偶氮四唑胍盐GZT高压物性的第一性原理计算

偶氮四唑胍盐GZT具有良好的爆轰性能和较低的感度,是潜在的高能钝感炸药和气体发生剂.目前针对GZT的研究主要集中在常温常压状态下,而对其在高压等极端条件下的研究极少开展,其压力下的结构稳定性、电子性质以及氢键相互作用还有待深入分析.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了GZT在0~50 GPa压力下的结构稳定性、电子结构以及氢键相互作用.研究结果表明,GZT在此压力范围内没有发生结构转变,其结构在x轴方向上氢键分布稀少的特点导致了它沿此方向容易被压缩,C1-N1是结构中表现得最不稳定的化学键.同时,GZT属于间接带隙化合物,带隙随着压力的增加而单调递减,感度增加.此外,N-H…N类型的氢键在GZT所有的相互作用中占据主导地位氢键沿yz平面的贡献占主要地位,沿x轴贡献很少.压力使得氢键相互作用的范围扩大且距离缩短.

非常规储层复杂压力系统地球物理刻画:以复兴地区侏罗系储层为例

异常地层压力预测是油气开发中面临的难点问题之一,随着页岩油气和致密砂岩气等非常规储层开发的不断深入,地层压力系统的复杂程度不断增大,同一地区超压和负压并存的现象时有发生,对复杂压力系统进行准确刻画具有重要的应用价值。针对复兴地区侏罗系页岩气储层和致密砂岩储层所形成的2套超压系统和1套负压系统,分析了超压和负压的地球物理响应特征和敏感弹性参数,发现泥岩地层的体变模量在负压-超压区间与地层压力具有良好的相关性,据此提出一种基于泥岩体变模量的超压和负压一体化预测方法,并利用测井数据和地震数据计算了单井压力曲线和三维地层压力数据体。该方法的关键在于利用超压和负压地层的泥岩进行一体化压力预测,降低岩性变化因素的影响;其次,选取与异常压力物理机制具有直接关联的体变模量作为预测参数,提高预测模型的精度。根据测井和地震压力预测结果,研究区东岳庙段强超压系统的压力保存条件较好,压力结构特征稳定,压力系数最大约为2.0;凉高山组超压系统的压力保存条件相对较差,压力结构特征横向差异较大,压力系数最大约为1.65;凉高山组负压系统压力系数约为0.5~1.0,且与下伏超压系统存在一定的耦合作用。对比超压和负压钻井实测数据,研究区单井压力曲线与三维地层超压和负压预测结果均达到较高的吻合度。

偶氮四唑叠氮基甲脒AFZT高压物性的第一性原理计算

偶氮四唑叠氮基甲脒AFZT的爆轰性能表现优异,在高能炸药领域中具有广阔的应用前景.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了AFZT在0~50 GPa压力下的晶体结构、电子性质以及氢键相互作用,并分析了这些性质在压力下的变化规律.在压力的作用下,AFZT晶体在5 GPa下发生了结构转变并伴随着电子结构中带隙值的突变,其带隙先减小后增大再减小,总态密度的峰值随着压力的增加而减小.结构中叠氮甲脒阳离子上的N8-N9与N9-N10键在压力下表现得最稳定,N-H…N类型的氢键在所有相互作用中占据主导地位.此外,AFZT结构沿不同晶轴压缩的难易程度与此方向上氢键相互作用分布的疏密有关,并且其氢键主要沿xz平面分布而在y轴上分布极少,这导致了它沿y轴方向最易被压缩.

基于知识图谱的大学物理实验课程教学策略研究——以“迈克耳孙干涉”实验项目为例

大学物理实验课程在培养本科生的创新实践能力方面发挥着重要的作用。构建大学物理实验课程教学知识图谱,要系统梳理大学物理实验课程所涉及的具体实验项目中的各教学知识点,结合国内其他国家级实验教学示范中心大学物理实验教材中的教学内容,参考相关实验项目已经公开发表的论文以及授权的专利等。大学物理实验课程教学知识图谱分为“实验项目名称”“教学考核”和“技术应用”三大模块。基于知识图谱的大学物理实验课程教学,一方面可为教育部教指委开展的实验教学标准化工作提供参考,另一方面可进一步增强大学物理实验课程在创新型本科人才中所起的作用。

四游标分光计的设计与实验教学应用

为丰富基于分光计的大学物理实验课程教学内容,设计并制作了四游标分光计.该分光计以位置可固定的刻度盘的刻度线为基准,其中1对游标用于实现准直管旋转角度的精确测量,另1对游标用于实现望远镜旋转角度的精确测量.以三棱镜折射率的精确测量为例,详细给出了四游标分光计的使用方法及操作步骤,测量得出低压汞灯绿色谱线在ZF1重火石玻璃材质中的折射率n=1.6544±0.0007,实验结果与理论值相符.

