高技术新材料与计算机模拟技术

1．高技术新材料的产生途径在当代高技术迅速发展过程中，新材料的基础和先导作用正日趋明显，新材料本身已成为高技术的重要组成部分。加速发展新材料是国际高技术激烈竞争夺取“制高点”的重要目标，纵观世界各国的高技术计划，几乎都涉及到新材料，如新型光电材料、新型金属材料、精细陶瓷、先进复合材料、生物技术材料等。高技术新材料的产生大致有以下三个途径：1）由于理论突破或偶然发现而出现的材料，如超导材料、半导体材料、激光晶体、光导纤维与金属玻璃等。其中半导体超晶格材料是一个典型的例子，该材料体系首先从理论上提出，…     

863新材料研究与发展的几点思考

材料工业对国民经济建设和国防建设起着关键的支撑作用,是人类社会进步的物质基础与先导,现代高技术的发展更是密切依赖于新材料的发展。因而世界工业发达国家都把新材料作为优先发展的重点。我国政府历来重视新材料的发展,在原有攻关计划的基础上,1986年新材料又被列入中国高技术研究发展计划(即863计划)。该计划执行情况如何?“九五”计划如何编制?这是关心、支持863新材料发展的材料工作者所关注的事。本文试图从趋势、现状、发展等方面作一些阐述,但仅是一家之言。     

欢跳着的巴基球

自从1990年德国马克斯·普郎克核物理研究所的克拉茨奇默等人在巴基球C_(60)的制备上取得重大突破以来,关于C_(60)的研究发展极其迅速,在国际化学界、物理学界和材料科学界掀起了一股强大的“巴基热”。     

人工神经网络在新材料特性研究中的应用

随着科学技术和经济的飞速发展，人类对新材料(或各种特殊要求的材料)的需求也越来越大，但在尚未搞清楚一种新材料特性的影响因素之前，人们往往采取试验的方法来研制，这必将会大大阻碍该新材料的开发和研制本文试着将擅长处理非线性问题的人工神经网络应用在材料研究领域。在广泛收集材料的实验数据的基础上，从实验中所得的影响材料特性的各种因素中，     

华南沿海晚第四纪环境变化的生物记录与黄土记录的对比

自从1986年国际科学联盟理事会(ICSU)制订“国际地球圈——生物圈全球变化研究计划(IGBP)”以来,科学界对“全球环境变化”问题已引起极大关注。古环境的研究,是为了认识和阐明文字历史记载(仅有2—3千年)和仪器观测(仅有百数十年)以前的自然环境变化     

《柳城巨猿洞的发掘和广西其他山洞的探查》

本世纪三十年代,在我国南方发现了一些名为“巨猿”(后又有人改称为“巨人”)的高等灵长类化石,这些化石,似猿似人,又非猿非人,因而引起学术界长期的争论。解放后,为了解决究竟是“猿”或“人”的问题,以及解决它出产的确实地点和产状等问题,从1955年起,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所派遣工作队在广西开展了探查山洞和采集、发掘化石的工作,曾先后在大新、柳城等地发现了出产巨猿的山洞并调查了其他山洞三百余个,其中以柳城“巨猿洞”采掘的化石最为丰富,设有三个完整的下颚骨和数以千计的牙齿,以及相当大量的哺乳动物化石,已引起世界科学界的注意。本书     

创世论的最新演变--智慧设计不是科学,而是政治和宗教

美国堪萨斯州教育委员会1999年8月曾作出了一个败坏名声的决定，即要将有关进化论的参考书从该州的科学规范中删除。虽然这一决定的主要促成登布斯基断言：“智慧原本是可以触摸感知的，因此，智慧设计完全是一种科学理论。”但倡议们的主旨还在改变政治家和公众，而不是科学界的看法。     

非晶态超微粒子合金Fe_(84)P_4B_(12)的化学制备法及其物性研究

1986年van Wonterghem等发表了使用化学还原法制备Fe-M-B(M=Fe,Co,Ni)非晶态合金超微粒子(ultrafine amorphous alloy particles,缩写为UFAAP)的研究后,很快引起了国际上有关科学界的广泛注意。由于非晶合金带(ribbon)的结构、电子性质及物理化学性质的研究已获得飞速发展,同时有关小颗粒不同于大块材料的特点和性质的研     

