金刚石大单晶中氮原子对的形成机制研究

在高温高压条件下,通过在传统的Fe64Ni36-C金刚石大单晶合成体系中添加羰基镍粉,研究了高氮浓度金刚石大单晶的合成。使用傅里叶红外光谱(FTIR)对典型的金刚石样品进行了测试,对其内部氮浓度含量进行了计算,并对金刚石内部氮原子对的形成机制进行了分析。

固溶氮原子对不锈钢单轴及多轴低周疲劳特性的影响

对 ３１６Ｌ和 ３１６ＬＮ不锈钢进行了单轴拉压及多轴非比例加载低周疲劳实验研究，分析了固溶的氮原子对单轴及多轴非比例加载低周疲劳特性及其微结构的影响，结果表明、固溶的氮原子增大了不锈钢的单轴循环软化程度及非比例循环附加强化程度．延长了不锈钢的单轴拉压低周疲劳寿命，但却缩短了不锈钢的多轴非比例加载低周疲劳寿命，固溶的氮原子对单轴及多轴低周疲劳高密度位错结构的形成具有明显的抑制作用.利用Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱方法．

气－固相反应法制备Sm_2Fe_（17）N_y永磁合金过程中氮原子的扩散

研究了氮原子在Ｓｍ_２Ｆｅ_（１７）合金中的扩散行为，测定了扩散温度、时间与样品平均氮含量的关系，以及氮原子在样品中的分布；计算了氮原子在Ｓｍ_２Ｆｅ_（１７）合金中的扩散频率因子Ｄ_０和扩散激活能Ｑ，运用扩散Ｆｉｃｋ第二定律计算了氮原子在Ｓｍ_２Ｆｅ_（１７）粉末颗粒内部的分布及其与扩散温度、扩散时间、颗粒尺寸之间的关系．理论计算与实验结果一致．

氮原子和类氮离子基态能量的变分计算

利用对角和法则,导出了氮原子和类氮离子(Z=7-12)基态(电子组态为1s22s2p3)非相对论能量的解析表达式.在考虑了电子间交换相互作用以及内外壳层电子的不同屏蔽效应的基础上,利用变分原理计算了能量值,计算结果与实验数据符合得较好,误差均小于0.3%.

氮原子与卤代甲烷反应的直接氢抽提过程研究

利用B3LYP理论研究了N(4S) +CH3 X (X =H ,F ,Cl)反应体系的直接氢抽提过程 ,分别得到了各反应物、产物和过渡态的优化构型和谐振频率 .同时应用了 6 31G(d) ,6 311+G(d ,p)和 6 311++G(2d ,2p)基组 ,考察其大小对反应体系中各物种构型及能量的影响 .理论计算表明 ,随着基组的增加 ,反应势垒逐渐降低 ,反应吸热减少 .对比取代甲烷的情形 ,结果表明反应过程中卤素原子具有典型的诱导效应 ,降低了抽提势垒 .

氮原子吸附锯齿型石墨烯纳米带第一原理研究

利用基于密度泛函理论的第一原理,对在锯齿型石墨烯纳米带上吸附氮原子的体系进行了详细计算。结果表明氮原子易吸附在纳米带的边缘。同时,计算还表明氮原子吸附对锯齿型石墨烯纳米带的电子结构影响很大。当氮原子吸附在纳米带的边缘时,纳米带费米面附近的电子态密度增加,说明纳米带的导电性将得到增强。这说明通过掺杂的方式制备具有新颖的物理和器件特性的一维纳米结构是可能的。

