C+离子注入与CoSi2薄膜应力的研究

根据改进的Thomas-Fermi-Dirac模型,分析了CoSi 2 薄膜中本征应力的起源,证明了基体与薄膜的原子表面电子密度差是薄膜本征应力的来源.实验在Si(100)基体注入碳离子(C + ),然后沉积钴(Co)薄膜,再进行快速退火(Rapid Thermal Annealing,简称RTA)形成二硅化钴(CoSi 2 )薄膜,发现薄膜中的应力随C + 离子注入剂量的增加而减少,理论计算了由C + 离子注入引起的应力减小的数值,并与实验结果进行了比较.     

吸附诱导表面应力的分子动力学模拟

应用分子动力学方法结合镶嵌原子势,模拟研究了同质吸附Cu/Cu(100)和异质吸附Al/Ni(100)纳米薄膜中的吸附诱导表面应力.结果表明吸附原子对表面应力的影响主要源于两种原子间的相互作用;吸附原子和底物表面原子的结合将导致底物表面原子之间的化学键的强度减弱和平衡键长增加,从而导致表面压应力增加;吸附原子之间的相互作用也导致表面应力的变化,吸附原子间的吸引作用导致表面拉应力,而排斥作用导致表面压应力.这两种原子间相互作用所引起的表面应力与吸附原子的密度密切相关,吸附原子与底物表面原子的结合所引起的表面应力的大小与吸附原子的密度成线性关系,而吸附原子间的相互作用所引起的表面应力与吸附原子密度间呈非单调的依赖关系.     

Fe-Mn合金层错能的嵌入原子法计算

运用嵌入原子法 (EAM)计算了 Fe- Mn合金层错能 (SFE) .采用 Johnson截断修正模型计算的结果表明 ,Fe- Mn合金的层错能随 Mn含量的增加而线性增大 .该趋势与本文实验结果一致 ,而且 Fe- 2 0 Mn(原子分数 ,% )合金中的层错能计算结果 (2 8m J/m2 )与 Kato等的热力学计算结果(2 6m J/m2 )较为吻合 .当 a(Mn) =2 0 %～ 55%时 ,γ相的层错能可表达为 :SFE(m J/m2 ) =2 3.3+0 .2 69×a(Mn) % .     

Au/Si扭转界面能各向异性研究

采用改进型嵌入原子法(modifiedembedded atom method,MEAM),计算了(001)Au/(111)Si、(011)Au/(111)Si、(111)Au/(111)Si、(001)Au/(001)Si、(011)Au/(001)Si、(111)Au/(001)Si六个扭转界面的界面能.结果表明,不论是对于(111)Si还是(001)Si基底,相同基底的界面均按照(111)Au/Si、(001)Au/Si、(011)Au/Si顺序依次增加;从界面能的最小化考虑,Au在(111)Si或(001)Si基底上的外延生长,Au(111)面为择优晶面,择优扭转角分别为θ=2.68°和θ=2.42°.     

电化学催化中的表面微观结构与特殊反应性能

综述以C1分子的电催化氧化或还原作为探针反应,对电催化剂表面微观结构与性能的内在联系和规律进行研究的结果。从研制不同原子排列结构的金属单晶电极的模型电极的模型电催化研究,到研制不同纳米材料的载体电催化剂的应用研究,不仅对C1分子反应的机理和动力学规律获得了深入认识,而且对电催化表面原子排列结构及修饰,纳米结构特征及其所引起的特殊电催化性能和异常红外效应等取得了一系列创新的研究结果,推动了相关理论和应用的进展。     

离子注入固体表面的表面能研究

通过正交试验、采用Ｚｉｓｍａｎ法研究了经离子注入处理后的固体表面能相对变化及其对耐磨性能的影响。结果表明：离子注入后，使固体表面能降低，减小了粘着磨损，提高了材料的耐磨性。     

钢的离子渗铬层组织及表面应力研究

本文采用离子氮化炉对Ａ３、４５、Ｔ１０、Ｔ１２钢进行离子渗铬。研究了渗铬层的组织及结构，阐明了渗层组织的形成机理。对Ｔ１０钢渗层组织进行了有无辉光放电作用的对比。测定了离子渗铬及无辉光放电作用的低压气体渗铬后钢件表面应力状态。     

分子动力学在纳米摩擦学中的应用研究

应用分子动力学方法模拟铜针尖原子在其基体上的摩擦过程。针尖原子的受力和以下参数有关：温度、接触面积、滑动速度、随着温度的升高，摩擦力增大；接触面积增大，摩擦力增大；针尖为软针尖、滑动速度小于一定范围时，随着速度的增大，摩擦力逐渐增大，当超过该范围时，随着滑动速度的增大，摩擦力反而减小。     

Schwarzschild黑洞视界表面能公式

本文指出,由于S.B.H是一个单参量M的系统,通常的表面能热力学公式不适用于视界.在引入视界能量E_H=aM后,系数a是视界与奇点相互作用相关的参量,文中得到更为合理的S.B.H视界表面能公式.     

