三维二十面体准晶弹性半平面周期接触问题研究

借助平面弹性复变方法,研究了周期刚性压头作用下三维二十面体准晶弹性半平面的周期有限摩擦和周期粘结接触问题.从应力、位移分量的复变函数形式表达式出发,利用半平面Hilbert核积分公式、Plemelj公式,得到两类周期接触问题的解答.针对周期有限摩擦接触问题,得到了三类周期刚性压头(直水平、直倾斜和圆形基底)作用在准晶体半平面上接触应力的封闭解.针对半平面周期粘结接触问题,求得接触边界上作用周期尖劈形位移时接触应力的显式解答.当不考虑相位子场的作用时,文中求得的理论结果可退化到正交各向异性材料平面弹性周期接触问题的对应结果.数值算例说明准晶弹性常数对接触应力分布规律及大小的影响.本文结论可为分析准晶材料压痕实验结果及准晶材料性能提供一定理论依据.

Sn内嵌二十面体Al_(12)团簇结构和性质的研究

本文利用第一性原理对二十面体Al_(12)和Al_(12)Sn团簇的结构和性质进行研究。结果显示,Sn原子的掺杂,除增大Al_(12)团簇结构的体积,增强结构稳定性,降低化学活性外,还导致红外吸收光谱发生红移。同时,红外吸收峰对应的振动中,Al_(12)Sn团簇的吸收峰包含三个频率很近的模式,主要是由中心Sn原子与平面四原子的反对称伸缩和表面原子的反对称剪切行为构成,振动模式基本一致,而Al_(12)也有三个不同的振动模式,其中158.56 cm^(-1)和277.37 cm^(-1)处是平面五边形的行为相反的对称振动,而244.85 cm^(-1)处是顶点不动中间摇摆的振动模式。

高压下快凝Pd_(82)Si_(18)非晶合金中二十面体结构分析

采用分子动力学方法对6种不同压强下Pd_(82)Si_(18)高温熔体快速凝固形成非晶固体的过程进行模拟,并采用团簇类型指数法和逆向追踪法对其进行微结构特征和遗传演化分析.研究结果表明:加压能够提高体系的玻璃转变温度,在高压条件下,凝固形成的结构中存在大量的二十面体,中心原子为Pd的二十面体与中心原子为Si的二十面体更易形成嵌套共享联结中程序.遗传分析结果表明加压有利于提高团簇的遗传起始温度和遗传分数,以Si原子为中心的团簇比以Pd为中心的团簇具有更强的遗传能力,对玻璃形成能力的影响更大.

含椭圆孔有限大二十面体准晶板平面弹性问题的边界元分析

基于扩展的Stroh方法,对含椭圆孔有限大二十面体准晶板平面弹性问题进行边界元分析.首先利用扩展的Stroh方法,研究了二十面体准晶的Green函数,得到了含椭圆孔无限大二十面体准晶平面弹性问题位移和应力的基本解.利用该基本解,通过加权余量法建立了区域内积分方程和边界积分方程,并采用线性插值函数及Gauss积分对含未知量的边界积分方程和区域内积分方程分别进行离散,得到了离散格式.进一步,对椭圆孔的孔边应力进行了数值求解,并将有限大板的数值结果与无限大板的解析解进行了对比验证,说明当板与椭圆孔尺寸之比小于某下限值时,不能用无限大板的解析解对有限大板进行分析.最后,分析了在垂向拉伸作用下,板的大小、孔口尺寸及倾斜角度对孔边应力的影响.结果表明:板的尺寸沿垂直拉伸方向变化对孔边应力的影响更明显;随着椭圆孔尺寸的增加,孔边应力集中现象越明显;若长轴垂直拉伸方向,椭圆孔倾斜会减缓孔边应力集中程度.

二十面体多硼氢B_(12)H_(12)^(2-)阴离子化合物及其在火炸药中的应用研究进展

系统概述了二十面体闭笼型硼氢阴离子B_(12)H_(12)^(2-)及火炸药研究中的相关化合物的制备、热行为、热化学、能量性质;展望了此类多硼氢化合物在此领域中的应用前景。指出未来多硼氢化合物推进剂研究的主要方向为:以理论计算为基础,以多硼氢化合物完全燃烧为目标,设计、合成、筛选出在火炸药体系中高效率释放其固有能量的新的高能和超高能B_(12)H_(12)^(2-)离子衍生物。附参考文献158篇。

二十面体团簇的遗传:一个与快凝Cu_(56)Zr_(44)合金玻璃形成能力有关的动力学参数

采用分子动力学方法模拟研究了液态Cu_(56)Zr_(44)合金在不同冷速γ与压力P下的快速凝固过程,并通过基于Honeycutt-Andersen键型指数的扩展团簇类型指数法对其微结构演变特性进行了分析.结果表明:快凝玻璃合金的局域原子组态主要是(12 12/1551)规则二十面体、以及(12 8/1551 2/1541 2/1431)与(12 2/14418/1551 2/1661)缺陷二十面体.通过原子轨迹的逆向跟踪分析发现:从过冷液体中遗传下来的二十面体对快凝合金的玻璃形成能力(GFA)具有重要影响,不仅其可遗传分数F_i=N^i_(300 K←T_g/N_(T_(g)))与GFA密切相关,而且其遗传起始温度(T_(onset))与合金约化玻璃转变温度T_(rg)=T_g/T_m也存在很好的对应关系.

