23℃和0.04～2.0GPa下正己烷的Raman光谱研究

利用立方氧化锆压腔考察了正己烷在23℃和0.04～2.0GPa压力下的Raman光谱,研究结果表明,随着压力的增高,在2800～3000cm-1频率范围内的CH2和CH3的伸缩振动谱峰均向高波数位移.这与压力升高使得分子之间和分子内原子之间距离缩短,以及C-H键长缩短相符.在约1.2GPa压力时,Raman谱峰呈现突跃性变化,表明此时正己烷发生了相变.这与显微镜下观察其由液相转变为固相的现象一致.     

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。     

碳化铪的弹性与热力学性质

运用基于密度泛函理论的超软赝势平面波方法对HfC晶体结构做了几何优化,得到与实验值相符的晶格参数,在压力为0～300GPa时对HfC的弹性常量做了计算,结果表明晶体结构是稳定的;利用准谐德拜模型研究了HfC在0～300GPa压力和0～3 800K温度下的热力学性质,得到:HfC晶体的等容热容、热膨胀系数和熵随温度的升高而增大,随压力的升高而减小,德拜温度随温度的升高而减小,随压力的升高而增大.     

N离子注入金刚石膜方法合成的CN_x膜的成键结构

使用 N离子 (能量分别为 1 0 ke V,60 ke V)注入金刚石膜方法合成 CNx 膜 ,用 Raman光谱和 XPS光谱研究注入前后金刚石膜的成键结构 .结果表明 ,金刚石膜经 1 0 ke V N离子注入后 ,在 Raman光谱中出现一个较强的金刚石峰 (1 332 cm- 1)和一个弱的石墨峰 (G带 ,～ 1 550 cm- 1) .而 XPS N1s资料显示两个主峰分别位于～ 398.5e V和～ 40 0 .0 e V.金刚石膜经 60 ke V N离子注入后 ,N1s XPS光谱中的主峰位于～ 40 0 .0 e V;相应地 ,Raman光谱中的石墨峰变得较强 .通过比较 ,对注入样品的 XPS谱中 N1s的成键结构作如下归属 :～ 40 0 .0e V属于 sp2 C— N键 ;～ 398.5e V则属于 sp3C—N键 .     

立方氧化锆压腔下冰VI-VII相变的Raman散射光谱研究

295K和1.1～3.3GPa条件下,通过冰VI-VII的OH伸缩振动Raman光谱分析,对压力与冰VI-VII结构的关系进行了研究.可以看出:(i)在1.1～1.7GPa范围内,OH的伸缩振动频率随压力升高而降低,d v 1 /d p=-66.66cm -1 ·GPa -1 ;(ii)压力为2.1GPa时,OH的伸缩振动明显向高频方向移动;(iii)随着压力进一步增大(2.1～3.3GPa),OH的伸缩振动再次向低频方向移动,d v 1 /d p=-22.5cm -1 ·GPa -1 .这是由于压力升高导致d OH 增大造成的;而压力为2.1GPa时,OH的伸缩振动频率的突变则是冰VI-VII相变的结果.此外,根据冰VII的X衍射数据,发现d OO 与压力存在以下经验公式:d OO =0.0014P 2 -0.042P+3.0028.     

高功率准分子激光沉积类金刚石膜的热稳定性

在不同温度下(200~ 800 ℃) 将高功率准分子激光溅射方法沉积的类金刚石膜进行退火实验. 利用Raman和XPS光谱分析类金刚石膜在退火过程中的化学键合结构变化. 结果表明, 类金刚石膜是由少量的sp² C键和大量的sp³ C键组成的非晶态碳膜. 在退火温度小于600 ℃范围内, 类金刚石膜的热稳 定性较好； 退火温度高于600 ℃时, 类金刚石膜中的sp³ C键逐渐向sp ² C键转变, 当退火温度升到800 ℃时, 类金刚石膜中sp³ C键含量由 退火前的大约70%下降到40%. 可见, 高温退火能导致类金刚石膜的石墨化趋势.     