含能材料“热点”点火研究进展

概括总结了含能材料的“热点”点火研究进展。首先,从含能材料点火的表观现象出发,分析了影响其“热点”点火的内部因素和外部因素,并且综述了“热点”点火的临界条件;然后,从含能材料点火的内在机制入手,综述了几种目前公认的“热点”形成微观机制,主要对比分析了基于孔洞塌缩机制建立的几种物理模型的优缺点;最后,提出了关于完善“热点”理论面临的重大挑战,认为建立一个多元的“热点”形成微观机制是未来的一个研究方向。同时,认为建立一个能够准确描述含能材料点火过程的多尺度多场耦合的“热点”反应速率模型是完善“热点”理论的重中之重。附参考文献102篇。

α和β-Si_(3)N_(4)的电子、光学及热力学性质的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了α-Si_(3)N_(4)和β-Si_(3)N_(4)的晶体结构、电子结构、光学性质和声子谱,并对结果进行了理论分析.计算结果表明两种相都含有较强的共价键,均为绝缘体,且α-Si_(3)N_(4)的禁带宽度略大于β-Si_(3)N_(4).计算获得的光学吸收系数表明α-Si_(3)N_(4)和β-Si_(3)N_(4)主要吸收紫外光,并二者的能量损失峰在24.4 eV附近.α-Si_(3)N_(4)和β-Si_(3)N_(4)的声子谱中均无虚频,表明二者的结构是稳定的.在0~1000 K范围内,α-Si_(3)N_(4)的热容约为β-Si_(3)N_(4)的两倍.本文的计算结果可以为Si_(3)N_(4)的相关应用提供理论依据.

高压下氯化钠型SnAs结构和电子性质的密度泛函理论研究

基于第一性原理计算方法研究了高压对氯化钠型SnAs结构和电子特性的影响.计算结果表明,晶格参数随着压力的增加而减小;状态密度显示随着压力的增加,As-p态的减小导致了SnAs电导率降低.通过对电荷密度和Mulliken重叠布居的研究,分析了Sn和As原子之间的键合情况,表明了SnAs中共价键随着压力的增加而增强.进一步分析得知费米能级电子态密度的降低,可能导致了Tc的降低.

含能材料摩擦感度的影响因素及理论预测

综述了不同影响因素,包括内部影响因素(物理和化学性质、分子组成和电子结构、热解参数以及其他)和外部影响因素(添加剂和配比、包覆和共晶)对含能材料摩擦感度影响的研究进展,推测了可能影响含能材料摩擦感度更为重要的因素,比如表面能和过剩能量等;总结了目前已有的含能材料摩擦感度的预测模型,对比分析了不同含能材料摩擦感度预测模型的优缺点;提出了关于含能材料摩擦感度的研究方向,即建立具有普遍性的含能材料摩擦感度预测模型。因此,具有普遍性的摩擦感度理论模型结合精确的摩擦感度实验数值,才能更好地促进含能材料摩擦感度研究的发展。附参考文献99篇。

闪锌矿型CdTe电子结构和光学性质的第一性原理

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了闪锌矿型CdTe的能带结构、态密度和光学性质.计算表明,闪锌矿型CdTe为直接带隙半导体,禁带宽度为0.671eV.计算并分析了闪锌矿型CdTe的复折射率、复介电函数、吸收系数、光电导率、损失函数和反射率,其折射率为2.69,静态介电常数为7.23.计算结果与其他文献结果吻合较好,为闪锌矿型CdTe的应用提供了理论依据.

锐钛矿型TiO_2的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了锐钛矿型TiO2的能带结构、态密度和光学性质。分析了锐钛矿型TiO2的复介电常数、复折射率、吸收系数、反射率和损失函数,计算结果与其他文献结果吻合较好。通过对比发现,由于锐钛矿型TiO2晶体结构的对称性,在(100)和(001)方向上具有明显的光学各向异性。

A-La2O3电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算A-La2O3的电子结构和光学性质.结果表明,A-La2O3属于间接带隙氧化物,禁带宽度为3.72 eV;其价带主要由La的5s,5p和6s态电子以及O的2s和2p态电子构成,导带主要由La的5d态电子构成.经带隙校正后,计算得到A-La2O3在(100)和(001)方向上的光学线性响应函数随光子能量的变化关系,包括复介电函数、复折射率、吸收光谱、反射光谱、损失函数和光电导谱.结果表明,A-La2O3在(100)和(001)方向上具有光学各向异性,并且具有从近紫外到红外的透明区域,为A-La2O3的应用提供了理论依据.

