氢化可的松晶体形貌预测

氢化可的松(HC)是一种重要的肾上腺皮质激素,它不仅是最重要的即效抗炎药和免疫抑制剂之一,而且具有低剂量、持续时间长和疗效确切等特点．从甲醇溶剂中培养出长方拄形的单晶,采用Cerius~2分子模拟软件对其晶体形貌进行了理论预测．将Cerius~2软件的几个模型对氢化可的松在“真空中”晶习进行预测,其中BFDH和AE模型较符合实际晶习,AE模型预测效果更佳,故选其作进一步的计算．采用DREIDING 2．21力场,通过电荷及能量的最小化计算井修正各晶面的附着能,得到的理论预测晶习与实验晶体形貌能很好吻合．     

水热法KTP晶体生长及形貌特征

晶体宏观形态和表面微形貌特征是晶体生长机制的具体反映,通过对晶体形貌特征的研究,探寻晶体生长的规律,为进一步改善晶体的质量打下基础。通过对水热法KTP晶体(磷酸钛氧钾,KT iOPO4,KTP)宏观形态和表面微形貌的研究,首次发现了KTP晶体中高指数晶面和{100}单形晶面上的螺旋生长纹,探讨发现高指数晶面和{100}单形晶面上螺旋纹的形成原因主要是溶液的过饱和度偏低以及籽晶的悬挂方式,为生长高质量的KTP晶体,提出了增大原材料溶解区与晶体生长区的温度差、改变籽晶的切向和悬挂方向等建议。     

面心纯铝轧制织构的晶体塑性有限元模拟

基于率相关晶体塑性本构模型,分别将Taylor模型和有限单元模型两种多晶模型嵌入大型有限元程序ABAQUS,实现了晶体塑性学有限元模拟. 直接将电子背散射衍射(EBSD)获取的晶粒初始取向输入晶体塑性有限元模型,预测了两种不同应变情况下面心1 050纯铝轧制织构的演化. 模拟结果与EBSD实验测得的织构演化结果有较好的一致性,随着变形程度的增加,预测织构与实测织构变得更加锋锐. 经过比较,Taylor型模型预测出了{4 4 11}〈11 11 8〉的Dillamore取向,而有限单元模型预测出了铜型织构取向,比Taylor模型预测结果更接近实验验证结果. 两种模型并不能预测出{011}〈211〉黄铜取向、{123}〈523〉S取向、{011}〈100〉Goss取向及其他理想取向.     

不同晶体学平面对无取向电工钢电磁性能的贡献及其磁性各向异性

论证了不同晶体学平面对无取向电工钢电磁性能的贡献及其磁性各向异性.结果表明,不同晶面的这两项指标均与它们在极图上的位置有关,13个重要晶面对无取向电工钢磁感应强度的贡献依照以下次序降低: {100}-{310}-{411}-{521}-{210}-{110}、{431}、{321}和{211}-{221}-{332}-{433}-{111};而磁性各向异性则以{110}晶面最强,{111}晶面最弱,{111}晶面及其他晶面的磁性各向异性以{110}晶面的极点为中心呈放射递减状分布在反极图上.     

纳米银枝晶的电沉积及结构表征

采用恒电位电沉积法,选择十二烷基磺酸钠(SDS)为表面活性剂,在Ti基体上制备了具有树枝状结构的纳米银。X-射线衍射试验表明银纳米枝状体为单晶结构,属于面心立方晶系。运用扫描电镜对枝晶的形貌特征进行观察分析,通过高分辨透射电子显微术对枝晶的晶格结构进行表征,发现枝晶表面由{111}晶面组成,主干和分支互成60°分别沿110方向生长,枝晶的{111}晶面形成多次孪晶结构。树枝状晶体形态的产生符合分形生长机理。     

BiOBr可见光催化降解环丙沙星的晶面依赖性能

采用水热法制得了分别择优暴露{110}、{010}和{001}晶面的BiOBr.XRD研究结果显示,相应样品{110}与{102}衍射峰的强度之依次减小;可见光下BiOBr光催化降解环丙沙星的实验结果表明,BiOBr{110}、BiOBr{010}和BiOBr{001}上环丙沙星降解反应速率常数依次为0.008 9、0.001 2和0.000 9 min-1,即暴露的{110}晶面越多,其光催化降解环丙沙星的活性越高.BiOBr{110}晶面具有强的内电场,应是其高催化性能的内在原因.     

