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Investigation of Thermodynamic Properties of Zirconia Thin Films by Statistical Moment Method
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作者 Vu Van Hung Le Thi Thanh Huong Dang Thanh Hai 《Materials Sciences and Applications》 2018年第12期949-964,共16页
The moment method in statistical (SMM) dynamics is used to study the thermodynamic quantities of ZrO2 thin films taking into account the anharmonicity effects of the lattice vibrations. The average lattice constant, t... The moment method in statistical (SMM) dynamics is used to study the thermodynamic quantities of ZrO2 thin films taking into account the anharmonicity effects of the lattice vibrations. The average lattice constant, thermal expansion coefficient and specific heats at the constant volume of ZrO2 thin films are calculated as a function of temperature, pressure and thickness of thin film. SMM calculations are performed using the Buckingham potential for the ZrO2 thin films. In the present study, the influence of temperature, pressure and the size on the thermodynamic quantities of ZrO2 thin film have been studied using three different interatomic potentials. We discuss temperature and thickness dependences of some thermodynamic quantities of ZrO2 thin films and we compare our calculated results with those of the experimental results. 展开更多
关键词 Thin Film ZIRCONIA lattice CONSTANT thermal expansion Coefficient Specific HEATS at the CONSTANT Volume STATISTICAL MOMENT Method
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Planar bi-metallic lattice with tailorable coefficient of thermal expansion
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作者 Mengchuan Xu Zeang Zhao +4 位作者 Panding Wang Yijin Zhang Xiaogang Guo Hongshuai Lei Daining Fang 《Acta Mechanica Sinica》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第7期192-200,I0005,共10页
A mechanical metamaterial that has a tailorable coefficient of thermal expansion(CTE)is promising for guaranteeing the reliability of electrical and optical instruments under thermal fluctuations.Despite growing resea... A mechanical metamaterial that has a tailorable coefficient of thermal expansion(CTE)is promising for guaranteeing the reliability of electrical and optical instruments under thermal fluctuations.Despite growing research on the design and manufacturing of metamaterials with extraordinary CTEs,it remains challenging to achieve a nearly