测定空气在压强不变时的体胀系数的实验改进

高二髁本的“§56实验6,测定空气在压强不变时的体胀系数”的实验中,测定V_0的体积,必须应用冰屑。可是冰屑在南方的小城市和乡村的学校中,很不容易找到。为了克服这样的困难把课本内求气体体胀系数β=V_t-V_0/V_0t的公式,变更一下,理论如下: 设一定质量的气体当压强不变时,在温度t_1时的体积为V_1,温度为t_2时体积为V_2,那么     

高压下新型双“A”层MAX相V_2Ga_2C的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论的第一性原理,研究了压强对双"A"层MAX相V_2Ga_2C晶体结构、弹性和电子性质的影响,并利用玻恩稳定准则预测了V_2Ga_2C力学稳定状态下的压强范围。计算结果表明:在0～70GPa下,V_2Ga_2C的晶体结构处于力学稳定状态;随着压强的增大,V_2Ga_2C的晶格常数和体积均有不同程度的缩小,a轴随压强的增大收缩得最快,晶胞体积收缩了24%左右;随着压强的增加,V_2Ga_2C材料的维氏硬度从0 GPa压强下的18.23 GPa减小为70 GPa压强下的2.30 GPa,在20.15 GPa时从脆性材料转变为韧性材料;V_2Ga_2C的态密度和能带结构等电子性质随压强的变化较小,即压强对V_2Ga_2C的电子性质影响不大。     

纳米液滴撞击柱状固体表面动态行为的分子动力学模拟

液滴撞击固体表面是一种广泛存在于工农业生产中的现象.随着微纳技术的发展,纳米液滴撞击行为的定量描述有待完善.采用分子动力学模拟纳米水滴撞击柱状粗糙铜固体表面的动态行为.分别在液滴速度为2—15?/ps,五种方柱高度和六种固体表面特征能的情况下分析液滴的动态特征.结果表明,随着液滴初始速度V_0的增加,其最终稳定状态先由Cassie态(V_0=2—3?/ps)转变为Wenzel态(V_0=4—10?/ps),然后再次呈现Cassie态(V_0=11—13?/ps).当V_0 13?/ps时,液滴发生弹跳.液滴最大铺展时间t_(max)与V_0关系曲线中存在拐点,并针对不同速度区域提出t_(max)与V_0的关系式.随着方柱高度的增加,液滴的稳定状态由Wenzel向Cassie态转变,液滴稳定状态的铺展半径逐渐减小.固体表面特征能e_s的增大使得液滴的铺展能力增强,液滴铺展后的回缩现象逐渐减弱直至消失.     

XeCl激光触发气体开关的实验研究

通过实验研究了在自流工作状态下,XeCl准分子激光(λ=308nm,FWHM=21ns)对N_2和SF_6两种气体开关的触发特性。实验结果表明:(1)在p=0.1MPa,开关工作电压90％V_(SB)(V_(SB)为开关的自击穿电压)时,XeCl激光对N_2和SF_6两种气体开关的触发阈值约为10~8W/cm~2。(2)开关的触发延时和抖动随着激光能量和开关欠压比的增大而减小,当激光能量为33.8mJ,开关工作电压90％V_(SB)(V(SB)=36.5kV)时,充N_2开关的延时和抖动分别为85.5ns和400ps。相同欠压比下,SF_6气体开关(V_(SB)=52kV)的最小抖动度为2ns。(3)SF_6气体开关的触发延时与用T.H.Martin公式计算的结果一致。     

Rb-N_2(He)蒸气室压强及He、N_2气渗漏测量

利用原子吸收及谱线增宽方法测量了Rb-N_2(He)蒸气室中的气体压强.对Rb-N_2(He)蒸气室中的气体渗漏进行了检测,实验发现:对N_2气几乎观察不到明显的渗漏现象.对于Rb-He950torr的高压蒸气室60天后的气体渗漏量为19%,渗漏比较明显.测量了223-638torr范围Rb-N_2蒸气室的5P_(3/2)—5P_(1/2)精细结构碰撞转移截面.结果表明,随着温度升高,碰撞转移截面值也升高,温度为50℃、60℃、70℃时,碰撞转移截面分别为(1. 03±0. 32)×10~(-16)cm~2、(1. 36±0. 38)×10~(-15)cm~2、(8. 96±1. 02)×10~(-15)cm~2.压强在638torr时,碰撞转移截面随着温度升高增加较快,70℃以后碰撞转移截面迅速增加.     

