超材料简介

“超材料（metamaterial）”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。“超材料”（Metamaterial）是21世纪以来出现的一类新材料，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而且这些性质主要来自人工的特殊结构。

超材料的设计思想是新颖的，这一思想的基础是通过在多种物理结构上的设计来突破某些表观自然规律的限制，从而获得超常的材料功能。超材料的设计思想昭示人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下，人工获得与自然界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”，把功能材料的设计和开发带入一个崭新的天地。

典型的“超材料”有：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”、“金属水”。

六类超材料及用途

1、自我修复材料——仿生塑料

伊利诺伊大学的Scott White研发出了一种具备自我修复能力的仿生塑料。这种聚合物内嵌有一种由液体构成的“血管系统”，当出现破损时，液体就可像血液一样渗出并结块。相比其他那些只能修复微小裂痕的材料，这种仿生塑料可以修复最大4毫米宽的裂缝。

2、热电材料

一家名为Alphabet Energy的公司开发出了一种热电发电机，它可被直接插入普通发电机的排气管，从而把废热转换成可用的电力。这种发电机使用了一种相对便宜和天然的热电材料，名为黝铜矿，据称可达到5-10%的能效。科学家们已经在研究能效更高的热电材料，名为方钴矿，一种含钴的矿物。

热电材料目前已经开始了小规模的应用——比如在太空飞船上——但方钴矿具备廉价和能效高的特点，可以用来包裹汽车、冰箱或任何机器的排气管。

3、钙钛矿

除晶体硅外，钙钛矿也可可用来制作太阳能电池的替代材料。在2009年，使用钙钛矿制作的太阳能电池具备着3.8%的太阳能转化率。到了2014年，这一数字已经提升到了19.3%。相比传统晶体硅电池超过20%的能效。科学家认为，这种材料的性能依然有提升的可能。

钙钛矿是由特定晶体结构所定义的一种材料类别，它们可以包含任意数量的元素，用在太阳能电池当中的一般是铅和锡。相比晶体硅，这些原材料要便宜得多，且能被喷涂在玻璃上，无需在清洁的房间当中精心组装。

4、气凝胶

气凝胶可由任意数量的物质所制成，包括二氧化硅、金属氧化物和石墨烯。由于空气占了绝大部分比重，气凝胶还是一种绝佳的绝缘体。它的结构也赋予其超高的强韧性。

NASA的科学家已经在实验一种由聚合物所制成的柔性气凝胶，作为太空飞船在穿过大气层时的绝缘材料。

5、Stanene——导电率100%的材料

和石墨烯一样，Stanene也是一种由单原子层所制作的材料。但由于使用了锡原子而非碳原子，这使其具备了石墨烯所无法实现的特性：100%的导电率。

Stanene在2013年由斯坦福大学张首晟教授首次进行了理论化。预测Stanene这类材料的电子属性是张教授的实验室所擅长的领域之一，根据他们的模型，Stanene是一种拓扑绝缘体，也就是说，它的边缘是导体，而内部是绝缘体。这样一来，Stanene就能在室温下以零阻力导电。

6、光操纵材料

光操纵超材料的纳米结构能够以特定的方式对光线进行散射，它或许真的可以让物体隐形。根据制作方式和材料的不同，超材料还能散射微波、无线电波、和不太为人所知的T射线。实际上，任何一种电磁频谱都能被超材料所控制。

2D光学超材料的制备方法，主要包括电子束刻蚀(EBL)DL .聚焦离子東(FIB)(41.于涉刻蚀(IL)284和纳米压印刻蚀(NIL)技术15167等方法。

1.1电子束刻蚀

电子束刻蚀足以电子聚焦束来代替光刻蚀中的光束,通过曝光在样品表面形成所需要的图案”。在光学超材料领域,大多数具有里程硨意义的研究结果,如负折射现象[10]7、显著的感响应[1]和巨大的于性效应凹等都是通过电子束刻蚀来实现的。由于高能电子的德布罗意波长要远小于光波长,可以明显改变EBL系统中由于光的衍射极限造成的斑点,使其可以小到几个纳米、以便得到精细到纳米级别的图案。由于EBI为无掩模工艺,图形可以通过软件来控制,使其成为制备平面纳米结构最为普遍的工具。其主要缺点是效率低,时间长,价格高。因此,不适合制作大面积或批量制备光学超材料结构。1.2聚焦离子束