isotropic tailorable CTE while ensuring a sufficient load bearing capacity for applications,such as mechanical supporting frames.In this research,we propose a type of bi-metallic lattice whose CTE is artificially programmed from positive(75 ppm/K)to negative(−45 ppm/K),and whose equivalent modulus can be as high as 80 MPa.The bi-metallic lattice with a tailorable CTE in two orthogonal directions can be readily assembled without special modifications to construct large-scale planar structures with desired isotropic CTEs.A theoretical model that considers the actual configuration of the bi-metallic joint is developed;the model precisely captures the thermal deformations of lattice structures with varied geometries and material compositions.Guided by our theoretical design method,planar metallic structures that were manufactured using Al,Ti,and Invar alloy were experimentally characterized;the structures exhibited outstanding performance when compared with typical engineering materials. 展开更多
关键词 Mechanical metamaterial Metallic lattice Coefficient of thermal expansion Load bearing capacity
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Phase Evolution and Thermal Expansion Behavior of aγ′Precipitated Ni-Based Superalloy by Synchrotron X-Ray Diffraction 被引量:2
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作者 Zhiran Yan Qing Tan +6 位作者 Hua Huang Hailong Qin Yi Rong Zhongnan Bi Runguang Li Yang Ren Yandong Wang 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第1期93-102,共10页
The phase evolution and thermal expansion behavior in superalloy during heating play an essential role in controlling the size and distribution of precipitates,as well as optimizing thermomechanical properties.Synchro... The phase evolution and thermal expansion behavior in superalloy during heating play an essential role in controlling the size and distribution of precipitates,as well as optimizing thermomechanical properties.Synchrotron X-ray diffraction is able to go through the interior of sample and can be carried out with in situ environment,and thus,it can obtain more statistics information in real time comparing with traditional methods,such as electron and optical microscopies.In this study,in situ heating synchrotron X-ray diffraction was carried out to study the phase evolution in a typicalγ′phase precipitation strengthened Ni-based superalloy,Waspaloy,from 29 to 1050°C.Theγ′,γ,M_(23)C_(6)and M C phases,including