高温高压下CL-20的晶格参数和力学性能理论模拟

利用分子动力学结合COMPASS力场方法研究高能含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷. 模拟室温下ε晶相CL-20在0~10 GPa压强区间, α晶相、β晶相和晶相CL-20在0~20 GPa压强区间的晶格参数和弹性常数. 同时还模拟了室压下CL-20在100~500 K温度区间的晶格参数和弹性常数. 对于自然状态下最稳定的ε晶相CL-20,我们模拟得到的晶格常数、晶胞体积-压强关系和弹性常数理论结果和实验数据非常吻合. 所以对其它晶相CL-20模拟结果的准确性提供了佐证. 理论预测CL-20在不同温度和压强下的晶格常数和力学性能对于工程应用具有积极的指导意义.     

水溶液中石墨烯剥离的分子动力学模拟

通过分子动力学模拟方法研究柔性石墨烯在水溶液中剥离的热力学机制。为了表征石墨烯与水溶剂之间的相互作用,研究了石墨烯周围水溶剂的结构性质;通过施加外力的方法剥离石墨模型中最外层的石墨烯,计算剥离过程中体系自由能的变化,并对剥离过程中微观结构变化以及石墨烯周围水溶剂结构性质进行分析。结果表明:石墨烯与水之间的相互作用较小;剥离石墨烯需要克服一定的能垒;石墨烯之间的相互作用决定了自由能能垒的大小,溶剂诱导的贡献对剥离起到促进作用;受限区域内的水溶剂分子对剥离起到重要的作用。     

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。     

冲击波下金属铜的分子动力学模拟

对4000个铜原子组成的面心立方晶体进行了近似冲击波的模拟,发现对完整晶体在一定的范围内,冲击波的强弱、外界的温度对晶体结构的影响都不大;加入少许的点缺陷后,晶体内部的应力和能量相对完整晶体变化并不显著,从而说明在考虑系统的状态方程时将带有少量点缺陷的晶体近似为理想晶体的做法是可行的．     

纳米铝团簇初始氧化过程分子动力学模拟

为了研究铝团簇在不同氧化剂中氧化特性及机理,采用ReaxFF反应力场分别对Al-O₂和Al-H₂O系统的初始氧化过程进行了模拟. 在Al-O₂系统中,环境温度决定初始氧化过程铝团簇周围是否出现单独Al原子,且存在一个温度阈值,当低于温度阈值时不会出现单独Al原子. 在Al-H₂O系统中,研究了初始水分子数和温度对初始氧化过程的影响. 研究结果表明,水分子对铝团簇表面吸附的水分子离解过程具有促进作用. 分析了直径为2 nm铝团簇与水发生反应的机理,并与Al_n（n=3～20）团簇与水分子反应机理进行了比较,发现纳米铝团簇与水分子反应机理在不同初始水分子数和温度下存在明显差异.      

含能增塑剂和NPBA对粘合剂-HMX相互作用影响的分子动力学模拟

为研究含能增塑剂和中性高分子键合剂（NPBA）对粘合剂-HMX（奥克托今）相互作用的影响,运用分子模拟软件Materials Studio进行了分子动力学模拟计算.根据文献中所举的应用实例,搭建了相应的粘合剂-含能增塑剂-NPBA-HMX微观模型,计算了各个组分之间的结合能E和径向分布函数（RDF）.计算得到的结合能表明,含能增塑剂将削弱粘合剂与HMX之间的相互作用,而NPBA可以增强这种相互作用,其效果优于NC.     

过氧化氢的分解反应

本文综述过氧化氢分解反应的热力学性质、动力学性质、分解反应机理以及影响分解反应的因素等方面的研究现状。     

高压下铝的弹性系数的分子动力学模拟

采用Y．Mishin的EAM势和分子动力学方法,对零温下-15．-20GPa范围内铝的弹性系数进行了研究,得到了弹性系数随压强的变化关系．利用Murnagahan等温状态方程对压强和体积关系进行了拟合,得到铝的零压体模量为73．5GPa．该结果与相关文献资料报导的值在误差范围内符合得很好．通过和实验值的比较,说明该相互作用势的适用范围可以到15GPa．     

分子动力学模拟高压下铁的相变

采用分子动力学(MD)方法,结合原子间多体势函数,模拟了bcc铁(α-Fe)在高压下向hcp铁(ε-Fe)转变的过程,并与实验数据进行了比较.系统的压强通过计算维里压强获得,并通过Berendsen方法进行调整和改变.还采用相同的原子间势模拟bcc和hcp两种不同结构的铁,对高压下铁相变的机制和相变压强进行直接的计算和模拟,以对采用的原子间势进行更严格的检验和修正.模拟计算得到超高压下(＞15 GPa)两种结构的P-V曲线图以及hcp铁的c/a值等相关结果,都与实验结果有较好的符合.而在较低压下(0～15 GPa)P-V关系中常用的铁的原子间势对bcc铁仍有很好的模拟效果,而对hcp铁则效果不是很理想.因此,铁的原子间势还有待进一步改进.     

盐水液滴在砂岩表面润湿性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究NaCl对水滴在砂岩表面的微观润湿行为的影响。结果表明:NaCl能降低水对砂岩表面的润湿程度,强亲水的砂岩表面随NaCl质量分数的增大向弱亲水转化;水的润湿角随NaCl质量分数的增加而增大,在NaCl质量分数大于19.6%时则几乎不发生变化;粒子间的结合能垒远大于解离能垒,引起水分子聚集在Na+、Cl-周围而增强了盐水液滴的聚集能力,导致润湿角的增大;砂岩表面对水的相互作用能随着NaCl质量分数的增加而减少,但在质量分数大于19.6%时吸附能的变化不大,与润湿角的变化趋势一致。     

高压条件下几种简单金属的溶化性质

熔化熵和熔化体积是物质的重要热学参量,研究物质在高压条件下的熔化性质有助于推动高压物理、材料科学和凝聚态物理等学科的发展.应用分子动力学方法计算铝、铜、镍、钽、硅5种单质分别在2、4、6和8GPa压强下与熔化有关的参量.计算结果表明:铝、铜、镍、钽4种单质的熔化温度随压强增大而增大,熔化体积增率和熔化熵随压强增大而减小;硅单质的熔化温度和熔化熵随压强增大而减小,熔化体积增率随压强增大而增大.并对硅单质在高压条件下所表现出的特殊熔化性质进行理论解释.     