与EBL不同，该法是用饿离子聚焦束来实现图形化加速离子具有几十keV的能量，足以截射出样品表面的金属或电介质原子,其离子束聚焦光班约为10 nm,使其成为制造光学超材料的一种替代技术。与电子束刻蚀相比，不涉及后处理过程,且操作过程相对比较简单，能在短短20 min内,制备出面积为16 pmX16 μm的开口讲振环纳米图形结构1]。虽然FIB法在时间上效率比较高,但其并不是制造高品质光学翅材料的首选。该过程在本质上是一种破坏和污染过程,过程中高能离子束可以注人到样品表面,导致超材料结构的单元成分和形状发生改变,并进一.步造成超材料性能预测与实际观测之间的差异。因此,该法在特定设计中可以快速图形化,但不作为2D光学超材料结构的-般性制备方法。

1.3干涉刻蚀

干涉刻蚀法,又称全息光刻,是一种无掩模周期结构的光刻制备技术。通过两个或以上相千光束f涉产生一个驻波,可以记录在光致抗蚀剂上。对于制造光学超材料,其显著优点是具备制备大面积图形的能力,能够制备商业光学器件量级面积的超材料薄膜和涂层。类似标准光刻蚀技术，该法利用单步曝光替代了缓慢的光栅扫描。因此,一个相T光束大小的图形区域可以-次完成,所得图形可以达到cm量级。通过该法已经制备出近-中红外波段光学超材料[131]。但限制IL.法成为光学超材料制备通用方法的原因是其仍属于光刻缺过程,同样受到光波衍射板限的限制。所以该法制备的光学超材料多工作在红外区域而不是可见光波段。另外，不同于EBL和标准光刻蚀技术可处理几乎任意形状的图形,IL.法在周期结构的几何形状方面受到限制。1.4纳米压印刻蚀

纳米压印刻蚀技术为批量制备纳米结构和降低成本提供了可能”。该法涉及的模板需要具有纳米尺寸特征并在可控的环境条件下压在软刻蚀剂上,制作过程不受任何衍射或散射效应限制,最小可实现10anm量级的结构。而具有大面积渔网结构的金属电介质金属结构，在近红外波段可观察到负折射现象。该技术成功应用于室温下的红外手性超材料结构制备01,但很少用于新型超材料结构的制备验证,因为其模版或模具的制备过程相当复杂,往往涉及到其他刻蚀过程,如电子束刻蚀、光刻蚀、聚焦离子束以及反应离子刻蚀等方法。

2D光学超材料典型结构基于平面结构或厚度远小于波长的尺寸范围。为了充分展现其新颖特性,从平面结构到三维超材料结构的制备尤为重要,因此,必然涉及到对3D光学超材料亚波长和复杂超原子的合成。

23D光学超材料制备

3D光学超材料的制备方法,主要分为自上而下法包括层层堆垛-16]、双光子光聚合1021、电子束真写、三维全息光刻2等,以及自下而上法如化学自组装[2427等两大类。2.1层层堆垛

许多方法已经提出并验证了足够厚度光学超材料结构的制备,其中一个比较简单的方法就是二维超材料结构的层层堆垛法["。该法同样可以由标准的EBL过程实现,是朝着制备更厚的超材料结构迈出的重要一步,但并不是制备真正3D光学超材料结构的理想方法,因为其总的厚度一般不超过200nm。一方面抗蚀剂厚度不能任意超过电子束处理厚度.另一方面刻蚀过程中会产生非垂直的侧壁，使横截面呈梯形结构,开口处底层比顶层小得多,随着总厚度的不断增加,顶层图形结构尺寸会不断减小，直至为零。为了克服这-缺陷，图形平坦法被用来制备多层超材料结构["”i图形化和平坦化过程被重复进行,以产生多个平面层,通过该过程四层星良好排列的开口谐振环得以制备。尽管用中面的电子束刻蚀技术可以通过层层堆叠的方式制备更多层纳米结构,但不能制备出大面积和较厚的真正意义上的三维光学超材料结构。除了EBL,FIB 也可用于多层光学超材料结构的制造,通过该法已制备出+层呈渔网结构的负折射超材料结构[28]。多层金属-电介质超材料结构的EBL和FIB制备过程是平面2D光学超材料制备方法的扩展,但并不能制备任意结构的超原子结构。2.2双光子光聚合