激光诱导荧光技术在高焓空气氮原子测量中的应用

高超声速飞行器再入大气层时,受到激波的压缩和激波层内粘性阻滞作用,周围绕流流场的空气温度在4000~15000 K之间,使空气中的氧、氮分子发生离解,从而出现高温气体效应,形成高焓化学非平衡流。飞行器表面防热材料基本都含有大量的碳元素,通常情况下主要是氧原子与碳发生反应,但在焓值大于18 MJ·kg^(-1)的情况下,氮原子与飞行器表面碳反应的无量纲烧蚀因子BC N>0.1725,此时碳在高焓空气介质中的无量纲质量烧蚀因子BC air>0.345,因此,碳的氮化烧蚀变得非常剧烈,和氧化烧蚀相当;同时离解的氮原子也会在飞行器表面发生催化复合反应放出大量的热,使飞行器表面承受更多的热载荷。因此,分析高焓化学非平衡流流场中的氮原子具有现实意义。在地面模拟设备中建立高焓化学非平衡流场,对氮原子进行测量技术,可以很好的对其进行研究。双光子吸收激光诱导荧光(TALIF)技术作为一种非接触测量,在不干扰流场环境的情况下,可以直接获得氮原子的浓度分布。对流场氮原子激发荧光,通过布置在风洞试验段外与流场和激光形成的平面呈垂直方向的ICCD获取到二维氮原子的荧光信号。为确保荧光图像的清晰及视场合适,选择了Nikon f=50 mm F/1.4镜头作为前级收光设备。实验成像采用50次曝光的累计结果,以消除气流扰动及激光能量抖动造成的不确定性。实验中,在理论激发波长附件进行测试,优化选择出206.717 nm作为正式实验中脉冲激光的最佳激发波长。在最佳激光波长条件下,从小到大调整激发能量,获得了该环境下的氮原子激发的非饱和线性区为1.8 mJ以下。正式实验过程中激光能量为1.6 mJ,处于线性区。对所获取的荧光图像进行处理,提取激光中心线上的荧光强度进行分析,发现无论是亚声速还是超声速,荧光强度沿径向都呈驼峰状分布,与之前氧原子测试结果比较,发现流场中氮分子还未完全离解,这符合实验风洞流场特性。

激光溅射法生成碱金属杂氮原子团簇NaN_(n)^(+)和KN_(n)^(+)

以高纯氮气为载气和反应物,分别通过激光轰击NaF、NaCl、KF和KCl压制成的样品,生成了相应团簇NaN_(n)^(+)和KN+n,得到了团簇质谱图。其中,发现了钠杂氮团簇NaN_(2)^(+)、NaN_(4)^(+)、NaN_(5)^(+)、NaN_(6)^(+)、NaN_(8)^(+)、NaN_(9)^(+)、NaN_(10)^(+)、NaN_(12)^(+)和钾杂氮团簇KN_(2)^(+)、KN_(4)^(+)、KN_(6)^(+)、KN_(8)^(+)。质谱分析表明,氮原子数为奇数的钠和钾杂氮原子团簇不容易生成,而氮原子数为偶数的钠杂氮原子团簇和钾杂氮原子团簇较容易生成,其离子峰的相对强度随氮原子数增加而降低。

高氮含量金属掺杂氮原子簇的液氮冷却-激光溅射生成研究

为了研究激光溅射-超声分子束冷却离子源结构对金属掺杂氮原子簇形成的影响,通过增加液氮冷却、缩小脉冲阀喷气孔与激光轰击靶点的距离,对常规离子源进行了改进,并研究了碱金属和第一过渡系金属掺杂的氮原子簇的生成。通过飞行时间质谱发现了锂氮簇LiN^+n(n=6,8,1 0,1 2,1 4,1 6,18)和Li2N^+n(n=8,1 0,12)、钠氮簇NaN^+n(n=2-27)、钒氮簇VM+^n(n=6,8,9,1 0,1 1,13,15)和V2N^+n(n=17,1 9,21)、铬氮簇CrN^+n(n=2,4,6,8,9,11)和Cr2N^+n(n=9,1 0,11)。实验结果表明,改进后的离子源能显著增加生成的金属掺杂氮原子簇的数量,并明显提高产物的含氮质量分数;掺杂金属的种类对所形成原子簇的组成有很大的影响,各类金属掺杂氮原子簇中丰度最高的分别为LiN^+8、NaN^+12、VN^+11和CrN^+8。

氮的四原子簇合物的从头算研究

在4－31G基组水平上，对氮的四原子簇合物：N42+，N4和N24-做了从头算研究．几何优化和振动分析表明：N24+，N4能量最低的构型分别为直线的D∞h结构和平面的D2h结构，N24-则为D4h结构，并将氮与磷的四原子簇合物做了比较．

用俄歇能谱研究热氮化SiO_2膜中氮原子的扩散

应用俄歇电子能谱仪，对快速热氮化法制备的热氮化二氧化硅（ＲＴＮＳｉＯ２）薄膜及快速热氮化后再氧化退火的二氧化硅（ＰＮＡＳｉＯ２）薄膜，进行元素深度分布剖析。薄膜厚度约为６０ｎｍ。分析结果发现；１）氮原子在二氧化硅薄膜中的扩散范围受氧原子浓度的控制；２）热氮化二氧化硅薄膜经氧化退火处理后，氮原子浓度降低，分布变得平缓、均匀。