粉末材料的场致发光(1)

1.场致发光的基本现象及一般原理 (1)交流激发下的场致发光 用于交流激发的粉末场致发光材料主要是ZnS:Cu之类材料。 交流场致发光的亮度和所加电压的关系符合经验公式: B=B_0exp[-(V_0/V)~(1/2)] 其中B为亮度,V为外加电压,B_0和V_0为和电压无关的常数。从这个经验公式可以知道,亮度是随电压的增大超线性增加的。B_0和V_0与温度、电压的频率,所用的发光粉,发光屏的结构有关。频率越高,温度越     

压力作用下Mg_2X(X=Si,Ge)相热力学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了压力作用下Mg_2Si和Mg_2Ge的结构、弹性和热力学性质。计算结果表明:0GPa压力作用下两者的晶格参数与实验值以及其他理论值吻合较好,且相对晶格常数a/a_0和晶胞体积V/V_0均随压力的增大而减小;在0~25GPa压力作用下,Mg_2Si和Mg_2Ge相体模量B、剪切模量G、杨氏模量E均随压力的增大而增大,材料的刚度和塑性均增强,当压力达到15GPa时,材料由脆性转变为延性。最后借助准谐德拜模型和Gibbs软件,研究了温度与压力对Mg_2Si和Mg_2Ge的德拜温度、体模量、热容和热膨胀系数的影响。     

中红外甲烷检测仪稳定性实验及温度补偿研究

利用甲烷分子在中红外3.31μm波段的吸收特性,设计并研制了一种便携式甲烷检测仪。为了研究仪器的稳定性,对其在体积分数为0×10-6气体下的输出电压信号做了长时间测试,结果显示,由于环境温度发生变化,半导体电子元件和光学元件参数以及甲烷分子吸收系数均发生漂移,使检测仪输出电压信号的相对漂移达1%。为了抑制温度变化对仪器检测性能的影响,进一步实验研究了仪器输出电压随温度的变化关系,并根据这一关系,对温度漂移造成的信号偏差进行了补偿。引入温度补偿后的实验结果显示,针对体积分数为0×10-6的样品气体,仪器输出电压每周相对波动从1%降至0.46%,体积分数波动范围从86×10-6降至37×10-6。针对体积分数为3250×10-6的样品气体,计算了仪器的阿伦方差曲线,当采样时间大于500s时,阿伦方差几乎趋于定值,其标准差小于10×10-6。因此,通过温度补偿,在一定程度上消除了环境温度的影响,从而改善了仪器的稳定性。     

碳纳米管的新应用--最小的温度计

最近 ,来自日本材料科学国家研究院的Ｇａｏ等人将液态金属Ｇａ装入碳纳米管 ,制成了世界上最小的温度计 .碳纳米管的直径只有 75ｎｍ ,长度约 10μｍ .它在 2 0— 5 0 0℃的温度范围内可以保持其内径不变 ,其线膨胀系数仅为 - 1× 10 -6/℃ .金属Ｇａ在2 9 78— 2 4 0 3℃的温区内呈液态 ,并且具有极低的蒸气压 .因此 ,在特定温度下 ,纳米温度计中Ｇａ液柱的高度由Ｇａ的总体积惟一地决定 .Ｇａｏ等人对准一维液态Ｇａ的实测表明 :其体积随温度线性变化 ,即Ｖ=Ｖ0 [1+α(ｔ-ｔ0 ) ],其中ｔ0 和Ｖ0 是参考点的温度和体积 .在 30— 977℃之间…     

Ni_(60)Al_(20)V_(20)中熵合金沉淀过程微扩散相场法模拟

纳米级L1_2结构的γ′有序相形态、析出过程和原子排布等对镍基中熵合金强化具有重要作用.本文采用微扩散相场动力学模型探究Ni_(60)Al_(20)V_(20)中熵合金沉淀过程微观机理,以原子占据晶格位置的几率为场变量描述微结构变化,结合反演算法,通过分析γ′相和θ相原子图像演化,序参数变化,体积分数变化等,探讨了γ′(Ni3Al)和θ(DO_(22))有序相的沉淀机制.研究结果表明:Ni_(60)Al_(20)V_(20)中熵合金无序相有序化动力学过程中,L1_0相和DO_(22)相同时析出, L1_0相逐渐转变为L1_2-γ′相,而传统Ni_(75)Al_(7.5)V_(17.5)合金沉淀序列是先析出L1_0相,L1_0转变为L1_2相后, DO_(22)相在L1_2相的反相畴界处析出. L1_0向L1_2转变时,面心立方晶格a位被Ni原子占据, b位被Al原子和V共同占据.原子等成分有序化形成DO_(22)结构q单相有序畴,随后失稳分解; L1_0结构非经典形核,逐渐转化为L1_2-γ′相并失稳分解. Ni-Al第一近邻原子间相互作用势随温度线性升高,随长程序参数增加逐渐增加; Ni_(60)Al_(20)V_(20)中熵合金孕育期随温度升高而时间变长.本文研究适用于Ni-Al-V中熵合金设计.     

