非Born-Oppenheimer近似理论下水分子H2O（1A1）的结构与分析势能函数

基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了H2O(X軒1A1)离解极限。采用密度泛函B3lyp/6-311++g**方法优化出H2O(1A1)了平衡几何、离解能和振动频率.考虑核振动能量,修正Born-Oppenheimer近似理论下的分子势能函数,计算了H2O(1A1)分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能。使用多体项展式理论方法导出了基态H2O(1A1)分子非Born-Oppenheimer近似理论下的分析势能函数,然后根据该修正势能函数绘出等值势能图,并讨论了H+OH反应和O+H2反应的势能面静态特征。结果表明:在H+OH→H2O通道上反应为无阈能反应,而O+HH→H2O存在鞍点,反应具有一定的方向性,以垂直H-H键的方向最为有利。     

X…Y(X=LiF,H3N,H2O; Y=HF,LiF)复合物中锂键、氢键的理论计算

在CCSD(T)/cc-pVTZ水平下，对X…Y(X=LiF,H3N,H2O; Y=HF, LiF)复合物的9个结构进行几何构型优化和红外振动频率计算. 根据定域化分子轨道、原子自然电荷、Wiberg键级的分析表明HFLiF分子中的H-F键是共价键, 而Li-F键则为离子键而非共价键. H3N…Y (Y=HF，LiF)、H2O…Y (Y=HF，LiF)中的氢键或锂键源于静电相互作用, 并非共用电子的共价键. 结合能的计算表明: 与HF相比, LiF与X (X=LiF, H2O, NH3)的结合能更高;结合能从高到低依次为 LiF > NH3 > H2O. 红外振动频率分析表明HF与NH3、H2O形成红移氢键,即 H-F键长增加, 相应的H-F伸缩振动频率降低. H3N…LiF的Li-F键键长增加同时伸缩振动频率减少. 而LiF与H2O形成锂键后，键长增加0.016 ?，而Li-F的伸缩振动频率反而增加了2 cm-1 , 即蓝移锂键.     

共价键型分子氢化物HnR-H中R-H键振动频率的计算

本文报告了共价键分子HnRH中用电负性计算R—H键的振动频率公式为: v_(R-H)×10~(-2)=A·X_R~(1、2) B 此式用回归分析法求得。利用此式计算了R—H键的振动频率v_(R-H),计算结果与实验结果符合较好。说明该公式的可靠性。     

三原子静电模型计算分子振动力场

提出一个三原子静电模型，导出若干力常数计算表达式。计算了一些多原子分子的振动力场，计算值与实例值基本相符。     

X…Y(X=LiF，NH3，H20;Y=HF，LiF) 复合物中锉键、氢键的理论计算

在CCSD(T)/cc-pVTZ水平下,对X...Y(X=LiF,NH3,H2O; Y=HF,LiF)复合物的9个结构进行几何构型优化和红外振动频率计算根据定域化分子轨道、原子自然电荷、Wiberg键级的分析表明HFLiF分子中的H-F键是共价键,而Li-F键则为离子键而非共价键H3N...Y (Y=HF,LiF),H2O...Y (Y=HF,LiF)中的氢键或铿键源于静电相互作用,并非共用电子的共价键结合能的计算表明:与HF相比,LiF与X (X=LiF,H2O,NH3)的结合能更高;结合能从高到低依次为LiF gt; NH3 gt;H2O红外振动频率分析表明HF与NH3,H2O形成红移氢键,即H-F键长增加,相应的H-F伸缩振动频率降低H3N...LiF的Li-F键键长增加同时伸缩振动频率减少而LiF与H2O形成铿键后,键长增加0.001 6nm,而Li-F的伸缩振动频率反而增加了2c;m,即蓝移铿键.     

非Born-Oppenheimer近似理论下水分子H2O((X)1A1)的结构与分析势能函数

目的 基于群论理论和原子分子反应静力学正确判断了H2O((X)1A1)离解极限.采用密度泛函B31yp/6-311++g 方法 优化出H2O((X)1A1)了平衡几何、离解能和振动频率、考虑核振动能量,修正Born-Opperheimer近似理论下的分子势能函数.计算了H2O((X)1A1)分子的二阶力常数、正则振动频率和零点能.使用多体项展式理论方法导出了基态H2O((X)1A1)分子非Born-Oppenheimer近似理论下的分析势能函数,然后根据该修正势能函数绘出等值势能图,并讨论了H+OH反应和O+H2反应的势能面静态特征.结果 表明:在H+OH→H2O通道上反应为无阈能反应,而O+HH→H2O存在鞍点,反应具有一定的方向性,以垂直H-H键的方向最为有利.     