气体流速及温度对IG-110核级石墨氧化速率的影响

采用热重分析方法研究了600～750℃温度范围内,空气流速在1～10L/min范围内变化时IG-110核级石墨的氧化行为,分析了气体流速和温度对氧化速率的影响,并计算了相应的氧化动力学参数。实验结果表明IG-110石墨在空气中的氧化速率同时与反应温度和气体流速成正比,其中后者的影响效应随着温度的升高而增大。但相对来讲,在实验考察范围内,气流速度对IG-110石墨氧化速率的影响作用较弱,与温度升高带来的影响相比可以忽略。     

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。     

磁控溅射类石墨镀层结构的Raman光谱和XPS分析

利用非平衡磁控溅射离子镀技术在单晶硅片上沉积了类石墨碳镀层,采用X射线衍射(XRD)、激光Raman光谱和X 射线光电子能谱 (XPS)等分析方法对镀层的微观结构进行了研究.结果表明:不同成份类石墨碳镀层的Raman光谱与宽化的多晶石墨Raman光谱相似,类石墨碳镀层是以sp2键结构为主,且含有多种纳米团簇颗粒的非晶镀层,sp3键含量在12～15%范围;根据高斯解谱计算,镀层中碳团簇线度为1.2 nm以下,并随铬含量增高而减小;镀层主要由单质碳、铬及其铬氧化物组成,并随铬含量增高,逐步有碳铬化合物形成.     

各向同性煤沥青制备炭/石墨纤维的研究

以各向同性煤沥青为原料,采用熔融纺丝工艺制备了直径为55μm的沥青纤维,经预氧化、炭化和石墨化处理后得到炭纤维和石墨纤维,并采用偏光显微镜、XRD和SEM等对其形貌、结构和性能进行表征。结果表明,炭/石墨纤维具有与沥青原料相似的各向同性光学结构;随热处理温度升高,炭/石墨纤维截面逐渐变粗糙,且内部石墨微晶逐步发育并长大,3 000℃下石墨化纤维微晶增大较明显,其堆积高度和平面尺寸分别约为5nm和11nm;1 600℃炭化纤维的力学性能较好,其拉伸强度和杨氏模量分别达到0.57GPa和32.19GPa,进一步提高热处理温度,纤维拉伸强度逐步降低,但是其杨氏模量逐渐增加,3 000℃石墨化纤维的拉伸强度和杨氏模量分别为0.26GPa和40.57GPa;炭/石墨纤维室温轴向电阻率随热处理温度的升高而降低,1 000℃炭化纤维室温轴向电阻率为47.78μΩ.m,3 000℃石墨化纤维室温轴向电阻率降至21.98μΩ.m。     

压力对NaAlSi3O8熔体结构影响的实验研究

通过对NaAlSi3O8熔体的玻璃进行Raman光谱研究,发现随着压力升高(105Pa～2.0GPa),(1)低频区(50～650cm-1)不断变窄并向高频方向移动;(2)高频区(850～1300cm-1)不断变窄且向低频区方向移动;(3)580cm-1谱峰强度不断减弱,并在(0.8～1.0)GPa时最为显著.这是因为随着压力升高T-O-T(T=Si,Al)键角(θ)不断减小,并且分布范围变窄;而580cm-1谱峰的变化则由于在(0.8～1.0)GPa时包含Si,Al的平面三元环结构的"垮塌”造成的.钠长石熔体结构随压力升高的这种变化特征为其粘度变化所证实.     

C1023合金σ相形成动力学研究

C1023铸造镍基高温合金,在试验温度(800～950℃)范围内时效50小时,有σ相析出,析出数量在900℃出现峰值,其数量多少主要取决于相的长大线速度,低于900℃时,σ相长大线速度主要取决于扩散因素,随温度升高而增加;高于900℃,σ相相变激活能随温度的升高增加,σ相析出数量随温度的升高而降低;本文分析了合金元素对γ相自由能的影响,得出了合金元素对σ相析出作用的规律。     

一种新型低分子热塑性树脂体系CBT500/DBTL的界面张力表征

为获得真实、可靠的新型低分子热塑性树脂体系CBT500(环对苯二甲酸丁二醇酯)/DBTL(二月桂酸二丁基锡)的界面张力,研究新型树脂体系的混合机理及指导混合设备研制,综合接触角法与调和平均法的各自优势,依据相似理论,提出引用调和平均法修正接触角法,首先研究20~120℃范围内CBT500/DBTL树脂体系的界面张力。其次采用最小二乘法分段线性拟合界面张力修正值并推广。研究结果表明:在20~120℃范围内,CBT500/DBTL树脂体系的界面张力随温度的升高而降低。与接触角法获得的界面张力计算值相比,采用调和平均法获得的界面张力修正值整体减小44.7%,更加接近真实值。得到20~200℃范围内,CBT500/DBTL树脂体系界面张力与温度之间的分段函数关系式。     

8 MPa下C307催化剂上甲醇合成反应的本征动力学

在等温积分反应器中研究了操作条件对甲醇合成反应的影响以及C307催化剂上甲醇合成反应的本征动力学.实验采用粒度为0.154～0.198 mm的细颗粒催化剂.实验压力为8MPa,空速5 500～11 000 h-1,反应温度200~260℃.实验结果表明:总碳转化率在实验温度范围内随温度的升高先增加后降低,245℃左右达到最大值,随压力的升高而增加.选取以各组分逸度表示的CO、CO2加氢合成甲醇的Langmuir-Hinshelwood双速率本征动力学模型,用全局通用算法结合马夸特算法确定动力学模型参数.残差分析和统计检验表明,动力学模型是适宜的.     