宏观放电参数对快原子态氮(N^+,N_f)的影响

采用氮直流辉光放电等离子体中快电子和重粒子(N+2,N+,Nf)混合的蒙特卡罗方法,模拟研究了快原子态粒子(N+,Nf)的产生率及轰击阴极的能量分布随宏观放电参数(P,Vc)的变化规律.结果表明,存在一最佳放电条件,使阴极壁处粒子(N+,Nf)的粒子数密度大且能量高;当电压大于800V时,轰击阴极的活性粒子(N+,Nf),主要由N+2-N2离解过程产生,电压小于300V时,主要由e--N2离解过程产生,模拟结果与实验结果相符合.

预置氢对Ti(0001)表面氮原子吸附影响的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理,计算了氮原子在Ti(0001)表面及次表面的吸附性质随覆盖率的变化规律,以及预吸附氢对表面氮原子吸附的影响。吸附能和表面电子结构的分析结果表明,N原子在Ti(0001)表面最稳定吸附位是hcp位,其次是fcc位;在次表面最稳定吸附位是oct位,其次是tetra位;N原子与基体Ti原子的成键及吸附能与覆盖度之间存在强烈的依赖关系,随着覆盖度的增加,键强增加,吸附能降低。在Ti(0001)次表面的oct位预置1个氢原子,次表面的H1s轨道与N2p及Ti3d轨道产生杂化,导致表面电子结构及吸附能发生变化,与未预置氢表面相比,吸附能增加,表面扩散能垒降低。

氮原子基态能量的计算

文章以对角和不变法则为基础,导出了氮原子(含氧离子)基态(电子组态为1s22s22p3)非相对论性能量的解析表达式,并利用变分法计算了能量值,计算结果与实验数据符合得较好,误差小于0.3%.

直流辉光放电氮原子离子的Monte Carlo模拟研究

采用氮直流辉光放电等离子体中快电子和离子(N+2,N+)混合的蒙特卡罗模型,模拟研究了e-+N2N++N+2e和N+2+N2N++N+N2过程离子N+的产生率轴向分布随放电参数的变化规律及其轰击阴极的能量分布.结果表明,两种离解过程中氮原子离子(N+)的产生率均随气压和电压的增加而增大,随放电气体温度的升高而降低;但N+2-N2离解碰撞主要发生在阴极附近.在电压较高时,阴极处的N+主要由N+2-N2离解过程产生;在电压较低时,N+2-N2离解过程可忽略.

硼氮共渗过程中碳氮原子活动规律研究

硼氮共渗层具有硬度高、耐磨性好、耐蚀性强等特点 ,目前已在结构件和模具中广泛应用 .选用 A3 钢和 2 0钢 ,用 X射线衍射仪和俄歇电子谱 ( AES)对渗层进行物相分析和成分分析 .结果表明 ,在硼氮共渗过程中 ,碳原子和氮原子是独立扩散的 ,在渗层与基体之间产生聚集区 。

铵或胺正离子中氮原子的电荷特征

质子化胺正离子通常以R3HN+表示,不少学生误以为胺正离子中的N原子也带正电荷。为此,通过量子化学计算,结合实验结果,分析了胺质子化前后各原子的电荷分布及其原因。结果表明:胺正离子(铵离子)中的N原子均无例外地带负电荷,各种取代基对其负电荷值影响较小。

关于碳氮原子在钢中扩散系数求解方法的研究

本文采用“扩散偶法”研究了碳氮原子同时向奥氏体扩散时的扩散系数的求解方法，研究结果表明：在奥氏体状态下，碳原子的扩散系数可根据Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ公式进行求解；而氮原子的扩散系数只能根据“限定源法”进行求解。

氮原子在铁低指数面上的吸附位和吸附态

应用原子和表面簇合物相互作用的5参数Morse势方法(5-MP)对N-Fe低指数表面体系进行了系统的研究,并获得了全部临界点特性,如吸附位、吸附几何、结合能、正则振动频率等.计算结果表明:在Fe(100)面,N原子吸附在四重洞位;在Fe(110)表面,趋向于吸附在膺式三重位;而在Fe(111)表面最稳定的吸附位是近似桥位.

含氮和硫配位原子的配合物的合成和表征

近年来,对肼基二硫代甲酸酯衍生物的希夫碱配合物的研究已有不少报导,这是由于这类配体可与多种金属离子形成多种不同组成和立体结构的配合物以及已发现的抗癌,杀菌和抗病毒活性。