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分形高阻抗表面晶胞特性设计与分析
摘要：分形几何始终为多个电磁设计问题提供解决方案。本文使用分形几何（例如希尔伯特曲线和摩尔曲线）来设计高效的高阻抗表面。现代通信设备有许多传感器需要进行无线通信。无线通信的关键组件是天线。平面微带贴片天线因其低轮廓、紧凑和良好的辐射特性而广受欢迎。微带天线的结构缺点是它们的表面波会在接地平面上传播。高阻抗表面 (HIS) 平面是最小化和消除表面波的突出解决方案。HIS 结构表现为有源 LC 滤波器，可抑制其谐振频率下的表面波。结构的谐振频率通过其 LC 等效或通过分析反射相位特性获得。这项工作提出了类似于蘑菇 HIS 和分形 HIS 的传统 HIS 结构，例如希尔伯特曲线和摩尔曲线 HIS。通过应用平面波照射的周期性边界条件，可以获得 HIS 反射相位特性。结果是根据反射相位角得出的。传统的蘑菇结构在给定的 10 mm × 10 mm 和 20 mm × 20 mm 尺寸下表现出窄带特性。这些结构有助于更换 6 GHz 以下贴片天线的 PEC 接地平面。还设计了希尔伯特和摩尔分形，它们具有多频带响应，可用于 L、S 和 C 波段应用。HIS 的另一个设计挑战是突起，这增加了设计的难度。这项工作还展示了有通孔和无通孔对反射相位特性的影响。响应显示，在 x 波段操作下，通孔的影响最小甚至没有显著影响。
ABC‐膨胀岩
摘要：我们介绍了一种基于拓扑原理设计膨胀（负泊松比）结构的新方法，并通过研究基于二维 (2D) 纺织编织图案的新型膨胀材料来证明该方法。设计膨胀材料的传统方法通常涉及确定单个可变形材料块（一个晶胞），其形状会导致膨胀行为。因此，在 2D（或 3D）域中对这样的晶胞进行图案化会产生更大的结构，该结构会表现出整体膨胀行为。这种方法自然依赖于一些先前的直觉和经验，即哪些晶胞可能是膨胀的。其次，调整所得结构的属性通常仅限于特定类型晶胞几何形状的参数变化。因此，目前已知的大多数膨胀结构属于少数几类晶胞几何形状，这些几何形状是根据指定的拓扑（即网格结构）明确定义的。在这项工作中，我们展示了一类新的膨胀结构，虽然具有周期性，但可以隐式生成，即无需参考特定的晶胞设计。该方法利用基于编织的拓扑参数（
稳健混合光子晶体腔设计和制造的补充材料
通过改变横截面积、周期性和填充因子，我们可以对可能的晶胞进行网格搜索。在图 S.1B 中，我们绘制了正文中腔 C 1 的镜像晶胞的完整准 TE 能带图。为了使发射器耦合到腔体，有必要移动能带，使得导模存在于目标频率。这可以通过修改晶胞的周期性来实现，同时保持所有其他参数不变。如图 S.1C 所示，降低孔的周期性会将准 TE 模式移至更高的频率。腔体孔的数量和从镜像区域到腔体的啁啾的函数形式决定了引入的缺陷模式的绝热性。我们使用二次啁啾函数，其中腔体区域中给定晶胞的周期性由下式给出
后热处理条件对激光粉末床熔化18Ni300马氏体时效钢腐蚀行为的影响
摘要：激光粉末床熔合（LPBF）是一种很有前途的金属材料增材制造工艺，其优点是产品设计灵活，可制造各种机械零件。然而，由于金属零件是逐层堆叠的，因此 LPBF 制备的材料具有各向异性的微观结构，这对于材料设计非常重要。本研究从构建方向探究了 LPBF 制备的 18Ni300 马氏体时效钢（MS）的耐腐蚀性能，并研究了热处理和时效对微观结构和耐腐蚀性能的影响。LPBF 中快速冷却形成的亚晶胞提高了 MS 的耐腐蚀性能。因此，构建后的 MS 具有最高的耐腐蚀性能。然而，热处理或时效会消除亚晶胞，导致耐腐蚀性能下降。对于 18Ni300 MS，圆柱形亚晶胞形成并沿着散热方向排列，与建造方向相似；因此，在建造状态的 MS 中发现明显的耐腐蚀各向异性。然而，这种耐腐蚀各向异性会因热处理和时效而减弱，从而消除亚晶胞。
增材制造薄壁金属晶格的破碎：双尺度应变局部化分析