基于二十面体剖分格网的球面实体表达与Voronoi图生成

在分析当前球面空间数据结构的基础上,讨论了利用Snyder等积投影在二十面体上建立球面空间基础剖分方式的思路,然后在初始投影面上采用六边形格网进行层次细分,获得多分辨率的全球铺盖。提出了基于六边形格网的三叶节点管理与瓦片编码的基本思路,确立了球面不同实体的六边形格网表达模式。在此基础上,提出了基于球面六边形铺盖的Voronoi图生成算法,实验验证了算法的正确性与效率。

正二十面体球面菱形离散格网的编码模型及其映射方法

全球离散格网为全球尺度的空间数据组织与管理提供了基础环境,而全球离散格网的编码体系,则可屏蔽不同坐标参考框架下的坐标转换,减少空间分析的复杂度,有利于数据的多尺度表达和统一建模。相对于其他类型的全球离散格网,基于正二十面体所构建的球面菱形离散格网具有更均匀的几何性质,有利于球面空间数据的集成与表达。但基于正二十面体的球面菱形离散格网的初始菱形边线并不贴合经纬线,这导致相对于基于正八面体的球面菱形离散格网,其格网结构更为复杂。这对构建正二十面体球面菱形离散格网的层次编码模型和建立其与地理坐标间的映射关系转换带来了新的挑战。针对这一问题,本文基于Hilbert曲线构建了正二十面体球面菱形离散格网编码模型,并在此基础上设计了格网编码与地理坐标的相互转换方法。研究表明,利用球面菱形离散格网与平面规则格网的相似性,基于Hilbert曲线构建的正二十面体球面菱形离散格网编码模型能够隐式表达空间尺度与位置信息,且在地理坐标与格网编码转换方面兼具效率与精度,可以支持全球海量空间数据建模、集成管理以及各类空间分析。

Mg-Zn-Y三元合金中二十面体准晶相生长形貌及其演化

采用常规凝固方法在Mg-Zn-Y三元合金系中获得了大体积分数的二十面体准晶。二十面体准晶相有2种典型形貌特征:一种为花瓣状,另一种为多边形形状。这是准晶在生长过程中形貌演化的结果。合金的成分和冷却速率是影响准晶形貌的主要因素。准晶合金中生成的低温相越多,冷却速率越慢,准晶相生长的时间和空间条件越好,准晶相越容易由花瓣状演化成多边形状。准晶的形成有包晶反应参与,包晶反应是一种由初生固态相扩散控制的反应,因此,准晶在生长初期和最终形态其元素含量有明显差别,分析表明,准晶生长初期Mg元素含量偏低,Zn和Y元素含量偏高。

Mg30Zn60Y10合金中二十面体准晶相的形成和生长

通过常规凝固方法在Mg30Zn60Y10三元合金中获得大体积分数准晶。准晶相由包晶反应生成。能谱分析结果表明包晶反应中初生相的成分近似为Mg16.32Zn70.60Y13.08,准晶相成分为Mg36.94Zn56.21Y6.63。差热分析显示初生相在723℃形成,准晶相生成温度为648℃。利用快淬方法使准晶相生长初期形貌得以保留,发现准晶相初期形貌受初生相形貌直接影响,但随后则按其晶体学优先方向生长,最终长成花瓣状准晶。准晶合金凝固过程中生成的低温相越多,准晶相熟化时间越长,越容易使准晶花瓣端部粗化以及在端部发生分叉。端部的分叉使得花瓣准晶破碎,这些破碎的准晶游离到低温相中在界面能的作用下形成多边形结构。

Mg_(30)Zn_(60)Y_(10)合金中二十面体准晶相的生长及形态演化

利用楔形铜模具激冷浇注方法和SEM、XRD、DTA、TEM等分析手段,研究了Mg30Zn60Y10合金中二十面体准晶相(I-相)的形成过程和不同冷速下该合金的凝固组织。研究结果表明,在中等冷速下,I-相主要以初生相与剩余液相发生包晶反应形成。随着冷速的增大,I-相的生长形貌将由棱面状向枝晶状转变。当冷速大到一定程度时发生初生相的相选择。在利用DTA分析I-相的形成温度时发现,包晶反应即I-相开始形成的温度受分析时采用的温度变化速率影响。

Mg-Zn-Y三元合金富Mg区凝固组织及二十面体准晶相形貌

通过常规凝固方法在Mg28Zn2Y三元合金中的富Mg区获得了二十面体稳定准晶相。Mg28Zn2Y三元合金铸态组织中存在α-Mg相,Mg7Zn3相和二十面体准晶相。该合金的准晶形貌有两种:一种为尺寸较大、具有五次对称性的花瓣状;另一种为尺寸稍小、对称性不太明显的团状。五次对称性的花瓣状形貌是二十面体准晶,是按其特有的五次对称轴的择优方向自由生长所致。冷却速率直接影响合金凝固过程中准晶熟化时间。熟化时间越长,越容易使准晶花瓣端部粗化以及在端部发生分叉。端部的分叉容易使得花瓣准晶破碎,破碎的准晶游离到低温相中,在界面能的作用下形成多边形形貌。

