不同晶向银纳米杆的热稳定性研究

采用三维分子动力学模拟方法，以面心立方金属银为研究对象，以尺寸和总原子数相近的三个不同晶向［110］、［11-2］、[11-1-］纳米杆为模拟模型，基于Finnis-Sinclair型嵌入原子法（EAM）多体势，模拟研究了不同晶向纳米杆结构在常温及其在不同温度直到熔化过程中的变化，计算得到了其不同温度的平均势能及熔点.模拟结果表明，［110］晶向纳米杆热稳定性最高，其次是［11-2］晶向纳米杆，最低的是［11-1-］晶向纳米杆.     

银纳米杆中原子能量分布特征的分子动力学研究

采用分子动力学方法和嵌入原子法（EAM）多体势函数,模拟研究了银纳米杆能量分布特征在不同温度直到熔化过程中的变化。结果显示：纳米杆中原子的势能分布曲线呈现多个分立的峰;随着温度的变化,分布曲线各个峰的位置保持不变,但峰高和峰宽明显变化;纳米杆熔化后这种能量分布特征完全消失,只有一个宽化的峰。模拟结果分析表明：纳米杆中原子势能分布曲线中每个峰对应于一定的最近邻原子数,纳米杆中每个原子的势能所处峰位由其最近邻原子数决定,偏离峰值程度则由其次近邻原子数决定。     

轴向受压光热敏感凝胶杆屈曲失稳分析

当压缩载荷达到失稳临界值时轴向受压细长杆将发生屈曲失稳,从而影响系统的正常运作。为分析光热敏感细长凝胶直杆轴向受压的稳定性问题,通过光热敏感凝胶大变形理论和铁木辛柯弹性稳定理论研究了环境温度、光强对不同长细比凝胶杆屈曲行为的影响。结果表明:化学势、光强和温度对光热敏感凝胶压杆的增量模量具有显著影响;溶液化学势越低、辐射光光强越弱、温度越低,光热敏感凝胶压杆的增量模量越高;光热敏感凝胶杆轴向受压时存在临界长细比,只有当长细比大于该临界值时凝胶压杆才会发生屈曲失稳;临界长细比受光强和温度影响显著,光强越强、温度越高时,临界长细比越大;当长细比大于临界值时,光强越强、温度越高则使凝胶杆发生屈曲的临界应力越大。     

Au纳米团簇熔点的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟纳米金的升温熔化过程,利用径向分布函数(RDF)、势能一温度函数、键对分析法,得到熔点.比较计算结果与实验值,得到不同方法的特点.径向分布函数法能明显看出团簇由有序向无序变化的趋势,但不能准确得出其熔点所在;势能一温度函数法基于团簇原子间距在熔点附近会发生阶跃变化这一微观原理,能够较准确给出团簇熔点;键对分析法是根据团簇从固态向液态转变过程中,其微观构型会发生较大变化,从而得出团簇熔点.     

银纳米线熔化过程的分子动力学模拟

采用分子动力学方法和量子修正的Sutton-Chen（QSC）多体势研究了不同尺寸的银纳米线的熔化动力学过程．模拟结果表明；银纳米线的熔点要比银的体材料的熔点低得多，并且与纳米线的直径的倒数成线性关系，当纳米线的直径越大时，其熔点越高，表现出了明显的尺寸效应．银纳米线的熔化过程首先从表面开始，并逐步向内部发展，直至核心区域．当温度高于熔点时，银纳米线逐渐熔化、断裂，最后形成球形团簇．     

