非简谐振动对晶体Mo热力学性质的影响

以晶体Mo为例 ,讨论了非简谐振动对晶体的热膨胀系数、格林乃森参数的影响 .结果表明 :热膨胀系数、格林乃森参数均随温度的升高而非线性地增大 ,只有考虑到第二非简谐系数后 ,理论计算的热膨胀系数、格林乃森参数才与实验数据比较接近     

单层AlN类石墨烯材料热力学性质随温度的变化研究

考虑原子振动的非简谐效应,搭建了固体物理模型,研究了氧化铝(AlN)类石墨烯材料的热膨胀系数、格林乃森参量和弹性模量等热力学性质随温度的变化规律.结果表明:①简谐近似下, AlN类石墨烯材料不发生热膨胀,它的线膨胀系数为零,格林乃森参量和弹性模量均为常量,这些结果与实际不符,因此必须考虑非简谐效应;②考虑非简谐效应后, AlN类石墨烯材料的格林乃森参量、线膨胀系数和弹性模量均随温度的升高而非线性增大,变化范围分别为:0.547～0.630,8.57×10^-5～3.60×10^-3 K^-1和58.54～500.00 N/m,且温度愈高,非简谐效应愈显著;③AlN类石墨烯材料的线膨胀系数和弹性模量在数值上虽与AlN块状晶体不同,但它们随温度的变化规律相似.     

非简谐振动对固体物态方程的影响

应用热力学理论建立了固体格林乃森物态方程 ,在对格林乃森参量进行热力学分析基础上 ,考虑到原子振动的非简谐效应 ,对金属、惰性元素晶体、离子晶体的格林乃森参量作定量计算 ,并与实验结果比较 ;最后应用索末菲自由电子理论 ,计算了自由电子对金属材料压强的修正 .结果表明 :只有考虑到原子振动的非简谐效应 ,才能得到与实验较为一致的结果 ;固体物态方程取决于固体的结构和原子相互作用势的具体形式 .     

形状和原子数对纳米金刚石表面性质的影响

研究了纳米金刚石的德拜温度、格林乃森参量、热容量、热膨账系数随原子数、形状的变化规律,探讨了原子数和形状对其热力学性质的影响.结果表明:①纳米金刚石的德拜温度随原子数增多而增大,在3种形状中,以立方体形的德拜温度为最大,而杆状为最小;②纳米金刚石的格林乃森参量和热膨胀系数均随原子数的增多而减小,在3种形状中,以立方体形的值为最小,而杆状的值为最大;③不同形状不同原子数的纳米金刚石的热容量均随温度升高而增大;④当原子数很大(即1/N趋于零)时,形状的影响消失,而且它的德拜温度、格林乃森参量、热容量、热膨胀系数分别趋于块状晶体的结果.     

非简谐效应下的晶格热膨胀的讨论

在非简谐效应下讨论了晶格的热膨胀.把势能U(r0 δ)相对于平衡位置r0泰勒级数展开,只保留到δ3项时晶格热膨胀是与温度T是线性的 δ=3gkBT/(4f2)关系,但只保留到δ4项时我们得到晶格热膨胀是与温度T是非线性的 δ=3gkBT/(4f2-3ghkBT)关系.讨论了非简谐效应下的热膨胀系数.原子对势具有Morse势[5]的形式下计算了镁的线热膨胀系数及 δ.从而看出 δ=3gkBT/(4f2)仅适用于低温情况,在高温熔点附近有明显的偏离.因此讨论在高温下的晶格热膨胀至少要保留U(r0 δ)的泰勒级数展开式中的δ4项.     

纳米铁磁粒子磁化强度弛豫时间的非简谐效应

在原子作非简谐振动的情况下,求出在均匀外磁场中单轴铁磁粒子的弛豫时间与阻尼系数、粒径大小、温度等的关系.以球状纳米铁磁粒子作计算,探讨了原子非简谐振动和阻尼系数对粒子磁化强度弛豫时间的影响.结果表明：铁磁纳米微粒的弛豫时间随温度、粒径大小和阻尼参数均有明显改变,纳米微粒的小尺寸效应对纳米铁磁粒子的弛豫时间有明显影响.     