their lattice parameters,misfits,dissolution behavior and thermal expansion coefficients,were mainly investigated.Theγ′phase and M_(23)C_(6)carbides appeared obvious dissolution during heating and re-precipitated when the temperature dropped to room temperature.Combining with the microscopy results,we can indicate that the dissolution of M_(23)C_(6)leads to the growth of grain andγ′phase cannot be completely dissolved for the short holding time above the solution temperature.Besides,the coefficients of thermal expansions of all the phases are calculated and fitted as polynomials. 展开更多
关键词 SUPERALLOY WASPALOY lattice misfit coefficients of thermal expansion X-ray diffraction Synchrotron radiation
原文传递
ELECTRONIC STRUCTURE AND PROPERTIES OF Au METAL 被引量:1
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作者 Xie Youqing Zhang Xiaodong +1 位作者 Ma Xiulin Zhao Liying 《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》 SCIE EI CAS CSCD 1992年第2期56-61,共6页
Using the new developed valence bond theory of metals,the electronic structure,crystal structure and physical properties of Au metal have been systematically analysed.It has been determined that its electronic structu... Using the new developed valence bond theory of metals,the electronic structure,crystal structure and physical properties of Au metal have been systematically analysed.It has been determined that its electronic structure is(5d_(n))^(4.65)(5d_(c))^(4.71)(6s_(c))^(0.62)(6s_(f))^(1.02).According to this electronic structure,lattice constant,cohesive energy.potential curve,bulk modulus and temperature dependence of liner thermal expansion coeCHcient have been calculated.The theoretical values of properties are all in good agreement with experimental results.This electronic structure has been verified in part by linear rigorous cellular method of band theory.It shows that the valence bond theory has been reached perfectly. 展开更多
关键词 AU electronic structure potential Ainction lattice constant cohesive energy thermal expansion coefficient
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堇青石基复相微晶玻璃的性能预测与组分优化 被引量:1
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作者 赵彦钊 李晋东 +2 位作者 呼浩 胡智敏 殷海荣 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期32-38,共7页
