纯Al和AA2037铝合金腐蚀相关缺陷的正电子湮没研究

应用慢正电子束多普勒展宽技术研究了纯Al和AA2037铝合金与腐蚀相关的缺陷.慢正电子束多普勒展宽测量是通过改变正电子的能量,测量正电子湮没的多普勒展宽谱,分析得到了不同正电子能量的S参数和S-E曲线,然后对S-E曲线进行了分析和处理以得到材料表面及近表面的缺陷真实分布.实验结果表明,纯Al与在1mol/LNaOH溶液中腐蚀引起了纳米尺度界面缺陷的产生,导致S参数明显上升;而水淬AA2037铝合金腐蚀后引起S参数明显下降,其原因可能是Cu在氧化层与基体界面富集.通过原子力显微镜(AFM)观察证实了纯Al样品表面经过腐蚀后有大量几百纳米大小的孔洞产生,而AA2037铝合金中只有少量的孔洞产生.     

杂质的正电子亲和能对慢正电子束研究缺陷深度分布的影响

为了研究杂质的正电子亲和能对正电子技术测量空位型缺陷深度分布的影响,本文利用慢正电子技术研究了不同离子注入Mo样品中产生的缺陷及缺陷的深度分布,所得到的实验结果与SRIM计算模拟结果相比较,慢正电子测量空位型缺陷深度分布范围总是大于SRIM模拟的缺陷分布.慢正电子束测量Cu离子注入的S参数最大值的深度(150 nm)要大于Mo离子注入的深度(125 nm).结果表明,正电子亲和能高的Cu杂质团簇比Mo空位团更容易捕获正电子,且Cu团簇对正电子的捕获会影响到慢正电子束测量表面缺陷深度的结果.     

Nafion薄膜表面微结构转变

采用旋涂法,以不同表面预处理的硅片为衬底镀上Nafion膜,将硅片上薄膜进行退火处理,得到不同衬底上退火前后的Nafion膜.通过原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行了表征和观察,基于慢正电子束的正电子湮没多普勒谱获得薄膜中正电子湮没线性参数S与正电子注入能量E的关系曲线,用接触角测定仪测得不同衬底的Nafion膜表面接触角.研究结果表明,不同预处理的衬底硅片对Nafion膜表面的微结构有影响,热处理引起薄膜中分子链运动,导致退火前后薄膜表面层亲水基的分布发生了转变.     

Fe离子注入ZnO产生的缺陷及磁学性能研究

氧化锌(ZnO)单晶在室温下注入了能量在50～380keV之间,总剂量为1.25×1017/cm2的Fe离子.利用慢正电子束技术研究了离子注入产生的缺陷.正电子湮没多普勒展宽测量表明,离子注入产生了大量的空位团.在经过400℃以下的较低温度退火后,这些空位团的尺寸进一步增大,随后在高温退火后空位团开始恢复,经过700℃以上退火后大部分缺陷已经消失,而在1 000℃退火后,所有离子注入产生的缺陷得到消除.X射线衍射测量也表明离子注入产生了晶格损伤,且经过700℃退火后基本得到恢复.另外,在700℃退火的注入样品中还观察到金属Fe的衍射峰,表明Fe离子注入ZnO形成了Fe团簇.磁学测量显示Fe注入的ZnO中表现出了铁磁性.经过700℃高温退火后其磁性并没有发生明显变化.这说明Fe离子注入的ZnO中缺陷对其铁磁性没有影响,铁磁性可能来源于注入的Fe离子.     

聚碳酸酯薄膜的结晶行为

采用旋涂法在硅片上镀聚碳酸酯薄膜.将聚碳酸酯薄膜在200℃下进行不同时长的退火处理后,利用正电子湮没多普勒展宽测量技术与原子力显微镜研究不同退火时间对聚碳酸酯薄膜结晶现象的影响.研究结果表明,慢正电子束多普勒展宽测量技术对于聚碳酸酯薄膜早期结晶行为非常敏感.随着退火时间增长,聚碳酸酯薄膜的结晶度增加,高分子结晶过程之中伴随着原子尺度的自由体积大小和浓度而变化,结晶程度与退火时间有着非常紧密的关系.     

一种基于微孔洞聚合模型的韧性材料失效判据

通过对阵列微孔洞附近应力场的三维有限元数值模拟计算,分析了韧性材料动态失效强度与材料应变率和材料中微孔洞相对间距的数值关系.基于微孔洞聚合模型,通过对微孔洞相对间距与微孔洞附近局部静水拉应力之间数值关系的分析,认为微孔洞之间韧带上静水拉应力对微孔洞相对间距很敏感,从而建立了以微孔洞相对间距和静水拉应力为参数的韧性材料动态失效判据.基于此失效判据,通过数值模拟得到韧性材料在不同应变率下的材料失效强度,并且可以合理解释韧性材料的动态失效.     