二十面体碳硼烷的亲电取代定位效应理论研究

利用Gaussian94从头计算程序在6－31G基组下对二十面体碳硼烷C2B10H12、CB11H-12及其衍生物CB11H11Br-进行了从头计算．结果表明，在亲电取代反应中，杂原子C具有对、间位定位效应，取代基-Br为邻、对位定位基团，与实验事实相符．

二十面体准晶对非晶形成影响的模拟

采用分子动力学模拟技术,以液态金属Ni为例,研究了在不同冷却条件下形成晶体及非晶的过程.模拟采用镶嵌原子法(EAM)作用势,得到了不同温度、不同冷却速度下Ni的径向分布函数以及原子组态变化的重要信息,利用键对分析技术探讨了二十面体准晶对非晶形成的影响.

二十面体钯纳米颗粒催化邻氯硝基苯的氢化

考察了γ-Al2O3负载的二十面体金属Pd纳米颗粒对邻氯硝基苯的催化氢化反应,初步探讨了该催化剂的催化性能.在氢压1 MPa、温度50℃、反应时间2 h的条件下,邻氯硝基苯转化率可达100%,邻氯苯胺的选择性可达65.4%;添加适当的金属离子可缩短氢化反应时间,转化率100%,邻氯苯胺的选择性可提高至88.1%.

正二十面体和二十面体对称病毒

本文从结晶学和拓扑学角度出发,分析了正二十面体的结构特征,并分别阐述了二十面体对称病毒的“准晶体构筑的二十面体原理”和二十面体上的点与球面上的点的拓扑等价关系.并且,在可单纯剖分的基础上,对其二十面体病毒的拓扑表面和三角形剖分数给予了详细的描述.

正二十面体金刚石的形成及其计算机模拟

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法,以甲烷和氢气为反应气体,在YG13(WC1-3%Co)硬质合金基体上制备了金刚石膜。膜中存在大量五重对称结构的正二十面体金刚石晶粒(IDC)。当尺寸较小时晶粒为较完整的正二十面体形状,尺寸达微米级后晶粒为带有"沟槽"或"凹坑"的变种正二十面体形状。研究了IDC的形成机制,并进行了计算机模拟。结果表明:对于四面体立方结构来说,IDC的{111}孪晶面与正常{111}孪晶面相比存在2.87o的差异,孪晶面两侧原子几何位置失配,使其成为畸变孪晶面,这种畸变孪晶面导致IDC晶粒存在"凹坑"和"沟槽";IDC的晶核是正十二面体烷(C20H20)。

单体在正二十面体衣壳中的聚集形式及其参数间的关系

单体(或称胥白亚单位)在正二十面体病毒衣壳中按一定数量“等价”和“准等价”的原则聚集成各种形式的寡聚体和壳粒。本文通过三角形坐标和病毒的构型分析了单体在衣壳上的各种排列、组合。并阐述了单体数与其它衣壳参数之间的关系。同时,对各种正二十面体病毒衣壳中的单体总数进行了计算。 1.单体在正二十面体衣壳中的聚集形式 单体是构成病毒衣壳较为简单的结构单位。

Al-Mg-Zn二十面体准晶合金中的Frank-Kasper相

Frank-Kasper相Mg32（Al，Zn）49是与其准晶相相对应的1／1近似相，它具有二十面体壳层密堆结构。研究了在常规凝固条件下化学成分为A1，Mg40Zn60-x（x=20-45，摩尔分数）合金中Frank-Kasper相的组织形貌。利用光学显微镜、X射线衍射仪及扫描电镜，确定了Frank-Kasper相的组织及成分。结果表明：AlxMg10Zn60-x（x=20～45）合金中均为单相的Frank-Kasper相；随铝含量的增加，其形貌由花瓣状逐渐向“十字架”状组织转变。

二十面体Zn_6Mg_3Y_1对AZ91D镁合金性能的影响

通过普通凝固技术获得5种含有二十面体准晶相Zn6Mg3Y1的Mg-Zn-Y合金,按质量比2∶5与AZ91D熔合制备实验合金。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察合金微观组织形貌;用扫描电镜附带的能谱分析仪(EDS)分析其微区化学成分;采用维氏硬度测试仪测试合金硬度;用热膨胀分析仪测定合金的热膨胀系数;模拟海洋环境下,测试合金的电化学腐蚀性能。结果表明:二十面体准晶相Zn6Mg3Y1的添加提高了AZ91D镁合金的硬度;降低了AZ91D镁合金的热膨胀系数,并表现出良好的高温热稳定性;AZ91D镁合金的抗腐蚀性能得到显著改善,腐蚀电流密度较AZ91D合金有1～2个数量级的提高。