形状和原子数对铟纳米晶热力学性质的影响

在纳米晶表面和体内原子数与形状的关系以及德拜温度和超导转变温度的计算公式基础上,以铟纳米晶为例,研究了形状、原子数对纳米晶的德拜温度和超导转变温度影响．结果表明：纳米晶会出现所谓双向微结构现象,即扁平状和细杆状的直角形纳米晶有相同的原子配位数和热力学性质;纳米晶的德拜温度与原子相互作用势和形状有关．它随温度的变化与块状晶体有相同的变化趋势,但取最小值的温度比块状晶体的值要低;在直角形纳米晶中,以立方形的德拜温度为最低;原子数较少时,铟纳米晶的超导转变温度随原子数的增多而升高,立方形超导转变温度高于扁平状和细杆状的值;而原子数较大时,情况相反．如将纳米晶原子数（线度）减小到一定值时,将纳米晶制成立方形会提高超导转变温度．     

形状和原子数对纳米晶粒铟热力学性质的影响

应用热力学和固体物理的理论,从微观角度得到纳米晶德拜温度的变化规律及热容与表面原子数、体内原子数、形状因子、温度等的关系.以铟纳米晶为例,研究了形状、原子数对纳米晶热容的影响.结果表明纳米晶德拜温度与原子相互作用和结构、原子数、形状有关.研究纳米晶热容时,表面效应和形状因子不能忽略.铟纳米晶的热容随温度升高而增大,其中表面热容受形状的影响较大,而体内热容与形状无关.在各种形状的纳米晶粒中,立方形纳米晶粒热容最大.表面热容和体内热容均随原子数增加而增大.     

晶格非简谐效应对一维极化子系统的影响

研究了晶格非简谐效应对一维强关联电子－声子相互作用系统基态的影响,证明了考虑到晶格非简谐效应后,声子将会软化,声子子系统的压缩态对于电子子系统（极化子系统）来说在能量上是有得的。     

线度和形状对纳米晶体弹性模量的影响

利用具有可变形状的直角平行六面体形的纳米晶模型,应用固体理论,求出纳米晶的弹性模量的表示式.以纳米金刚石为例,探讨线度和形状对纳米晶弹性模量的影响.结果表明:纳米金刚石的弹性模量随原子数的增多而增大.原子数较少时,变化较快,且3种形状的弹性模量的差别较大;原子数较多时则相反.当原子数趋于无穷大时,形状引起的差别消失,都趋于块状晶体的结果.3种形状中,杆状的弹性模量修正量最小,而立方状的最大.在对弹性模量的影响方面,温度、线度、形状这3种因素中,以线度和形状的影响更显著.     

Ag层厚度对Ag/Fe/Ag薄膜的微结构和磁特性的影响

室温下,利用直流对靶磁控溅射设备制备了Ag(x)/Fe(35nm)/Ag(x)系列薄膜,x=1,2,3,4nm.利用扫描探针显微镜(SPM)观测了样品的表面形貌及磁畴结构,应用X射线衍射仪(XRD)分析了样品的晶体结构,通过振动样品磁强计(VSM)测量了样品的磁特性.研究表明,非磁性Ag层厚度对Ag/Fe/Ag系列薄膜的微结构和磁特性有很大的影响.SPM观测显示,随Ag层厚度增加磁畴尺寸呈现先减小后增加的趋势.VSM结果显示,矫顽力的变化与磁畴尺寸的变化趋势是一致的,x=3nm时,垂直膜面矫顽力达到最大.     

非简谐振动对Fe热容和电阻率的影响

以铁为例,讨论了原子非简谐振动对晶体的定压热容量和电阻率的影响.结果表明:温度不太低情况下,研究晶体的热力学性质和电学性质时,只有考虑到非简谐振动效应,理论计算结果才与实验较为一致.     

玻璃粉粒度分布对胶凝材料性能的影响

为了给玻璃粉水泥用玻璃粉的颗粒级配优化提供理论指导,研究了不同粒度分布的玻璃粉对胶凝材料的性能影响。首先将废玻璃破碎、球磨、干筛、湿筛和沉降,获得化学组分相同、粒度分布不同的超细废玻璃粉。分别测定不同粒度分布的废玻璃粉在复合胶凝材料中的强度,运用活性因子法分析玻璃粉对复合体系贡献度。试验结果表明:复合胶凝材料的强度随着废玻璃粉掺量的增加而减少;玻璃粉颗粒细化对复合体系的强度起着积极作用;玻璃粉水泥浆水化早期时,大多数情况下玻璃粉的活性因子为负,这表明玻璃粉对复合体系的早期强度不仅不能起到增强作用,反而对复合体系的早期强度起着负面影响。     

