过冷状态下的Cu70Ni30合金的液态结构

对Cu₇₀Ni₃₀合金液相线（1 230℃）以上和液相线以下的液态做了X射线衍射实验.通过对实验结果的分析,揭示了它们之间的主要区别在于原子团的尺寸有较大的差异：在1250～1400℃时原子团的相关半径为1.125 nm,原子团的原子个数约为457;而在过冷液态（1 200℃）时的原子团的相关半径为1.3 nm,原子团中原子数量约为704.液态Cu₇₀Ni₃₀合金的原子集团的近序为fcc,其固态fcc结构是由液态的fcc近序保留下来的.     

非晶态合金高强度的微观机理探讨

本文对于由液态淬火制备的金属-类金属非晶态合金,首先从统计热力学观点,提出先形成以类金属原子为中心的化学短程序小原子团、再进行拓朴填充的结构缺陷形成机制,并利用“双层单元结构模型”使缺陷的分布状态具体化。再从小原子团内已不存在可滑动的“微位错元”组态出发,比较合理地解释了非晶态合金具有高强度的微观机理。最后利用Bailey-Hirsch关系式外推,具体估算了非晶态Fe基合金的强度,其数量级与已有的实验结果相当吻合,并进一步指出了提高非晶态合金强度的具体途径。     

过冷状态下的Cu70Ni30合金的液态结构

对Cu70Ni30合金液相线(1 230℃)以上和液相线以下的液态做了X射线衍射实验. 通过对实验结果的分析,揭示了它们之间的主要区别在于原子团的尺寸有较大的差异:在1 250～1 400℃时原子团的相关半径为1.125 nm,原子团的原子个数约为457;而在过冷液态(1 200℃)时的原子团的相关半径为1.3 nm,原子团中原子数量约为704. 液态Cu70Ni30合金的原子集团的近序为fcc, 其固态fcc结构是由液态的fcc近序保留下来的.     

铁磁超细微粒的表面磁性

用MS-Xα方法研究了Ni_n(n =2～6)团簇的电子结构和原子磁矩. 与晶体镍相比,有些团簇磁性明显增强,有些磁性明显减弱,有些则呈现出亚铁磁性. 分析发现,团簇的对称性对磁矩有着非常重要的影响. 对称性相似的团簇,磁矩大小也相仿. 仅有极少数原子的小团簇磁矩与团簇尺寸不存在递减或递增的规律性. 其原因是对于小团簇,增减一个原子可以引起对称性的根本变化. 超细微粒表面层由对称性较低的不同多面体构成,多面体排列复杂,整个表面层呈短程有序. 计算结果很好地解释了长期存在的表面磁性异常现象.     

热-力耦合原子-连续关联模型的框架及其算法

对热-力耦合的原子-连续关联模型进行了系统研究,给出了计及热-力耦合行为的金属微-纳米构件内材料的瞬态弹性常数,应力、应变、比热容等物理量的具体计算公式及其算法.利用原子运动中的“结构形变”部分来研究微-纳米尺度下多晶原子团簇的非均匀结构变形.将原子团簇晶格结构的变形与连续体的变形关联起来,在准简谐近似假设下,推导出依赖于微观结构变形和热振动的自由能密度、熵密度、内能密度表达式,从而给出了微-纳米尺度下的瞬态热-力学参数.     

团簇中杂质局域磁矩的形成研究

采用密度泛函理论和离散变分方法,以I_h结构的Cu₁₂TM团簇为对象(TM:Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag),系统地研究了杂质TM的局域磁矩及其形成机理,发现杂质TM在Cl₁₂中的局域磁性行为与在块体Cu中及在Al₁₂.团簇中的行为明显不同.除Cr和Mo的磁矩被淬灭为零外,其他的杂质都是磁性的.与杂质在块体d带衬底中的d-d相互作用图象相比,发现在团簇中存在着更为复杂的相互作用,它们影响着杂质的局域磁矩.其中Cu原子的s轨道与杂质原子之间的相互作用对3d和4d杂质的磁矩有重要贡献;Cu原子的p轨道与杂质原子的相互作用对Mn,Fe,Co,Ni,Tc,Ru,Rh的磁矩有关键性影响;Cu原子的d轨道与杂质之间的相互作用对Sc,Ti,V,Y,Zr,Nb的磁矩有关键性影响.     