计算机科学的发展

1961年在美国出现了一个新的学科名称:Com-puter Science,我们译为“计算机科学”.这门学科从一开始就引起剧烈的争论.连它的“正名”,在各国也很不一致:法文是Informatique,德文是Informat-ik,以上两种命名渊源于“信息”——Information一词.丹麦文是Datalogi,挪威文是Databehandling,以上两种命名从“数据”——Data衍生而来.Datalogi可译为“数据学”,Databehandling可译为“数据处理学”.英国科学界采用了自己的称呼:Computing Science——“计算科学”,与美国在命名上有微妙的区别.英国和美国的有关学术组织,分别称为英国计算协会(BCS)和     

美空军的"蓝皮书计划"

(续2001年第12期)二、“蓝皮书计划”开始执行从已解密的美国军方文件看,美国对飞碟的调查在1947年就已开始,并秘密制订、执行了追查飞碟的“号志计划”和“遗恨计划”,这一调查于1949年结束。美中央情报局的罗伯森博士在调查的基础上组织科学界讨论了“UFO现象是否对美国安全构成威胁?”最后形成了一个“罗伯森报告”,结论是“UFO事件纯属空军的责任”。接着便由空军开始实施调查、分析美国境内UFO事件的“蓝皮书计划”,大大加强了调查的投入。该     

高T_C超导体YBa_2(Cu_(3-x)Fe_x)O_y的穆斯堡尔谱学研究

一、引言 高T_C超导材料的发现引起了世界科学界的足够重视。为了搞清其超导机制,以便更好地研究开发和应用这一新材料,人们几乎动用了所有能利用的研究手段对其进行研究。利用Fe离子代换YBaCuO高T_C超导材料中的Cu,然后进行穆斯堡尔谱学测量来探索高T_C超导材料的超导机制。已有一些研究工作报道,并取得了一些结果。但从目前的情况来看,有些问     

激光加速原理

为了“深究,基本粒子的深层内部结构,人们建造了越来越大的加速器.但是目前的电子或质子加速器由于受造价、特别是材料的限制,进一步提高的程度已有限,所以不得不把注意力转向探索能加速粒子的断型加速器.我国科学工作者彭桓武、庄杰佳在激光加速原理方面提出了一种新方案,受到了科学界的很大关注.本刊特请庄杰佳同志撰写《激光加速原理》一文向读者作一介绍.     

纳米金属氢FCC结构的Kubo效应的量子理论研究

早在量子力学建立初期,H_2和H_2~ 团簇的研究就具有重要的科学意义。通过对H_2分子的定量研究揭示了化学键的本质并开创了现代化学键理论,而H_2~ 的精确解为直接考察量子化学中各种近似方法提供了依据。近年来,随着天体物理、空间技术和新材料技术的发展,特别是为满足研究高密度能源材料和高温超导材料的金属氢的需要,开展H_n和H_n~ (n>2)团簇的研究已势在必行,一方面,它是物理学的重要前沿领域,利用量子力学的新理论和新方法来研究H_n和H_n~ 可了解少数氢原子团簇的凝聚规律及如何过渡到大块材料,为材料设计提供依据,且不断完善和改进现有的处理凝聚态问题的理论方法,这种从原子分子层次出发来研究和设计新材料是当今材料科学发展的一大趋势;另一方面,特别是继芶清泉提出了金属氢的高压合成机理后,接着又提出了从H_n和H_n~ 团簇相互作用的定量计算与分析入手,进而研究金属氢的结构与性质的重要途径,该物理思想实际上把经超高压合成的金属氢视为由纳米级的氢原子团簇H_n组成,即金属氢是一种纳米金属材料。而一般纳米金属材料的一个重要性质是其电离能具有明显的Kubo效应,即纳米级的金属颗粒(或团簇)中很难增加或减少一个电子,因而这些超细颗粒或团簇具有强烈保持电中性的能力。过去我们用改进的排列     