依据单纯形格子点设计,利用堇青石基质玻璃,低膨胀硼硅酸盐玻璃,熔融石英三种原料组分通过烧结法制备了堇青石基复相微晶玻璃,建立回归模型,并对其吸水率和热膨胀性能进行测试。结果表明:所建模型准确度高,可以准确地预测微晶玻璃的性能... 依据单纯形格子点设计,利用堇青石基质玻璃,低膨胀硼硅酸盐玻璃,熔融石英三种原料组分通过烧结法制备了堇青石基复相微晶玻璃,建立回归模型,并对其吸水率和热膨胀性能进行测试。结果表明:所建模型准确度高,可以准确地预测微晶玻璃的性能;在微晶玻璃单性能下优化时,通过指定性能可以确定原料组分;在双性能下优化时,通过指定的性能范围可以确定原料组分的区域。同理对于多性能,通过性能区域叠加,也可以确定原料组分的组成范围。在双性能优化的区域范围内,选择了一点进行验证实验,证明了实验的可靠性;该研究能给其他研究提供一个借鉴。 展开更多
关键词 单纯形格子点 微晶玻璃 吸水率 热膨胀系数 性能预测
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固相法合成负热膨胀性粉体ZrW_2O_8 被引量:30
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作者 程晓农 孙秀娟 +1 位作者 杨娟 徐桂芳 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2005年第4期350-353,共4页
以分析纯ZrO2和WO3为原料,用固相法制备了负热膨胀材料ZrW2O8粉体.以X射线粉末衍射、扫描电子显微镜分别对粉体进行物相分析和形貌观测;通过高温X射线衍射以及Powder X软件计算不同温度下的晶胞参数,从而确定热膨胀系数.结果表明:经1 22... 以分析纯ZrO2和WO3为原料,用固相法制备了负热膨胀材料ZrW2O8粉体.以X射线粉末衍射、扫描电子显微镜分别对粉体进行物相分析和形貌观测;通过高温X射线衍射以及Powder X软件计算不同温度下的晶胞参数,从而确定热膨胀系数.结果表明:经1 220℃保温3 h制备出的高纯度ZrW2O8粉体为单一立方结构,平均粒径为0.5μm;ZrW2O8粉体有显著的负热膨胀特性,在室温到150℃范围内,所得ZrW2O8粉体热膨胀系数为-11.58×10-6K-1;200~500℃范围内,热膨胀系数为-3.77×10-6K-1;在整个温度范围内平均热膨胀系数为-6.31×10-6K-1. 展开更多
关键词 ZRW2O8 负热膨胀 固相法 合成
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La_(0.9)Sr_(0.1)MnO_3微波合成和晶格热膨胀系数的研究 被引量:4
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作者 储刚 翟秀静 +2 位作者 符岩 毕诗文 张晓顺 《稀土》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期1-4,共4页
采用微波法合成固体氧化物燃料电池负极材料La0.9Sr0.1MnO3,并用动态高温粉末X射线衍射技术,对微波合成的产物La0.9Sr0.1MnO3从室温到1200℃之间的晶格热膨胀系数进行了测定。实验结果表明:在测试温度范围内,La0.9Sr0.1MnO3的晶格膨胀... 采用微波法合成固体氧化物燃料电池负极材料La0.9Sr0.1MnO3,并用动态高温粉末X射线衍射技术,对微波合成的产物La0.9Sr0.1MnO3从室温到1200℃之间的晶格热膨胀系数进行了测定。实验结果表明:在测试温度范围内,La0.9Sr0.1MnO3的晶格膨胀系数与温度呈线性关系。微波法合成的La0.9Sr0.1MnO3的晶格热膨胀系数为:△a/a0△T=8.9×10-6/℃、△c/c0△T=11.2×10-6/℃和△V/V0△T=29.3×10-6/℃。在实验温度区间内未发现样品有明显的相变或结构转变现象。 展开更多
关键词 固体氧化物燃料电池 微波合成 晶格热膨胀系数 动态高温粉末X射线衍射
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氧化镁含量对MgAl_2O_4/W复合材料组成和结构的影响 被引量:3
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作者 韩兵强 李楠 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期79-83,共5页
以铝热还原法合成了MgAl2O4/W复合材料。研究结果表明:通过调整氧化镁的含量可以获得含富铝尖晶石或富镁尖晶石与金属钨的复合材料。其中富铝尖晶石晶体发育完整,氧化铝含量大于80%。金属钨主要以等轴晶存在,约1~8μm。随氧化镁含量的... 以铝热还原法合成了MgAl2O4/W复合材料。研究结果表明:通过调整氧化镁的含量可以获得含富铝尖晶石或富镁尖晶石与金属钨的复合材料。其中富铝尖晶石晶体发育完整,氧化铝含量大于80%。金属钨主要以等轴晶存在,约1~8μm。随氧化镁含量的增加,尖晶石的晶格常数逐渐变大。富铝尖晶石和富镁尖晶石具有不同的生长机理。 展开更多
关键词 MgAl2O4/W复合材料 组成 结构 氧化镁 铝热反应 热膨胀系数 固溶体 晶格常数
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基于高导热碳纤维的HgCdTe大面阵探测器热适配结构在空间红外遥感相机中的应用 被引量:5
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作者 罗世魁 成桂梅 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期26-31,共6页
