PbS的压力致相转变研究（英文）

采用第一性原理计算的方法研究了α/β-PbS的压力致相转变.计算了体系的键性质、电子能带结构和波恩有效电荷张量,通过分析压力下相对焓值变化得到转变压强9.6 GPa.同时,计算了声子色散曲线和声子态密度,通过比较0和9.6 GPa下的声子色散,发现在0和50 cm-1处出现了2个软模.结果表明,这2个软模在α/β-PbS的压致相变中起了重要的作用.     

高压下ZrB_2的结构和热力学性质的第一性原理计算

利用平面波赝势密度泛函理论计算了ZrB2的基本参数,包括晶格常数、体弹模量、体弹模量对压强的一阶导数,同时通过准谐德拜模型研究了ZrB2热力学性质,给出了不同压强和不同温度下的热容和德拜温度的计算值,发现热容随着压强增加而减小,德拜温度随压强增加而增加.     

半休氏勒合金LiMgAs结构和热力学性质的第一性原理计算

本文利用基于密度泛函理论的第一原理方法研究了Half-Heusler合金LiMgAs的结构性质以及热力学性质.所计算的晶格常数、弹性模量以及弹性模量对压强的导数均与实验及其他理论值相吻合.本文还计算了α、β和γ三种相的LiMgAs声子频率，发现没有虚频的α-LiMgAs热力学结构稳定，其他两相均有虚频，不稳定.本文通过准谐德拜模型，研究并获得了不同温度0～1500 K和不同压强0～70 GPa下的热膨胀系数、热容、熵、德拜温度和Grüneisen参数.我们发现，热膨胀系数、热容、熵和Grüneisen参数随温度的增加而增加，随压强的增加而减小；而温度和压强对德拜温度和弹性模量的影响和对上面其他物理量的影响恰好相反.另外，当温度高于1000 K时，热容值变化很小，遵循Dulong-Petit定律.     

氧化镉高压物性的第一性原理计算

基于第一性原理平面波赝势密度泛函方法, 研究了CdO的高压结构相变和弹性性质. 计算结果表明, 在零温下CdO从B1 结构到B2 结构的相变压强为90.31 GPa, 这与实验值和其它的理论计算结果符合的很好. 利用准谐德拜模型, 讨论了CdO在0-150GPa范围内下的压缩波速度、平均声速度和德拜温度.     

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。     

高压下BeSe相变和热力学性质第一性原理研究

利用密度泛函理论研究了BeSe的相变、晶格动力学和热力学性质.计算得到的晶格常数、体弹模量以及其对压强的一阶偏导与实验值符合较好.焓的计算结果表明在压强为57.68GPa时BeSe会发生从闪锌矿(ZB)结构到砷化镍(NiAs)结构的相变,与实验值56±5GPa较吻合.BeSe的声子色散曲线计算表明零压下ZB结构满足动力学稳定性,而在高压下ZB结构的动力学稳定性将消失.基于准简谐近似方法,还成功预测了BeSe的热容、热膨胀系数和熵随着压强和温度的变化关系.     

Mg_2Si热电特性的第一性原理研究

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Mg_2Si晶体中原子间的相互作用势能、电子的能带结构、声子谱、声子态密度和热力学参数.计算结果表明:当Mg_2Si晶体中各原子处在平衡位置时,Mg-Mg键的势能最大,其次为Mg-Si键,Si-Si键最小,Mg_2Si晶体禁带宽度为0.217eV,属于间接带隙半导体,通过振动频谱及声子态密度图可知,存在9条色散关系曲线,其中3条为声学波,6条为光学波,且频率在280cm~(-1)附近的格波振动较强.随着温度的增加,熵、内能均增加,而亥姆霍兹自由能减少.当温度低于200K时,比热容随着温度的增加显著增加,在低温范围内符合德拜模型.当温度高于400K时,比热容符合爱因斯坦模型,其值接近于常数CV=74.8J·mol/K.     

第一性原理声子色散曲线计算误差评估——1维原子链模型

声子色散曲线的计算是研究固体材料晶格振动动力学的重要内容.由于边界条件的影响,声子频率的计算在布里渊区边界会产生一定误差.以1维原子链模型在简谐近似条件下的声子色散关系的解析解为参照,对第一性原理方法计算的声子色散曲线进行评估,重点考察布里渊区边界声子频率的误差,进而对色散关系、热力学参量等的计算误差进行分析.研究结果表明:基于密度泛函理论计算的晶格动力学具有较好的可信度.     

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.     