双光子光聚合法,也被称为激光直写,聚合是通过非线性.多光子聚焦过程实现,聚合作用发生在激光束的聚焦点(口]。通过控制三维点阵的聚合位置,可以在空间分辨率下制备超衍射极限三维纳米结构;然后以该法得到的三维聚合物结构为骨架,进行涂敷金属过程以完我金属纳米结构制备,最终结构包含了金属和电介质单元。该金属化工艺通常是通过电解电镀的方式沉积完成,是比较灵活的金属化方法[30]。许多具有小于1 pm特征单元的复杂结构光子品体已由激光直写法实现。相比f该法在光子晶体中的应用,制备块体的光学超材料结构则更富有挑战性。因为在同一- 波长下超材料结构特征尺小要小于光子晶体结构。大多效超材料结构要求单元结构中含有金属成分,这是蒸发或溅射等常规金属化方法不易实现的。除了以上几种金属化方法外，新的金属化聚合物骨架的方法如化学气相沉积已得到验证[211,并且可以进行特定区域的金属化操作。

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基于辐射制冷超材料技术的变电站零能耗节能降耗研究与应用

第42卷第1期

2021年2月电力与能源

D()I：10. 11973/dlyny202101020

基于辐射制冷超材料技术的变电站

零能耗节能降耗研究与应用

陈小龙

I,赖江宇

1,梁永安

(1.广东电网有限责任公司广州供电局，广东广州 512000；2,思创智汇(广州)科技有限公司，广东广州 510000)

摘要：变电站中主变压器公用控制柜等箱体及建筑物内部存在长期温度过高的共性问题。这种持续高温

的情况会对设备寿命及安全造成极大隐患。在应用被动式零能耗辐射制冷超材料技术(包括辐射制冷涂料、

辐射制冷膜等被动制冷降温产品)的基础上，对变电站中主变公用控制柜等暴露在烈日下的密闭设备及设施

在应用被动式零能耗辐射制冷超材料技术前后的降温、节能、可靠性、安全性和寿命等有益效果进行了系统

研究。

关键词：辐射制冷；变电站；降温；热辐射；红外发射率

作者简介：陈小龙(1983—),男，硕士，从事变电运维方面工作。

中图分类号:TM591 文献标志码：A 文章编号：2095-1256(2021)01-0091-06

Research and Application of Substation Zero Energy Consumption,

Energy Saving and Consumption Reduction

Based on Radiation Cooling Metamaterial Technology

CHEN Xiaolong1 , LAI Jiangyu1 , LIANG Yong^n2

(1. Guangzhou Power Supply Bureau, Guangdong Power Grid Co. , Ltd. , Guangzhou 512000, Guangdong Province, China ；

2. Strong Zhihui (Guangzhou) Technology Co. , Ltd. , Guangzhou 510000, Guangdong Province»China)

超材料圆柱壳电磁隐身效果数值仿真研究

第９卷第３期　２００８年６月　空军工程大学学报（自然科学版）　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＡＩＲ　ＦＯＲＣＥ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＥＤｍ０Ｎ）　Ｖ０１．９　ＮＯ．３　Ｊｕｎ．２００８　

超材料圆柱壳电磁隐身效果数值仿真研究　

张介秋　，　陈必武　，　赵　威　，　马　华　

（１．空军工程大学理学院，陕西西安７１００５１；２．西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室，陕　西西安７１００７１）　

摘要：以无限长超材料圆柱壳为理论模型，研究隐身超材料这种新型人工复合材料。基于　

Ｐｅｎｄｒｙ坐标变换法，在压缩柱坐标系中，分析理想超材料电磁参数分布特性。为满足透波隐身，　圆柱壳材料相对电容率和磁导率均是二阶旋转对称张量，在内界面处各向异性程度最高，参数　

径向分量趋于无限大，强烈抑制该方向电磁波的传播。运用全波仿真方法，从场总能量密度分　

布角度，比较研究了理想超材料与分层超材料、有耗超材料圆柱壳的电磁隐身效果，结呆表明超　

材料具有良好的透波隐身性能。最后，针对隐身结构实际使用环境，对各向同性介质空间隐身　

圆柱壳的参数设置作了说明。　

关键词：隐身超材料；各向异性程度；隐身效果；全波仿真　

中图分类号：００４４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—３５１６（２００８）０３—００６７—０４　