Hg Cd Te面阵探测器是空间红外遥感相机的关键部件,随着性能需求的不断提高,器件的规模尺寸不断扩大。Hg Cd Te面阵探测器在常温下与承载板进行装配,但在深冷状态下工作,需要耐受200 K左右的温度波动。由于探测器与承载板的线膨胀系数... Hg Cd Te面阵探测器是空间红外遥感相机的关键部件,随着性能需求的不断提高,器件的规模尺寸不断扩大。Hg Cd Te面阵探测器在常温下与承载板进行装配,但在深冷状态下工作,需要耐受200 K左右的温度波动。由于探测器与承载板的线膨胀系数不匹配,温度波动会引起探测器翘曲变形,变形严重时,将导致探测器损伤。提出基于高导热碳纤维的Hg Cd Te大面阵探测器热适配结构,以碳纤维的轴向高热导率降低结构热阻,以碳纤维的极小抗弯截面模量实现热适配结构两端面间的刚度解耦。相对于探测器与承载板直粘,引入基于高导热碳纤维的热适配结构后,探测器与承载板间的热阻仅增加了约1%,而探测器热失配翘曲变形衰减了99.9%,解决了大面阵探测器与承载板间的热失配翘曲变形损伤问题。并对基于碳纤维的热适配结构制备工艺方案进行了简单介绍。 展开更多
关键词 热适配结构 HG Cd Te面阵探测器 空间红外遥感相机 碳纤维 悬臂梁 线膨胀系数
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磷灰石晶格热膨胀性质的实验研究 被引量:4
10
作者 王升高 刘羽 《化工矿物与加工》 CAS 北大核心 2001年第6期8-10,共3页
本文采用高温粉晶X射线衍射技术 ,对溶胶—凝胶法合成羟基磷灰石 (Hap) ,提拉法合成氟磷灰石 (Fap)和天然沉积型碳氟磷灰石 (CFap)从室温到 95 0℃之间的晶格热膨胀系数进行了测定。实验结果表明 :在测试温度范围内 ,各样品的晶格膨胀... 本文采用高温粉晶X射线衍射技术 ,对溶胶—凝胶法合成羟基磷灰石 (Hap) ,提拉法合成氟磷灰石 (Fap)和天然沉积型碳氟磷灰石 (CFap)从室温到 95 0℃之间的晶格热膨胀系数进行了测定。实验结果表明 :在测试温度范围内 ,各样品的晶格膨胀系数与温度呈线性关系。Hap的△a/a与△c/c分别为 13 .8× 10 - 6 C- 1 和 15 .3× 10 - 6 C- 1 ,Fap的△a/a与△c/c分别为 15 .8× 10 - 6 C- 1 和 18.2× 10 - 6 C- 1 ,CFap的△a/a与△c/c分别为 15 .3× 10 - 6 C- 1 和 18.5× 10 - 6 C- 1 。在实验温度区间内未发现样品有明显的相变或结构转变现象 ,高温实验后样品的傅立叶变换红外光谱测定证实了这一推断。 展开更多
关键词 羟基磷灰石 晶格热膨胀系数 高温粉晶X射线衍射 生物材料 溶胶-凝胶法 提拉法
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面内二维零膨胀混杂复合材料层合板设计 被引量:2
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作者 黄龙男 王新波 张东兴 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期91-94,共4页
为使FRP结构在太空交变温度场下的热稳定性能要求,研究了面内二维零热膨胀混杂复合材料层合板设计理论.采用细观力学方法和经典层合板理论,分析层合板的纤维含量、混杂比及其铺层角等对层合板热膨胀系数的影响规律.建立了层内混杂复合... 为使FRP结构在太空交变温度场下的热稳定性能要求,研究了面内二维零热膨胀混杂复合材料层合板设计理论.采用细观力学方法和经典层合板理论,分析层合板的纤维含量、混杂比及其铺层角等对层合板热膨胀系数的影响规律.建立了层内混杂复合材料层合板面内二维热膨胀系数设计理论.理论分析和实验结果表明,合理设计复合材料层合板的纤维含量、混杂比及其铺层,可以实现面内二维零膨胀. 展开更多
关键词 热膨胀系数 混杂比 面内二维零膨胀
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LPCVDSi基转换生长3C-SiC薄膜的光学性质初探 被引量:1
12
作者 杨治美 张云森 +4 位作者 廖熙 杨翰飞 晋勇 孙小松 龚敏 《光散射学报》 北大核心 2009年第4期304-308,共5页
本文采用LPCVD技术在高温条件下,利用甲烷和氢气混合气体作为碳源,在n-Si(111)衬底上制备3C-SiC薄膜。通过XRD、XPS、SEM、FT-IR和PL研究发现:温度对3C-SiC薄膜的形貌和晶体质量有较大的影响,并且生长温度对3C-SiC薄膜的780 cm-1左右的F... 本文采用LPCVD技术在高温条件下,利用甲烷和氢气混合气体作为碳源,在n-Si(111)衬底上制备3C-SiC薄膜。通过XRD、XPS、SEM、FT-IR和PL研究发现:温度对3C-SiC薄膜的形貌和晶体质量有较大的影响,并且生长温度对3C-SiC薄膜的780 cm-1左右的FT-IR反射峰强度影响非常大;在室温测试条件下,3C-SiC薄膜有较强的蓝光波段的荧光峰。 展开更多
关键词 立方碳化硅 薄膜 光学性质 晶格失配 热膨胀系数
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MC尼龙和MC尼龙/纳米ZnO复合材料晶面间距的膨胀系数和收缩系数
13
作者 周莉 田彦文 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期35-38,共4页
