中文摘要：

晶体中的经典与非经典非线性声传播的研究近年来成为国际声学界研究的热点，它能揭示声波在各向异性晶体中的声传播规律及物理机制，因此是一个具有很强应用背景的基础性的研究课题。本项目拟研究PMN-PT等弛豫铁电单晶材料的经典非线性和LiNbO3等晶体材料的非经典非线性，揭示经典非线性与非经典非线性物理机制，建立有效的物理模型来解释观察到的晶体中的经典和非经典非线性效应的实验结果；利用晶体中的非线性判定晶体的缺陷、位错等物理现象；鉴于PMN-PT等弛豫铁电单晶具有很高的压电和介电常数，并且PIN-PMN-PT等单晶具有高的三方相到四方相的相变温度及居里温度，它们是超声检测和治疗的理想的换能器材料，因此对这些问题的深入研究将有助于我们更深入地理解晶体中经典和非经典非线性产生的物理本质，促进超声无损检测、超声诊断和治疗的应用和发展。

结论摘要：

在此国家自然基金的资助下，该项目进展顺利。我们按预定计划进行了以下工作研究(1)研究了声波在晶体和陶瓷材料中经典和非经典非线性声传播, 采用谐波技术研究了材料极化前后的高阶非线性行为,极化前三次谐波的幅值小于二次谐波，但极化后的情况相反，三次谐波振幅的大幅增加,极化后的材料的非线性有明显的时间依赖性，观察极化材料，非线性逐渐下降，后两天左右达到饱和,这些实验结果证明极化期间微小裂纹的产生，导致了非经典非线性的产生。(2)研究了采用非经典非线性检测材料缺陷的方法, 提出一种新的非线性声学定征方法，它充分利用了由内部的微缺陷引起的高次谐波的高的灵敏度来对一维棒中的多个内部裂纹进行定位，所使用的换能器的频率是棒的固有频率，发射端的边界可以被视为自由边界，一质量负载加到该棒的另一端，以提供非对称边界条件，可根据谐波振幅、相位和裂纹的关系来定裂纹的位置，并讨论了改善该方法的准确性的途径。(3)研究了晶体材料的反常弹性常数特性, 得到了不同的铁电陶瓷在20度-90度的温度范围内的弹性模量的温度依赖性。NBT材料具有200度的相变，从而表现出弹性模量到90度的变化很小，而BZT-7材料的弹性模量在70度的相变温度显示12.5％的变化，而且BZT-15材料在60度的相变温度显示34.6％的变化。(4)研究了晶体纯模方式的共线声波的相互作用,以往的声波的相互作用研究一直致力于波沿立方晶体的纯模方向传播，我们该计算扩展到所有晶体点群。由于超材料中体现独特的声传播特性，故增加了对声波在超材料中的声传播研究，该论文在学科群一流刊物Nature Communications发表。本项目共发表刊物论文15篇,其中，SCI收录8篇，J.Acoust.Soc. Am.声学顶级刊物2篇，国内核心刊物7篇，另有一篇论文已被录用，另外有国际学术会议报告5篇，国内会议论文1篇。获得国家发明专利3项，申请国家发明专利2项。培养博士后1名，博士研究生2名，硕士研究生16名，其中7名已毕业。