(xué)性能規(guī)律符合最小面積理論模型。利用平頭壓頭研究了孔壁的變形斷裂機(jī)制，發(fā)現(xiàn)了剪切帶的形成，阻礙了變形；另外由于平頭壓頭接觸面積大，使得硬