基于分子动力学模拟的金属构件的弹-塑性分解方法

针对金属多晶材料构件的分子动力学（MD）模拟,本文提出了一种新的弹-塑性分解方法.文章将MD运动轨迹分解为结构变形和热振动,给出了计算结构变形的方法和近似公式;针对金属多晶材料构件的当前构型,给出了基于FCC|BCC晶胞和四原子占位的四面体单元相组合的连续变形函数及计算变形梯度的算法;利用原子-连续关联模型,发展了计算当前构型应力场和弹性张量的算法.分析了当构件承受过大载荷后在材料内部所产生的微观缺陷,并将其分类标定为位错、层错、挛晶界、晶界和空位等;对于层错和挛晶界讨论了在弹性卸载过程中应满足的刚体运动约束方程;利用极小势能原理构造了基于当前构型的弹性卸载算法,进而给出了完整的基于MD模拟的计算弹-塑性应变的算法.最后,针对单晶铜纳米线拉伸的MD模拟,计算了弹-塑性应变场,验证了本文方法的合理性.
本文提出的基于MD模拟的弹-塑性分解方法,为从微观到宏观的多尺度和多模型耦合计算提供了算法支撑.     

多个体系统的自组织行为

考虑了一类具有简单吸引排斥函数的多个体系统的离散模型,研究了多个体系统的群体聚集.特别地,我们证明了个体均集聚并在有限时间内形成一个团簇,这个团簇的大小仅取决于模型参数.     

HCP分子异构化过程的电子基态势能面:对密度泛函理论计算的检验

密度泛函理论提供了一种能处理较大团簇体系且计算量合适的方法. 采用密度泛函近似方法计算得到HCP分子势能面. HCP的基态势能面涉及其整个异构化过程. 将密度泛函计算的势能面与“精确”的势能面（根据实验振动谱拟合的势能面和计算量巨大的高精度量化计算的势能面）进行了比较. 结果表明,密度泛函计算HCP势能面的精度在0.1 eV以内.     

Pt(100)表面上通过二聚物结构转移的自扩散现象

用分子动力学方法研究了Pt(100)表面上吸附原子的自扩散现象, 其中相互作用势采用更适合于表面特点的表面嵌入势(SEAM势).结果发现除一般的协作交换扩散现象外, 吸附原子还可以通过二聚物结构的转移而达到交换扩散的目的.在这种交换机制中, 交换过程是有3个原子的协作运动完成的.重要的是这种新的交换扩散机制在一定条件下可以成为吸附原子扩散的主要原因.     

金属键优选方案：钠团簇基态构形

根据钠团簇金属键的特点，结合第一原理分子动力学模拟，提出了一种“金属键优选方案”. 系统地研究了团簇Na_n (n≤15)的基态构形，亚稳构形和团簇从小到大演化的规律. 在较大钠团簇(13≤n≤15)的表面上，存在着类似平面的子结构，这些子结构与钠bcc晶体的最大面密度(110)面有关. 根据钠团簇演化的规律，可理解正二十面体特大钠团簇(1500<n<22000)形成的可能途径.     

论算法的发现（Ⅰ）──组合优化的基本方法

用π￣（ｔ）－集合表示具有规定性质π￣（ｔ）的集合。可π￣（ｔ）对象是指具有规定结构的π￣（ｔ）－集合。π￣（ｔ）－集合本身是具有空结构的π￣（ｔ）－对象。组合优化的问题ＸＶＺ是指：对于每一个π￣（１）集合，从其诸π￣（２），对象中找出π￣（３）－优者。以最小生成林问题、平面凸壳问题及整序问题（§§２－５）为实践背景，对于问题ＸＹＺ的一个实例Ｓ，把集合Ｓ的π￣（１）－于集合的全体记作簇，把这些于集合的π￣（３）－优π￣（２）－对象的全体记作簇，把实例Ｓ的π￣（２）－对象（可行解）的个体记作。当问题ＸＹＺ是第一类优化问题，规定则是两个具有单元素的带（ｂａｎｄ）．把三个簇与合在一起，记作，叫做实例Ｓ的解带（ｓｏｌｕｔｉｏｎｂａｎｄ）．问题ＸｙＺ的所有实例Ｓ的解带构成这问题的解带簇．从到，算子＊一个同态映射．当π￣（２）对象是空结构时，不但有而且算子＊还是一个投影算子．利用解带的几何直观，探求实例的精确解，有三种求解思路：添元章法、同解章法与枚举章法．     

纳米摩擦学的分子动力学模拟研究

用分子动力学模拟研究了纳米级润滑薄膜的固液相变和界面滑移现象以及固体接触和黏着的微观机制.结果表明：纳米薄膜中液体的固化相变压力随膜厚减薄而下降,说明润滑剂可能处于类固态状态.薄膜中的界面滑移现象可能在较低的剪切速率下发生,并与液体的固化程度有较好的对应关系.光滑晶体表面在相互接近或分离过程中可能因部分原子突然跃迁而发生微观黏着,这对于理解界面摩擦的起源具有重要意义.     

