为了研究电介质材料在微纳米尺度下表面电荷产生的原因,为纳米电介质材料的发展提供实验分析基础,本文利用电场力显微镜(Electrostatic Force Microscope,EFM)在微纳米尺度下对聚酰亚胺薄膜表面电荷的起因及特性进行了研究。研究表明:...为了研究电介质材料在微纳米尺度下表面电荷产生的原因,为纳米电介质材料的发展提供实验分析基础,本文利用电场力显微镜(Electrostatic Force Microscope,EFM)在微纳米尺度下对聚酰亚胺薄膜表面电荷的起因及特性进行了研究。研究表明:采用导电探针施加偏置电压,摩擦接触聚酰亚胺薄膜表面,在微纳米区域内可产生稳定的电荷分布;薄膜的接触电势差约为-4.0V;负电压更易在聚酰亚胺表面注入电荷;针尖运动速度对聚酰亚胺表面电荷的产生影响并不显著。展开更多
利用美国国家强风暴实验室(NSSL)发展的耦合了详细起电机制和放电过程的中尺度电耦合数值模式WRF(weather research forecasting)-Elec,在NSSL云微物理双参数化方案中增加了电场力对霰、雹粒子降落末速度的影响,完善了WRF-Elec模式的物...利用美国国家强风暴实验室(NSSL)发展的耦合了详细起电机制和放电过程的中尺度电耦合数值模式WRF(weather research forecasting)-Elec,在NSSL云微物理双参数化方案中增加了电场力对霰、雹粒子降落末速度的影响,完善了WRF-Elec模式的物理过程,建立了双向耦合WRF-Elec模式.利用改进后的WRF-Elec模式,通过敏感性数值实验,定量分析了雷暴云内电场力对起电和电荷结构的反馈作用.结果发现:雷暴云发展旺盛阶段,由于电场力作用,霰、雹粒子质量加权平均降落末速度的瞬时变化极值可以超过4 m/s,但这种情况仅出现在雷暴云内局部区域,并且维持时间较短;电场力对直径小且数浓度较低的霰和雹粒子影响较大,但这种影响不是由单一物理量决定,而是由电场强度和霰、雹粒子的电荷密度、极性以及粒子的直径与数浓度共同决定;电场力通过对霰、雹粒子降落末速度的调整,增强了雷暴云内感应、非感应起电率,且前者远大于后者,云内局部产生-0.6—1.2 n C/m^3总电荷密度的变化,从而使电荷结构重新分布,局部垂直电场强度增强5 k V/m,总闪电数增加,与此同时,雷暴云内降水粒子的微观增长过程也发生改变.总体上,电场力对雷暴云起电过程的作用为正反馈,电场力对雷暴云电荷结构的反馈作用不可忽略.展开更多
文摘为了研究电介质材料在微纳米尺度下表面电荷产生的原因,为纳米电介质材料的发展提供实验分析基础,本文利用电场力显微镜(Electrostatic Force Microscope,EFM)在微纳米尺度下对聚酰亚胺薄膜表面电荷的起因及特性进行了研究。研究表明:采用导电探针施加偏置电压,摩擦接触聚酰亚胺薄膜表面,在微纳米区域内可产生稳定的电荷分布;薄膜的接触电势差约为-4.0V;负电压更易在聚酰亚胺表面注入电荷;针尖运动速度对聚酰亚胺表面电荷的产生影响并不显著。
文摘利用美国国家强风暴实验室(NSSL)发展的耦合了详细起电机制和放电过程的中尺度电耦合数值模式WRF(weather research forecasting)-Elec,在NSSL云微物理双参数化方案中增加了电场力对霰、雹粒子降落末速度的影响,完善了WRF-Elec模式的物理过程,建立了双向耦合WRF-Elec模式.利用改进后的WRF-Elec模式,通过敏感性数值实验,定量分析了雷暴云内电场力对起电和电荷结构的反馈作用.结果发现:雷暴云发展旺盛阶段,由于电场力作用,霰、雹粒子质量加权平均降落末速度的瞬时变化极值可以超过4 m/s,但这种情况仅出现在雷暴云内局部区域,并且维持时间较短;电场力对直径小且数浓度较低的霰和雹粒子影响较大,但这种影响不是由单一物理量决定,而是由电场强度和霰、雹粒子的电荷密度、极性以及粒子的直径与数浓度共同决定;电场力通过对霰、雹粒子降落末速度的调整,增强了雷暴云内感应、非感应起电率,且前者远大于后者,云内局部产生-0.6—1.2 n C/m^3总电荷密度的变化,从而使电荷结构重新分布,局部垂直电场强度增强5 k V/m,总闪电数增加,与此同时,雷暴云内降水粒子的微观增长过程也发生改变.总体上,电场力对雷暴云起电过程的作用为正反馈,电场力对雷暴云电荷结构的反馈作用不可忽略.