超材料是近十年来国际上的新兴研究热点之一。超材料通常是指具有天然材料所不具备的超常物理性　质的人工复合结构或复合材料　¨。在国内外，负折射率介质　Ｉ４］、隐身超材料　Ｉ６　研究发展迅速，在微波段　

用ＳＲＲ结构模拟电磁隐身结构已获得实验成功　。目前，隐身超材料的设计方法日趋成熟，主要有Ｐｅｎｄｒｙ　坐标变换法　。　和光路映射法　引。进一步对隐身超材料的特殊电磁性质、复杂电磁环境下隐身效能以及具体　

物质载体的研究成为热点问题　ｍ］。　

ｌ隐身超材料　

１．１透波隐身　”　

超材料隐身技术采用的是透波隐身原理。简单理想隐身模型是一定厚度的无限长超材料圆柱壳，内置　

不同结构柔性电磁超材料吸波体的最新研究进展

作者：焦馨宇张富勇刘元军赵晓明

来源：《现代纺织技术》2024年第06期

DOI： 10.19398/j.att.202310021

摘要：传统的电磁超材料通常具有刚性结构，其应用受到一定限制，无法满足当前市场需求，因此质轻、吸收强、吸收频带宽的柔性电磁超材料吸波体的开发利用成为重要的发展方向。文章从柔性电磁超材料吸波体结构出发，概括了基于3层结构的柔性电磁超材料吸波体的最新研究，讨论了基于3层以上结构的柔性电磁超材料吸波体的研究现状，介绍了三维立体结构的柔性电磁超材料吸波体的研究进展，并展望了柔性电磁超材料吸波体未来的发展方向。柔性电磁超材料吸波体在电磁波防护方面具有巨大的潜力，未来将在各个领域得到广泛应用。

关键词：超材料；吸波材料；柔性材料；电磁防护

中图分类号：TS102. 4

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2024）06-0116-13

收稿日期：20231026 网络出版日期：20240227

基金項目：中国工程院咨询研究项目（2021DFZD1）；天津市科技计划项目创新平台专项（17PTSYJC00150）

作者简介：焦馨宇（1999—），女，内蒙古乌兰察布市人，硕士研究生，主要从事防护纺织品方面的研究。

通信作者：刘元军，E-mail：******************** 随着科学技术的进步，电磁波的应用在各个领域为人类的繁荣进步作出了不可替代的巨大贡献［1］。但大量电磁波所产生的强烈的电磁辐射，会对人体和环境造成一定的危害；另外，军事设备所发射的电磁波信号可能引发信息泄露的风险［2］。因此，人们对设备或人员进行电磁防护的需求日益迫切，各种吸波材料的研发方法成为当前研究的热点。

基于LTCC超材料基板的小型化V波段毫米波微带天线设计

第４１卷第３期（总第１６１期）　２０１２年９月　火控雷达技术　

Ｆｉｒｅ　Ｃｏｎｔｍｌ　Ｒａｄａｒ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．４１　Ｎｏ．３（Ｓｅｒｉｅｓ　１６１）　Ｓｅｐ．２０１２　

基于ＬＴＣＣ超材料基板的小型化Ｖ波段　

毫米波微带天线设计　

刘振哲　汪　澎　

（电子科技大学成都６１１７３１）　

【摘要】本文介绍了一种基于ＬＴＣＣ超材料（ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ）基板的小型化Ｖ波段毫米波微带天线设　

计。通过ＨＦＳＳ仿真软件获得ＬＴＣＣ超材料基板的ｓ参数，使用改进的ｓ参数提取方法获得材料的　

等效介电常数和磁导率。利用ＬＴＣＣ超材料替代普通介质基板，实现了毫米波微带天线的小型化，　

并与常规介质基板天线的性能进行了对比。　

关键词：ＬＴＣＣ；超材料；小型化；毫米波微带天线　

中图分类号：ＴＮ　８２　文献标志码：Ａ　文章编号：１００８＇８６５２（２０１２）０３－０７２－０４　

Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ａ　Ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄ　Ｖ——ｂａｎｄ　Ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　Ｗａｖｅ　Ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ　Ａｎｔｅｎｎａ　

Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＬＴＣＣ　Ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　

Ｌｉｕ　Ｚｈｅｎｚｈｅ，Ｗａｎｇ　Ｐｅｎｇ　

（Ｕｎｗｅ￣ｉｔｙ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆＣｈｉｎａ，Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１１７３１）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｄ　Ｖ—ｂａｎｄ　ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　ｗａｖｅ　ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ　ａｎｔｅｎｎａ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ＣＯ—ｆｉｒｅｄ　