镜煤及其吡啶不溶物与可溶物的固态NMR研究

本文对镜煤及其吡啶可溶物与不溶物进行了¹³C CPMAS及¹H CRAMPS NMR研究,获得了煤的12种结构参数,并估算了芳环簇的大小.结果表明:镜煤吡啶可溶物芳环簇结构尺寸较小,平均为2—3个环,脂构碳含量较高;而不溶物芳环簇结构尺寸较大,平均为5个环,脂构碳含量较低.样品中顺磁离子浓度是影响¹H和¹³C自旋晶格弛豫时间的重要因素.由弛豫时间的测量分析可知,吡啶的抽提过程有效地带走了样品中的顺磁中心,抽提后的产物即吡啶不溶物与可溶物的自由基浓度都降低了,而可溶物的自由基浓度降低更为显著.     

基于扩展有限元的页岩水平井多裂缝模拟研究

页岩储层水平井分段多簇压裂簇间距优选是压裂技术的关键,建立了水力压裂流固耦合数学模型,基于扩展有限单元法模拟多条裂缝的扩展过程,研究多条裂缝同时扩展的转向规律,以及应力干扰、水平主应力差、裂缝间距等因素与裂缝转向角度的关系.结果表明:应力干扰作用对裂缝宽度具有限制作用,单条裂缝张开宽度比两条裂缝的大;裂缝转角随应力差的减小而增大,随压裂时间的增加而增大.簇间距越小,应力干扰越强,转角越大,综合主缝均匀扩展、支撑剂填充以及复杂裂缝网络形成等条件,确定最优簇间距为30~40 m.多条裂缝同时扩展时,中间裂缝会受到两边裂缝的限制作用,簇间距越小,限制作用越强,裂缝发育时间越长,扩展速度越慢.     

关于偏序集相关联图的色数

对于每一个含有最小元素0的偏序集（P,≤）可以得到一个与其关联的图G（P）.本文主要通过代数的方法研究了所得关联图G（P）的性质,证明了如果G（P）的色数和团数是有限的,那么色数和团数都仅比P的极小素理想的个数大1.     

低温分子束外延生长GaAs单晶的材料特性

对低温分子束外延生长的GaAs单晶进行了理论分析和实验研究,结果表明,低温分子束外延生长的GaAs单晶中含有密度大约为10²⁰cm^-3的过量As原子,这些As原子主要以间隙原子对As_2i的形式位于正常的As格点位置,使LTMBEGaAs单晶的晶格常数相对于SI-GaAs单晶衬底增加约为0.1％.高于300℃的退火即可使间隙原子对As_2i离解,使过量的As原子形成沉淀.随着退火温度的增加,As沉淀向外延层界面处集中.在外延层界面处As沉淀团与GaAs单晶形成的载流子耗尽区相互重叠,呈现出高阻特性,有效地抑制了FET的背栅和侧栅效应.     

结构化视域下高中数学问题解决与创新能力培养

<正>心理学家们认为,“问题解决是由一定的情境引起的,按照一定的目标,应用各种认知活动、技能等,经过一系列的思维操作,使问题得以解决的过程”^[1].而所有的数学知识都是一种具有层次的结构,只有结构化的数学知识才有助于形成数学知识的整体性,促进融会贯通.真正将新知识纳入学习者的认知结构,从而对能力的形成起促进作用.     

强激光驱动的多阱系统动力学研究

构造一个多阱系统来模拟强激光照射下惯性约束的电离团簇的动力学行为,电子在强激光场的驱动下将在该多阱联合势场中运动.联合势场在激光场的作用下,其电离势垒很容易被降低,因而团簇的“雪崩电离”导致了增强的谐波辐射.多个吸引阱(离子所表现的)的作用使电子束缚能增加以及该系统有较高的极化率.强激光驱动的多阱系统能成为有效的相干短波长辐射源.     

关于高维簇的小收缩映射

设Ｘ是非奇异的ｎ维射影簇，Ａ是Ｘ上的一个Ａｍｐｌｅ除子．本文研究了以Ｋｘ＋（ｎ—ｋ）Ａ为支撑除子的小收缩映射的例外集的结构．