低频内耗方法研究纳米晶Al块体材料的退火效应

运用低频内耗温度谱和TEM显微观察,系统研究了由含H等离子蒸发制备的粉料经冷压得到的纳米晶Al试样的滞弹性行为及结构演化过程.结果表明当T预退火＜823K时,内耗Q-1随温度指数增加;当823K≤T预退火≤893K时,内耗Q-1的温度谱在指数背景上出现分布很宽的弛豫峰Pn.该峰远低于经典的粗晶Al的晶界峰;峰的激活能为(1.20±0.05)eV,介于粗晶Al沿晶界扩散的激活能与晶格扩散激活能之间.893K预退火40min后进行85%冷轧量变形并经727K退火60min的纳米晶Al,内耗Q-1随温度的变化表现为双弛豫峰P1和P2.P1蜂的激活能为(1.22±0.18)eV,P2峰的激活能为(1.53±16)eV.P1峰温和激活能与P0峰相当,P2峰温和激活能与粗晶Al晶界峰相当.TEM显微观察表明纳米晶Al的晶间结构及晶粒形状随预退火和冷变形处理发生了改变.根据上述结果,对预退火及冷变形处理引起的纳米晶Al的结构变化和内耗本质进行了探讨.     

[110], [112], [111]晶向钨纳米线拉伸微结构演变

采用嵌入原子势,使用分子动力学方法,模拟研究了[110]、[112]和[111]三个晶向钨纳米线的拉伸弛豫过程的微观破坏机理.并引入共近邻分析方法、配位数及中心对称参数法来分析它的结构和形状的演化过程.结果表明:不同晶向的纳米线拉伸时具有不同的力学性能,[111]晶向具有最大的弹性模量、屈服应变、屈服强度与断裂应变,其次是[110]晶向,最后是[112]晶向.晶向对弹性模量的影响较小,但对屈服应变、屈服强度、断裂应变影响较大.模拟结果还表明:这三个晶向均具有弹性、损伤、屈服及颈缩断裂四个阶段,且发现[112]晶向具有强化阶段,即应力随应变的增加而增加,重新恢复承载能力,但其断裂应变最小.并给出了这三种不同晶向拉伸断裂的机理.     

单轴对称截面圆弧拱在局部区域径向均布荷载下的弯扭失稳

为了探究单轴对称截面圆弧拱的弯扭失稳行为,研究了局部区域径向均布荷载作用下单轴对称工字形截面两端铰接圆弧拱的弯扭失稳问题,考虑了剪切变形的影响,推导了失稳前拱的弯矩,轴力和剪力表达式。根据势能驻值原理和Rayleigh-Ritz法,得到了单轴对称截面圆弧拱弯扭失稳临界荷载理论解,并将其和有限元结果进行了对比。结果表明:当截面的较宽翼缘位于拱的顶部时,拱的弯扭失稳临界荷载值会增大;考虑剪切变形影响的浅拱的弯扭失稳临界荷载小于不考虑剪切变形的临界荷载;局部参数对拱的弯扭失稳临界荷载影响明显,弯扭失稳临界荷载随着局部参数的增大而减小。     

两种金属的势能曲面特征及与玻璃形成能力的关系

运用分子动力学模拟方法,采用镶嵌原子势,研究了金属cu和Ni。Al在发生玻璃转变过程中的势能曲面．我们计算了两种金属的内在结构（Inherent Structure简称Is）,发现它们的内在势能在整个降温区间分为三个阶段：高温时,内在势能在一个较高的能量值附近波动;当系统的温度降低到熔点温度（h）时,内在势能大幅度减小;当体系温度降到玻璃转变温度（Tg）时,内在势能变得平稳．本文将Cu,Ni3A1和Lennard-Jones Binary Mixtures（BMLJ）液体的内在势能进行了比较,发现金属势能曲面与BMLJ液体的势能曲面存在明显的差异,与BMLJ液体相比,Cu和Ni3A1在高低温的内在势能差值很小,尤其是Cu的内在能量几乎不随温度变化,其差值的大小反映了液体的动力学性质的强弱．文章统计了cu和Ni3Al在不同温度下内在能量的概率分布,并计算了两种金属内在结构的海森矩阵特征值的概率分布,发现Ni3A1的势能曲面比Cu的势能曲面更粗糙,更易形成非晶．我们提出了一个由势能曲面计算流变激活能的新方法,并计算了Cu和Ni3A1的流变激活能,发现它们的激活能都随着温度的降低而升高,但是Ni3A1的激活能随温度降低升高得更快,在玻璃转变点附近,Ni3Al的激活能比Cu的激活能要高,这与Ni3Al比Cu有更好的玻璃形成能力有着密切的联系．金属的势能曲面的特征决定了金属的玻璃形成能力．     

