硼含量对合成金刚石的颜色和热稳定性的影响

研究了金刚石中硼含量对金刚石的颜色和耐热性能的影响。以石墨和触媒粉末作原料,用硼酸作为添加剂,在高温高压下合成出含硼金刚石。用原子发射光谱定量分析法检测金刚石中硼原子的含量;采用动态空气流条件下的热重和差示扫描量热方法对金刚石进行了热稳定分析,用体视显微镜观察金刚石的颜色。结果表明:合成金刚石的初始氧化温度超过840℃,最高达到920℃;1200℃时,热失重率在58%~94%之间,放热峰值在990℃~1135℃之间;随着硼含量的增加,金刚石的颜色由黄变黑,热稳定性提高。当控制硼元素的含量低于30×10-6时,可以合成出热稳定性高的黄色透明金刚石。     

地质环境中放射性锆英石的结构演变及抗γ射线辐照能力

为研究放射性核素固化介质备选矿物锆英石随地质年代演变的结构变化及抗γ射线辐照能力,以内蒙古白音宝力道花岗斑岩产出的锆英石(439.8±4.3 Ma)为研究对象,利用60Co源γ射线辐照装置对其进行γ射线辐照,借助多功能显微镜、阴极发光、背散射电子、电子探针、粉末X射线衍射、激光拉曼光谱和红外光谱等表征手段对γ射线辐照前后样品的物相、结构和微观形貌进行观察与分析,并对样品产出的地质背景和化学成分进行了研究。结果表明:内蒙古白音宝力道花岗斑岩所产出的锆英石系岩浆成因,经约4.4亿年的地质演变后,对UO2和ThO2的包容量仍为0.5798%,晶胞参数较标准样品发生了10-3nm量级的微小变化。样品经576 kGy的γ射线辐照后晶胞参数较辐照前发生了10-4nm量级的微小变化。说明锆英石在包容一定量U和Th的情况下具有较好的抗γ射线辐照能力,结构稳定。     

原料粒度对高温固相法制备锆英石粉体的影响

为研究高温固相法制备锆英石粉体所用原料的最佳粒度,以不同粒度的SiO2和ZrO2混合粉体为原料,在1500℃条件下保温4．5h进行锆英石粉体的制备。利用激光粒度分析仪对原料进行粒度分析;使用x射线衍射仅对产物进行物相与结构分析;用扫描电子显微镜观察合成样品的微观结构。研究结果表明：不同粒度的SiO2和ZrO2混合粉体在1500℃条件下保温4．5h均可制备出锆英石粉体,当d（0．5）为2．125μm时制备效果最好,所制各样品的粒度主要集中在0．2～1．5μm之间。     

锆英石微粉高温固相合成研究

为研究高温固相法制备锆英石微粉的最佳工艺条件,以SiO2和ZrO2粉体为原料,在1500℃条件下进行锆英石微粉的人工合成.利用X射线衍射仪对合成产物进行物相与结构分析,用扫描电子显微镜观察合成样品的微观结构.研究结果表明:SiO2和ZrO2粉体在1500℃条件下通过保温1.5 h, 3 h, 4.5 h和6 h均可制备出锆英石微粉,但保温4.5 h和6 h所制备微粉的纯度最好.利用高温固相制备方法进行锆英石微粉的工业化生产,综合考虑生产成本等相关因素,采用1500℃条件下保温4.5 h的生产工艺比较合适,其样品粒度主要集中在0.2～1.5 μm之间.     

冲击波诱导甲烷热分解的化学与热力学非平衡流计算

为了研究冲击波诱导下甲烷气体的化学和热力学非平衡过程，首先利用冲击波间断关系和理想气体状态方程，计算了甲烷的冻结冲击波参数，然后以波后的压力和温度作为初始条件，作定压反应计算，由此获得波后非平衡区的温度和化学成分随时间变化的模拟结果。计算表明，当冲击波马赫数较大时，波后冲击波温度能较快地趋于平衡，甲烷热分解的比例迅速增大，产物中C2H2，H2，C2H4等稳定产物的含量显著增加，这一结果与甲烷冲击压缩实验中观察到的结果符合较好。     

Ce4+替代Pu4+在Gd2Zr2O7烧绿石基材中的模拟固化探索

为了探索模拟Pu⁴⁺在Gd₂Zr₂O₇中实现快速固化的可能性,用CeO₂替代PuO₂,以CeO₂,ZrO₂和Gd₂O₃混合粉体为原料进行了高温高压合成实验,借助XRD衍射图谱、EDS谱和Raman谱研究了材料的微观结构。结果表明:在5.2 GPa的高压和1 873 K的高温条件下,保温保压30 min,成功制备出具有立方烧绿石结构的Gd₂Zr_2-xCe_xO₇化合物。对该合成样品进行SEM电镜扫描观察,形成的晶粒小于30μm。该法可为开展α废物（特别是钚）的固化研究提供参考。     

Gd2-xNdxZr2O7烧绿石的高温高压快速合成

为了探索模拟三价锕系核素在Gd2Zr2O7基材中的快速固化方法,按照化学计量关系Gd 2-x Nd xZr2O7(x=0.42和x=0.86)设计配方,以Gd2O3,ZrO2和Nd2O3(Nd3+作三价锕系核素替代物)粉体为原料,进行了高温高压合成实验。制备的样品通过X射线衍射分析和扫描电镜分析表明:在压力分别为3 GPa,3.5 GPa,4 GPa,温度为1 573 K,1 673 K条件下保温保压15 min,获得了单相烧绿石结构的Gd 2-x Nd xZr2O7致密烧结体。该方法可为锆基烧绿石陶瓷固化锕系核素提供一种快速高效的技术途径。     

高温高压下α-Si3N4的相变

在压力为5.2～5.7GPa,温度为1100～1300℃,保温保压时间为15min的条件下,对添加有Y2O3、Al2O3助剂的α-Si3N4微粉进行了高温高压烧结实验,以探索α-Si3N4的相变.对样品进行了X射线衍射、扫描显微观察及密度测量.实验结果表明,α→β相转变开始于1100～1200℃之间,其相转变程度随温度、压力的升高均有所提高,在5.7GPa/1300℃时,发生完全的相转变.相转变完成的烧结样品由长柱状β-Si3N4晶粒组成,晶粒间相互交错,结构均匀致密,断面有明显的晶粒拔出现象.根据实验数据拟合了大致的两相相界方程,并讨论了相关的相变机制.     

Gd2Zr2O7烧绿石的高温高压快速合成

为了研究Gd₂Zr₂O₇烧绿石的合成条件,以Gd₂O₃,ZrO₂混合粉体为原料,在1 773 K的温度、3 GPa和5.2 GPa的压力及10～30 min的保温保压时间内,进行了高温高压实验。借助于XRD,SEM,IR等分析,对合成样品结构、形貌等进行表征,结果表明:在1 773 K的高温、5.2 GPa的高压和10 min的保温保压条件下可合成单一物相的Gd₂Zr₂O₇立方烧绿石。为固化锕系核素的陶瓷基材合成及其固化体的制备提供了一种快速高效的方法。     

一种基于多级流水线加法器的累加电路设计研究

专用硬件电路常用来实现加速,以提升科学计算速度。在科学计算中,多个数据的累加是常见运算。在设计硬件累加器时,容易出现流水线阻塞问题。提出将数据依据流水线级次分成两类模块,不同类型的模块采用不同的累加方式。基于多级流水线加法器,在FPGA上实现了多个数据的累加。该设计消耗资源少,流水线利用率高,控制相对简单,尤其是在数据规模很大时,优势尤其明显。