高渗透水泥浆高温高压流变性研究

随着油气开采难度的增大,对固井质量和固井水泥浆添加剂的要求越来越高,需要研制开发出新型高渗透水泥浆体系。借助美国产Fann50流变仪,研究了温度和压力对高渗透水泥浆流变性的影响,并与常规水泥浆进行了对比。分析结果表明,一定压力下,高渗透水泥浆的动切力、表观粘度随温度的升高而逐渐降低,流性指数减小;一定温度下,压力对高渗透水泥浆体系流变参数的影响不如温度明显。高渗透水泥浆比常规水泥浆体系具有更好的热稳定性。运用宾汉、幂律、卡森、赫切尔巴尔克莱(H B)、带剪切稀释系数等5种模式对实验数据进行了拟合分析,结果表明,H B模式是描述高渗透水泥浆高温高压流变性的最佳模式。     

高渗透水泥浆高温高压流变性研究

随着油气开采难度的增大，对固井质量和固井水泥浆添加剂的要求越来越高，需要研制开发出新型高渗透水泥浆体系。借助美国产Fann50流变仪，研究了温度和压力对高渗透水泥浆流变性的影响，并与常规水泥浆进行了对比。分析结果表明，一定压力下，高渗透水泥浆的动切力、表观粘度随温度的升高而逐渐降低，流性指数减小；一定温度下，压力对高渗透水泥浆体系流变参数的影响不如温度明显：高渗透水泥浆比常规水泥浆体系具有更好的热稳定性。运用宾汉、幂律、卡森、赫切尔-巴尔克莱(H-B)、带剪切稀释系数等5种模式对实验数据进行了拟合分析，结果表明，H-B模式是描述高渗透水泥浆高温高压流变性的最佳模式。     

C60高强高性能混凝土的配制

通过选择适宜的配合比与高效减水剂,采用合理的搅拌与成型工艺,依靠优选当地易得的原材料可以配制出C60级的高强高性能混凝土。     

采用H.S.B菌液处理高浓度焦化废水的工艺研究

研究了将O-A-O处理工艺和活性炭H.S.B菌种生物处理法相结合的处理高浓度焦化废水的新工艺,该工艺利用该菌种中的好氧菌、厌氧菌在曝气和厌氧工艺阶段中发挥的不同作用使废水得到处理。结果表明,COD为7440mg/L的焦化废水经过6h的初次曝气SBR工艺处理后,废水的COD去除率可达到47％。24h的厌氧SBR工艺处理后废水的COD去除率为78％。最后经过32h的二次曝气SBR工艺处理后,最终出水的COD为492mg/L,总的去除率达到94％。该工艺具有运行成本低和COD去除率高的特点。     

高温作用对高强混凝土渗透性能的影响

研究了高温作用对高强混凝土(HSC)及含PP纤维的高强混凝土渗透性能的影响,探讨了表征渗透性的湿迁移渗透系数、相对氯离子渗透系数及空气渗透系数之间的关系以及渗透性与爆裂的关系.研究表明,HSC遭受500℃的高温后,湿迁移渗透系数、相对氯离子渗透系数及空气渗透系数都大幅度增加,PP纤维可以有效地缓解高温后高强混凝土渗透性的劣化,3种渗透系数之间具有较好的相关性,HSC高温后的渗透性能与爆裂性能有一定的对应关系,HSC具有一个临界爆裂渗透系数.     

浅析豫南粳稻优质高产栽培策略

产量低、病虫害重、品质下降是豫南粳稻难以发展的直接原因.将粳稻置于高温、高湿的生态条件下栽培是其病虫害重、产量低、品质下降的根本原因.解决上述问题的唯一途径是推迟灌浆成熟期,将成熟期由目前的9月上旬推迟到10月中旬.对信阳市48年主要气候因子统计结果表明,推迟粳稻成熟期,有利于改善粳稻生长发育的生态条件,并能保证安全成熟.     

MgO高温高压下的P-V-T关系

本文利用分子动力学方法和有效经验对势模型对MgO高温高压下的物态方程进行了研究,发现分子动力学方法得到的MgO岩盐结构的摩尔体积(温度范围:300-2000 K,压力范围:0～100 GPa)和实验结果吻合;另外,基于势模型的可靠性预测了300-2000K和0～100 GPa的温压范围内MgO岩盐结构的P-V-T关系,并对两种势模型计算结果进行了比较研究.计算得到的高温高压下MgO物态方程在地球物理学具有重要的参考价值.     

高气压高能放电小型低速风洞的研制

根据高能放电腔的特点以及放电对气体流量、流速和流场的要求,提出了应用于高气压强电离放电的小型低速风洞技术方案。该技术方案在满足流场、流速要求的前提下开展气动设计和结构设计,重点研究了总体结构、气流喷口和收集口的气动与结构设计、动力段气动与结构设计、流速调节控制、电机散热等关键技术。简要介绍了为某单位研制的应用于高能放电的小型风洞。现场应用表明,该小型风洞稳定可靠,是一种实用、有效的高气压高能放电气流循环装置。     

高钙固硫粉煤灰水热条件下元素的溶出机制

试验用比色法和原子吸收法等分析手段系统地研究了粉煤灰-H2O、粉煤灰-NaOH-H2O、粉煤灰-Ca(OH)2-H2O 3个系统在不同水热条件下Al、Sl、Ca元素溶出浓度。结果表明：温度、反应时间和OH^-的浓度是影响离子渗出的主要因素；计算了不同粉煤灰-Ca(OH)2-H2O系统在100℃、12h条件下SiO2的溶出率，高钙固硫粉煤灰中SiO2的溶出率高于普通粉煤灰，用SiO2的容出率可以表征粉煤灰的活性；粉煤灰与Ca(OH)2的水热反应，可能是一个原地化学反应。