采用原位聚合反应制备铸型(MC)尼龙6/纳米ZnO复合材料,并用动态高温X射线衍射(XRD)法对合成的MC尼龙/纳米ZnO复合材料进行研究,考察其在升温和降温过程中α1和α2晶面间距的变化、结晶结构的热稳定性。结果表明,随着温度的升高,MC尼龙的... 采用原位聚合反应制备铸型(MC)尼龙6/纳米ZnO复合材料,并用动态高温X射线衍射(XRD)法对合成的MC尼龙/纳米ZnO复合材料进行研究,考察其在升温和降温过程中α1和α2晶面间距的变化、结晶结构的热稳定性。结果表明,随着温度的升高,MC尼龙的α1(200)和α2(002+202)晶面分别发生了收缩和膨胀,降温过程中分别为膨胀和收缩。纯MC尼龙在升温过程中晶面的线膨胀系数为ααT1=-1.45515×10-4℃-1、ααT2=4.03985×10-4℃-1;降温过程中晶面的线收缩系数为βαT1=-2.53341×10-4℃-1、βαT2=3.77188×10-4℃-1。MC尼龙/纳米ZnO复合材料在升温过程中α1和α2晶面的线膨胀系数为ααT1=-1.45984×10-4℃-1、ααT2=3.18063×10-4℃-1;降温过程中α1和α2晶面的线收缩系数为βαT1=-1.23801×10-4℃-1、βαT2=2.98470×10-4℃-1。可见,纳米ZnO的加入,使MC尼龙对温度的敏感度降低,提高了MC尼龙的热稳定性。 展开更多
关键词 铸型尼龙 纳米ZNO 动态高温X射线衍射 晶面膨胀系数 晶面收缩系数
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新一代地球同步轨道气象卫星结构热变形分析 被引量:10
14
作者 方宝东 李应典 张建刚 《上海航天》 北大核心 2006年第6期50-53,共4页
根据用MSC.PATRAN软件建立的整星有限元模型,对某地球同步轨道(GEO)气象卫星的结构热变形进行了计算。分析建模中铝蜂窝夹芯板线膨胀系数和未考虑板厚时热载荷场的影响。给出了高/低温、铝合金/碳纤维蒙皮四种不同工况的整星最大变形和... 根据用MSC.PATRAN软件建立的整星有限元模型,对某地球同步轨道(GEO)气象卫星的结构热变形进行了计算。分析建模中铝蜂窝夹芯板线膨胀系数和未考虑板厚时热载荷场的影响。给出了高/低温、铝合金/碳纤维蒙皮四种不同工况的整星最大变形和有效载荷安装板对地变形角,并由此得到了整星和有效载荷板Y向的热变形图。分析结果表明,结合相关型号热真空试验数据,该法可有效地准确获得整星的热变形,对工程设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 地球同步轨道气象卫星 热变形 蜂窝板 热膨胀系数 热载荷 有限元模型
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利用pVT分析仪测定交联PEG的热膨胀系数、等温压缩系数和热压系数 被引量:1
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作者 徐婷 杨剑 +2 位作者 安立佳 姬相玲 姜炳政 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期117-120,共4页
利用 p VT10 0分析仪测得交联聚乙二醇的 p- V- T数据 ,并应用 Sanchez- Lacombe格子流体理论拟合出其 p VT状态方程。同时计算出了交联聚乙二醇 (PEG)的热膨胀系数 α,等温压缩系数 β和热压系数γ,为其在生物化学方面的生产。
关键词 pVT分析仪 交联聚乙二醇 热膨胀系数 等温压缩系数 热压系数
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Ni-Al二元合金γ相高温点阵常数及热膨胀系数的试验与计算研究 被引量:1
16
作者 王治超 鲁晓刚 朱娜琼 《上海金属》 CAS 2021年第4期105-111,118,共8页
采用高温X射线衍射及热膨胀法,测定了较宽温度范围内γ单相及γ+γ'两相Ni-Al合金中γ相的点阵常数及热膨胀系数。将试验结果与文献中的计算结果进行比较,发现在600~900℃范围内γ相点阵常数与热膨胀系数的试验值均小于Wang等的计... 采用高温X射线衍射及热膨胀法,测定了较宽温度范围内γ单相及γ+γ'两相Ni-Al合金中γ相的点阵常数及热膨胀系数。将试验结果与文献中的计算结果进行比较,发现在600~900℃范围内γ相点阵常数与热膨胀系数的试验值均小于Wang等的计算结果;相较于γ单相Ni-Al合金,γ+γ'两相合金中γ相点阵常数的试验值随温度的变化趋势与计算结果更吻合。分析认为,这是由于Wang等的点阵常数模型未考虑两相状态时共格应力对γ相点阵常数的影响。 展开更多
关键词 NI-AL合金 Γ相 点阵常数 热膨胀系数 高温X射线衍射
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层状半导体MoSe_2/WSe_2热学性能参数定量分析
17
作者 彭春 杨学弦 +2 位作者 黄勇刚 王小云 彭金璋 《吉首大学学报(自然科学版)》 CAS 2020年第5期32-36,共5页
利用键弛豫理论与局域键平均近似方法对过渡金属MoSe2和WSe2的热学参数进行了定量分析,建立了热膨胀系数、晶格常数、热应变分别与温度的函数关系式,揭示了层状半导体材料热学参量的温度效应物理机制,并获得了块体MoSe2和WSe2的德拜温... 利用键弛豫理论与局域键平均近似方法对过渡金属MoSe2和WSe2的热学参数进行了定量分析,建立了热膨胀系数、晶格常数、热应变分别与温度的函数关系式,揭示了层状半导体材料热学参量的温度效应物理机制,并获得了块体MoSe2和WSe2的德拜温度分别为276,260 K.实验结果表明,热膨胀系数与德拜比热成正比,与原子结合能成反比;温度高于材料的德拜温度的1/3时,晶格常数、热应变与温度呈线性关系. 展开更多
