氢气冷凝成核的分子动力学研究

应用分子动力学方法以氢气气液成核为研究对象,采用恒定的分子数、体积和温度系综,模拟均质和异质系统下的气液成核过程。探究了过饱和度和温度对冷凝成核的影响：过饱和度大于8时,阈值大于40的团簇数量明显增加;温度在30 K时,单体个数的瞬态波动在15左右,约是20 K时的1.5倍。结果表明：在较高的过饱和度下,成核过程存在两个阶段;随着过饱和度的增加,成核速率增加;温度越高,体系热运动更加强烈,但温度并不影响团簇最终的聚集程度。     

溶液晶体生长动力学机理研究近况

一、引 言 晶体生长动力学是晶体生长理论研究的中心课题之一.它是根据结晶过程中结晶基元(原子、分子或原子团)的相互作用规律,通过对生长率和过饱和度曲线及有关实验资料的分析,探讨生长过程的微观机理. 生长机理研究可追溯到上世纪后半叶的W.Gibbs-P。Curie表面能理论以及此后发展的A.Noyes-W.Nernst 扩散层理论,M.Volmer的吸附层理论.早期的生长理论,虽然涉及到一些动力学理论基础,然而,还不够完整和系统.直到本世纪四十年代末和五十年代初,生长动力学理论才取得较大进展.1949年召开的首届国际晶体生长会议,标志着生长动力学理论发…     

非饱和多孔介质内毛细驱动流动分析

将非饱和含湿多孔介质层内液体饱和度当量为无量纲的液层厚度,在多孔层内发生相变时其分布规律直观地反映相变传热能力从而预示临界热流(CHF)的发生.计算结果显示,多孔层中心处最容易出现干涸而导致CHF;残余饱和度和孔隙率越大,越不容易出现CHF;饱和度分布形状(液层形状)主要受输入热流密度和孔隙率的影响,热流越小、孔隙率越大就越平缓.     

非均匀毛细多孔层气液渗透传输特性研究

可视化实验研究了不同液/气流速和孔壁面浸润性对非均匀毛细多孔层内稳态饱和度、侵入时间及气、液微观传输特性的影响.结果表明:多孔层内液相饱和度及侵入时间均随液相侵入速率的增大而减小;亲水性多孔介质内液体优先选择小孔侵渗,且孔内侵渗速度变化较大;亲水性多孔层内的稳态气相饱和度随气相驱替速率的增加析增加,憎水性多孔层内的稳态...     

有限尺寸胶体体系的二维结晶

从工业上的大尺寸晶体生长到实验室中受限小体系的结晶,结晶是普遍存在的物理现象,也一直是物理学中的重要研究课题.与大尺度结晶相变的研究相比,对于有限小尺度体系结晶过程的研究相对较少.本文通过设计具有吸引相互作用的胶体体系,在实验上研究了有限小尺寸胶体体系的二维结晶相变.通过计算和分析径向分布函数、泰森多边形以及取向序参量,发现有限小尺寸体系的结晶过程是从中央高密度区域开始,随着结晶的进行,周围液相减小而晶相增加,最后完全转变为晶态的过程.体系结晶速率呈现两个阶段:在结晶初期中央区域是高密度的亚稳态液体,会降低结晶自由能能垒,使得体系快速结晶;随后晶相长大,亚稳态液体消失,体系结晶速率变慢.此外,通过统计有序度参量的分布发现:在结晶过程中,序参量出现双峰分布,分别对应液相和晶相,与大尺度胶体体系的二维结晶行为一致,说明序参量分布的变化规律是二维结晶相变的重要特征.     

加入PSO算法在蔗糖结晶模糊控制中的应用

在煮糖过程中人为因素对出糖数量和质量都有很大的影响,而蔗糖结晶过程难以建立准确的数学模型使得传统的控制方法无法实现精准控制,在总结经典PID控制和已经实际应用的蔗糖结晶过程模糊控制理论的基础上,提出了采用模糊推理对PID控制器参数进行自整定,加入改进粒子群算法对控制器过程参数进行优化调整,完成融入PSO算法的蔗糖结晶过程模糊控制器的设计,利用每次控制输出反馈自整定来提高控制器性能；通过Matlab软件模拟仿真测试效果表明,该方法增强了系统鲁棒性,可以提高出糖的品质。     