C6H5O─H…X分子间氢键的理论研究

在B3LYP/6-311++G(3df,2p)理论水平上,对C6H5O─H…X(X=H2O、HCOH、CH3COCH3、NH3、CH2NH、HCN)氢键体系进行几何结构优化与振动频率计算,利用计算所得的稳定构型,在相同基组水平上进行自然键轨道(NBO)分析,同时应用AIM 2000程序计算6个复合物中氢键临界点的拓扑参数.结果表明,C6H5O─H…X体系存在较强的O─H…O与O─H…N氢键,氢键的形成使H─O伸缩振动频率明显红移.氢键相互作用的稳定化能主要来源于O、N原子的孤对电子和电子受体C6H5OH中参与形成氢键的O─H反键轨道相互作用.AIM分析得到C6H5O─H…X复合物中氢键相互作用以静电作用占主导地位.     

X...Y(X=LiF,NH_3,H_2O;Y=HF,LiF)复合物中锂键、氢键的理论计算

在CCSD(T)/cc-p VTZ水平下,对X…Y(X=Li F、NH_3、H_2O;Y=HF、Li F)复合物的9个结构进行几何构型优化和红外振动频率计算.根据定域化分子轨道、原子自然电荷、Wiberg键级的分析表明HFLi F分子中的H—F键是共价键,而Li—F键则为离子键而非共价键.H3N…Y(Y=HF、Li F)、H_2O…Y(Y=HF、Li F)中的氢键或锂键源于静电相互作用,并非共用电子的共价键.结合能的计算表明:与HF相比,Li F与X(X=Li F、H_2O、NH_3)的结合能更高;结合能从高到低依次为Li FNH_3H_2O.红外振动频率分析表明HF与NH_3、H_2O形成红移氢键,即H—F键长增加,相应的H—F伸缩振动频率降低.H3N…Li F的Li—F键键长增加同时伸缩振动频率减少.而Li F与H_2O形成锂键后,键长增加0.001 6 nm,而Li—F的伸缩振动频率反而增加了2 cm-1,即蓝移锂键.     

共价氢化物A—H键振动频率的计算

本文提出了一个计算氢化物Y_mAH分子中A-H键振动频率v_(A-H)的新公式:v_(A-H)=1119φ-10.5N+610(cm~(-1))及计算团电负性的新公式:并对Y_mAH(Y=H或Y≠H,m=0,1,2,3)多种类型的共价氢化物分子的键振动频率进行了计算,其结果与实验相一致。     

飞秒激光场中环辛酮离子在低激发态解离的研究

利用重头算的CIS方法,研究了C8H14O的稳定构型,用CIS方法采用6-31+g(d)基组,计算了C8H14O+的三个低激发态的红外振动频率.通过对虚频振动模式的分析,得到了C8H14O+在低激发态的主要解离碎片是H+、C6H9O+、C2H3+、C2H4+、C6H8O+、C6H10O+、C2H2+.最后在B3LYP/6-31+g(d,p)水平上优化了这些碎片的结构,从而得到了飞秒激光场中环辛酮分子在低激发态解离的产物.     

基于第一性原理的碳纳米管热输运的计算

基于第一性原理的密度泛函理论方法对碳纳米管结构进行优化,计算出原子间的力常数.在此基础上,计算碳纳米管的声子色散关系,并且利用量子非平衡格林函数方法研究碳纳米管的热导.计算结果表明:随着碳纳米管管径的增大,碳纳米管的声子透射系数和热导均增大;然而对于碳纳米管平均单位面积热导,发现在低温区和高温区具有显著不同的性质:在低温区,不同手征类型的碳纳米管热导几乎接近;在高温区,锯齿型碳纳米管的单位面积热导随着管径的增大而增大,而扶手型碳纳米管的单位面积热导几乎不随管径的变化而变化.     

Fe-C-X系合金针状铁素体在奥氏体贫碳区先共析转变的热力学分析

针状铁素体组织强度高、韧性好，基于氧化物夹杂形核，有很强的自身细化晶粒的能力，获得大量超细针状铁素体组织是超级钢研究的主要发展方向。建立了Fe—C-X系合金针状铁素体在奥氏体贫碳区先共析转变的热力学模型，并对Q235钢进行了数值模拟。结果表明，针状铁素体在实际相变开始温度（约923K）的相变驱动力（绝对值）为450-740J／mol，而且随着贫碳区碳含量的减少而增加。该模型可获得比以往扩散模型更大的相变驱动力，从热力学角度来讲，针状铁素体在奥氏体贫碳区很可能具有先共析转变的相变过程。     

