Ru团簇对Ni/Ni_(3)Al合金纳米线形变影响的原子模拟

镍基高温合金是制造先进航空发动机热端部件的关键材料之一,其高温力学性能直接关系到发动机运行安全和使用寿命.本文采用改进分析型嵌入原子模型(MAEAM)和分子动力学(MD)研究合金化元素钌(Ru)团簇对Ni/Ni_(3)Al纳米线形变机制的影响,结果表明:在单轴拉伸应变下,纳米线的弹性模量和屈服强度随温度升高而降低.温度较低时,纳米线形变由位错产生与发射而导致晶格滑移所引起.由于晶格热振动非谐效应不明显,Ru团簇阻碍效果显著,使得晶格滑移区域仅限于Ru团簇与Ni/Ni_(3)Al相界面之间且呈非对称分布.温度较高时,纳米线的形变由位错发射而引起晶格滑移所致,但因非谐效应显著,Ru团簇无法阻碍位错运动,滑移区域在Ru团簇周围对称分布于Ni_(3)Al相中.最后从Ru团簇微观结构及其稳定性的角度进一步分析其对纳米线形变影响.

带孔洞的金属拉伸的分子动力学

在不同负静压下对中心带有一个球形孔洞的面心立方金属铜进行分子动力学模拟,从晶体的形变,原子分布示意图,径向分布函数等方面进行讨论.发现在弱的负压下,孔洞及材料作弹性变形,超过一定阈值时出现塑性变形,并在局部出现相变.在极强的负压下,材料断裂.随拉伸应力的增加,材料经历弹性均匀拉伸———局部fcc到hcp的相变及缺陷的产生———缺陷积累产生微裂纹或空洞———材料断裂的过程.

Cr掺杂锐钛矿相TiO_2光学性质的第一性原理研究

本文对Cr掺杂TiO2进行了基于密度泛函理论的第一性原理研究。模拟计算了完整及Cr掺杂TiO2的电子结构,介电函数及吸收光谱的偏振特性。计算结果表明完整的锐钛矿型TiO2晶体在可见光范围内无吸收;掺Cr后晶体的禁带宽度减小到2.25 eV,吸收边红移,并在可见光区域出现了2.51 eV(495 nm)的吸收峰,表明Cr掺杂有利于提高TiO2对太阳光的吸收。计算结果与实验结果基本相符。

汽车钢板冲压性能的内耗谱表征

测量了未出现上下屈服点的常规汽车钢板和出现冲压变形滑移带、＂橘皮＂等不均匀变形钢板在室温至350℃的内耗,并对钢板阻尼峰的本质和力学谱特征进行分析.结果表明,冲压性能不同的钢板内耗谱明显不同.常规钢板的内耗曲线上出现了3个较小的内耗峰;出现冲压变形滑移带的钢板中呈现出2个较高的内耗峰;而出现＂橘皮＂的钢板中则呈现出4~5个很小的内耗峰.

LaNi_5合金长期贮氚的老化效应

为探究金属氚化物老化效应的机理 ,利用一个装载氘氚老化了 2 14 0天的LaNi5床开展实验研究。LaNi5合金贮氘氚 2 14 0天后能将几乎所有的衰变3He保留在晶格内 ,从氘化物的解吸等温线中可以观察到显著的氚老化效应 :(1)等温解吸线右移 ;(2 )坪斜增加 ;(3)可逆容量减少 ;(4)被称为“渣”(heel)的深捕陷氢同位素的形成。实验发现 ,当衰变3He在 12 30K高温消除后 ,这些老化效应完全消失 ,这就为氚老化效应的氦致机理提供了一个直接的证据。

La_2Mo_2O_9系新型氧离子导体中氧空位扩散的内耗与介电弛豫研究

报道了用内耗和介电弛豫方法研究新型氧离子导体La2-xAxMo2O9(其中,A=Ca,Bi,K;x=0-0.3)的最新结果.结果表明,在内耗-温度谱和介电损耗-温度谱上出现了两个与氧空位短程扩散有关的内耗峰和介电弛豫峰,说明氧空位扩散至少有两个不等同的弛豫过程.掺杂后,两弛豫峰都移向高温,氧空位的扩散激活能增加,高温弛豫峰高度降低而低温弛豫峰略有升高.在适当的掺杂条件下(30％Ca,5％Bi或5％K),低温下的电导率都有不同程度的提高.根据实验结果和晶体结构提出了氧空位(或离子)扩散的物理图像.

