一定压强下CaH2单晶的光学性质分析

根据密度泛函理论,采用平面波赝势方法,对单晶CaH2在0～500GPa的静水压下的光学性质进行了理论研究。结果表明单晶CaH2在0～500GPa的静水压范围内没有好的透明性,且吸收波段随压强的增加出现了蓝移的现象。计算的晶格常数与实验值符合得很好。     

高压下单晶 MgH2光学性质的密度泛函理论研究

依据密度泛函理论,采用平面波赝势结合广义梯度近似方法,对单晶MgH2在0～500 GPa的静水压下的光学性质进行了理论研究.计算结果表明,单晶 MgH2在0～500 GPa的静水压范围内没有好的透明性.随着压强的增加,MgH2晶体的能带发生了很大的移动,使该晶体低能带的价带和导带发生了交叠,内部电子吸收能量后在费米面上可以从低能带的价带跃迁到导带而发生光的部分吸收,从而引起晶体的颜色变化.另外,根据吸收光谱图可以看出,其吸收波段发生了蓝移,反射率也增加.得到的晶格常数与实验值符合的很好.     

压力作用下Mg2X(X=Sn,Ge,Si)晶体结构与弹性性质

基于密度泛函理论,采用第一性原理计算方法,研究Mg2X(X=Sn,Ge,Si)系列晶体的弹性常数,计算结果与实验值符合甚好.在此基础上,预测了在静水压下(0～50 GPa)的晶体结构和弹性性质随压力的变化.     

六面顶压机下LY12Al的超声测量及静水压探索

利用"脉冲回波重合法",在六面顶压机的准静水压条件下,在0～3 GPa的范围内,测量了LY12 Al弹性纵波与横波波速随压力的变化,并将其与低压静水压条件下的数据进行比较,发现六面顶压机上测量的数据偏高,分析了其偏差的原因.利用不同的实验组装,还对六面项压机高压腔中的静水压条件做了初步探索.     

高压下铌的强度和状态方程研究

室温下,以氦为传压介质的准静水压环境中加压到41GPa,在两柱全景金刚石对顶砧中加压到70GPa,研究了铌在高压下的强度和状态方程.准静水压下,X射线衍射数据拟合得到的体弹模量和其一阶导数分别为166(2)GPa和3.2(2).铌的差应力与剪切模量的比值(t/G)在超过6GPa后几乎为常数,表明由于塑性形变而发生屈服.结合高压下的剪切模量,发现铌在6GPa时由于塑性形变而发生宏观屈服时受到的差应力约为1.26GPa.差应力从2到6GPa可以表示为t=-0.557(94)+0.306(21)p,其中p是压力,单位是GPa.差应力在30GPa后再次增大,表明铌开始出现强化现象,此时对应的差应力约为1.67GPa.在70GPa时,铌受到的差应力最大,且约为3.96GPa.     

用触媒Mg-Mg_3N_2合成立方氮化硼

本文报导了使用触媒Mg-Mg_3N_2和少量添加剂,在压力4.5～6.5 GPa,温度1300～1700℃条件下,用4～6 mim合成出桔黄色、半透明的CBN单晶,最大晶面直径为0.62 mm。     

TiN在高压下结构稳定性的研究

本实验利用金刚石压砧和同步辐射X衍射技术对TiN在高压下的行为进行了研究．通过实验获得的数据分析了TiN体积压缩曲线．结果表明：在0．45．4GPa的压力范围内,TiN样品的体积随着压强的增加曲线变化比较平滑,TiN没有发生相变．同时,通过三阶的Birch-Murnaghan状态方程,得出了TiN样品在相应的静水压下的体弹模量为B0=195＝4．6GPa,一阶导数B’0固定为4．     

TiN在高压下结构稳定性的研究(英文)

本实验利用金刚石压砧和同步辐射X衍射技术对TiN在高压下的行为进行了研究.通过实验获得的数据分析了TiN体积压缩曲线.结果表明:在0-45.4GPa的压力范围内,TiN样品的体积随着压强的增加曲线变化比较平滑,TiN没有发生相变.同时,通过三阶的Birch–Murnaghan状态方程,得出了TiN样品在相应的静水压下的体弹模量为B0=195±4.6GPa,一阶导数B′0固定为4.     