原子非简谐振动对石墨烯/ZIF-67型复合材料蓄热性能及特征寿命的影响

利用石墨烯优良的特性与其他材料复合，可赋予复合材料优异的性质并兼具两者的优势；对石墨烯/ZIF-67型(CoO/RGO)复合材料的研究中，在考虑原子非简谐振动情况下采用固体物理学理论和方法，确定了该材料的德拜温度、定容比热和特征寿命随温度变化而变化的规律，并探讨了原子非简谐振动对上述指标的影响。结果表明：1) 石墨烯/ZIF-67型复合材料的德拜温度和定容比热的数值均随温度升高而增大，其中德拜温度随温度升高无较大变化，温度每升高1 K，德拜温度仅升高约0.003%；而定容比热随温度升高呈非线性增大，其中温度较低时定容比热变化较大，温度较高时定容比热有接近常量的趋势。2) 石墨烯/ZIF-67型复合材料的特征寿命约为232 d，并随温度升高而减少，但减少幅度不大，实际使用环境温度对该材料的特征寿命的影响很小。3) 若不考虑原子间的非简谐效应，石墨烯/ZIF-67型复合材料的德拜温度和特征寿命为常量；在考虑到原子非简谐振动项后，则它们均随温度变化而变化，且温度越高，非简谐效应产生的影响越明显；然而非简谐效应对该材料定容比热的影响不明显。研究结果有助于推动有关石墨烯/ZIF-67型复合材料的研究和应用。     

钛纳米线力学、热学和电子性质的结构与尺寸依赖性

为了研究金属纳米物理性质与结构和尺寸之间的关系,我们选择不同结构和生长序列的几个典型的超细Ti纳米线,即四边形、五边形和六边形序列,以及六边形序列的两个较大体系,以分别考察结构和尺寸效应.我们计算了Ti纳米线的角关联函数和振动谱,电子态密度用平面波赝势的密度泛函电子结构自洽场计算.采用分子动力学方法研究Ti纳米线的热力学融化行为.结果表明,Ti纳米线的振动性质和电子性质表现出渐进的尺寸演化和明显的结构关联;较小的纳米线的电子态密度是类似分子的离散谱,而当线的直径大于1*!nm时便表现为类似体材料的电子结构.Ti纳米线的融化行为既不同于团簇也不同样块体材料,表现出明显的结构和尺寸依赖性.对较大尺寸的纳米线,我们观察到从螺旋多壳的圆柱体到类似块体的结构相变.     

Ni纳米颗粒膜输运性质的尺寸效应

采用离子束溅射方法制备了不同名义厚度的非连续Ni金属膜。用原位的直流电导和交流介电谱方法研究了其活化能与薄膜名义厚度的关系；通过原子力显微镜测量了颗粒直径和颗粒间距，估算出薄膜的充电能。比较表明，薄膜的活化能和充电能近似相等，与薄膜名义厚度的关系也很相近，符合Sheng—Abeles模型关于活化能来源于充电能的假设。     

晶粒尺寸和热处理对Sm2Fe17N3/Fe3N/BN软磁/硬磁复合材料的合成及磁性能影响

采用高能球磨和真空热处理方法制备Sm2Fe17N3/Fe3N/BN复合材料, 并研究球磨过程中晶粒尺寸变化对固态相变和磁性能的影响.  结果表明: Sm2Fe17N3和Fe3N相产生的条件是Fe的晶粒尺寸达到纳米量级（D＜80 nm）并形成Fe(Sm)固溶体; 随着退火时间的增加, 300 ℃真空退火的球磨样品中Sm2Fe17N3的结晶物增多, 矫顽力提高, 表明样品的磁性能与Sm2Fe17N3的结晶程度有关.     

尺寸效应对混凝土受压力学性能影响试验研究

设置3种立方体尺寸与强度等级普通混凝土,应用液压伺服机对混凝土进行单轴受压,通过试验得到不同加载工况混凝土破坏形态和抗压强度特征值,并进行相应对比分析和机理探讨,从尺寸效应度和尺寸效应律两个方向对混凝土抗压强度尺寸效应进行定量分析,并提出尺寸效应律统一方程,得到以下结论:不同强度等级混凝土受尺寸效应影响破坏形态变化规律基本相同,尺寸较大试件破坏后的完整性相对较好,破坏裂缝表现得相对不明显;相同强度等级混凝土,立方体边长尺寸的提高使得混凝土单轴受压强度特征值随之降低;不同强度等级混凝土,混凝土受尺寸效应抗压强度降低幅值逐步提高,其降低百分率变化基本平稳。     

乙醇汽油体系热力学性质的研究

用低温绝热量热计测量了国产93#无铅汽油和乙醇混合体系(10wt％乙醇 90wt汽油)在78～320K温区的热容．用最小二乘法拟合了热容与温度的函数关系．由热容随温度的变化曲线可知,混合体系在93.17K发生玻璃化转变;在150．86K发生固-液相变,分别计算了相变过程中的焓变和熵变．计算了以298．15K为基准的该混合体系的热力学函数。     

甲苯热力学性质的研究

用小样品全自动低温绝热量热计测量了甲苯在78～350K温区的等压摩尔热容．建立了摩尔热容与热力学温度的函数关系．计算了热力学函数的变化量[H（r）-(298.15K)]和[S(r)-S(298.15K)]．根据Van’t Hoff方程得到了甲苯的纯度．