氨团簇（NH3）n（n=2～8）红外振动光谱的密度泛函理论研究

在密度泛函理论的基础上，利用B3LYP/6-31G（d）的方法计算得到了氨团簇（NH3）。（n=2～8）的最稳定构型，并对它们的红外振动光谱进行了理论计算和研究．结果表明氨团簇（NH3）。（n=2～8）的红外振动光谱按团簇分子的振动类型分主要分布在I（0～1000cm^-1、Ⅱ（1000～1500cm^-1）、Ⅲ（1500～3000cm^-1）和Ⅳ（3000～4000cm^-1）四个区域；除n=-2外，最强峰都出现在Ⅳ区域，并且随着团簇尺寸的增大，最强峰的强度有所增加，位置也出现明显的红移。

AlB_n^+(n=2-10)团簇结构和红外振动光谱研究

用密度泛函理论的B3LYP方法在6-311G(d)水平上对AlB+n(n=2-10)团簇几何结构、稳定性、电子结构和成键特性进行了系统理论研究,得到了AlB+n(n=2-10)团簇的最稳定结构.结果表明,硼原子间容易聚集,铝原子处于整个硼原子集团的外围.与相应中性AlBn团簇相比,Al-B键作用变弱,使正价团簇(n=6和10除外)结构变化较大;对AlB+n(n=2-10)和相应中性团簇能隙的计算分析表明,AlB+n团簇的稳定性有所增强,其中AlB+3、AlB+5和AlB+8团簇尤为显著;通过对最稳定构型红外振动光谱的研究分析表明,硼原子间对称或非对称振动、铝原子不动的振动模式更容易出现较强谱峰,即硼原子间更容易成键.

Se_7环两种构型的结构和红外振动光谱的理论研究

在从头算层次上采用自洽场Hartree -Fock(SCF -HF)与密度泛函理论 (DFT)的定域自旋密度泛函SVWN和杂化泛函B3LYP方法以及 6 - 31+G(d)基组 ,计算优化了Se7环chair和boat两种分子构型。以B3LYP/ 6 - 31+G(d)优化的结构为基础 ,计算了Se7环两种构型的红外振动光谱 ,标定了这两种构型的各个简谐振动模式的对称性。计算结果与前人的理论、实验数据进行了比较。

宝石晶体中氢氧根离子的红外振动吸收

通过比较原生态白宝石和钛宝石晶体中的氢氧根离子的红外振动吸收光谱，明确证明钛宝石晶体中的只有 ３３０９ ｃｍ－１带与晶体中的钛离子有关， ３２３２ ｃｍ－１和 ３１８７ ｃｍ－１等带跟钛离子并无关系，引起 ３３０９ ｃｍ－１带的氢氧根离子的近邻必定有四价钛离子．在白宝石和红宝石晶体中，引起 ３２７８ ｃｍ－１带的氢氧根离子的近邻会有铬离子出现，提出 ３２７８ ｃｍ－１带是邻近于二价和四价铬离子对的氢氧根的振动吸收带．

氨质子化团簇红外振动光谱研究

运用Gaussian03W计算程序，在B3LYP／6—31G（d）方法水平上得到了氨质子化团簇（NH3）nH^＋（n=1～8）的最稳定构型，并对其相应红外振动光谱进行了研究。通过对红外振动光谱中谱峰位置与振动模式之间的关系的分析，发现光谱中的最强峰均来自于NH4^＋核中N—H键的反对称伸缩振动（n=2除外）。

碳炔分子红外振动光谱的理论模拟研究

碳炔分子具有不同的结构 ,相应的红外谱图具有不同的振动吸收峰位。本文以 GAUSSIAN98计算程序在 HF水平选用 6 - 31+ G(d,p)基组对两种不同结构碳炔的红外光谱进行理论模拟计算。结果表明两种不同结构的碳炔分子的红外振动吸收峰位存在差异 ,不同共轭碳链长度影响红外吸收峰的峰位和峰强度。

N,N-二甲基甲酰胺/醇的过量红外振动波数与过量化学位移的研究

对N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/醇体系进行了红外振动波数的研究,讨论了过量红外振动波数与摩尔浓度之间的关系,实验结果表明:1.在DMF/甲醇体系中,当X(甲醇)=0.59的时候,过量红外振动波数出现极值点;2.在DMF/乙醇体系中,当X(乙醇)=0.57的时候,过量红外振动波数出现极值点.另外,把出现极值点的位置与相同体系的过量化学位移进行了比较,发现二者基本吻合.通过这个方法可把二者联系在一起.

分子动力学模拟计算钙钛矿型CaSiO_3解压缩过程的红外振动谱

对钙钛矿型CaSiO3从高压下解压缩变成非晶态的过程进行了分子动力学模拟,模拟所得的压力-体积关系与实验值符合较好.利用不同压力下的平衡构型计算了红外振动频谱,给出了六张振动频谱图.这些频谱图的变化与结构的变化完全一致,也与配位数的变化一致.从谱图上,观察到了非晶态出现的特征和钙钛矿型结构崩溃的迹象.多非晶形性转变是在压力非晶化后才出现的,这是一个新论点.

