典型炸药晶体相变专题·前言

炸药是武器中最重要的材料之一,其微介观结构对炸药的基础物性和动态响应行为有重要影响。相变是炸药的一种最常见的微结构变化,大多数炸药在反应前均会发生多次相变,相变过程及相变后的结构会显著影响炸药的基础物性及动力学响应行为,进而影响炸药的起爆性能和安全性。

胶体晶体中晶体-晶体相变中晶核融合的原位观测研究获进展

近日,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心软物质物理实验室SM07组特聘研究员彭毅、美国宾夕法尼亚大学Arjun G.Yodh课题组、中国香港科技大学物理系韩一龙课题组合作,以直径可调的温敏微胶小球组成的多层胶体晶体薄膜为模型研究晶-晶相变。该团队在前期研究多层正方晶格到三角晶格相变阶段Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ中的单个晶核两种成核和生长机制的基础上,探讨两个晶核的融合过程。

C_(60)的拉曼谱及其分子晶体的相变

C60 在 2 87K— 1 0 K的拉曼光谱 ,观测到 2 5 0 K及 1 0 0 K附近的拉曼谱线的位移及强度的突变。其中 Ag模的强度及其变化都较 Hg模的大 ,且不同振动模式谱线强度呈现不同的变化形式 ,由此探讨分子键极化率随温度的变化 ,推断 C60

利用MATLAB5.3对马氏体相变表象晶体学B-M理论的计算

利用MATLAB5 3对马氏体相变晶体学表象理论中的B M理论做了计算。结果表明 :计算值与实验值基本相符 ,偏差小于 4°。更重要的是 ,它的编程比C和FORTRAN语言要简便得多。

马氏体相变的晶体学特征—不变平面应变

自20世纪20年代以来,基于马氏体相变产生的浮凸和在母相中预先刻制的直线变成在相界面上连续的折线,提出了以切变为基础的马氏体相变的晶体学特征—"不变平面应变"的概念。随后,以该概念为基础建立了马氏体相变晶体学表象理论(PTMC)。然而,刘宗昌等基于相同的实验,即马氏体相变后的直线刻痕仍为直线和浮凸形态为帐篷形,分别在2010年和2013年《热处理》杂志上发表文章,否定马氏体相变的"切变"机制进而否定马氏体相变的"不变平面应变"。如所周知,否定马氏体相变的"切变机制"就是否定"不变平面应变",因此刘宗昌等于2013年发表的文章彰显出他们的轻率。本文作者已在3篇文章中列举用原子力显微镜和透射电镜观察的结果驳斥了他们的错误观点,至少可以说,他们没有理解我们文章中的实验和理论。为此,本文再次引用Yang和Wayman的透射电镜实验结果,即单变体马氏体使预存在的层错迹线(直线)变成折线,而自协调的多个马氏体可使迹线仍为直线;单变体马氏体的浮凸为N形,但多变体马氏体的浮凸可以是帐篷形或更为复杂的形态,由此可以说明刘宗昌等错误观点的原因。最近,本文作者及其合作者基于PTMC计算了Mn80Fe15Cu5热弹性合金马氏体相变的惯习面,并与实验结果相符,由此确认了"不变平面应变"是马氏体相变晶体学特征的正确性。

α-β石英相变的应变参数计算及其地质意义

利用已有的α和 β石英压缩性、热膨胀性、弹性及相变温度压力资料 ,计算了α—β石英相转变时 ,α和β石英的晶胞参数。依据虎克定律以及高压下 β石英的弹性参数 ,估算了α—β石英相转变时的应变、应力和应变能。结果表明 ,在 0～ 1 .1GPa条件下 ,随着压力升高 ,α—β石英相变的线应变介于 - 0 .0 0 6～ 0 .0 0 5之间 ,体应变介于 - 0 .0 1 6～ 0 .0 1 2之间 ,应力介于 - 0 .46～ 0 .1 4GPa之间 ;应变能介于 96 5～ 2 76 0kJ/m3之间。当压力为 0 .5GPa左右时 ,α—β石英相变的应变、应力和应变能均达到最小值。在此基础上 ,讨论了壳内大规模酸性岩浆活动引起的α—β石英相变对壳内岩石的作用。

高温原位测试材料相变的新方法：高温法拉第磁秤

高温原位磁化率测试法利用顺磁性材料在相变时磁化率变化的原理,直接测试出材料相变时的转变温区,是研究顺磁性材料相变的一种新的尝试.我们采用高温法拉第磁秤测试了Ag2O和CuO在升温和降温中磁化率的变化曲线,通过磁化率的转变演示了Ag2O和CuO相变的动态过程.以此介绍了原位观测顺磁性材料晶体学相变的高温法拉第磁秤方法.高温法拉第磁秤在相变研究上的应用为顺磁性材料制备工艺提供了真实可靠的实验参数.