ZnO晶须的变温Raman光谱

采用浮区法制备微米量级的ZnO晶须,X射线衍射(XRD)和偏光显微镜分析表明,生长的ZnO单晶晶须为六方纤锌矿结构,沿(100)晶面择优生长取向.微区变温Raman光谱表明:当温度为93～706K时,声子频率随温度升高呈倒指数下降(红移);当温度超过500K时,E2high谱线随温度上升而加宽,ZnO分子较活跃,Raman模频率呈明显的硬化现象。     

金属Mo的价键结构随温度和压力的变化

根据能形法确定金属Mo的价键结构,并研究金属Mo的价键结构随温度和压力的变化。研究结果表明:室温时,金属Mo的外层价电子数为e c4.910 4(dc2.700 4+sc0.560 0+p1c.650 0)e1f.089 6,单键半径为0.128 08 nm;随着温度升高,金属Mo的共价电子减少,近自由电子增加,但在固相范围内变化不大;随着温度升高,键长增长,键价降低,键能也降低;零压时金属Mo的外层价电子数为e c4.903 2(dc2.703 2+sc0.560 0+p1c.640 0)e1f.096 8,单键半径为0.128 04 nm;随着压力的升高,金属Mo的共价电子增加,近自由电子减少,晶体的共价性增加,金属性减弱,且键长缩短,键价增大,键能降低。     

高压下石墨超硬相的电阻率测量

采用高压下精确的原位电阻率测量技术,利用高浓度硼掺杂的金刚石薄膜制备微电路,在0～34 GPa测量石墨的电阻率随压力的变化规律.结果表明:在第一和第二个压力循环中,石墨超硬相电阻率不连续变化,分别出现在15.1 GPa和17.9 GPa;相存在的最低压力为8 GPa.     

C(膜)/Si(SiO2)(纳米微粒)/C(膜)的XPS及Raman谱测试分析

X射线光电子能谱测试(XPS)分析C(膜)/Si(SiO2)(纳米微粒)/C(膜)样品发现:把400℃退火后的样品继续加热到650℃并退火1h后,样品中除原有的Si晶体外,生成了SiC晶体,同时还出现了SiO2晶体,这表明一部分Si与C反应生成SiC的同时,氧气的氧化作用占主导地位,把大部分Si氧化成了SiO2.对比分析在650℃和750℃退火后样品的Raman谱发现:随着加热温度的升高,SiC与Si含量增加而SiO2含量减少.这表明:在750℃时,C原子的还原作用继400℃后再次占主导地位,又把一部分SiO2还原成Si.     

N离子注入金刚石膜方法合成的CNx膜的成键结构

使用N离子(能量分别为10keV,60keV)注入金刚石膜方法合成CNx膜,用Raman光谱和XPS光谱研究注入前后金刚石膜的成键结构.结果表明,金刚石膜经10keVN离子注入后,在Raman光谱中出现一个较强的金刚石峰(1332cm-1)和一个弱的石墨峰(G带,～1550cm-1).而XPSN15资料显示两个主峰分别位于～398.5eV和～400.0eV.金刚石膜经60keVN离子注入后,N15XPS光谱中的主峰位于～400.0eV;相应地,Raman光谱中的石墨峰变得较强.通过比较,对注入样品的XPS谱中N15的成键结构作如下归属～400.0eV属于sp2C-N键;～398.5eV则属于sp3C-N键.     

Ｉｎ熔体的结构变化与粘度变化之间的联系

利用高温液态金属X射线衍射仪在280℃、390℃、550℃、650℃、750℃研究了In熔体的结构.实验结果表明,In熔体的平均最近邻原子间距和原子配位数随温度的升高而减小,原子团簇出现热收缩现象,且收缩在390～550℃温度区间内发生突变,收缩明显.利用回转振动粘度仪对In熔体在液相线以上不同温度进行了粘度测量,结果表明,随温度升高,In熔体的粘度降低,总体上呈现指数变化规律,在430℃和470℃附近出现异常变化.粘度出现异常变化的温度与其结构发生突变的区间一致,表明熔体粘度与熔体结构之间有着密切的联系.