一种估算金属空位形成能的半经验方法

在Ｂｒｏｏｋｓ模型的基础上,改进了表面能的计算方法,并对ｂｃｃ,ｆｃｃ和ｈｃｐ金属的空位形成能进行了计算,发现计算结果与实验测试平均值间存在线性关系,引入能量修正因子修正后可使两者基本一致,由此发展的半经验方法可对金属空位形成能进行有效预测。     

Ce,Th和Yb构成的二元合金稀溶解热的EAM计算

通过拟合纯元素的晶格常数、空位形成能、结合能和体积弹性模量等物理量,确定了铈、钍和镱三个元素的嵌入原子参数.利用Johnson的合金势形式来描述不同元素之间的相互作用,首次计算了由C e,T h和Y b三个元素构成的六种二元合金的的稀溶解热,为进一步研究稀土合金相图和开发新的稀土材料提供了理论依据.     

按应变能处理应力约束的连续体结构拓扑优化

 对每个单元都引入应变比能系数,通过追求对局部应力约束的高精度逼近,使独立·连续·映射（Independent Continuous and Mapping,ICM）方法中全局化应变比能约束的表达更为可靠,同时采取放松初始应变比能系数的手段加速优化迭代。利用结构最大Mises应力对许用应力比值的幂函数对全局化处理后的应变比能约束限进行修正,或者控制结构的最大应力,或者加速优化迭代。为了使拓扑构型向合理方向演变,每次迭代都对拓扑变量履行从连续到离散的反演,反演阈值自动计算。各算例均以较少的结构重分析次数,优化得到了类似理论最优解Michell桁架的拓扑图形,表明本文处理应力约束下结构拓扑优化问题的方法是合理和高效的。     

Fe-Ni合金中相能量的修正嵌入原子法计算

运用修正岩入原子法（MEAM）系统地研究了Fe-Ni合金中，面心立方和体心立方两种结构的有序和无序相能量，在用MEAM计算无序的相能量时，引入原子占据某一阵点的几率与成分的等同关系，计算结果表明，α（bcc)和γ（fcc)两种无序相在347℃时平衡原子分数分别为8．6％Ni和31．5％Ni，与相图基本符合，基于3种有序相的能量计算，可预期FeNi3最稳定，FeNi次之，而Fe3Ni最不稳定，这与文献报道的实验结果相符。     

最大主应力与形状改变比能对断裂的影响

分析了裂纹尖端附近的形状改变能密度场和主应力场，结合试验数据研究了最大拉应力与形状改变比能对脆性断裂及断裂方向的影响。认为复合型裂纹的脆性开裂方向主要受形状改变比能的影响，开裂方向靠近形状改变比能取最小的方位，而此处的最大拉应力是影响裂纹开裂的主要因素。     

Fe—Mn二元系中相能量MEAM研究

应用修正嵌入原子法（ＭＥＡＭ）研究了Ｆｅ－Ｍｎ二元合金中γ相（ｆｃｃ）和α（ｂｃｃ）随Ｍｎ含量变化的不同能量,它们的能量变化趋势与Ｆｅ－Ｍｎ二元相图的推测结果一致,由此表明,用ＭＥＡＭ法研究Ｆｅ－Ｍｎ二元系中两种立方相的能量是有效的。     

振动时效技术在能源工程中的应用

介绍了振动时效技术在HT-7U超导托卡马克核聚变大底板、真空装置等能源工程中的应用.结果表明:振动时效后构件的残余应力下降,变形减小,工艺费用降低,工作效率大大提高.应用动态机械分析仪(DMA)采用激光焊接小试样,通过对基于应变幅度的阻尼多次测量,模拟材料振动时效过程,连续3次的振动测量试验表明,不同激振力(应变)幅值下,阻尼变化不同.激振力较大时,阻尼的变化有一个先增加后降低的过程.焊接规范对阻尼有明显的影响,试样焊接速度越高,阻尼越大.     

种植密度对基因芯片表面应力的影响

利用能量法分析无标记生物检测中基因芯片的纳米力学行为.首先,考虑微悬臂梁机械能、基因层静电能、水合能和构型熵,建立基因芯片能量模型;其次,利用能量最小原理,得到芯片稳态弯曲的曲率半径与表面应力之间的关系;最后,预测种植密度对芯片表面应力的影响,同时将预测结果与有关实验数据进行比较,证明该方法的可靠性.     

Pt在DBA表面的化学吸附能和电荷转移

采用格林函数方法和Anderson Newns(AN)模型研究原子Pt在无序二元合金(DBA)表面的化学吸附能和电荷转移,其中普遍的去耦合方法被采用以消除Pt的不同d电子之间通过与DBA表面相互作用而产生的耦合效应·结果表明:Pt对DBA表面偏析有很大的抑制作用;化学吸附系统Pt/NixCu1-x随Ni的体内原子分数的增加而趋于稳定·化学吸附促进了吸附离子Pt与合金衬底间的电荷转移浓度·