CaH2修饰的M-ZSM-5上C2H4选择还原NO活性研究

研究了由CaH2修饰的M—ZSM-5（M=Mn、Fe、Ni、Ag、Cu、Co）分子筛催化剂上C2H4选择还原NO的活性．实验发现CaH2的加入使Mn-ZSM-5等催化剂上C2H4选择还原NO的活性有所提高。其中Mn—ZSM-5／10％CaH2上NO转化率提高幅度最大，400℃，提高了40％，XRD谱图表明在Mn-ZSM-5／10?H2上，钙不仅与分子筛中硅及氧反应，而且也与活性组分锰反应生成了新的化合物，TG曲线表明了生成这些化合物的温度范围。     

高温高压下CL-20的晶格参数和力学性能理论模拟（英文）

利用分子动力学结合COMPASS力场方法研究高能含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷。模拟室温下ε晶相CL-20在0～10GPa压强区间,α晶相、β晶相和#晶相CL-20在0～20GPa压强区间的晶格参数和弹性常数。同时还模拟了室压下CL-20在100～500K温度区间的晶格参数和弹性常数。对于自然状态下最稳定的ε晶相CL-20,我们模拟得到的晶格常数、晶胞体积-压强关系和弹性常数理论结果和实验数据非常吻合。所以对其它晶相CL-20模拟结果的准确性提供了佐证。理论预测CL-20在不同温度和压强下的晶格常数和力学性能对于工程应用具有积极的指导意义。     

高分子网络凝胶法制备AB_5型多元贮氢合金

以金属的盐类为原料,先利用高分子网络凝胶法制备出金属氧化物前驱体,再将氧化物前驱体与过量的CaH2混合,利用还原扩散反应在900～1000℃下制得多元贮氢合金La0 4Ce0 1Nd0 2Pr0 3Ni3 55Co0 75Mn0.4Al0.3.对生成的材料进行了XRD和SEM分析.结果表明合金的结构与LaNi5类似,为CaCu5类型.颗粒大小在2～3μm左右,分布均匀,呈球状.     

ZrC的电子结构与热力学性质

运用基于密度泛函理论的超软赝势平面波方法对ZrC原胞体系的结构进行几何优化,得到了稳定体系的电子结构。利用能量与体积的函数关系得到稳定体系的晶格常数,然后利用准谐德拜模型研究了ZrC在温度为0～3 500 K和压强为0～200 GPa下的热力学性质,得到ZrC的相对体积、体胀系数、热容、熵、德拜温度和Gruneisen参数随温度与压强的变化关系。     

弛豫铁电单晶PMN-PT的介电稳定性研究

实验研究了驰豫铁电单晶PMN-PT(67/33)分别在等静水压和定向应力的情况下,其介电性质的变化,分析了介电常数和介电损耗的变化趋势.结果表明,介电常数随静水压的增大缓慢增加,压力在10MPa内其相对变化小于2%,介质损耗均小于0.01;而在定向应力均匀增大的情况下,介电常数和介电损耗均出现峰值现象.     

氮化铪的弹性与热力学性质的第一性原理计算

运用基于密度泛函理论的超软赝势平面波方法对HfN晶体结构进行了几何优化,得到与实验值相符的晶格参数。在压强为0～150GPa范围内对HfN的弹性常量进行了计算,它们均满足晶体力学稳定性条件B=(C11+2C12)/3>0,说明在这个压强范围内晶体结构是稳定的。利用准谐德拜模型计算了HfN在温度为0～2 200K、压强为0～150GPa范围内的热力学性质。发现:等容热容、热膨胀系数和熵函数都随温度的升高而增大,随压强的增大而减小;而德拜温度随温度的升高而减小,随压强的增大而增大。     

高压下铬的状态方程和强度研究

在以氦气为传压介质加压到47 GPa和径向衍射实验加压到68 GPa的实验中,研究了铬在高压下的状态方程和强度.准静水压的数据得到铬的体弹模量和其一阶导数分别是190.5(16)GPa和4.54(12).固定体弹模量的一阶导数为4.82,得到的体弹模量是187.2(4)GPa.结合高压下的剪切模量,发现铬在19 GPa由于塑性形变而发生屈服,此时的差应力是0.72 GPa.在68 GPa时,铬的最大差应力为0.95 GPa.     

