纳米多晶体的热力学函数及其在相变热力学中的应用

以往关于纳米材料热力学的研究，绝大多数以界面的热力学函数表征整体纳米材料的热力学性质，这种近似处理，对于尺寸超过几十纳米的较粗纳米材料，在相变热力学中对特征转变温度和临界尺寸等重要参量的预测，将导致很大误差. 应用“界面膨胀模型”和普适状态方程，研究了纳米晶界的热力学特性，进一步发展了纳米晶整体材料热力学函数的计算模型，给出了单相纳米多晶体的焓、熵和吉布斯自由能随界面过剩体积、温度，以及晶粒尺寸发生变化的明确表达式. 以Co纳米晶为例，分析了界面与整体纳米多晶体热力学函数的差异，确定了相变温度与晶粒尺寸的依赖关系，以及一定温度下可能发生相变的临界尺寸. 关键词： 纳米多晶体 热力学函数 相变热力学     

金属纳米晶体的界面热力学特性

根据准协德拜近似从理论上计算了金属纳米晶体的界面热力学特性,包括界面过剩能、过剩焓、过剩熵、过剩Gibbs自由能等,着重讨论了界面过剩热力学参量与界面过剩体积和温度的关系.一些实验测量结果表明,理论计算与实验结果基本相符. 关键词：     

Ni-Si多层膜中固态非晶化反应的热力学与动力学过程

研究了Ni/非晶Si(a-Si)多层组分调制膜(ML)中界面上的固相反应。根据计算的亚稳自由能图,对界面上固相反应形成非晶态进行了热力学与动力学的分析。提出了Ni/a-Si多层膜中的固相反应的动力学模型。 关键词：     

润湿现象和毛细现象的热力学描述

应用多组分、多界面系统的热力学基本公式,对沾湿、浸湿、铺展、毛细现象等进行讨论,所得结论与传统方法一致。     

三氨基三硝基苯基高聚物粘结炸药热力学性质的理论计算研究

高聚物粘结炸药(PBX)的热力学性质是用于炸药结构响应、安全性评估、数值模拟分析等的重要参数.由于PBX结构的多尺度特性,完全采取实验方法精细表征这些参数存在巨大的挑战.本文运用第一性原理和分子动力学计算的方法,系统研究了三氨基三硝基苯(TATB)基高聚物粘结炸药的热力学参数和界面热传导性质.利用散射失配模型研究了TATB与聚偏二氟乙烯(PVDF)界面的热传导过程,发现热导率随温度升高而上升,并且在高温情况下接近于定值.基于分子动力学获得的TATB热导率并结合界面热导率,分析了PBX炸药的热导与颗粒尺寸的关系,当颗粒尺寸大于100 nm时,界面热阻对于PBX热导率的影响有限.     

应变效应对金属Cu表面熔化影响的分子动力学模拟

采用Mishin镶嵌原子势，通过分子动力学方法模拟了金属Cu 的(110)表面在不同应变下的熔 化行为，分析了表面熔化过程中系统结构组态和能量的变化以及固液界面迁移情况.金属Cu 的(110)表面在低于热力学熔点的温度下发生预熔化，准液体层的厚度随温度升高而增加.当 温度高于热力学熔点时，固液界面的移动速度与温度成正比，外推得到热力学熔点为1380K ，与实验结果1358K吻合良好.应变效应（包括拉伸和压缩）导致热力学熔点降低，并促进表 面预熔化进程.在相同温度条件下，准液体层的厚度随应变绝对值的增加而增大.应变效应导 致的固相自由能增加是金属Cu(110)表面热稳定性下降的主要因素，且表面应力和应变方向 的异同也会影响表面预熔化的进程. 关键词： 表面预熔化 热力学熔点 表面应力 分子动力学     

一个新的核态沸腾汽泡动力学模型

本文在经典汽泡动力学理论基础上，提出了描述汽泡生长过程的综合界面模型．本模型的核心在于汽泡内部的热力学过程的详细分析及汽液界面的传热、传质过程的详细描述．并对汽泡生长过程进行了模拟计算，给出了动力学控制阶段的时间范围．本模型对汽泡生长、汽膜发展的理论分析及数值模拟提供了良好的基础．     

液气相变界面间断关系浅议

对池沸腾传热现象局部传递过程的细致分析(例如微重力池沸腾传热研究文献中关于热毛细效应作用及其成因的各种相互冲突的观点),涉及汽液相变界面两侧的间断关系.相变(蒸发或凝结)过程的非平衡性导致相界面两侧物理量对经典平衡态热力学中的相界面关系的偏离,分子动理论比拟模型、统计率模型和非平衡热力学模型均给出了相关描述,本文对此进行了详细评述,指出了各模型的优缺点,并对进一步的研究方向进行了讨论.     