氯化钠对石膏晶体生长习性影响的分子动力学模拟

如何有效控制溶液体系下石膏晶体的生长行为已成为脱硫行业亟待解决的问题之一，而晶体生长过程的有效信息往往无法及时有效在线检测.利用分子动力学模拟技术，计算出石膏晶体特定晶面的附着能、面心距离和面积等参数，确定了其形态学上重要的生长晶面及其表面结构，理论研究了氯化钠溶液与石膏晶体主要生长面之间的相互作用机制.并通过实验得到氯化钠对石膏晶体形貌的影响，与分子动力学模拟结果进行对照分析.结果表明，由于氯化钠溶液对石膏晶体不同晶面的作用变化，可以显著改变石膏晶体形态，模拟结果与实验一致，分子动力学模拟可以为晶体的形态控制提供理论基础.     

6-氨基青霉烷酸晶体生长过程中杂质对晶习的影响

考察了青霉素G,丙酮和苯乙酸(PAA)杂质在6 氨基青霉烷酸(6 APA)结晶过程中对晶习的影响及其在乙醇溶液中的生长过程。发现6 氨基青霉烷酸在乙醇溶液的生长过程中存在由菱形晶体向六面体晶体的晶习转变;6 APA晶体在青霉素G存在时趋向于破碎;在丙酮存在时变厚;在苯乙酸存在时易于形成六面形晶体。     

ZrAl_3晶体的附着能与生长形态

本文应用n-m势能参数,对金属间化合物ZrAl_3晶体各晶面的附着能进行了计算。计算结果表明,由于ZrAl_3晶体的结构特点──四个伪晶胞沿纵向排列形成长条形的生长基元,某些台阶面的附着能甚至比某些平坦面还要低些。根据计算结果所得出的ZrAl_3晶体的理论生长形态为{001}片状习性加上由 {101}及{112}所组成的侧面。然而,由于 <110> 周期键链的锯齿形特征,{112}不可能与{101}共存且不稳定,故理论生长形态应仅由大平面{001} 与小棱面{101}所组成,与实验观测结果相符。     

金红石TiO_2微米球的可控合成及其形成机理研究

以钛酸丁酯为钛源,P123为形貌控制剂,采用水热法成功合成了形貌规整的平均直径为1μm的金红石TiO_2微米球.微米球是由平均直径为30nm,平均长度为250nm,侧面暴露{110}晶面和顶端暴露{111}晶面的金红石TiO_2纳米棒组装而成.微米球的表面主要暴露纳米棒的{111}晶面,其{111}晶面比例接近100%.系统考察了P123的浓度、HCl的浓度和水热温度对金红石TiO_2微米球结构的影响规律,并提出了金红石TiO_2微米球的形成机制.     

聚乙烯吡咯烷酮与纳米羟基磷灰石相互作用的机理研究

仿生方法合成纳米羟基磷灰石(HAP)时,加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能较大程度影响HAP的形貌.目前实验已经在一定程度上解释了PVP对HAP形貌的影响机理,但在分子层面上两者之间的相互作用并不清晰.在本文中,我们使用分子动力学(MD)模拟对三条PVP链在HAP(010)、HAP(001)和HAP(002)晶面的吸附动力学行为分别进行了三组平行的研究.从吸附稳定性、相互作用类型、关键作用原子对、分子构型特征等方面对PVP与HAP之间的相互作用机理进行了阐释,并比较了PVP在HAP不同晶面上的吸附特异性.结果表明HAP三个晶面与PVP作用的强弱顺序为:HAP(001)HAP(010)HAP(002),合理解释了实验上以PVP作为封端剂调节合成HAP时,HAP(002)晶面是优势生长晶面的原因.为进一步研究功能性HAP的生长形貌调控机理提供了理论基础.     