HIPS的γ辐照效应的正电子寿命谱研究

测量了高强度聚苯乙烯（ＨＩＰＳ）的正电子寿命谱随γ辐照剂量的变化，观察到自由体积孔洞的平均半径随辐照剂量的增加而基本不变，且自由体积孔洞的浓度和半径分布宽度随辐照剂量的增加而减小．这一实验结果表明，γ辐照后高强度聚苯乙烯力学性能的改善与自由体积特性的变化相关联．     

冲击压缩下纯铝中微孔洞塌陷的数值模拟

由于实验中无法观察材料的孔涮在受冲击加载时的变形过程,本文对纯铝中孔洞的变形过程进行了数值模拟.采用了3种材料模型:舣线性模型、塑性随动模型和应变率相关塑性模型,分别模拟了它们在冲击压缩下内部微孔洞的塌陷,并对结果作了详细的比较.结果表明:基体材料模型为双线性模型时,孔洞在冲击压缩下会出现射流现象,应变率的变化和材料的硬化方式不影响孔洞的变形;模型为应变率相关塑性模型时,孔洞在冲击压缩下不会出现射流现象,孔洞的变形与当前应变率和应变率历史相关;模型为塑性随动模型时,孔洞在压缩到某一时刻体积不会进一步缩小,孔洞周围单元会因失效而被删除,孔洞反而有变大的趋势,并且用这种模型模拟孔洞变形时,硬化系数会对孔洞变形有影响.通过对使用3种模型计算结果的比较,可以确定影响孔洞变形的主要因素.     

复合金属纳米颗粒多孔硅的光学非线性特性

根据多孔硅中的量子限制效应和金属颗粒与电磁场相互作用的Mie理论及非线性光学的基本原理，提出了用于复合金属纳米颗粒多孔硅微结构的计算模型，分析了复合金属纳米颗粒多孔硅的非线性光学性质．计算了复合Ag(Au)纳米颗粒多孔硅的场增强因子，得到了在不同的金属颗粒含量时，复合体系的三阶极化率随入射光波长变化的关系，为制备具有强非线性光学效应的硅基材料及其应用提供了重要参考．     

PET 低温自由体积特性的正电子谱学研究

应用正电子湮没技术 ,测量了 PET(聚对苯二甲酸乙二脂 )在不同温度下的正电子湮没寿命谱 .使用正电子寿命谱的离散分析法 (PATFIT) ,根据正电子湮没参数随温度的变化 ,两个次级转变点 Tβ和 Tγ被确定 .利用最新发展的连续谱的分析程序 (MEL T) ,得到几种不同温度下的自由体积的分布 ,发现低温下自由体积大小 ,数量及分布并非常量 ,同时发现在极低温 (30 K)下 ,自由体积的分布很宽 .     

非对称脉冲超强激光产生的尾场空泡区和超空泡区中的正电子加速

在震荡中心哈密顿原理的(oscillation-center Hamiltonian)框架下,讨论了用非对称圆极化的强激光脉冲激发的尾场和在超空泡区中加速正电子的相关问题.研究内容包括:在超强激光所激发的空泡后区中的尾场正电子加速方法和在超空泡区中的雪梨(snow-plow)正电子加速方法.通过理论分析和数值模拟方法定性地比较了2种正电子加速方法的有效加速性能.结果显示,尾场加速的效果比雪梨加速好,2种加速方法中激光脉冲振幅与被加速正电子的能量之间分别存在着指数关系和线性关系.文中还分析了正电子最大尾场和雪梨加速能量与等离子体密度之间的关系     

一种基于三角形区域生长的图像篡改检测方法

针对现有的多数图像篡改检测算法中存在着的对旋转、缩放等篡改失效和计算量大等问题,利用三角形具有抗平移、旋转、尺度缩放的优越特性,提出了一种新的图像篡改检测算法.首先,利用Delaunay三角剖分算法对提取的Harris特征角点进行三角剖分,进行相似三角形的初始匹配.然后,以匹配的相似三角形顶点为种子点,建立三角形组,再进行一次相似三角形的匹配,实现对篡改区域的三角形生长.最后,利用区域面积阈值和数学形态学准确定位出篡改区域.实验结果表明,该算法与同类算法相比不仅能有效地对抗旋转、缩放,噪声等后期处理操作,而且对篡改区域有很好的检测和定位效果并具有计算复杂度低的特点.     