氨水质子化团簇NH4^＋（H2O）4的结构和红外振动光谱的研究

用密度泛函B3LYP方法，分别在6—31G（d）和6—311＋＋G（d，p）水平上逐步对质子化氨水团簇NH4^＋（H2O）4进行结构优化和频率计算，得到NH4^＋（H2O）4团簇的九种可能稳定构型及其相对应的能量．并用同样的方法对团簇的红外振动光谱进行了研究，通过对红外振动光谱中的谱峰位置与振动模式之间的关系的分析发现，质子化团簇的振动光谱普遍较中性团簇的振动光谱复杂．

质子水团簇H＋（H2O）6的异构体和红外振动谱的理论研究

运用从头算中的Hartree-Fock方法和6-31G（d）基组对质子水团簇H＋（H2O）6的可能构型进行结构优化和频率计算,然后在B3LYP/6-311＋ ＋G＊ ＊水平上进一步确定了该团簇的29种稳定构型.通过对结构和能量的分析发现,以Zundel阳离子为中心的链状结构能量最低,结构最稳定.最后通过理论结构的IR合成图与实验红外振动谱的比较,表明本文所选稳定构型具有一定的合理性.

利用红外振动光谱研究甲醇-乙酸甲酯共沸体系的微观结构

红外振动光谱是测量物质分子结构和鉴别化合物组成的分析方法,在科研和工业分析领域广泛应用。通过红外吸收峰强度和位置变化研究体系组成及微观结构,并进一步推测其动力学信息。随着技术不断发展,红外振动光谱测量仪器也逐渐小型化、简便化,然而红外光谱实验在本科物理化学实验中未涉及。基于此并为贯彻科教融合理念,作者尝试将大学生创新创业训练计划项目“利用离子液体作为夹带剂分离共沸物的动力学研究”拓展为本科生物理化学实验,以填补红外光谱测量方法在大学物理化学实验课学习中的空白。本文选取甲醇-乙酸甲酯共沸体系为研究对象,其在聚乙烯醇工业中具有重要的研究价值。此外,共沸体系在物理化学热力学相平衡的学习中也十分重要,但学生对其微观结构缺乏直观的认识。因此利用红外振动光谱研究共沸体系的微观结构在物理化学教学和实验中具有重要的意义。

振动红外热像法在层合梁无损检测中的应用

脱层是层合材料最主要的破坏形式之一。利用振动红外热像法的理论研究有脱层的层合梁 ,对层合梁施加低幅值、高频率的振动激励 ,当激励频率达到脱层区域的自然频率时 ,脱层区域将会发生共振响应 ,产生高于未脱层区域的热模态 ,从而显示脱层的位置。分析了激励频率对温度梯度形成的影响 ,并计算了该层合梁在激励一段时间后的温度分布趋势 。

铝合金薄板裂纹的振动红外热像无损检测

振动红外热像法是红外无损检测的一个新的分支,相对于传统红外无损检测方法,有着检测深度较深,易于检测紧贴微裂纹等优点。通过对振动红外热像法比较被认可的一种产热机理进行阐述,重点研究了激振频率等条件对缺陷处产热功率的影响,并以减背景算法为热像处理方式对铝合金薄板裂纹的振动红外无损检测实验结果进行处理。

振动红外热成像技术用于不同类型缺陷检测的研究进展

红外检测作为一种新型无损检测技术广泛应用于电力、机械及航空航天等领域,已成为现代工业中必不可少的一部分。相比于传统检测技术,红外检测技术具有非接触、检测速度快、实时监测等优点。振动红外热成像检测技术属于红外无损检测技术的一种,其由于单次激励面积大,检测时不受构件形状的限制且对常规检测技术难以检测的微裂纹具有很好的检测效果,从而得到了广泛研究。然而,振动红外热成像技术在检测时容易受到检测条件(预紧力、耦合材料)和检测参数(激励频率、振幅、时间)的影响,使得检测结果可重复性较差、效果不佳。研究者们除了对检测条件和参数进行了有关探究外,还重点研究了该技术在不同缺陷检测中的适用性。该技术在腐蚀分层、冲击损伤、裂纹、埋藏缺陷等检测中已得到成功应用。该技术最早应用于裂纹缺陷检测,其对形状复杂的部件的微裂纹检测效果好,能检测出裂纹的扩展程度和部件的损伤程度;在复合材料的腐蚀分层、冲击损伤等检测领域应用最多,能探测出分层的位置和大小、冲击损伤的程度;近年来开始应用于埋藏缺陷的检测,其虽然能检测出涂层下和内部的埋藏裂纹,但存在探测深度的局限性,检测效果对图像处理有很大的依赖性。本文首先重点介绍了振动红外热成像技术的原理、发展历程及相关设备和常用的图像处理技术。随后,综述了该技术的生热机理(摩擦、粘弹性效应及塑性变形)及其在腐蚀分层、冲击损伤、疲劳裂纹和埋藏裂纹等缺陷方面的研究现状。最后简要总结了振动红外热成像技术的优缺点,指出降低功率、提高图像处理清晰度和改进算法、多种检测方法的集成化是该技术未来的重点发展方向。