建筑结构的响应以多尺度运动学为特征，其复杂关系及其对工程荷载响应的影响仍未完全了解，因此需要进一步研究。更确切地说，缺乏能够提供多尺度数据的实验方法仍然是一个关键问题。本文介绍了对定向能量沉积制造的薄壁拉胀金属晶格进行的压溃试验的实验和数值分析。这项工作重点关注发生在 (a) 晶胞微观尺度和 (b) 对应于均质连续体的宏观尺度上的两尺度应变局部化。感兴趣的结构被定义为 2D 拉胀线框的挤压，并允许应用专门用于识别两个考虑尺度上的运动学的改进的数字图像相关方案。具体而言，通过跟踪晶格交叉的变形来研究微观运动学，而从虚拟晶胞角的运动推导出宏观应变。结果表明，晶格的整体弹塑性响应完全由特定位置的塑性铰链形成所驱动，从而导致特征变形模式，并最终导致相邻晶胞的集体行为。配套有限元计算与实验结果非常吻合，因此能够评估建模假设、晶胞几何形状、应变率和几何缺陷对建筑材料整体响应的影响。
复杂结构 Cu 26 V 2 Sn 6 Se 32 中的超低晶格热导率
CVS-Se 32 和 CVS-Se 30 S 2 的 (κ l )。(c) Cu 基复合晶体中 κ l 随晶胞体积 (V c ) 的变化
磁机械超材料：展望 - Zhao Lab
超材料，源于希腊语“meta”，意为“超越”，是一种具有独特属性和能力的人造材料。其显著特征在于其结构，由重复的晶胞组成。这些材料的属性主要由晶胞的几何形状而非材料成分决定，在天然材料中并不存在。主动超材料是超材料的一个子类别，其晶胞能够响应外部触发或刺激而改变其几何形状，从而相应地改变其属性。通过操纵这些刺激，主动超材料展现出可调节属性的卓越能力，从而显著增强其功能性和适用性。在众多不同类型的主动超材料中，磁机械超材料通过应用外部磁场（一种快速、可逆且不受束缚的驱动方法）具有独特的形状重构和属性调节优势。图 1(a) 展示了磁机械超材料的一般机制。通常，磁机械超材料的晶胞部分具有专门设计的磁化方向。当受到外部磁场（通常由永磁体或电磁线圈产生）时，磁机械超材料的磁化部分会经历磁扭矩，从而导致形状转变为致动模式。该过程是可逆的，在移除磁场后，或者在某些情况下施加反向磁场后，磁机械超材料会恢复到其初始模式。此外，制造磁机械超材料有两种策略。第一种选择是将磁性粒子嵌入软聚合物材料中，形成磁性软复合材料 [2、3]，第二种选择是插入永久刚性磁体
外延铋纳米膜中的相变 - NSF-PAR
图 2 (a) A7 菱面体晶胞中 A 1g（纵向，橙色箭头）和 E g（横向，蓝色箭头）模式的示意图。坐标为六边形索引，即 z 轴为六边形 (001)，对应于菱面体索引中的 (111) 平面。在平衡状态下，晶胞内的 Bi 原子（绿色原子）位于对角轴上的 (0.48:0.52) 位置。虚线圆标记了沿对角轴的中心位置。(b) Bi 薄膜的拉曼光谱，范围从 4 nm 到 80 nm。80 nm 和 50 nm 薄膜中的特征 E g 和 A 1g 模式以橙色垂直线标记作为参考。
Shanghai Jiao Tong University
超材料是一类具有负介电常数和/或磁导率的人工材料，在自然界中尚不存在此类材料。超材料的概念最早由JB Pendry于20世纪90年代提出，近二十年来，高频超材料在电磁学、力学和光学等领域得到了广泛的研究和应用。超材料由多个具有相同结构的晶胞组成，这些晶胞在空间中周期性排列，以模拟晶体中的晶格结构。对于高频电磁超材料，每个晶胞由导体形成的电感和导体之间形成的杂散电容组成。电感和电容在特定频率下发生共振，从而感应出较大的导体电流，进一步增强外加磁场。然而，现有的高频超材料由于一些技术瓶颈，无法用于低频（工频至兆赫兹）大功率（>200W）电磁装置。该项目的目标是开发具有负磁阻的低频超材料单元，以获得一些基本的设计知识，以备将来的突破。该项目中低频超材料的目标应用是三维无线电力传输系统。该项目的成功将为未来制造世界上第一种低频超材料产生新的基础知识。项目/中心网站 https://www.ntu.edu.sg/csie