ｃｅｒａｍｉｃ（ＬＴＣＣ）ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ．Ｓ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＬＴＣＣ　ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｓｕｂｓｔｒａｔｅ　ｉｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　

ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｏｆ　ＨＦＳＳ　ｓｏｆｔｗａｒｅ；ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｐｅｒｍｉｔｔｉｖｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｗａｙ　

石墨烯双曲超材料光学特性的研究进展1

科技资讯2017 NO.20SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION7科技前沿

1 科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION1 双曲超材料及石墨烯简介

超材料是一种人工微结构材料,是由亚波长尺度的结构单元

构建的一种特殊结构,通过对结构单元的材料和厚度的调节来达

到控制电磁波传输的目的,从而可以实现自然界中的材料所不具

有的特性。具有双曲色散关系的双曲超材料(Hyperbolic

Metamaterials, HMMs)是超材料中的一种,也称为不确定介电

媒质(Indefinite permittivity media,IPMs),该媒质的的电磁特

性可以通过介电常数张量ˆ及磁导率张量ˆ来进行描述。由于

双曲超材料所具有的独特的双曲色散关系,使其表现出一系列新

的光学现象,在隐身、光波导、成像、超透镜、聚焦、热传输、和负折

射等方面具有潜在的实用价值。1.1 双曲超材料

双曲超材料是一种具有双曲色散关系的强各向异性超材料,

它的光学性质可以用归一化的等效介电常数张量ˆ和等效磁导

率张量ˆ来表示,沿着光轴方向的张量分量值和垂直于光轴方向的张量分量值的正负号相反,即或;归一化

的等效介电常数张量ˆ和等效磁导率张量ˆ的形式为: (1)

式(1)中的和分别代表平行于光轴的分量和垂直于光轴

①基金项目:南京邮电大学大学生创新训练计划(批准号:XYB2016092)。作者简介:谭朝幻(1996,7—),男,汉,重庆人,本科,研究方向:光电信息科学与工程。王昊月(1996,9—),女,汉,内蒙古人,本科,研究方向:光电信息科学与工程。

孟方俊(1996,8—),男,汉,山西人,本科,研究方向:光电信息科学与工程。

通讯作者:许吉(1983,8—),女,汉,江苏南京人,博士,副教授,从事微纳光子学领域研究,E-mail:xuji@。DOI:10.16661/ki.1672-3791.2017.20.001

neg玻璃折射率

1. 引言

光学是研究光的传播和相互作用的科学领域，而折射率是光在介质中传播时的一个基本参数。折射率描述了光在不同介质中传播时的速度变化情况，是光学研究中一个重要的物理量。玻璃作为常见的光学材料之一，其折射率对于许多应用具有重要意义。

在实际应用中，有时我们需要调控玻璃的折射率以满足特定需求。其中，neg玻璃就是一种具有负折射率特性的材料。本文将详细介绍neg玻璃折射率相关内容。

2. neg玻璃简介

neg玻璃（Negative Index Glass）是一种特殊材料，其具有负折射率特性。正常情况下，当光从一个介质进入另一个介质时，由于两个介质中光速度的不同而发生折射现象。然而，在neg玻璃中，当光从空气等正常材料进入neg玻璃时，它会出现与常规材料相反的折射现象，即向与法线相反的方向弯曲。

neg玻璃的负折射率特性使得它在光学器件设计、超材料制备等方面具有广泛应用前景。通过控制neg玻璃材料的组成和结构，可以调节其折射率，进而实现对光的传播和操控。

3. neg玻璃折射率的影响因素

neg玻璃的折射率受多个因素影响，下面将介绍其中几个主要因素：

3.1 材料成分

neg玻璃的折射率与其成分有着密切关系。通过调节不同元素或化合物在材料中的含量比例，可以改变neg玻璃的折射率。例如，在氧化硼基负折射率材料中，通过改变硼含量可以实现对折射率的调控。