CaH2修饰的Cu-ZSM-5复合催化剂分解NO活性研究

研究了由CaH2修饰的金属离子交换的分子筛ZSM-5(M-ZSM-5，M=Cu、Mn、Fe和ND组成的复合催化剂(M-ZSM-5／CaH2)催化分解NO活性，结果表明，CaH2的加入明显提高了Cu-ZSM-5催化分解NO的活性，而CaHz修饰其他金属离子(Mn、Fe和ND变换的分子筛催化剂则不能提高分解NO活性．在550℃．富氧条件下(5．5％O2)，复合催化剂Cu(165)-ZMS-5／10％CaH2与Cu(165)-ZSM-5相比活性提高20％，NO程序升温脱附实验表明CaH2的加入．增加了Cu-ZSM-5中分解NO活性中心。     

等变形压加载下单晶铝fcc-bcc相变的分子动力学模拟

采用EAM势,利用分子动力学方法模拟了单晶铝在高速率等变形压加载条件下的fcc-bcc的结构相变.模拟结果表明,在等变形压加载条件下,单晶铝在加压至270GPa左右,体积缩小至0.55 V0时,由面心立方结构转变为体心立方结构.这一结果与第一原理计算的结果大致符合.     

六方HfB2晶体的弹性和热力学性质的第一性原理计算

【目的】研究六方二硼化铪(HfB2)晶体的弹性和热力学性质。【方法】基于密度泛函理论,运用广义梯度近似超软赝势平面波方法,对六方 HfB2晶体的结构进行了几何优化。在压强0~200GPa范围内,对六方 HfB2的弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量随压强的关系进行了第一性原理计算。在零压下,运用模守恒赝势下的有限位移理论计算了六方HfB2晶体的声子色散关系。根据准谐德拜近似,由声子态密度计算六方 HfB2的焓、熵、自由能和等容热容随温度的变化关系。【结果】当压强为0时,C11=606.70GPa,C12=100.29GPa,C13=141.72GPa,C33=480.01GPa,C44=272.40GPa,BH=272.70GPa,GH=244.09GPa,EH=564.00GPa,vH=0.115,且所有弹性常量随着外加压强的增大而增大。【结论】0~200GPa范围内晶体结构稳定,无相变发生。在零压下,由声子色散关系得到的带隙为3.36×1012Hz;焓与熵随温度升高而增大,自由能随温度增加而减小;等容热容随温度的升高而增大,逐渐趋近经典极限值。
     

六方HfB_2晶体的弹性和热力学性质的第一性原理计算

【目的】研究六方二硼化铪(HfB_2)晶体的弹性和热力学性质。【方法】基于密度泛函理论,运用广义梯度近似超软赝势平面波方法,对六方HfB_2晶体的结构进行了几何优化。在压强0~200GPa范围内,对六方HfB_2的弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量随压强的关系进行了第一性原理计算。在零压下,运用模守恒赝势下的有限位移理论计算了六方HfB_2晶体的声子色散关系。根据准谐德拜近似,由声子态密度计算六方HfB_2的焓、熵、自由能和等容热容随温度的变化关系。【结果】当压强为0时,C11=606.70GPa,C12=100.29GPa,C13=141.72GPa,C33=480.01GPa,C44=272.40GPa,BH=272.70GPa,GH=244.09GPa,EH=564.00GPa,vH=0.115,且所有弹性常量随着外加压强的增大而增大。【结论】0~200GPa范围内晶体结构稳定,无相变发生。在零压下,由声子色散关系得到的带隙为3.36×1012Hz;焓与熵随温度升高而增大,自由能随温度增加而减小;等容热容随温度的升高而增大,逐渐趋近经典极限值。     

提升金刚石的韧性:同质外延生长周期性氮掺杂纳米多层单晶金刚石

采用微波等离子体化学气相沉积生长周期性氮掺杂纳米多层单晶金刚石。通过光发射谱判定腔室中气体（CH₄和H₂）的残余时间,确定纳米多层的生长工艺,进而获得周期性氮掺杂纳米多层单晶金刚石。当周期性氮掺杂纳米多层中单个氮掺杂层的厚度约为96 nm时,在杨氏模量为1000 GPa下,其断裂韧性为18.2 MPa?m1/2。周期性氮掺杂CVD层的断裂韧性约为HPHT籽晶的2.1倍。周期性的氮掺杂层产生了周期性的压应力和张应力,因此显著提高了金刚石的断裂韧性。高韧性的单晶金刚石在高压顶砧和刀具上具有广泛的应用。