纤锌矿型氧化锌电子结构的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下局域密度近似平面波超软赝势法,计算了纤锌矿型ZnO的能带结构、态密度和复介电常数,计算结果与其他文献结果吻合较好,并从理论上分析了它们之间的关系。结果表明,纤锌矿型ZnO在(100)和(001)方向上具有光学各向异性,为纤锌矿型ZnO的应用提供了理论依据。

地震动振幅对库岸边坡地震响应的影响研究——以三峡库区某边坡为例

随着三峡水库蓄水位抬升至175m,水库诱发地震频发,加之近十年西南地区天然构造地震活动水平较高,为此针对三峡库区的边坡在地震作用下的稳定性分析具有重要的工程实际意义。地震动特性一般可以通过振幅、频谱和持时这三个要素来描述,若干研究表明地震动三要素对边坡地震响应具有显著影响。本文以三峡库区某边坡为研究对象,基于前人的相关研究成果,采用数值模拟结合定性分析的方法,研究分析边坡在地震作用下的动力反应,着重探讨地震动振幅对库区边坡动力响应的影响。

四方晶相HfO_2电子结构和弹性常数的第一性原理计算

通过基于密度泛函理论(DFT)框架下局域密度近似(LDA)平面波超软赝势法,计算了四方晶相HfO2基态的电子结构和弹性系数矩阵。根据晶体场理论和分子轨道理论分析了四方晶相HfO2的分子轨道成键,其结果与计算得到的态密度图能很好吻合。计算得到四方晶相HfO2的弹性系数C11、C12、C13、C33、C44和C66分别为397.38、256.23、114.92、390.665、2.70和168.90GPa,体积模量为234.73(±5.51)GPa,在[100]和[001]方向上的杨氏模量分别为227.51 GPa和350.26 GPa。计算结果与其他文献值基本相符,这为四方晶相HfO2的实际应用提供了理论依据。

闪锌矿型CdSe电子结构和光学性质的研究

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了闪锌矿型CdSe的电子结构和光学性质。计算结果表明闪锌矿型CdSe为直接带隙半导体,禁带宽度为0.52eV。计算并分析了闪锌矿型CdSe的复介电函数、复折射率、反射率、吸收系数、损失函数和光电导率,计算得到其静态介电常数为6.18,折射率为2.49,吸收系数的最大峰值为298362.9cm1,理论计算结果与其他文献结果基本一致,为闪锌矿型CdSe的应用提供了理论参考数据。

六方HfB_2弹性性质、电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了六方HfB2的几何结构、弹性性质、电子结构和光学性质.计算得到的晶格常数和弹性常数均与实验值相符,并说明了六方HfB2的晶体结构是稳定的;通过Reuss-Voigt-Hill模型计算得到了六方HfB2的体积、剪切、杨氏模量及泊松比,同时获得了六方HfB2的德拜温度,计算结果都与实验值相一致;六方HfB2的电子结构表明其具有金属性和共价性;计算得到六方HfB2在(100)和(001)方向上的光学线性响应函数随光子能量的变化关系,包括复介电函数、复折射率、反射光谱、吸收光谱、损失函数和复光电导谱,计算得到其静态介电常数在(100)和(001)方向上分别为47.92和27.77,折射率分别为6.93和5.27,计算结果表明了六方HfB2在(100)和(001)方向上具有光学各向异性,这为六方HfB2的应用提供了理论参考数据.

金刚石镀氧化钇增透膜系的设计与研究

为了提高金刚石的红外透过率,根据光干涉膜基础理论对薄膜增透进行了设计,获得了增透膜系的相关参数,并采用非规整设计中的彻底搜索法对所设计的膜系进行了增透效果分析。结果表明,在金刚石衬底上单面和双面镀Y2O3膜系后,透过率有明显提高。Y2O3膜系是性能优异的金刚石红外光学材料增透膜。

Si掺杂立方HfO_2的电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了Si掺杂立方HfO2的电子结构及光学性质。计算结果表明,掺杂后立方HfO2的电子结构发生了变化,费米面进入了杂质带,同时由态密度图可知掺杂能级的形成主要是Si的3p轨道的贡献。经带隙校正后,计算了Si掺杂立方HfO2的光学线性响应函数随光子能量的变化关系,包括吸收光谱、复介电函数、复折射率、反射光谱、损失函数及复光电导谱。结果表明,由于掺杂能级的出现,导致了立方HfO2吸收带边的红移。

闪锌矿型GaX(X=P,As,Sb)电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)框架下广义梯度近似平面波超软赝势法,计算了闪锌矿型GaX(X=P,As,Sb)的电子结构和光学性质。计算结果表明:GaP属于间接带隙半导体,GaAs和GaSb属于直接带隙半导体,禁带宽度分别为1.629 eV、0.612 eV和0.079 eV。经带隙校正后,计算得到闪锌矿型GaX(X=P,As,Sb)的复介电函数、复折射率、反射光谱和吸收光谱。随着X原子序数的增加,出现了明显的带边红移现象,为闪锌矿型GaX(X=P,As,Sb)的应用提供了理论依据。