熔盐生长KTiOPO4晶体的层绵成因与克服方法

本文用光学显微术观察了在多磷酸钾盐熔盐中生长的KTiOPO₄(KTP)晶体的表面形态和内部疵病,并借助扫描电子显微镜和能谱分析得到了横贯层绵结构的体过饱和度变化规律。基于上述结果,阐明了在不适当的生长条件下,由于晶面上熔质分布高度不均匀而形成宏观包藏——层绵的原因与过程。当熔液浓度位于稳定生长所需的临界过饱和度区域内,即各处σ均大于该区的下限(～1.3)时,重复长出了无层绵透明的KTP晶体。 关键词：     

ＣＲＥＭ法半连铸Ａｌ合金过程中电磁场对溶质元素固溶的影响机理

实验研究了低频交变电磁场作用下， 7075合金半连铸坯微观组织形貌及各溶质元素的固溶 情况；并就电磁场对液固相线位置和结晶间隔的改变进行了测定；此外还数值模拟了电磁场 对半连铸过程中液穴内部温度场和流动场的影响.从电磁场对7075合金凝固过程中的溶质分 配系数，结晶间隔，液穴内部温度场、流动场以及微观组织形貌的影响出发，尝试性地对电 磁场的强制固溶机理进行探讨性的解释和说明. 关键词： 电磁场 半连铸 铝合金 固溶     

用激光偏振干涉技术测量KDP晶体柱面生长速度

 采用激光偏振干涉技术实现了KDP晶体柱面生长速度的实时测量,精度可达0.01 μm/min。研究了不同的过饱和度控制方式对柱面死区实时测量的影响。发现晶体双折射率随温度的变化是导致光强-时间曲线中死区直线斜率不为零的原因。认为晶体生长速度与杂质离子的吸附时间有关。研究了杂质离子含量不同的两种原料在不同的溶液饱和点下的柱面生长速度和死区随过饱和度的变化关系,结合C-V模型和K-M理论讨论了其中的动力学规律。讨论了晶体光学质量与生长过饱和度的关系,认为利用激光偏振干涉系统进行溶液鉴定,将传统降温法的过饱和度控制在死区范围内和将点籽晶快速生长技术的过饱和度控制在线性区是保证晶体光学质量的关键。     

污染土壤原位生物修复理论模型

本文针对污染土壤原位生物修复技术,建立了土壤中气-液两相流动、污染物扩散与生物降解的理论模型,并进行了计算和分析,讨论了渗透廊的加入对液体饱和度的分布、液膜厚度分布以及污染物浓度分布的影响。结果表明:调节渗透廊内液面高度和渗透廊底面厚度,可以控制土壤中液体饱和度及液膜厚度的分布,且对污染物降解效率具有明显的影响。     

ON THE PHYSICAL PROCESS OF POLYMER CRYSTALLIZATION

Polymer crystallization is a process that connects the initial amorphous state and the final semicrystalline state. It is important to take due consideration of the initial state before crystallization, which determines the path of the crystallization process. New physical ideas are presented in regard to the processes of polymer crystallization from a dilute solution, from a melt or rubbery state, and from an oriented state, all based on experimental facts available with detailed discussions.     

非晶一次晶化过程微观组织演化和生长动力学的相场法研究

在晶化物理模型中添加扩散系数对晶化过程的影响, 采用相场方法研究初始形核率和初始形核半径对一次晶化过程中微观组织和生长动力学的影响。结果表明: 随着初始形核率的增加, 相同时间内非晶一次晶化的晶粒数量逐渐增加, 晶粒尺寸逐渐减小。晶化分数随着演化时间和初始形核率的增加逐渐增大, 初始形核率越大, 相同演化时间内的晶化分数越高。不同初始形核半径情况下, 非晶一次晶化过程中的晶粒数量和尺寸随着演化时间的增加基本保持不变。晶化分数随着演化时间的增加而增大。不同初始形核率和初始形核半径情况下所对应的生长指数均小于1, 表明初始形核率和初始形核半径对晶化方式无影响, 均为一次晶化。改变初始形核率和初始形核半径可调控一次晶化微观组织结构, 而晶粒尺寸及晶化分数直接关系到合金性能。     

Controlling the Micro- and Macrohomogeneity of the Properties of Doped Semiconductor Crystals

Results are presented from theoretical calculations and experimental investigations on controlling the homogeneity of the structure and properties of semiconductor crystals grown via vertical directional crystallization. The effect radial and axial temperature gradients, crystallization rates, and diffusion mass transfer have on the micro- and macrohomogeneity of the grown crystals is studied using the example of germanium heavily doped with gallium.     