(K_xNa_(1-x))_(0.94)Li_(0.06)NbO_3陶瓷的相变特性和压电性能

利用传统陶瓷烧结工艺制备了(KxNa1-x)0.94Li0.06NbO3无铅压电陶瓷,研究了该系列陶瓷的微观晶体结构和压电性能.结果表明,随着组分的变化室温下该系列陶瓷呈现出2个正交-四方相界,分别位于x=0.40和x=0.60附近;组分x的变化对陶瓷的压电性能影响显著,其中x=0.45的(K0.45Na0.55)0.94Li0.06NbO3陶瓷表现出最优异的压电性能(d33=205 pC/N,kp=48.5%).

利用W-L-R理论对{225}_f马氏体转变的晶体学计算及其修正

分析了马氏体相变表象晶体学W-L-R理论不适用于{225}_f马氏体转变的原因,并作了修正,结果表明,修正后的W-L-R理论较成功地预测了不同合金的{225}_f马氏体转变,惯习面的理论预测值均与实验值符合较好,误差小于3.2°。

无机盐添加剂对硝酸铵晶变及结块性的影响

硝酸铵是一种多晶型的物质 ,受外界因素影响易结块。该文通过添加无机盐对硝酸铵进行作用 ,并运用热分析方法及材料实验方法 ,针对 10余种无机盐添加剂作用后对硝酸铵的晶变影响及抗压强度进行了实验研究。结果表明 ,几种添加剂对硝酸铵的晶变和抗结块性能有一定的改善 ,无机盐影响硝酸铵晶变和结块性的原因主要是结晶方式、离子半径、电荷数。

宝红BK的晶相研究

对宝红BK钙盐的α-、β-、γ-、δ-晶相的形成进行了研究,指出色淀化温度和干燥温度是影响晶相生成的重要因素;对α-和β-晶相在不同性质溶剂中的转相速度做了比较实验,结果表明:决定因素是它在溶剂中的溶解度,还提出了金属离子性质对颜料晶相及热性质起了重要作用。

C.I.颜料红57:1晶相转移的研究

利用X-射线粉末衍射法,以α-、β-晶相各自的特征峰为依据,定量分析了β-晶相在水溶液中向α-晶相的转移情况。β相在水溶液中的溶解度大于α相,故易转变成α相。松香处理可减小β-晶相在水中的溶解度,具有延迟晶相转换的效果,延迟转换的作用随松香用量的增多而增强。松香处理还可改善β-晶相的透明度、鲜艳度和着色力。

双相不锈钢表层析出相的位向关系统计

针对双相不锈钢表层析出相与基体位向关系的不一致性,对于两相之间的无理位向关系进行了半定量的统计。从相变本质的角度出发,将无理位向关系可以看作是从有理位向出发的刚性转动,可以用转轴、方向和转角来衡量。利用背散射电子衍射技术分析了双相不锈钢表层的析出相和基体的取向关系,根据转动的转轴、转动方向2个特征对所有位向关系进行归纳,发现在双相不锈钢的表面,奥氏体析出相与基体的位向关系的不一致性是由不同方式的转动造成的。偏离K-S位向的转动主要有两大类:一类转动是以平行的密排方向为转轴,另一类转动是以无理方向为转轴。

NiTi合金B2-B19′马氏体相变晶体学的拓扑模拟研究

运用拓扑模型研究了等原子比NiTi合金B2-B19'马氏体相变晶体学,根据最优扭转角(wo)准则计算得到wo=-0.969°,并获得了马氏体惯习面指数及母相-马氏体相界面位错结构特征,计算结果与实验测量值非常接近。NiTi合金马氏体相变所产生的相变应变包含一个平行于惯习面的剪切应变和一个垂直于惯习面的轴向应变,轴向应变量表示B2-B19'相变所引起的宏观体积变化为εHP33=6.6879×10-3,表明NiTi合金的负热膨胀现象来源于合金中马氏体相变所产生的相变应变。

