Bi_2Se_3、Bi_2Te_3和Sb_2Te_3的声子和热力学性质的第一性原理研究

基于第一性原理的密度泛函理论,在未考虑和考虑自旋-轨道耦合(SOC)的情况下分别优化拓扑绝缘体Bi2Se3、Bi2Te3和Sb2Te3的结构,计算它们的声子谱及热力学性质.基于广义梯度交换相关泛函及SOC效应,计算得到三种物质的声子频率比不考虑SOC时更吻合实验数据.最后计算出三种物质的赫尔姆赫兹自由能F,内能E,等体热容CV和熵S随温度的变化趋势.     

空气制冷循环最优性能解析

通过建立单级空气制冷循环的量纲为一的热力学模型,推导出对应最优性能系数的压比公式,以及最优压比下的循环性能参数解析表达式.在此基础上针对不同的运行工况和转动部件效率,对循环性能进行数值分析,发现:高低温热源温差的增大,最优压比升高,最优性能系数下降,单位制冷量升高.提高转动部件效率,最优压比小幅降低,最优性能系数大幅升高以及单位制冷量大幅下降.同比之下,膨胀机效率对系统最优性能的影响更大.这些都有助于实际空气制冷系统的优化设计.     

荷电旋量玻色气体热力学性质的研究

在平均场理论的框架下,讨论了荷电旋量玻色气体的热力学性质,结果表明系统的熵和比热容随朗德因子的增大而减小.熵和比热容均随温度单调增加直至饱和,并且它们随温度的演化没有出现相变点.     

湿热处理对玉米淀粉理化性质及消化性的影响

在不同的水分含量下对普通玉米淀粉进行了湿热处理,研究了湿热处理对玉米淀粉颗粒形貌、黏度、热力学性质、结晶性和消化性的影响.结果表明:湿热处理玉米淀粉的颗粒外形仍保持完整,但颗粒表面出现破损,偏光十字仍存在,高水分含量下处理时部分偏光十字消失;经湿热处理后,淀粉起糊温度提高,峰值黏度、终止黏度和崩解值下降,淀粉糊化过程吸热焓变减小;结晶度随湿热处理水分含量先增加后减小,在高水分含量下处理的淀粉中出现A+V型结晶峰,表明形成了淀粉脂质复合物;抗性和慢消化淀粉含量随湿热处理水分含量的提高而增加.     

非化学计量对铁氧化物还原热力学平衡的影响

铁氧化物是具有非化学计量比的化合物,非化学计量对铁氧化物的还原过程带来一系列影响。本文采用Dieckmann缺陷模型和Weiss的浮氏体理想固溶体模型分别对非化学计量比的磁铁矿和浮氏体进行了热力学计算。同时根据电荷守恒和物质守恒,对铁氧化物固溶体的综合缺陷度δ与还原失重率和亚铁含量的关系进行了分析,以期对实验终产物的判定提供依据。通过理论分析与计算,最终明确了不同化学计量比的磁铁矿和浮氏体在不同温度下的平衡还原势PCO(H2),即相应的优势区图。在给定还原势的纯赤铁矿等温还原过程(未有金属Fe生成时),当失重率小于6%时,还原产物属于Fe3+占优势的磁铁矿区域;当失重率高于6%时,反应进入Fe2+占优势的浮氏体区域。     

Fe--Sialon复合材料中 Fe3 Si 合成热力学分析及实验验证

对淤泥沙原料中Fe3 O4及其中间产物FeO和Fe可能参与的反应进行了热力学分析。结合绘制的不同CO分压下Fe-Si体系在C和SiO2过量下的优势区相图及Fe-O-N体系热力学参数状态图,得出体系中Fe元素最终以Fe3 Si形式存在,为淤泥沙合成O′-Sialon-SiC-Fe3 Si (即Fe-Sialon)复合材料提供了热力学理论依据。在热力学分析的基础上,以淤泥沙为主要原料,采用碳热还原氮化法制备了Fe-Sialon复合材料,并借助X射线衍射仪和扫描电子显微镜对烧结体的物相和显微形貌进行了表征,得出产物的主晶相为O′-Sialon,还含有少量的SiC和Fe3 Si相,晶粒呈现为纤维状、絮状或短柱状,与热力学分析结果( Fe元素最终以Fe3 Si存在)吻合。     

汽车刹车盘热力学模拟分析

当前民众对汽车安全性的要求逐渐上升。为加强对汽车刹车盘热力学研究,提高汽车驾乘人员的安全,对汽车刹车盘热力学模型展开较为详细的分析:首先,建立了摩擦模型;然后,根据该模型计算得到需要的参数;最后,对所建热力学模型进行了分析,并对比分析了有无沟槽以及风道厚度2个因素对刹车盘热力学性能的影响。     

超纯铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为

利用热力模拟实验机及试验轧机研究了添加Ti,V的超纯中铬铁素体不锈钢热变形过程中的析出行为变化特点,并采用热动力学计算及透射电子显微镜观察来表征析出相特征.结果表明:热变形过程中形成的析出相主要为TiC,这与热动力学分析一致.这些析出相的特征与变形温度密切相关,随着变形温度的降低,析出相TiC尺寸更加细小且分布更加弥散.这主要是由于变形温度降低时扩散速率相对较低,不利于析出相长大,而晶体缺陷增加,形变诱导析出的有效形核位置增加.这一热变形过程中的析出行为变化规律在中试试验条件下得到了验证.     

硫化镁晶体的弹性与热力学性质的研究

利用第一性原理超软赝势平面波的方法,对MgS晶体结构进行了几何优化,得到了其晶格参数为0.522 78 nm;在优化结构的基础上计算出带隙为2.873 eV,属于间接带隙半导体;零温零压下的弹性常数为C11=134.02 GPa、C12=38.5 GPa、C44=53.9 GPa及弹性模量B0=70.3 GPa;根据德拜模型近似,由弹性常量计算了德拜温度为557.2 K,并进一步得到定容热容随温度的变化关系,在高温下,热容接近杜隆—珀蒂极限.     

注过热蒸汽井热力计算

以蒸汽压力和比焓作为求解变量,根据能量守恒和动量守恒建立井筒注过热蒸汽的热力计算模型,对井筒内分别采用普通油管和隔热油管两种工况进行注汽热力计算,并分析井内蒸汽热力参数分布情况。该模型将注过热蒸汽、湿蒸汽和注热水热力计算统一起来,克服了传统计算方法需要根据蒸汽在井中的相态切换求解变量和微分方程的缺点。结果表明,采用普通油管注过热蒸汽时,井内蒸汽一般会凝结变成气液两相流。计算结果与测试结果和文献结果的对比验证了所建计算模型和方法的可行性。