在熔融金属溶液中石墨在金刚石稳定区结晶的可能性

本文给出了在超高压高温条件下,碳的亚稳相石墨从熔融金属溶液中结晶的实验现象,并以此为例分析了亚稳相从溶液结晶的热力学可能性。提出了促使亚稳相结晶的过饱和的概念,指出:溶液体系中的温度差是亚稳相结晶的推动力。重点给出在一个结晶条件下亚稳相石墨可能结晶的临界温度差的计算。 关键词：     

Surface and bulk crystallization of amorphous alloys Ni-Si-B probed by electrical resistivity

Electrical resistivity measurements are tested as a sensitive probe of the crystallization processes in amorphous metallic alloys of Ni₇₈Si₇B₁₅, rendering the determination of nucleation rates at the surface and in bulk. It is shown that the increase in the electrical resistivity just below the crystallization temperature is mainly due to nucleation phenomena. Moreover, the Avrami coefficient, calculated from resistivity data, provides information about types of crystallization mechanisms, dimensionality of the crystallite growth and the sequence of crystallization stages.     

Pyroelectric effect in composites produced through electric-discharge plasma-assisted crystallization

The effect of the electric discharge-enhanced thermal crystallization of the polymer phase on the structure and pyroelectric properties of a polymer-pyroelectric composite is considered. It is shown that the changes in the polymer-phase structure during the electric discharge-enhanced thermal crystallization cause the number of charge carriers localized at the interface due to electrothermal polarization and the pyroelectric coefficient of the polymer-ceramics composite to increase noticeably.     

热退火、激光束和电子束等作用对纳米硅制备及其局域态发光特性的影响

在纳米晶体硅制备的过程中, 晶化处理是影响和提高纳米硅发光效率的重要制备环节. 热退火、激光退火和电子束辐照是使纳米硅样品晶化的不同方式. 实验表明: 选取适当的晶化方式和参量对制备纳米硅晶体结构至关重要, 特别是在制备硅量子点和量子面的过程中控制好参量, 可以得到较高的发光效率. 有趣的是, 在实验中发现: 当晶化时间较短(如低于20 min)时, 可以获得较好的纳晶硅结构(如量子点结构), 对应于较好的纳晶硅光致发光(PL)和掺杂局域态发光; 当晶化时间较长(如超过30 min)时, 纳米晶体硅结构被破坏, 致使PL谱逐渐减弱与消失. 结合热退火、激光退火和电子束辐照对纳米硅晶化过程, 本文建立起晶化时间对纳米硅局域态发光影响机理的物理模型, 解释了晶化时间对纳米硅局域态发光的影响.     

The application of power ultrasound to reaction crystallization

The action of power ultrasound in controlling the supersaturation, nucleation and crystal growth during the acid-base reaction crystallization of 7-amino-3-desacetoxy cephalosporanic acid (7-ACDA) has been investigated. The experimental results show that ultrasound can mix the reaction more efficiently and uniformly than conventional agitation methods. Insonation leads to the reduction of both the induction period and metastable zone width of the crystallization, so that the process of crystallization can be more efficiently controlled than without insonation. Agglomeration is also greatly reduced. Adjusting the ultrasonic parameters can modulate the crystal size and size distribution. The mechanism of the sonoprocess has been analyzed and comments are made on the potential applicability of sonication in large-scale crystallization practice.     

Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-P_2O_5系统微晶玻璃受控析晶分析

应用DTA,XRD,SEM等手段研究了Li2O_Al2O3_SiO2_P2O5系统微晶玻璃的析晶过程和相组成。采用模拟计算方法考察了不同的析晶条件。引入适量的Al2O3等难熔物组分来改变析晶条件及残留玻璃相的组成和粘度。通过抑制主晶相(Li2O.2SiO2)晶粒的生长,最终获得了晶粒尺寸为0.1~0.3μm的透明微晶玻璃。     

Direct determination of metastable phase diagram by synchrotron radiation experiments on undercooled metallic melts

The phase selection process during the crystallization of undercooled metallic melts is studied in situ by combining the electromagnetic levitation technique with energy dispersive x-ray diffraction of synchrotron radiation. The crystallization of metastable bcc phase in binary Ni-V alloys was identified. A metastable phase diagram of Ni-V alloy is constructed, which shows the primarily solidifying phase as a function of composition and undercooling. The analysis within nucleation theory emphasizes the important role of metal oxide as a heterogeneous nucleation site controlling the phase selection.