R32添加剂对提高CO_2水-水热泵系统效率的实验研究

本文对CO_2系统中添加R32添加剂含量在1%~5%进行了实验研究。实验结果表明:在R32添加剂含量为5%时,压缩比明显提高;添加R32添加剂后,压缩机功率降低;系统制热效率在部分工况下明显提高,当R32添加剂含量为4%,蒸发温度为0℃时,其最大制热效率达到4.43,与CO_2纯质相比,提高近4%;当R32添加剂含量为4%,系统制冷效率达到最大,在蒸发温度为0℃时,最大值为3.87,与CO_2纯质相比,提高近7%;气体冷却器出口水温都有所降低。     

用光子晶体光纤光栅实现温度、应力和气体浓度的同时传感

为了解决传统光纤传感在传感不同物理参量时需要多个传感器的问题,并拓展光纤在同时传感多参量方面的应用,结合光子晶体光纤（PCF）中基模与高阶模光的不同传感特性以及气体吸收传感原理,在PCF传感温度、应力双参量的实验基础上,应用理论分析的手段探讨了同时传感温度、应力和气体浓度3种参量的方法。给出了3种参量的计算式并进行了数值模拟,最后设计了一套相对简单、性价比高的传感解调系统。理论分析和数值模拟表明:温度在0℃以上时可以获得高于0.98 pm/℃的温度灵敏度;基模光应力灵敏度为1.2 pm/,高阶模光可获得高于0.83 pm/的应力灵敏度;长度较短的光子晶体光纤能够测量较高的气体浓度。本方案使用2个写入光纤布拉格光栅（FBG）的PCF作为传感器同时传感温度、应力和气体浓度3种参量,能够有效降低传感成本,拓宽气体、液体传感研究的思路。     

光栅调谐TEA CO2激光器理论计算模型

基于六温度模型速率方程理论 ,建立了系统计算光栅调谐TEACO2 激光器动力学特性的理论模型。利用该模型举例计算了光栅调谐TEACO2 激光器的各种输出特性。计算中 ,激光器的增益体积为 0 .9L ,闪耀光栅的光栅常数为 12 0line/mm ,闪耀角为 30°,激光混合气体气压为 6 1 3kPa ,温度为 30 0K ,采用光栅零级作为耦合输出。计算给出了如下结果 :1)光栅分别调谐于 9R(2 0 ) ,9P(2 0 ) ,10R(2 0 )或 10P(2 0 )线时 ,激光器的输出脉冲能量 ;2 )光栅调谐于 10P(2 0 )线时 ,激光输出谱线的精细纵模结构和输出激光脉冲波形 ;3)激光输出脉冲能量和输出波长随光栅入射角的变化 ;4 )光栅输入失调时 ,激光输出波长的精细纵模结构。这些计算结果与熟知的实验结论一致     

实验包层氚增殖区提氚气体换热研究

描述了提氚气体(氦气)进入氚增值区后被正硅酸锂(Li4SiO4)小球加热的过程。通过现有实验包层(TBM)设计参数完成的提氚气体温升理论计算和三维数值模拟验证计算得到提氚气体经过球床时温度可以很快从20℃升到500℃。因此,在进行提氚系统设计优化时,中国设计的实验包层模块不需要增加额外设备对提氚气体进行预热。     

高压下硝基甲烷分子温度的密度泛函计算

用密度泛函理论在B3LYP/6-311++G(2d,2P)计算水平上对硝基甲烷分子进行了结构优化、频率和热化学分析.发现:在相同温度条件下改变压强,分子熵函数产生了改变,当温度和压强条件相同时,对于不同物质熵函数的改变是相同的.以热力学理论中麦克斯韦关系为基础,通过计算等温过程中分子的熵函数对压强的变化率,用数值拟合方法得到不同压强条件下分子温度的表达式:T=T0+(1-B)[18.3858+0.5392P]V0,式中T0、V0分别表示分子系统初态的温度和体积,T、V分别表示系统在末态的温度和体积,B是体积的压缩比.在选定参数的情况下该表达式可以计算不同压强条件下CHNO含能材料的分子温度.同时,以硝基甲烷为验证,选取基本参数V0和B,计算其在C-J条件对应的爆压14GPa下,分子温度为3461K,对应爱因斯坦温度,相当于3228cm-1的能量,在实验中该能量足以激发硝基甲烷分子内振动能量重新分配过程,有可能激发C-N键的红外振动而引起单分子分解反应的发生.因此,此表达式可用于预测含能材料撞击点火过程单分子分解可能的反应通道.     