决定晶体材料结构与性能的“基因”编码

<正>传统的材料研发主要依赖研究者的科学直觉和不断反复的"尝试法"实验,从新材料的设计到新材料的应用一般需要花费10~20年.为了加快新材料的研发过程,降低研发成本,利用计算机技术高通量地预测和筛选具有特定功能的新材料已成为全世界化学与材料科学研究的新热点.近年来,计算机技术在新材料研发的各个环节正发挥着越来越重要的作用.例如,计算机技术可以用来从理论上预测大量未知的新材料,然后根据理论化学计算排除那些实际上不合理的假     

用原子层覆盖法制造材料

世界各国一百多个实验室的科学家们在争先恐后地利用一项可开创新技术领域的工艺,其制造材料的方法极其精细,可一层原子一层原子地制造新材料。这一无比精密的方法称为“分子束晶体附生法(Molecular beam epitaxy)”,大致类似于用原子或分子缓慢地喷涂。科学家们可以用仅有两个原子厚的一层材料涂覆晶体表面,然后再在它上面涂一层     

纳米材料:21世纪的新材料

纳米材料被誉为21世纪的新材料，其概念在本世纪中叶被科学界提出后得到广泛重视和深入发展。1959年，诺贝尔物理奖获得者费曼（Feynman）在美国加州理工学院召开的美国物理学会年会上预言：如果人们可以在更小尺度上制备并控制材料的性质，将会打开一个崭新的世界。这一预言被科学界视为纳米材料萌芽的标志。70年代美国康奈尔大学二位学者利用气相凝集的手段制备纳米颗粒，开始了人工合成纳米材料；1989年德国教授格莱特（Gleiter）利用情性气体凝集的方法制备出纳米颗粒，从理论及性能上全面研究了相关材料的试样，提出了纳米晶材料的概…     

理想中的材料

人类一直努力地创造着新产品,并从无休止地寻找着所需要的材料。若干世纪以后,自然的材料库已从石头、骨头、木材扩大到粘土、钢和20世纪的宠儿——塑料。每一种新材料无不使人们的日常生活发生了巨大的变化。现在,科学家们正开创一个新材料的时代——创造理想中的材料:由99.9%空气组成的硬质稀薄泡沫,透明的钻石防护表层和在化学上广有用途的奇特构型的大分子碳。有些研究者不是在改进自然而是模仿自然。他们的创造有时称为“智能”材料,即把人造触觉和人造肌肉联接起来,使物体能改变自身的形状和硬度来适应环境的变化。到现在为止,这些新材料还不能够在工业上投入生产。但随着工艺的提高和制造费用的降低,这些新     

一维纳米固体的原子振动

纳米固体材料有许多不同于传统材料的性能,因而近来引起材料科学界,物理学界和化学界的浓厚兴趣。现有的研究工作已经表明,纳米材料的强度、韧性、磁化率、矫顽力、饱和磁矩、磁损耗、传热性、光吸收、传感、催化等力学、物理和化学性能都有别于传统材料,可望为材料的应用开拓一个崭新的领域,对高技术及新材料的发展产生重要地影响。     

中子技术与磁学

研究物质和材料的宏观性质同微观结构之间的联系,探讨其规律性,并利用这些规律性实现“分子设计”,即依指定性能设计新材料,这是当代材料科学和固体物理学的一项带有战略性的课题.中子技术是研究物质微观结构的一种有力手段.中子不带电荷而有磁矩(-1.91核磁子),热中子的波长约为1～10埃,能量约为1～100毫电子伏(或10～1000K),正好与固态物质中分子或原子的间距以及运动能量相近,因此研究固体,尤其是磁性物质的结构以及各种运动状态,用中子作灵敏的微探针是极适宜的.中子技术在现代磁学的研究中有其重要的独特的作用.     

含氘固体中的异常核现象

4年前,一场关于“常温核聚变”的轩然大波在科学界迅速掀起瞬而又转平息。今天,从电化学量热学的角度确认了“过热(excess heat)”的存在。当年的否定又遇到了否定。人们猜测这是一种异常的核过程。可是传统的核物理理论解释不了这个问题。现在人们指望用固体晶格中的集体效应来回答这一难题。“球”已经踢到了固体物理学的门前,它能把这个“球”接住吗?