强流脉冲电子束辐照诱发的AISI 304奥氏体不锈钢中的空位簇缺陷

利用强流脉冲电子束技术对AISI304奥氏体不锈钢进行辐照处理,采用透射电子显微镜详细地分析了辐照诱发的空位簇缺陷结构。1次辐照未产生空位簇缺陷结构;5、10次辐照后诱发大量的空位簇缺陷结构,缺陷尺寸通常小于10nm,随辐照次数增加,缺陷簇数量明显增加,但尺寸增加不明显;小缺陷簇主要由空位型位错圈和少量的堆垛层错四面体(SFT,stacking fault tetrahedral)组成,SFT占整个缺陷簇的比例低于1%;少量的孔洞缺陷在孪晶片附近出现。10次辐照后,孪晶片前沿或附近形成大量的大尺寸SFT,其最大尺寸可达250nm,这些大尺寸SFT的形成机制与小尺寸SFT的有所不同,通过1/3<111>位错攀移在孪晶片前沿和孪晶界上的台阶处形成的压杆位错核心吸收周围丰富的空位而长大可能是大尺寸SFT形成的原因。

电子辐照对ZnO/K_2SiO_3型热控涂层光学性能的影响

研究了电子辐照对 Zn O/K2 Si O3 型热控涂层光学性能的影响。采用 1 0 ,3 0 ,50和 70 ke V的电子对试样进行辐照。在辐照前后对每一个试样的光谱反射系数进行了原位测量。根据 Johnson太阳光谱分布计算了涂层的太阳光谱吸收系数。分析了电子能量对光谱反射系数和太阳光谱吸收系数的影响 ,并对红外区光谱反射系数的变化结果进行了讨论。实验结果发现电子辐照后 Zn O/K2 Si O3 涂层的光学性能发生严重退化 ,退化程度取决于电子能量 ,随电子能量的增大而增大。

化学气相沉积金刚石薄膜的晶体缺陷和杂质

化学气相沉积(CVD)金刚石的主要晶体缺陷为孪晶、层错和位错。杂质主要有非晶碳、石墨和氢等。文中对上述晶体缺陷及杂质的研究进行了回顾:这些缺陷和杂质可以存在于晶内或者晶界;缺陷密度、杂质含量与化学气相沉积的沉积条件有很大关系;一般缺陷密度和杂质含量随甲烷浓度的增加而增加;杂质的存在也直接影响金刚石晶体缺陷的形成;并对CVD金刚石的五次孪晶的研究作了总结。这对以后CVD金刚石的晶体学研究具有较大的指导意义。

等温电荷理论及其检测固体介质中的陷阱分布

从一级陷阱化模型出发,推导出可用于检测固体介质中陷阱分布的等温电荷方程.基于固体介质在电场下注入载流子形成的空间电荷位置分布形式,提出用表面电位技术分开电子性和空穴性陷阱的实验方法,从而得到了单载流子陷阱信息.将理论与实验结合,测得了介质聚丙烯(PP)的陷阱分布.文中的理论结果和实验方法对于研究固体介质的陷阱信息具有一定意义.

膜催化反应器及其制氢技术的研究进展

燃料电池对其理想燃料氢气的纯度要求极高,如何低成本、大规模制取高纯氢气已成为燃料电池技术实现工业化的一个关键问题和研究热点.近年发展起来的兼具催化与分离双重功能的膜催化反应技术是实现制取高纯氢气的一个有效途径.本文结合膜催化反应领域的最新进展,综述了膜催化反应器的优点、组成、类型;介绍了无机膜材料的优点、分类及制备技术;详细综述了透氧膜催化反应器、透氢膜催化反应器及双膜催化反应器在制氢过程中的研究进展和应用,指出了膜催化反应制氢技术在工业化发展过程中存在的问题及应用前景.

40 keV He离子注入单晶Si引起的损伤效应研究

室温下使用40 keV He离子注入单晶Si样品到剂量5×1016 cm-2,分别采用透射电子显微镜(TEM)、热解吸谱仪(THDS)、光致发光谱仪(PL)详细地研究了随后热处理过程中He注入空腔的形成、He气体原子的热释放以及注入损伤引起的光致发光特性。结果表明,He离子注入及随后的高温热处理会在单晶Si中产生宽度约为220nm的空腔带,同时伴随着He气体原子从注入产生的缺陷中释放出来。He气体原子的热释放可以明显地分为两个温度阶段,分别对应于He原子从小的空位型缺陷和大的空腔中的热释放。此外,He离子的注入还会在单晶Si中产生明显发光中心,导致了波长约为680nm和930nm的两个光致发光带。该光致发光带的出现可能跟He离子注入及退火过程中产生的纳米Si团簇有关。

测定古砖年代的光释光和热释光方法的比较研究

采用单片再生剂量光释光法对分布在不同年代(年龄介于180—1600a)的中国古砖样品的等效剂量进行了测定;;在测量过程中插入固定的检测剂量来校正样品对光释光的灵敏度变化。同时我们也采用细颗粒常规高温热释光法对砖样的等效剂量进行了测定。这两种方法对照的结果能较好地吻合。得到的等效剂量之比(De(OSL)/De(TL))介于0.96—1.21之间;;平均值为(1.08±0.07)。通过等效剂量和已知年代计算出年剂量为5.07—6.85;;与实测的年剂量值相比差别不大。因此;;单片再生剂量光释光法用于鉴定古砖样品是一种快速有效的方法。