实验包层氚增殖区提氚气体换热研究

描述了提氚气体(氦气)进入氚增值区后被正硅酸锂(Li4Si O4)小球加热的过程。通过现有实验包层(TBM)设计参数完成的提氚气体温升理论计算和三维数值模拟验证计算得到提氚气体经过球床时温度可以很快从20℃升到500℃。因此,在进行提氚系统设计优化时,中国设计的实验包层模块不需要增加额外设备对提氚气体进行预热。     

DOAS烟气测量系统的温度非线性补偿方法

基于紫外差分吸收光谱技术,针对温度对烟气浓度测量的影响,提出一种非线性补偿方法.在紫外波段200-230nm波长范围内,以SO2和NO标准气体为研究对象,从50℃到90℃间隔10℃变化测量其吸收光谱,利用多项式拟合的方法计算气体差分吸收截面,研究温度与吸收截面的定性和定量关系.实验结果显示,不同波长点的两种气体吸收截面随温度变化呈非线性关系.采用非线性补偿修正后,SO2和NO的测量误差明显减小,该方法可提高烟气测量的准确度.     

CVD法制备碳纳米管的TG-DTA研究--温度对CVD法制备碳纳米管的影响

基于碳纳米管粗产品中无定形碳和不同直径碳纳米管对氧的反应活性的差异 ,通过差热 -热重 (TG DTA)方法 ,结合透射电镜 (TEM)和X射线衍射 (XRD)的测试结果 ,研究了合成温度对以乙炔气体为碳源 ,用CVD法制备碳纳米管的石墨化程度、碳纳米管直径以及直径分布的影响 .结果表明 :反应中 ,由于催化剂Co/SiO2中活性组分 (Co)微晶随合成温度的升高而增大 ,导致所制备的碳纳米管的直径增大 ,从 2 0～ 30nm (6 5 0℃ )增加到 30～ 5 0nm (75 0℃ ) .碳纳米管的石墨化程度随着反应温度的升高而增加 .XRD实验结果还表明 ,当合成温度从 6 5 0℃增加到 85 0℃时 ,2θ值从 2 5 .8°增加到 2 6 .8°,(0 0 2 )晶面的层间距从 3.45 减小到 3.32 ,即随着合成温度的升高 ,碳纳米管 (0 0 2 )晶面的层间距减小 .通过DTA放热峰的峰温和半峰宽的分析得出 ,无定形碳的放热峰峰温Tp<380℃ ,其含量随着温度的升高而减小 .碳纳米管的DTA放热峰的峰温Tp 随着碳纳米管的直径和石墨化的程度的增加而升高 ,半峰宽随着碳纳米管的直径的分布范围增大而增宽 .低温 (6 5 0℃ )有利于生成直径小且均匀的多层碳纳米管 (2 0～ 30nm) ,而高温 (大于 75 0℃ )则有利于生成直径大的多层碳纳米管 (大于 30～5 0nm) .     

EDTA络合溶胶-凝胶法制备Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料

采用EDTA(乙二胺四乙酸)络合溶胶-凝胶法制备了Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+粉体。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对不同温度合成的样品性能进行测试与表征。结果表明:当硫化温度低于1 000℃时,样品为Y2O3与Y2O2S的混合相;当温度在1 050～1 100℃时,样品为纯相的Y2O2S;当温度升高到1 150℃时,再次出现Y2O3的相。硫化温度在950～1 100℃时,产物的粒径为50～300 nm。用波长为330 nm的紫外光激发样品时,626 nm处的发射对应于Eu3+的5D0-7F2跃迁。硫化温度为1 100℃时,样品的余辉时间最佳,为95 min(≥1 mcd/m2)。相比于以乙酰丙酮为络合剂的溶胶-凝胶法,EDTA络合溶胶-凝胶法制备的样品的发光性能具有较大提高。     

高压下FeNiP的压缩性

利用金刚石压腔技术和原位同步辐射X射线衍射技术,对FeNiP(■)的压缩性进行了实验研究。常温下,FeNiP在0～23.4 GPa压力范围内保持■结构不变。用Birch-Murnaghan状态方程对单位晶胞体积随压力的变化关系(p-V关系)进行拟合,得到:体积模量K_0=153(2) GPa,体积模量微商K_0~′=5.7(2),零压下晶胞体积V_0=101.6(1)?~3;或K_0=167(1) GPa,K_0~′=4.0(固定值),V_0=101.5(1)?~3。与Fe_2P相比,FeNiP的体积模量更小,呈现出与Fe_2P相反、与Ni_2P相同的轴向压缩各向异性,据此探讨了Ni对(Fe,Ni)_2P压缩性的影响。应用当前实验结果,估算了FeNiP、Fe_2P、Fe_3P、Fe_(2.15)Ni_(0.85)P和Fe_3S在月球外核温压条件下的密度,通过与γ-Fe及月球外核密度的比较,得出Ni的加入会使"Fe-轻元素"体系的密度更接近月球外核密度,进一步阐释以多元合金体系(如Fe-Ni-S-P)为对象来研究行星核部物质组成更具合理性。