关键词 半导体 层状材料 热膨胀系数 晶格常数 热应变 温度
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方向性热膨胀系数可设计点阵结构均匀化性能分析 被引量:1
18
作者 王帅 牛飞 牛斌 《现代机械》 2021年第5期29-34,共6页
周期性点阵结构因具有大量微观结构,直接分析较为费时,通常采用近似等效模型。本文针对单方向热膨胀系数可设计的点阵结构,采用渐近均匀化方法获得等效模量和等效热膨胀系数,进而针对点阵结构单胞周期性排列构成的简单几何和复杂拓扑构... 周期性点阵结构因具有大量微观结构,直接分析较为费时,通常采用近似等效模型。本文针对单方向热膨胀系数可设计的点阵结构,采用渐近均匀化方法获得等效模量和等效热膨胀系数,进而针对点阵结构单胞周期性排列构成的简单几何和复杂拓扑构型的结构,分别采用均匀化后等效模型和点阵离散模型进行有限元分析,在保证点阵结构材料用量的同时分别改变点阵填充数目、点阵填充形式、载荷和边界条件,对比两者在温度和力载荷作用下的位移响应,讨论渐近均匀化方法预测的准确性。 展开更多
关键词 双材料点阵 可设计热膨胀系数 渐近均匀化
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基于拉伸主导的热膨胀点阵超材料带隙特性分析 被引量:1
19
作者 刘成龙 吕树辰 许卫锴 《沈阳航空航天大学学报》 2021年第3期40-46,共7页
当前科技的发展对材料的多功能性提出了更高的要求。基于有限元方法和布洛赫理论,针对基于拉伸主导型的热膨胀点阵超材料进行了带隙特征研究,分析了弹性波在周期性点阵超材料中传播的色散性能,并讨论了不同的构型和材料参数对其带隙的... 当前科技的发展对材料的多功能性提出了更高的要求。基于有限元方法和布洛赫理论,针对基于拉伸主导型的热膨胀点阵超材料进行了带隙特征研究,分析了弹性波在周期性点阵超材料中传播的色散性能,并讨论了不同的构型和材料参数对其带隙的影响。结果表明,该热膨胀构型在满足热膨胀系数可调控功能以及一定刚度要求的同时,也存在一定的带隙特性。通过合理的选材和形状设计,有望实现特定膨胀性质和带隙设计的双目标共赢,使复合材料具有更好的可调谐性和多功能性。 展开更多
关键词 点阵超材料 带隙特性 声子晶体 热膨胀系数 周期结构 拉伸主导
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UO2-Er2O3燃料热物理性能的分子动力学模拟
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作者 刘羽 肖红星 +4 位作者 张翔 曾强 刘喆 冷科 马亮 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期130-133,共4页
为了维持反应堆中核裂变反应的平稳运行,需要在反应堆燃料元件中加入可燃毒物。可燃毒物在反应堆运行初期吸收大量热中子,抑制核燃料的裂变,在反应堆运行后期,随着可燃毒物逐渐被消耗,热中子增多,可以弥补因为可裂变核素减少而逐渐降低... 为了维持反应堆中核裂变反应的平稳运行,需要在反应堆燃料元件中加入可燃毒物。可燃毒物在反应堆运行初期吸收大量热中子,抑制核燃料的裂变,在反应堆运行后期,随着可燃毒物逐渐被消耗,热中子增多,可以弥补因为可裂变核素减少而逐渐降低的反应性,从而保证核裂变反应在整个反应堆运行寿期的平稳运行。目前,反应堆中使用的可燃毒物主要有Gd 2O 3和ZrB 2,随着燃耗增加,由于Gd 2O 3和ZrB 2消耗过快,毒物消耗与燃料燃耗很难匹配。Er2O3由于具有燃烧缓慢、平稳,反应性惩罚小的特性,被认为适合于未来高燃耗、长寿期的燃料元件。利用Er2O3作为可燃毒物,提高燃料富集度,可以提高燃料元件的卸料燃耗,提高燃料利用率,降低核电运行成本。本工作采用分子动力学方法对Er2O3含量为6mol%的燃料芯块的热物理性能进行了模拟研究,建立了UO2-6mol%Er2O3可燃毒物燃料芯块的理论模型,并基于此计算了UO2-6mol%Er2O3燃料芯块的热物理性能,主要包括:燃料芯块的晶格点阵参数、热膨胀系数、比热容和热导率。研究表明:(1)UO2-6mol%Er2O3燃料的晶格点阵参数随着温度的升高而线性增大,并满足数学关系式:a(T)=0.54265+5.71706×10^-6 T-3.67498×10^-10 T 2+3.4323×10^-13 T 3(nm);(2)UO2-6mol%Er2O3燃料的热膨胀系数随着温度的升高逐渐增大,且增大速率也随温度升高而增大,燃料晶体相对于300K时的平均热膨胀系数与温度的关系式为γ=1.028449×10-5-3.55613×10^-10 T+5.73038×10^-13 T2(K-1);(3)UO2-6 mol%Er2O3燃料的比热容随着温度的升高逐渐增大,且增大速率随温度升高而减小,满足Cp(J·mol^-1·K^-1)=47.545+51.2766×10^-3 T-17.1913×10^-6 T2;(4)UO2-6mol%Er2O3燃料的热导率随着温度的升高逐渐减小,满足关系式k=1/0.145+1.185×10^-4·T。本文采用分子动力学方法计算了UO2-6mol%Er2O3燃料的晶格点阵参数、热膨胀系数、比热容和热导率等性能。通过理论计算,为含Er2O3可燃毒物燃料的进一步研究与工程应用提供支撑。 展开更多
关键词 分子动力学 UO2-6mol%Er2O3 晶格参数 热膨胀系数 比热容 热导率
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