湖光岩玛尔湖的热释光断代

根据热释光测量结果,用敏化修正法计算湖光岩玛尔湖周围岩洞内的岩样古剂量。用热释光剂量片测量岩洞内78d累积剂量来推算年剂量率,进而推算出湖光岩火山爆发在(15.8±2.9)万年前与公认结果一致。这表明用粗颗粒热释光法测量第四纪岩样的古剂量时,须考虑石英的敏化效应,此方法可用于第四纪火山岩样的断代。

强流脉冲电子束轰击对单晶Si表面形貌的影响

用强流脉冲电子束技术对两种取向的单晶Si片进行了表面轰击,对电子束诱发的表面形貌进行了分析。实验结果表明,当能量密度～3J/cm2时,轰击表面开始形成大量的熔坑。能量密度～4J/cm2时,表面开始出现微裂纹,微裂纹的形态与单晶Si的晶体取向密切相关;强流脉冲电子束轰击能够诱发表层强烈的塑性变形,[111]取向单晶Si表面出现剪切带结构,而[001]取向单晶Si表面变形结构则以微条带为主;此外,变形区域内还出现大量<100nm的微孔洞形貌,这些微孔洞的形成为制备表面多孔材料提供了可能。

热释光缺陷模型的探讨

热释光物理机制的描述及相关理论模型的建立依赖于所采用的缺陷模型。热释光动力学模型基于固体能带理论和孤立点缺陷的假设,完全不涉及介质中的缺陷结构和空间分布。实际应用中,动力学模型参数并不能给出确切的意义,对许多热释光物理现象也无法解释。本文基于掺入稀土的碱土硫酸盐磷光体的系统实验研究,分析了热释光三维发光谱和剂量响应非线性特性,结果显示,大多数热释光磷光体中缺陷是以缺陷复合体的形式存在,本征缺陷和掺入杂质构成的缺陷复合体是热释光多阶段随机过程的基本作用单元,表明热释光磷光体的发光特性和剂量响应非线性特性与缺陷复合体的结构密切相关。

C掺杂金红石相TiO_2的电子结构和光学性质的第一性原理研究

运用第一性原理的局域密度近似+U(0≤U≤9eV)方法研究了本征金红石相TiO2在不同U值(对Ti-3d电子)下的禁带宽度、晶体结构以及不同比例C元素掺杂的金红石相TiO2的电子结构和光学性质,研究表明,TiO2的禁带宽度和晶格常数随着U值的增加而增大.综合考虑取U=3 eV并对其计算结果进行修正.对于掺杂体系,发现C元素的掺杂在金红石相TiO2中引入杂质能级,杂质能级主要由O-2p轨道和C-2p轨道耦合形成,杂质能级的引入可以增加TiO2对可见光的响应,从而使TiO2的吸收范围增大.C原子掺杂最佳比例为8.3%,此时光学吸收边的红移程度最明显,可增大光吸收效率,从而提高了TiO2光催化效率.

泡沫铝的声频内耗

研究了泡沫Ａｌ的声频内耗，结果表明：泡沫Ａｌ的内耗值比普通Ａｌ大一个量级以上，且随测量频率的增加而减小。出现了正常振幅效应。用平面波动方程，推导了泡沫Ａｌ的内耗与频率，孔隙率和孔径的关系，较好地解释了实验结果。

掺Dy与Mn的硼酸镁热释光发光谱

本文制备了掺Dy和Mn的MgB4O7的磷光体,并测量其热释光发光谱。测量结果表明,MgB4O7:Mn的热释光发光峰位于180℃和300℃左右,其发光波长分布较宽,中心约为580nm;而MgB4O7:Dy的热释光发光峰位于200℃和350℃,发光波长由Dy3+离子的能级跃迁决定,位于480、580、680和750nm左右。当两者共掺时,只改变Mn的浓度,测量结果发现,随着Mn掺杂浓度的增加,480nm和680nm左右的发光受到抑制,并且低温峰也受到强烈抑制,而580nm的高温峰逐渐增强并且发光谱变宽。

椭球反光镜三坐标检测与逆向分析

采用三坐标测量法对磨削加工及模压热成型两种工艺的椭球反光镜进行了面形测量,与标准型线全局比对获得了椭球面形的偏差,结果表明磨削反光镜存在峰谷误差分布,而模压热成型反光镜误差曲线近似于线性分布。采用Tracepro对两种反光镜进行了应用模拟,磨削反光镜的光利用效率是模压热成型反光镜的92%。采用光学成像法观察了反光镜的出射光分布情况,磨削反光镜出射光呈现环状条纹亮暗分布,而模压热成型反光镜出射光呈现云状光强分布。