3.2 结构参数

材料中微观结构参数也会对neg玻璃的折射率产生影响。例如，在具有周期性孔隙结构的负折射率材料中，孔隙大小和排列方式会直接影响其整体折射率。

3.3 外界条件

温度、压力等外界条件也会对neg玻璃的折射率产生影响。在一些特殊应用中，需要考虑neg玻璃在不同温度或压力下的折射率变化情况。 4. neg玻璃折射率的测量方法

测量neg玻璃的折射率是研究和应用该材料的重要手段之一。下面将介绍几种常见的测量方法：

4.1 光束偏转法

声学双曲构型超材料的负折射特性研究

第53卷第2期2024年2月人　工　晶　体　学　报JOURNALOFSYNTHETICCRYSTALSVol.53　No.2February,2024

声学双曲构型超材料的负折射特性研究

刘　松1,赵仁洁1,杜一帆1,吴　芳2,宋和滨3,高　鹏3

(1.大连理工大学工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室,大连　116024;2.大连船舶重工集团有限公司,大连　116011;3.中国船级社(CCS)大连分社,大连　116013)

摘要:声学双曲超材料是具有双曲色散特性的人工材料,具有极强的各向异性,其负折射特性是研究实现高分辨率聚焦型超透镜的理论依据。针对远场噪声源识别受制于0.5倍波长声波瑞利衍射识别分辨率问题,结合声学超材料对声波的优异调控效果,引进可以实现亚波长超分辨率成像的双曲超材料,利用其负折射特性设计了一种用于工作频率为2271.5Hz的声学双曲结构。分析了该构型的双曲结构色散特性及负折射特性,结果表明声波在该双曲超材料中传播的群速度方向垂直于波矢,并沿着色散曲线的法线方向。本文的研究为实现对声波和弹性波的任意调控,以及噪声源的聚焦定位、识别放大等提供了一定的设计参考。关键词:声学超材料;声学透镜;弹性波带隙特性;负折射;双曲色散;声聚焦中图分类号:O735;TL375.2 文献标志码:A 文章编号:1000-985X(2024)02-0246-06

NegativeRefractionCharacteristicsofAcousticHyperbolic

ConfigurationMetamaterials

LIUSong1,ZHAORenjie1,DUYifan1,WUFang2,SONGHebin3,GAOPeng3

(1.StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysis,OptimizationandCAESoftwareforIndustrialEquipment,DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,China;2.DalianShipbuildingIndustryCompany,Dalian116011,China;3.ChinaClassificationSociety(CCS)DalianBranch,Dalian116013,China)

基于力学超材料的全点阵分布式变形机翼结构

1.引言

1.1 概述

概述部分的内容可以从以下几个方面进行阐述：

1. 问题背景：引言部分应该对文章的主题进行一个简要的介绍。针对本文题目，《基于力学超材料的全点阵分布式变形机翼结构》，我们可以通过描述传统飞机机翼结构存在的一些问题来引入这个话题。例如，传统机翼结构通常需要使用复杂的机械装置才能实现变形，限制了机翼的可靠性和效率。此外，机翼结构的刚性和重量也是设计中的挑战。因此，有必要探索新兴的创新方法来解决这些问题。

2. 概念简介：在引言的概述部分，我们还可以简要介绍一下力学超材料和全点阵分布式变形机翼结构的基本概念。力学超材料是一种具有非常特殊材料属性的材料，能够通过特定的结构设计来实现对传播的波动的调控。全点阵分布式变形机翼结构是一种创新的机翼设计，它采用了力学超材料技术，通过在机翼表面分布式布置特殊设计的单元来实现变形和控制。

3. 目的和意义：在概述部分，我们还可以明确阐述本文的目的和意义。例如，通过研究和探索基于力学超材料的全点阵分布式变形机翼结构，我们可以实现更高效、轻量化的机翼设计，并改善传统机翼结构存在的一些问题。这种机翼结构潜在的应用前景非常广泛，可以推动航空航天领域的发展，提高飞行器的性能和可靠性。

通过以上几个方面的介绍，我们可以在概述部分提供读者对本文主题的整体认识，并明确本文的研究目的和意义。这将为读者打下理解整篇文章的基础。

1.2文章结构

在文章结构部分，我们将主要介绍本文的内容安排和组织结构。全点阵分布式变形机翼结构是本文的研究对象，我们将从以下几个方面来进行讨论和分析。

首先，我们将简要概述本文的研究背景和意义。随着航空航天技术的快速发展，对飞行器性能和节能减排的要求越来越高，机翼结构的设计和改进成为关键的研究方向。力学超材料作为一种新兴的材料，具有许多优异的力学性能和结构特点，因此其在机翼结构领域的应用前景广阔。本文旨在基于力学超材料，设计和研究全点阵分布式变形机翼结构，以提高飞行器的机动性和性能。