晶体铟的德拜温度和格林乃森参量随温度变化规律研究

研究了原子相互作用势与晶体德拜温度的关系．考虑到原子作非简谐振动，得到了格林乃森参量随温度变化的规律．以晶体铟为例，探讨了晶体德拜温度随温度的变化规律，理论计算与实验基本符合．     

德拜温度不为常数时晶体的热力学函数

确定了晶体的德拜温度随温度变化的普适关系,导出了在此关系下晶体热力学函数的表达式.在此基础上,研究了铟的德拜温度和定压热容量随温度变化的规律.结果表明:理论计算与实验值基本一致.其中,在低温段和高温段理论值与实验值符合得较好,而中间段符合得稍差.     

关于晶格热导率的讨论

基于德拜模型研究了金属晶体与绝缘体晶休的热导率,分别讨论了在不同温区金属与绝缘体热导率对温度的依赖关系.     

试论德拜模型与固体热容量的关系

文章通过对德拜模型的研究，分析了利用德拜模型解决金属固体热容量与实验结果不一致的原因，并且研究了金属自由电子气对热容量的贡献．最终达到了由统计理论得到的金属固体热容量与实验结果一致的结论．     

RbCaCl3晶体的弹性及热力学性质研究

运用第一性原理赝势平面波密度泛函理论的方法,并结合准谐德拜模型,对钙钛矿结构RbCaCl_3晶体的弹性性质和热力学性质进行研究。以优化的结构为基础,计算了在P=0GPa、T=0K条件下,RbCaCl_3晶体的晶格常数、弹性常数、体弹模量B和剪切模量G,与实验值符合较好;同时计算了RbCaCl_3晶体在零压下的B/G值,根据晶体力学稳定性条件首次推测出RbCaCl_3的相变压强约为10.5GPa。利用准谐德拜模型,计算得到RbCaCl_3在300K的德拜温度,并得到RbCaCl_3的相对体积、热容、热膨胀系数及德拜温度与压强和温度的关系;在高温时,其等体热容Cv接近于Dulong-Petit极限。     

BaLiF_3晶体的弹性及热力学性质研究

运用第一性原理赝势平面波密度泛函理论的方法,结合准谐德拜模型,对钙钛矿结构BaLiF_3晶体的弹性及热力学性质进行研究.以优化结构为基础,计算了在p=0GPa、T=0K条件下,BaLiF_3晶体的晶格常数、弹性常数、体弹模量和剪切模量,它们与实验值及其他理论值相符很好.计算了BaLiF_3晶体在零压下的B/G值,根据晶体力学稳定条件得出BaLiF_3的相变点约为186GPa.利用准谐德拜模型,计算得到BaLiF_3在300K的德拜温度,并得到BaLiF_3的体积、热容、热膨胀系数α、相对德拜温度与温度和压强的关系.在高温时,其热容接近Dulong-Petit极限.     

德拜温度随压强变化时晶体铟热力学性质研究

确定了在低温时晶体德拜温度随温度和压强变化的规律．在此基础上得到了晶体热力学函数的表达式．对铟晶体作具体计算，得到了定容热容量和弹性模量随温度、压强的变化关系式．结果表明：当压强较低时，压强对定容热容量和弹性模量的影响非常小，可忽略不计；而当压强较高时，影响较大，其增加或衰减速度明显，且其弹性模量有最大值出现．     

共析碳钢过冷奥氏体-珠光体转变的理论计算

据晶体相变的成核理论及晶体原子扩散的计算，定量地推导出了共析碳钢的过冷奥氏体－珠光体转变的时间－温度－相转变开始的函数关系式。与此相变的实验曲线的定量比较表明：推导与实验曲线在形状上符合。     

关于德拜模型中N的物理含义的探讨

对固体物理学中德拜模型中N的含义进行了详细地讨论.在德拜模型中,对具有简单晶格结构的晶体而言,N就是原子数,而对具有复式晶格结构的晶体而言,从德拜模型的物理意义上来讲,N应为原胞数。但在高温区,若N理解为原胞数,推导出的定容比热容简化计算公式又与经典物理定律有不相符之处。     

修正的RNG κ- ε模型在云状空化流动 计算中的应用评价

基于实验结果评价了一种用密度函数修正的RNGκ-ε湍流模型在云状空化流动计算中的应用.采用不同的修正系数,分别计算了绕Clark-y型水翼云状空化流动,获得了随时间变化的空化形态和升、阻力等流场及动力特性.通过与实验结果的对比表明,修正后的模型可以更准确地捕捉云状空化区域的空穴形态和空泡脱落的非定常细节;密度函数中指数n的选取对计算所得的空穴长度和升阻力均有影响,然而对流场动力特性的主要频谱分布影响不明显.     

