激光声表面波系统及其在薄膜杨氏模量测量中的应用研究的任务书.docx

激光声表面波系统及其在薄膜杨氏模量测量中的应用研究的任务书
任务书
一、选题背景与研究意义
杨氏模量是描述材料刚度和弹性的重要参数，广泛用于材料性能研究、应用与制造中。传统的薄膜杨氏模量测试方法，如压痕法、纳米压痕法等，存在操作复杂、精度低等问题，对薄膜样品的杨氏模量测试具有一定的局限性。而激光声表面波系统具有简单、快速、高精度等特点，在薄膜杨氏模量测量中具有广泛的应用前景。因此，设计一种激光声表面波系统，并在薄膜杨氏模量测量中进行应用研究，对提高杨氏模量测试的精度和效率具有重要意义。
二、研究内容和目标
1.设计一种激光声表面波系统，包括声波信号发生器、声波检测器、激光光源等部分；
2.利用激光声表面波系统测量不同厚度和材料的薄膜样品杨氏模量，得到不同材料的杨氏模量与厚度的关系曲线；
3.分析不同材料的薄膜杨氏模量的测试结果，探究测试方法的适用性和优缺点；
4.评估该激光声表面波系统在薄膜杨氏模量测试中的应用效果和可行性。
三、研究方法和步骤
1.文献调研：通过检索相关文献，了解激光声表面波系统的工作原理、常用测试方法、应用范围和存在的问题等；
2.系统设计：根据激光声表面波系统的工作原理，选择合适的声波信号发生器、声波检测器、激光光源等部分，进行系统设计；
3.搭建实验平台：按照系统设计，选配合适的设备和器材，搭建实验平台，完成系统组装和调试；
4.薄膜样品制备：选取不同材料和厚度的薄膜样品，进行制备处理，使其光滑平整；
5.数据测量：将薄膜样品放置在实验平台上，对激光声表面波系统进行精准测量，得到薄膜样品的声波传播速度等数据；
6.数据分析：根据测量得到的数据，绘制不同材料的杨氏模量与厚度的关系曲线，并进行分析，探究测试方法的适用性和优缺点；
7.评价系统性能：通过对测量结果进行比较分析，评估该激光声表面波系统在薄膜杨氏模量测试中的应用效果和可行性。
四、进度安排
1.前期调研（2周）：文献检索、信息整理、技术准备；
2.系统设计（4周）：设计方案、设备选配、流程规划；
3.实验搭建（4周）：设备搭建、系统调试、样品制备；
4.数据测量（4周）：测量实验数据、记录分析结果；
5.结果分析（3周）：曲线绘制、数据分析、体系优化；
6.撰写论文（5周）：内容撰写、优化汇总、组织论文。
五、研究基础和条件
该项目需要基础材料物理知识、光学实验技能和计算机分析能力。实验中需要使用激光光源、声波信号发生器、声波检测器等设备。实验室需要提供实验场地、设备等基本条件。另外，项目经费需要保障系统设备的选购和实验费用的覆盖。
六、预期成果
1.设计出一种高精度、简单易行的激光声表面波系统；
2.测量不同材料的薄膜样品的杨氏模量，得到不同材料的杨氏模量与厚度的关系曲线；
3.分析测试方法的适用性和优缺点，探究测试方法的改进和优化方向；
4.评估该激光声表面波系统在薄膜杨氏模量测试中的应用效果和可行性。
七、论文工作分配
负责人：XXX教授
课题组成员：A、B、C
任务分配：
1.负责人负责课题组的管理和指导；
2.A负责激光声表面波系统的系统设计和实验搭建；
3.B负责薄膜样品制备和数据测量；
4.C负责数据分析和结果评价。
八、参考文献
1.赵日平.新型薄膜杨氏模量测量技术研究[D].兰州理工大学,2006.
2.P.Hui,S.L.Lee,X.Li,etal.Developmentofalaserultrasonicsurfacewavesystemforsubsurfacedefectdetection[J].Ultrasonics,2004,42(1-9):431-435.
3.W.Guo,R.J.Dewhurst.Ultrasonicguidedwavesinthinfilms[J].Journalofappliedphysics,2013,114(13):134501.
4.张成,胡士元,艺淑萍.激光声表面波检测技术现状及发展趋势[J].科技视界,2014,24(9):178-180.