SmCoO3钙钛矿氧化物的高压高温合成及其物性

采用高压高温方法合成钙钛矿型SmCoO₃氧化物, 利用XRD,Raman,电导率和热膨胀测试对样品的结构及性能进行表征. 实验结果表明, 在2.75~4.20 GPa, 1 061 ℃附近, Co₂O₃和 Sm₂O₃发生固相反应形成SmCoO₃, 但反应不完全. 单相SmCoO₃较好的合成条件为3.90 GPa和1 061 ℃左右. 室温Raman谱观察到单相样品中只有SmCoO₃正交相的特征峰. SmCoO₃样品在327 ℃以下为绝缘体, 在327 ℃以上电导率随温度升高而增加. 热膨胀系数在100~800 ℃呈线性变化.      

高压下金属Mo熔化性质与其熔化结构的理论研究

本文采用分子动力学结合镶嵌原子势方法研究了高温高压下金属Mo的熔化性质.详细分析了Mo的熔化曲线并给出了熔化曲线T-P(温度-压强)方程,计算得到了Mo的等温压缩曲线和等压曲线.理论上获得Mo在常压下的平衡点温度为2695K,与其他实验和理论数据都符合的很好.同时我们还通过径向分布函数和HA指数研究了Mo在熔化过程中的结构变化情况.     

Ni/Al复合材料的起始反应温度研究

Ni/Al复合材料是制备Ni Al金属间化合物的重要原料,同时也是一种典型的结构能源双功能材料.本文主要采用管式电阻炉测试了Ni/Al复合材料的起始反应温度,研究了样品状态、粉末粒径、Al/Ni摩尔比、测试气氛、第三相等对材料起始反应温度的影响.结果表明:压制态的Ni/Al复合材料的起始反应温度比粉末态的要低;Ni/Al复合材料的起始反应温度随粉末粒径的降低而降低,随Al/Ni摩尔比的增大先升高后降低;空气气氛下的起始反应温度高于惰性气氛下的;添加W可提高材料的起始反应温度,而添加Mg则降低材料的起始反应温度.     

NaCl状态方程的分子动力学模拟

利用在分子动力学中引入壳层模型方法，模拟了高温高压下NaCl的状态方程．在压强上升到300kbar的广泛温度范围内，分子动力学模拟的状态方程和实验值吻合的很好，同时也进一步研究了温度300K压强上升到300kbar时NaCl的体积压缩率．     

21世纪先进发射药:低敏感高能发射药(1)--新材料和新实验技术

现代先进武器系统对弹药提出了大威力和高生存能力的要求，研究开发低敏感高能发射药必将成为21世纪发射药及其装药发展的大趋势。该文讨论了低敏感高能发射药的研究背景和意义。详细讨论和分析了发达国家在低敏感高能发射药领域涉及的新材料和新实验技术方面的最新研究进展和成果。指出了我国正处于跨越低易损性发射药的发展阶段，可直接制定并实施兼具低易损性和高能特点的低敏感高能发射药的研究计划。     

Synthesis of high quality type-Ib diamond crystals in carats grade

High quality type-Ib tower-shape gem-diamond crystals in carats grade were synthesized in cubic anvil high pressure apparatus (SPD-6×1200) at 5.4 GPa and 1250-1450°C. The relationship between the growth time and the weight of growth diamond has been gained. The faces of {110} and {113} were found in the synthetic diamond crystals frequently. We found that the relative growth rate of {113} face was descending with the increase of growth temperature, and that of {110} face had no obvious change with the incre...     

电镀晶种法合成金刚石单晶实验研究

目的寻求一种合成金刚石大单晶的有效方法。方法采用在金刚石单晶上面电镀一层金属镍膜作为触媒,镀有镍膜的金刚石晶种被规则地放在石墨片上预先刻好的洞中,每两个洞之间保持相等的间距,然后与其他石墨片交替组装在高温高压下进行实验合成。结果实验结果表明,在合成压力、温度和时间分别~5.8 GPa、~1 460℃和14 min的条件下,合成后的单晶尺寸约是原晶种的3倍。与传统的合成工艺相比较,合成后的金刚石单晶具有较好的形貌与质量。结论采用电镀晶种法合成对高品级金刚石大单晶的合成具有一定参考意义。     

ARS-300 TM电阻率测试系统及改进研究

油气储层岩石在不同状况下所测定的电阻率值是地球物理测井解释的重要依据。文章全面地介绍了ARS-300TM电阻率测试系统的结构组成及其相应的用途和测定时的精度保证;对仪器设计的局限性进行了讨论,并首次提出了仪器的改进设计。实际应用证明,改进后的ARS-300TM电阻率测试系统测定资料准确可靠,更符合地层的实际情况。     

阻燃机理的研究

阻燃是一种燃速非常低的特殊燃烧过程。本文根据燃烧的基本原理讨论了阻燃材料的阻燃机理,建立了物理模型和数字模型,并提出了用阻燃系数来表示阻燃材料的阻燃能力。 k=1/r k——阻燃系数 r——阻燃材料的燃烧速度阻燃系数愈大,阻燃效果愈好。