硫酸铝对磷建筑石膏晶体转晶影响的仿真研究

为研究硫酸铝对磷建筑石膏晶体转晶效果的影响,利用吸附能模型计算了磷建筑石膏晶体的形貌及主要晶面的附着能.利用该模型将不同质量分数的硫酸铝吸附于晶体表面,发现当硫酸铝质量分数分别为2.0%和2.5%时对晶体生长较快的(1-1 3)和(2-1 0)晶面有很好地抑制作用.硫酸铝对晶面的抑制作用是通过提高晶面稳定性,阻碍晶体生长基元向晶面贴附实现的.验证知,与2.5%硫酸铝反应后的磷建筑石膏晶体形貌与力学性能较优,与模拟结果一致.     

硬脂酸单分子膜诱导下草酸钙晶体的生长

采用扫描电子显微镜(SEM),对比研究了硬脂酸(SA)单分子膜存在下的膜/液界面,无膜时的气/液界面以及在本体溶液中草酸钙晶体的生长规律.发现在没有单分子膜的气/液界面,草酸钙晶体呈无序生长,且与本体溶液中生长的草酸钙晶体具有相同的叉生晶型;而在有SA单分子膜存在下的膜/液界面,草酸钙晶体变为有序的孪生晶型;尿大分子硫酸软骨素A(C4S)抑制膜/液界面草酸钙晶体(101)晶面的二维生长,促使草酸钙形成薄片状晶体.     

基于分子模拟方法的HEDP阻垢机理研究

运用分子模拟的计算方法，模拟了羟基亚乙基二膦酸（HEDP）分子在方解石{104}面上扭折点处的吸附，以及方解石{104}面上扭折点附近碳酸钙分子的沉积过程．计算结果清楚地表明，HEDP分子的膦酸基团中的负电基团与方解石晶体扭折点处的Ca^2＋发生了强烈的静电作用，使HEDP分子牢固地吸附在扭折点上，从而抑制了碳酸钙分子的沉积，并阻断了扭折点处碳酸钙分子的快速生长．分子模拟计算证实HEDP的阻垢效果来自扭折点的吸附．     

单晶铜纳米压痕的取向效应和尺寸效应研究

采用离散位错动力学法(DDD)以及晶体塑性有限元法(CPFEM)对单晶(001)、(011)和(111)晶面进行纳米压痕模拟研究。分别分析了载荷-位移曲线、弹性模量、纳米硬度以及弹性回复率与晶粒取向和压入深度的关系。DDD和CPFEM的模拟结果均表明:压痕硬度均随压入深度的减小而增大,呈现明显的尺寸效应。不同的是DDD的模拟结果显示:不同压入晶面的硬度关系为(111)晶面(001)晶面(011)晶面,呈现明显的取向效应。而CPFEM的模拟结果显示:不同压入晶面的硬度大致相同。此外,DDD模拟相对于CPFEM模拟结果,得到3个压痕面的压痕响应差异较大。两种方法模拟结果的差异主要是因为模拟尺度的不同,DDD模拟的尺度较小,其硬度响应与位错结构紧密相关。而CPFEM相对唯象,其模拟的尺度较大,微结构敏感特性不明显。     

静电场对硫酸钙结晶的影响及计算机模拟

实验在水浴加热和水浴加热附加静电场两种条件下,对基本相同的结晶条件（温升速率,过饱和度,水动力学等）下得到硫酸钙晶体利用扫描电镜（SEM）进行了表征和分析.分析结果显示：在基本相同结晶条件下,水浴加热附加静电场与仅水浴加热下生成的硫酸钙晶体的形貌相比,有所增大.我们从水的内能与结晶形貌的关系出发,利用蒙特卡罗（MC）方法对静电场作用下的结晶情况进行了初步的分子模拟,解释了这一特殊现象.该分析结果可用于指导水溶液中生长晶体,外加一定强度的静电场可能得到更大更完整的晶体.     