高压下的同步辐射能量色散粉末衍射

同步辐射已经成为高压研究的一个非常理想的光源。在北京同步辐射装置 (BSRF)上、结合金刚石对顶砧超高压实验技术建立起来的能量色散X射线粉末衍射系统 ,已用于物质状态方程和结构相变的研究。介绍了能量色散衍射方法 ,以及同步辐射原位测试过程。

基于聚(两性离子液体)功能化聚吡咯/氧化石墨烯的独特MoS_(2)-SnS_(2)异质纳米片及其改善的氮还原电活性

NH_(3)是一种重要的化工原料,广泛应用于合成各种化工产品.然而,传统还原N_(2)制备NH_(3)的Haber-Bosch工艺执行条件苛刻,在消耗大量化石能源的同时产生严重环境污染.在环境条件下的电化学氮还原反应(NRR)是一种最具前景的可持续、清洁生产NH_(3)的能源技术,其实际应用的核心是开发高效、价格低廉和易制备的NRR电催化剂.过渡金属二硫族化合物(TMDCs)储量丰富并且价格低廉,具有多变的晶体结构和相组成、可控的形貌、缺陷设计可调节等特点,呈现出优异的电催化活性,是用来替代贵金属的理想选择.MoS_(2)和SnS_(2)都可作为电催化剂应用于NRR.由于金属1T-MoS_(2)和1T’-MoS_(2)对与NRR竞争的析氢反应(HER)具有极好的电化学活性,其NRR法拉第效率较低;尽管具有半导体特性的SnS_(2)能够通过限制表面电子可及性来抑制HER,但是高过电位和较低氨产率仍不能令人满意.据报道,在碳布上原位生长Mo掺杂SnS_(2)具有丰富的S空位,由于杂原子掺杂和空位工程形成了Mo-Sn-Sn三元催化位点,其NRR活性显著增强.因此,为了抑制竞争反应以提高NRR的法拉第效率,本文设计并制备了一种独特的无机/有机分级纳米结构用于电催化NRR.选用一种独特的聚两性离子液体,即侧链同时含有咪唑盐和磺酸基团的聚1-乙烯基-3-丙烷磺酸基咪唑盐(PVIPS),作为界面诱导剂,利用离子交换作用吸附作为前驱体的Mo7O246‒和Sn^(4+),诱导1T’-MoS_(2)和2T型六方SnS_(2)同时生长,形成独特的MoS_(2)-SnS_(2)异质纳米片负载于PVIPS功能化的聚吡咯/氧化石墨烯(PVIPS/PPy/GO)表面.由于各组分的协同效应,得到的MoS_(2)-SnS_(2)/PVIPS/PPy/GO纳米片表现出较好的NRR活性,其在‒0.5 V(vs.RHE)时氨产率最佳,为16.74μg h^(‒1)mg^(‒1)act.,其相应的法拉第效率为4.07%.具有半导体特性的SnS_(2)能够限制表面电子的可及性,进而抑制1T’-MoS_(2)的HER过程,而具有金属性的1T’-MoS_(2)可与SnS_(2)形成Mo-Sn-Sn三元催化活性位点,提高SnS2的NRR电催化活性.此外,高分辨透射电镜,X射线衍射和X射线光电子能谱结果表明,MoS_(2)-SnS_(2)/PVIPS/PPy/GO在NRR使用前后存在显著差异,这主要归因于在NRR过程中MoS_(2)-SnS2异质纳米片发生了不可逆的晶体相变.部分1T’-MoS_(2)和SnS_(2)与N_(2)发生电化学反应形成Mo‒N和Sn‒N键,不可逆地相转变为Mo_(2)N和SnxNz;部分SnS_(2)由于电化学体系中电源的还原作用而不可逆地演化为SnS.本文为优化TMDCs的制备方法及其电催化活性提供了新的设计思路.

复旦强关联二维材料研究获得进展

复旦大学物理系张远波教授课题组通过一种新的实验方法——可控电荷插层，实现了对强关联二维材料1T-TaS2晶体相变的全面研究。相关研究论文《二硫化钽薄层中的可控相变》发表于《自然·纳米技术》。论文第一和第二作者分别为复旦大学物理系2012级博士生於逸骏和2011级博士生杨叻原。这是该课题组一年内在纳米技术领域国际顶尖学术期刊《自然·纳米技术》刊发的第二篇论文。