Dicke模型中势能拓扑性质对混沌的影响

文章研究了Dicke模型中的经典混沌和势能拓扑性质之间的关系。Dicke系统在耦合强度低于临界值时是稳定的;当耦合强度大于临界值时系统是不稳定的,会出现混沌。同时发现系统的平衡点在大于临界耦合强度时变为两个,系统等势线族的拓扑性质也发生了突变。系统势能拓扑性质的变化会诱发混沌。     

Structural variation of melt-crystallized PTT during the heating process revealed by FTIR and SAXS

Time-resolved FTIR,WAXD/SAXS and DSC have been used to investigate the structural variation of non-isothermally crystallized poly(trimethylene terephthalate)(PTT) during the heating process.The three-phase model:the lamellar phase,the mobile amorphous phase(MAP) and the rigid amorphous phase(RAP) between lamellae is suggested to describe the structure of meltcrystallized PTT.According to FTIR results,the conformation of RAP in the constrained state is different from that of MAP.The increased content of amorphous phase in the temperature range from 120 to 192℃ is ascribed to the relaxation of RAP,rather than the melting of defective crystals.When the PTT is heated to a temperature above 192℃,the recrystallization/crystal perfection of original defective lamellae occurs without a pre-melting process,which leads to an increase in lamellar thickness and probably connects two adjacent lamellar stacks.This is responsible for an increase in crystallinity as well as a higher major melting temperature.     

部份熔融YBCO超导体的载流特性

通过高温短时间处理,获得不同程度的晶界熔融态的YBCO超导块状试样。研究表明,部份熔融使试样体积收缩6％时,临界电流密度可提高26％。测量了在不同磁场强度变化率H(从1.3Oe/s至500Oe/s)时试样的磁阻曲线R(H)。发现R(H)曲线随H的增大而增大,在某一H值处产生拐点:在拐点之前d~2R(H)/dH~2>0,R(H)随H增加而增大;在拐点之后,d~2R(H)/dH~2<0,H对R(H)影响不大。R(H)曲线的拐点对应的磁场相当于下临界场Hcl。     

Influence of composition and size on the thermodynamic stability and structural evolution of CuAlNi nanoclusters

The heating process for CuAlNi nanoclusters with cuboctahedral structure was studied by molecular dynamics simulation with the embedded atom method. A diffusionless martensitic transformation from the cuboctahedral (CO) to the icosahedral (ICO) structure before the melting point was found in some CuAlNi nanoclusters. The effects of element composition and cluster size on the thermodynamic stability and structural transformation of trimetallic nanoclusters were investigated. The results show that the CO–ICO transformation temperature was size-dependent and occurred only for small clusters. It was also observed that the CO–ICO transformation temperature firstly dropped and then raised as Al concentration increased, which may be strongly related to the release of excess energy. Furthermore, the surface segregation phenomenon was also observed that the lower surface energy components, such as Al and Cu atoms, segregated to the surface of CuAlNi nanoclusters. The changes in the melting points of CuAlNi nanoclusters with different alloy compositions and cluster sizes were also studied. And furthermore, the physical basis of structural transition of CuAlNi nanoclusters was discussed.     

铁熔体快速冷却过程的分子动力学模拟

利用LAMMPS建立8×8×8原子箱,采取EAM模拟大量铁原子体系。先对体系升温,让体系充分均匀,然后对体系进行不同冷却速度下的降温。经过分子动力学模拟得到能量温度曲线、径向分布函数(RDF)和体系结构。结果表明:冷却速度低于1.8×1010K/s时,结晶相变点和熔点基本重合;冷却速度超过1012K/s时,生成物为非晶;铁熔体的过冷度可达到700 K;冷却速度在1011K/s附近时,能够生成体心立方的Fe单晶。     

时间步长对铜平衡熔点模拟计算结果的影响

采用二分搜索等温等压分子动力学方法和EAM(embedded atom method)势,对单质铜的平衡熔点进行计算,研究了不同时间步长对模拟计算结果的影响.结果表明:时间步长越小,熔点计算结果越接近实验值;当时间步长小于0.05fs后,进一步减小时间步长,熔点计算结果在计算精度范围内没有变化.     