铝合金疲劳裂纹振动红外热成像检测研究

航空铝合金经过多次使用存在紧密闭合型裂纹严重威胁飞行安全,以带有疲劳裂纹的7075铝合金为检测对象,利用超声振动做为振动红外热成像技术的激励源,通过多次调节功率、焊枪与平板之间预紧力和激励位置实现对铝合金板缺陷的识别,实验结果表明,振动热成像技术能检测出紧密闭合裂纹,同时发现检测效果受控于激励功率的影响,功率大振幅显著检测效果好,且功率较大的情况下预紧力对检测效果影响较大,功率较低时预紧力对检测效果小,最后发现在功率一定的情况下合理的调节预紧力和激励位置能使缺陷成像结果更加清晰。

铝合金梁裂纹振动红外热像检测的数值模拟

振动红外热像检测是一种发展迅速的红外热像无损检测技术,可检测材料的内部缺陷,在航空航天金属材料和复合材料的裂纹检测中有广阔的应用前景。为了揭示振动红外热像法的物理机制和影响因素,为检测条件的设计提供理论指导,用有限元单元法对振动热像检测的物理过程进行了数值模拟。以铝合金梁上的裂纹为检测对象,用ANSYS有限单元法分析了裂纹的振动-热的转换机制,并对瞬态温升与检测条件的关系进行了分析。通过分别改变试件厚度、裂纹开口宽度、预紧力、激振力等条件,计算和考察了它们对裂纹缺陷区温升的影响。结果表明:靠近裂纹尖端裂纹面处的温升会有明显的变化,在时域上表现为波动式上升;验证了摩擦和热弹效应是铝合金梁裂纹缺陷处温升的原因,其中摩擦是主要原因。

超声振动红外热像法的影响因素

超声振动红外热像法(VT)是红外热像无损检测的重要方法之一,在裂纹等紧贴型缺陷检测中有特殊的应用优势。为了寻找适宜的振动激励条件,用解析法分析了材料热特性(热导率和热扩散系数)和缺陷深度对温升的影响,分析了试件支撑条件和几何尺寸对共振频率的影响。结果表明,复合材料较金属材料容易实现VT检测。对金属件宜用短时超声激励,而对复合材料件宜用较长时间的超声激励。从共振角度看,采用简支方式和超声激励相组合是比较好的选择。

丁二酰亚胺的结构、振动频率和热力学性质计算

用密度泛函理论（ＤＦＴ）和从头计算（ａｂ ｉｎｉｔｉｏ）方法，在Ｂ３ＬＹＰ／６－３１Ｇ、Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１Ｇ和ＭＰ２／６－３１１Ｇ水平上，全优化计算了了二酰亚胺的分子几何构型和电子结构．进行了简正振动频率分析并用校正后的频率计算了２００－６００Ｋ温度范围的标准热力学函数，对计算结果进行了比较和讨论．

(1,2-μ_2-L1)(1,2-μ_2-L2)十羰基合三锇振动光谱的理论计算[L1,L2=H,Cl,Br,I]

用密度泛函理论和从头计算(abinitio)方法,在B3LYP CEP 4G ,B3LYP LanL2DZ和RHF CEP 4G ,RHF LanL2DZ水平上,全优化计算了(1,2 μ2 H) (1,2 μ2 L)Os3(CO) 1 0 (L :Cl,Br,I)的分子几何构型和电子结构;在RHF CEP 4G水平上,全优化计算了(1,2 μ2 L) 2 Os3(CO) 1 0 (L :H ,Cl,Br,I)的分子几何构型和电子结构。计算结果表明,在这些体系中,电子由Os(CO) 3向Os(CO) 4转移。用RHF CEP 4G对这七个簇合物进行了简正振动频率分析,在计算得到振动频率及吸收强度的基础上,模拟了稳定平衡结构的红外光谱图,并对计算结果进行了比较和讨论。

钛宝石晶体中的红外残余吸收与点缺陷的关系

测量了钛宝石晶体在可见光至近红外区的吸收光谱，以及傅里叶变换红外光谱．主吸收、残余吸收以及氢氧根的振动吸收带的强度间的关系显示出：钛宝石晶体中的红外残余吸收不是由与钛离子相联系的结构缺陷引起的，残余吸收确实是 Ｔｉ３＋－Ｔｉ４＋离子结对的结果．Ｔｉ３＋－Ｔｉ４＋离子结对的位置很可能位于基质晶体与晶体中异相物（ＴｉＯ２）的界面区或异相内，即钛宝石晶体中的红外残余吸收是位于基质晶体与异相物（ＴｉＯ２）的界面或异相物中的了Ｔｉ３十离子的３ｄ电子的能级跃迁的结果．