环氧树脂-胺类固化体系微结构的正电子湮没研究

采用正电子漂没寿命谱（PALS）研究固化剂的种类有含量对环氧树脂基体自由体积特性、力学性能和密度的影响，实验结果表现：固化剂的含量与理论值接近，固化产物的自由体积半径越小，密度越高，力学性能越好，固化剂中的氨基对环氧基发生交联作用的程度，直接影响了固化产物的密度及力学性能。     

冲击加载参数对纯铝中微孔洞长大动力学行为的影响

采用LS-DYNA瞬态动力学有限元程序研究了冲击加载参数对纯铝中微孔洞长大的动力学行为的影响,结果显示：（1）在孔洞周围塑性应变场的驱动下,微孔洞呈现球形快速长大,长大速率与冲击加载应力的峰值相关;（2）无论是改变飞片厚度,还是样品分层技术,微孔洞半径的增长量随着加载持续时间而增大;（3）微孔洞半径相对增长量随着载荷冲量呈线性变化关系,在载荷冲量恒定条件下,冲击加载应力强度与持续时间之间可以相互进行＂等效＂.     

形位参数对楔横轧轴件气压压实的影响

鉴于高压气体压实楔横轧轴件内部空洞(浮压法)可以提高楔横轧轴件质量与成品率的特点, 为进一步改善该方法对心部空洞的闭合程度, 运用DEFORM-3D有限元软件, 研究了形位参数对轴件外形尺寸和空洞闭合的影响规律. 研究结果表明: 轴件高径比为2时, 心部空洞最难闭合; 空洞越靠近轴件表面, 其闭合就越快; 空洞数量和形状对其闭合速度的影响较大; 但以上4个因素对轴件外形尺寸几乎没有影响. 研究结果为控制轧件心部缺陷、提高轴件的力学性能奠定了理论基础.     

塑性形变p型GaAs中的缺陷特性研究

用正电子湮没寿命谱研究了塑性形变P型砷化镓中的缺陷性质．样品原始载流子浓度为2．63X10~18cm-3．形变量分别为2．5％，5％，7．5％，10％和15％．室温正电子寿命测量结果显示，形变样品中有新的空位型缺陷产生，鉴定为空位团．根据塑性形变样品中空位团的正电子捕获率的大小和寿命谱温度关系初步判断：在P型GaAs中，塑性形变产生的空位团的荷电性为正．正电子寿命温度实验显示，在低温下形变样品中还存在正电子浅捕获态．浅捕获中心很可能是锌代位杂质和镓反位缺陷．     

支化高分子链穿孔行为的研究

采用Langevin dynamics 方法对支化高分子链的穿孔行为进行了研究.通过研究一条高分子链上各个单体的进孔时间来判断支点的位置,从而预测出支化高分子链的支链位置.模拟研究发现：支化高分子链的平均穿孔时间τ与主链的长度N满足标度关系τ~N^α,其中标度系数α随着外场力F的增大而增大.同时还研究了支链数n对穿孔时间的影响,发现标度系数α的值随着n的增大有减小的趋势.通过对支化高分子链穿孔行为的研究从而加深对生物大分子穿孔行为的了解.     

线性约束凸规划问题的仿尺度算法

对一般线性约束凸规划问题，给出了相应的仿尺度算法，并证明由该算法所产生的迭代点要么直接到达问题的最优解，要么其极限点满足问题的最优性条件。     

浮压法压实斜轧钢球内部空洞的条件

钢球斜轧成形工艺中容易出现心部疏松、空洞等质量问题, 为能有效地消除钢球内部空洞, 实现钢球高质量生产, 提出了利用高压气体压实钢球内部空洞的新方法, 简称浮压法. 利用DEFORM-3D有限元软件研究了浮压法压实钢球内部空洞的影响因素以及各因素的影响程度.结果表明: 压实空洞的难度随空洞尺寸的增大而减小随空洞到球面距离的增大而增大随温度的升高而减小随气压增长速度的提高而减小;影响因素的主次顺序为: 钢球温度、空洞尺寸、空洞位置气压增长速度     

金属离子在氧化物非晶薄膜中的行为

ＣｏＭｎＮｉＯ非晶薄膜经金属离子注入后导电能力增强，材料电阻率下降：Ｘ射线和扩展电阻测量表明：随着注入剂量的增加，薄膜的晶化温度降低，电阻率下降．这些结果表明金属离子在薄膜中可能形成高电导网络，提供载流子输运第二沟道．这些高电导网络与非晶薄膜的多重网络进行补偿．使材料的电阻率降低．