二维、三维模型碳纳米管场发射场强计算的比较研究

在计算碳纳米管场发射显示器中电场强度时,为了提高计算效率,许多资料将三维空间的场发射简化为二维模型进行计算,为了比较分析使用二维模型和三维模型计算结果的差异,建立了二维模型单根碳纳米管、三维模型单根碳纳米管和单碳纳米墙3个模型,应用Ansoft Maxwell有限元数值仿真软件进行了仿真,计算结果表明:二维碳纳米管场发射模型的仿真结果代表的三维空间实际情况为碳纳米墙场发射,而不是真正的三维空间碳纳米管场发射。对于单根碳纳米管,用二维模型计算的碳纳米管尖端电场强度仅为三维空间碳纳米管尖端电场强度的1／4。     

纳米MoS2含量对纳米微量润滑磨削CFRPs的影响

为了研究磨削碳纤维复合材料(CFRPs)时,纳米二硫化钼(MoS₂)含量对纳米微量润滑效果的影响,制备了不同质量分数(0%,3%,6%,9%,12%)的纳米MoS₂和棕榈油混合液,作为纳米微量润滑油液,对碳纤维复合材料进行磨削加工.使用光学显微镜,观测分析碳纤维复合材料的表面粗糙度、表面形貌.使用测力仪对磨削力进行测量,并通过磨削力计算出磨削力比.最后对纳米(MoS₂)在纳米微量润滑磨削过程中的作用机理进行了阐述.结果表明,当纳米(MoS₂)质量分数为9%时磨削力比最低,为0.0632,表面粗糙度R_○a值最小,为1.86μm,且表面碳纤维损伤最小.     

离子轰击碳膜诱导碳纳米尖端的形成和生长

用CH4、NH3和H2为反应气体,利用等离子体增强热丝化学气相沉积系统在沉积有碳膜的Si上制备了碳纳米尖端.用扫描电子显微镜、原子力显微镜和Raman光谱表征了碳膜的结构,以及用扫描电子显微镜和X射线光电子谱表征了碳纳米尖端的结构,结果表明碳膜是凸凹不平的非晶碳膜,碳纳米尖端是由sp2结构的碳组成.根据有关离子的溅射和沉积机制,分析了离子轰击碳膜诱导碳纳米尖端的形成和生长.     

C60材料红外和拉曼特性

采用自制的专利设备成功地制备了全碳分子材料Ｃ６０，分析了红外，拉曼光谱图，发现在５２７，５７６，１１８７，１４３０ｃｍ＾－１处的４个Ｃ６０的红外特性吸收峰，进行了理论计算，结果与实验基本吻合，由红外测试数值计算得出的力常数结果表明，Ｃ６０内部原子间作用力的类型为Ｃ－Ｃ键和弱Ｃ＝Ｃ键。     

螺杆转子三维力热变形分析

利用弹性力学理论和有限元方法，采用第1类热边界条件对转子三维稳态温度场进行了有限元分析，在此基础上计算了转子力，热变形。解析出三维转子在x,y,z各方向上的力，热及综合变形量。采用静态测试手段对计算结果进行了实验验证。计算结果表明，转子的热变形量要远大于转子力变测量，转子变形后成腰鼓形，解决了长期以来三维螺杆转子变形只能简化为二维计算的问题，较全面地反映了螺直转子变形的实际情况，提高了计算精度。     

离子轰击碳膜凸起形成碳纳米尖端的理论分析

用CH4、NH3和H2为反应气体,利用等离子体增强热丝化学气相沉积系统在沉积有碳膜的Si上制备了碳纳米尖端.用原子力显微镜表征了碳膜,结果表明碳膜是凸凹不平的膜,有许多凸起.在生长碳纳米尖端的过程中,由于既有含碳离子在凸起上的沉积,又有氢离子和含氮离子对凸起的刻蚀,根据有关离子沉积和溅射刻蚀的理论,理论分析了离子轰击碳膜凸起碳纳米尖端的形成.     

含单空位的(10,10)碳纳米管的振动性质和拉曼谱

运用Brenner经验势计算了碳原子间力常数和具体的振动模式,在此基础上利用经验键极化模型计算了含有单空位的(10,10)碳管的非共振拉曼谱.计算结果表明,单空位造成的局域模式所对应的拉曼峰位于完整碳管的G带之外,因此,在实验上可以用这一特性来探测碳管中的单空位.同时,当单空位浓度较小时,碳管的管径几乎不发生变化,仅仅是在拉曼谱中R带上劈裂出一些新的峰,这一现象主要源自于空位带来的对称性破缺.     

基于多模态和加权支持向量机的热轧轧制力智能预报

为了提高热轧生产过程精轧机组的轧制力预设定精度,需要对轧制力进行高精度的预报.本文通过机理公式计算出轧制力的近似值,然后采集大量的实际生产数据修正轧制力预报值.首先利用聚类方法区分不同的生产状态,其次在相同生产状态下采用加权最小二乘支持向量机计算轧制力的修正系数,最后采用乘法方式修正轧制力,达到高精度的轧制力预测.结果表明,轧制力预报的平均相对误差为3.2%,满足现场的生产要求.