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。     

AlMgB_（14）三元超硬硼化物的实验制备与理论研究

三元硼化物AlMgB14材料具有高硬度,高韧性,低密度,低摩擦系数以及抗高温氧化腐蚀等众多优异性能,在工具、模具、微机械制造及航空航天关键零部件等领域具有重要的应用前景.本文采用多靶射频磁控共溅射技术,以高纯度Al（99.99%）,Mg（99.95%）,B（99.9%）材料为溅射靶源,在单晶Si（100）衬底上溅射沉积得到了表面均匀致密,不同化学组分的Al-Mg-B三元非晶态薄膜,通过调控溅射参数,可以实现原子比接近Al：Mg：B=1：1：14.对于所制备的薄膜样品,在三元相图上沿Al-Mg等含量线,Al-Mg-B材料的硬度,随着B元素含量增加由13GPa增大到32GPa,其中AlMgB14附近成分点的硬度达到25~32GPa.同时,采用第一性原理计算,得到AlMgB14晶体的维氏硬度为27.6GPa,与实验值接近.通过电子结构分析,我们进一步探讨了AlMgB14晶体和其他相似结构富B三元化合物硬度的起源,发现他们共同具有的B12二十面体骨架是决定硬度的主要因素.Al,Mg等金属元素主要通过向B12的电荷转移对材料硬度进行微调,Al-B之间形成了弱的共价键而Mg-B之间形成离子键,这点同时也为XPS实验谱图所证实.采用准简谐近似德拜模型,我们还研究了AlMgB14晶体的热学性质以及温度对体弹性模量的影响,发现体模量随温度增加明显的减小,同实验上提高衬底温度对硬度的增强呈现了相反的变化趋势.这从侧面说明了衬底温度提高导致的硬度增强并不是改变了材料的本征硬度,而可能由于加强了薄膜同衬底间附着力.     

黄铜矿MgGeP2的几何结构，弹性性质和热学性质的研究

利用第一性原理的密度泛函方法对MgGeP_2结构性质,弹性性质和热力学性质进行了系统的研究,得到了平衡态的晶格常数,能带带隙,弹性系数和其他相关的热力学参数.通过对结果进行理论分析发现:MgGeP_2在零压下属于直接带隙半导体,带隙值为1.522eV.而弹性性质计算说明MgGeP_2是各向异性且具有良好塑性的材料.在0~40GPa的压强和0~800K温度范围内,利用准谐德拜模型理论计算了热膨胀系数,热容CV和Cp,熵和德拜温度随压强和温度的变化趋势.     

离子晶体热容的一种计算

本文根据原子晶体热容的量子理论，对离子晶体作低频率振动、各向同性假设，利用晶体进度系数替代弹性模量等力学参数计算了离子晶体的热容。对大多数晶体系物质，其计算值与文献值较接近。     

第一性原理研究TiH_2的结构和热力学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了TiH2原胞体系的晶体结构、电子结构和总能,获得了体系的稳定晶格常数、总体能量与体积的函数关系.并利用准谐德拜模型研究了在不同温度(T=0～1800K)和压力(P=0～140GPa)下TiH2的热力学性质,如弹性模量与压强,热熔与温度,热膨胀系数与温度或压力的变化关系.结果表明:TiH2的晶格常数与实验值符合较好;在一定温度下,相对体积、热熔随着压强的增加而减少,德拜温度、弹性模量随着压强的增加而增加;而定容热容CV随温度升高而升高,高压下温度对TiH2热膨胀系数的影响小于压强对热膨胀系数的影响.     

P6m2-ReB3的高压物性研究

本文利用赝势平面波法计算了ReB3的三种晶体结构P(6)m2,P63/mmc及P3ml的结构属性.研究发现P(6)m2-ReB3是ReB3的基态相位.我们首次系统研究了高压下P(6)m2-ReB3的弹性常数、弹性各向异性、各种弹性模量及波速度等弹性特性,并且预测了P(6)m2-ReB3的韧脆性.此外,通过准谐德拜模型,我们还分析了P(6)m2-ReB3结构的德拜温度、标准化体积、体积模量、热膨胀系数及热容与压力或温度的依赖关系.     

高压下3C SiC的电子结构、弹性与热力学性质

运用密度泛函理论的超软赝势平面波方法对3C SiC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0～100GPa范围内对3C SiC的电子结构与弹性进行了计算,结果表明晶体结构是稳定的,且带隙随着压强的增大而减小。然后利用准谐德拜模型研究了3C SiC在温度为0～2100K、压强为0～100GPa范围内的热力学性质,结果表明其等容热容、热膨胀系数及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。     

热力耦合作用下煤样瓦斯渗透特性数值模拟

针对含瓦斯煤渗透率在热力耦合作用下的演变规律,利用多物理场耦合控制方程建立相应的数值模型,对实验工况进行数值求解.将实验及数值模拟结果进行对比分析得出如下结论:1综合不同瓦斯压力情况下的轴压、围压对渗透率影响,模拟结果中渗透率普遍高于实验数据;2模拟计算得到的围压与渗透率之间呈指数关系,与实验结果的吻合度较高;3利用COMSOL Multiphysics数值模拟研究热力耦合情况下含瓦斯煤渗透率的影响规律,轴压处于高应力场下的模拟吻合度高于低应力场,采用单孔瓦斯渗流模型对高应力场的计算吻合度更好。