含碳球团的低温熔分

根据低nC/nO含碳球团直接还原-低温熔分工艺制备粒铁的技术思想,进行了低nC/nO含碳球团低温条件下的熔分实验研究.实验结果表明,1 300℃,nC/nO为0.8的含碳球团,还原熔分时间为55 min时,得到的铁粒中存有少量熔渣2FeO.SiO2;60 min时渣铁则完全分离,铁粒中几乎没有熔渣存在.nC/nO为0.8和0.85的含碳球团还原后渣相FeO质量分数较高,熔点较低,易于渣铁熔化分离.nC/nO为0.9的含碳球团渣相FeO的质量分数较低,熔点较高,需要较长时间或在较高温度下才能进行渣铁分离.在1 320℃,nC/nO为0.8,还原熔分时间为60 min时,铁的收得率可达86.1%以...     

混合石蜡的热物性实验

对低熔点石蜡（十六烷、十八烷）与高熔点石蜡（54#石蜡、62#石蜡）混合物的传热性能进行了实验研究,用以替代价格较高的十八烷,用于立式集热板太阳能热气流电站的蓄热系统中.采用差示扫描量热仪（DSC）对不同质量分数的混合石蜡的相变潜热及相变温度进行了测量,结果表明：随着低熔点石蜡的加入,混合石蜡的相变温度在不断减小,相变潜热介于低熔点石蜡与高熔点石蜡之间;且混合后的石蜡具有良好的循环稳定性.采用热针法对不同质量分数的混合石蜡固态体系、液态体系的导热系数进行了测量,结果表明：混合之后石蜡的导热系数与低熔点石蜡相差不大,石蜡在固态时的导热系数要大于在液态时的导热系数.综合比较可知,混合石蜡可以满足储能需求,并能降低成本.     

热脉冲对铜晶态非晶态转变的影响

采用分子动力学和EAM(embedded atom method)势,模拟研究了热脉冲对金属铜从晶态到非晶态转变的影响.计算结果表明,热脉冲作用下,转变时体系平均温度高于平衡计算熔点,结构转变是过热熔化过程,系统不可能发生从晶态到非晶态非平衡转变.随着热脉冲频率的增大,转变所需热脉冲幅度减小,体系转变过热度降低.     

Morphology controllable synthesis of Pd/CeO2–ZrO2 catalysts and its structure-activity relationship in three-way catalytic performance

CeO₂–ZrO₂ mixed oxides with controlled morphologies (i.e., nanorod, nano-polyhedral and disordered shape) were synthesized through either hydrothermal or coprecipitation method, and the corresponding supported Pd/CeO₂–ZrO₂ catalysts were also prepared by conventional impregnation. The obtained catalysts were subjected to systematic structural/physio-chemical characterizations as well as three-way catalytic performance evaluations. The results showed that CeO₂–ZrO₂ mixed oxides presented different exposed crystal planes: namely disordered CZ-di mainly exposed (111) crystal planes, nanorod CZ-ro mainly exposed (111) crystal planes and few (100) crystal planes, while nano-polyhedral CZ-po exposed both (111) and (100) crystal planes. Clear structure-activity relationship could be demonstrated between the TWC (Three-way catalysts) performance of Pd/CeO₂–ZrO₂ and such different microstructures, as (100) and (111) crystal planes exposed by CZ-ro and CZ-po were beneficial for the surface oxygen vacancies formation, thus increasing the Pd-support interaction and effectively decreasing the light-off temperature of HC and NO elimination. On the other hand, the disordered CZ-di retained more lattice oxygen content, leading to better catalytic activity of CO elimination for the corresponding Pd/CZ-di catalyst.