玻璃化转变的分子串模型中分子串弛豫动力学的计算机模拟

基于玻璃化转变的分子串模型的分子串哈密顿量(Hamiltonian),提出了模拟分子串的弛豫动力学的蒙特卡罗(Monte Carlo)模拟方案.模拟得出的直分子串的弛豫时间,与分子串模型的弛豫方程所预言的第一弛豫模式的弛豫时间完全一致,即理论预期和模拟结果相互印证.这不仅说明分子串模型的分子串弛豫方程至少是第一弛豫模式的理论预言的正确性,同时也说明本文所提出的模拟方法的正确性,并进一步明晰了分子串中分子的随机涨落和跃迁运动的图像,也为三态甚至是多态的分子串弛豫动力学研究,以及对进一步模拟分子串之间的复杂相互作用提供了依据与思路.     

聚合物阻垢机理的分子动力学模拟研究

为了研究聚羧酸类阻垢剂分子的阻垢性能,采用分子动力学方法模拟了方解石（110）晶面加入聚丙基-丙烯酸甲酯（PPA）分子后晶面与CO3^2-和Ca^2＋的相互作用。计算结果表明,加入PPA后方解石晶面对游离态CO3^2-和Ca^2＋离子结合能明显小于加入PPA前,说明PPA分子阻止了CO3^2-和Ca^2＋在方解石晶面的吸附。同时,对两种体系下CO3^2-离子的动力学行为的分析结果也证明了PPA的阻垢能力。相互作用后PPA分子发生了一定的形变,并且其中部链基变化比两端大,说明中部链基的阻垢能力比较强。     

氢氧化铝晶体生长习性的Morphology分析

对氢氧化铝晶体生长习性进行Morphology理论研究,明确氢氧化铝晶粒长大后的晶粒形态特征及氢氧化铝的理论晶体生长习性.首先,用BFDH法说明了生长过程中最重要的面;其次,采用晶体平衡形态(Equilibriummorphology)法,用Morphology程序对氢氧化铝3×4×2超晶胞及其(001),(100),(010),(011),(110),(101)和(112)面真空slab模犁进行平衡形态计算,计算结果与实验结果吻合,很好地预测了各显露面族(001),(100),(010),(011),(110),(101)和(112)面族.理论生长习性计算结果表明,氢氧化铝3×4×2超晶胞及其各表面真空slab模型的生长习性差异显著:氢氧化铝(gibbsite)超晶胞趋向于生长为准六棱柱或厚的准六角板状晶体;(001),(100)和(010)面slab基本上是生长为楔板状晶体;(110),(101)和(112)slab的晶体形态则趋向于生长为较细长的棒状晶体;(011)slab的生长形态介于楔板状和棒状之间,很可能生长为较薄的片状晶体.     

富镓稀溶液中片状GaAs单晶的生长过程

本文采用慢冷却方法,对4％GaAs的富Ga稀溶液(结晶温度为785±2℃),进行片状单晶生长的试验并讨论了单晶的生长过程,实验指出,闪锌矿结构类型的GaAs,在自由生长条件下,低指数晶面的线性生长速度为{110}>{100}>{111},其晶片总为{111}面和{100}面所包围。最大晶面为(111)面和(TTT)面,晶片外观只有两种,即生长速度较快时,(111)面呈正六边形,生长速度快时,获得菱形的(111)面。多数晶片位错密度小于10~2/cm~2,片的大小为3×3×0.8mm~3左右。