计入固液界面作用的润滑热力学模型与分析

摩擦与润滑过程是典型的能量耗散过程, 在机理上与非平衡热力学中的熵增、耗散结构等理论颇有相似之处. 通过热力学分析可以对一些典型的摩擦磨损过程做出合理的机理揭示与推测. 本文利用热力学理论对典型的润滑过程进行了建模分析. 采用分离压模型表征和计入了微尺度下的固液界面作用, 揭示分析了润滑热力学模型与润滑状态Stribeck曲线的联系. 从分析计算结果来看, 润滑Stribeck曲线的摩擦系数最低点与系统热力学上的熵增率最低点具有相当好的对应关系, 而润滑状态从弹流润滑向薄膜润滑的转变过程, 可以用耗散结构理论加以机理解释. 文中的热力学模型和方法能够有效地体现出润滑过程中多物理要素跨尺度非线性耦合的作用, 对实际工程与实验有着重要的指导作用.     

重力场中竖壁上水滴界面形状热力学平衡的稳定性分析

１前言水蒸汽在冷壁面上的冷凝方式有两种：膜状冷凝和滴状冷凝。由于工业生产的需要，对现行工业用冷凝器中膜状冷凝的研究，从理论模式到实际设计计算都已经达到相当完善的程度。滴状冷凝较之膜状冷凝是一种高效的换热方式，从１９３０年Ｓｃｈｍｉｄｔｅｔａｌ发现这种高效的换热方式以来，半个多世纪中进行过大量的研究工作。但由于滴状冷凝过程的复杂性，从理论模式的建立到工业化应用都没有取得实质性进展。本文在文献［１］的基础上继续从热力学观点，分析在重力作用下，疏水性竖壁上生成的水滴界面形状的热力学平衡稳定性，建立了相…     

BEPCⅡ国产500 MHz超导腔运行综述

北京正负电子对撞机二期(BEPCⅡ),国产500 MHz超导腔经过紧张的安装调试于2017年10月正式投入带束流运行。首先对此国产超导腔两次降温调试的相关参数进行了监测和对比分析;其次研究了通过高功率老练的方法改善超导腔的品质因数,并实时监测超导腔老练过程中的辐射剂量;最后对超导腔的带束流运行情况进行了介绍分析。结果表明:BEPCⅡ国产500 MHz超导腔虽然放置了6年,但是状态良好,通过高功率老练能够降低超导腔的辐射剂量,改善其性能,完全满足束流运行要求。     

红外图像的各向异性分段高斯滤波

提出了一种各向异性分段高斯滤波,这种方法除了考虑图像的尺度和方向特性外,还根据边缘区域可分特性,使用了分段滤波的方法来进一步解决边缘保持的问题.该方法通过本文所提出的一种图像噪音方差估计模型来确定图像的基准尺度,并由Hermite变换得到其方向角,然后再通过确定高斯模型的轴向比和自适应尺度,使对选择区域的滤波转变为对分段高斯模型的滤波,从而使计算的可靠性得到增强.从仿真结果可以看出,各向异性分段高斯滤波器在噪音去除和边缘保持的综合性能上要优于其他常用的滤波算法.     

Viscosity and electric properties of water aerosols

The flow of water mist in a narrow duct has been studied experimentally. The profile of the velocity of drops has been measured, and the viscosity of the mist has been calculated using the Navier–Stokes equation. It has been found that at low gradients of the rate of shear the viscosity of the mist can exceed that of clean air by tens and even hundreds of times. The electric charge of the drops has been measured. It has been found that the viscosity of the mist differs from that of clean air at gradients of the rate of shear that are less than the frequency of the establishment of electric equilibrium between the drops. A comparative analysis of the viscosities of the mist and a drop cluster has been carried out, and the dependence of the viscosity of the water aerosol on the radius and the charge of the drops has been predicted. The possible role of aerosols that contain submicron drops in the known “clear air turbulence” problem has been shown.     

涡旋柔性弹簧及组件性能实验研究

本文利用TSL系列弹簧刚度实验仪对用于斯特林制冷机中的单片柔性弹簧及柔性弹簧组件进行了实验研究。测试了四种不同尺寸弹簧刚度的动态特性,研究了单片弹簧的轴向刚度、径向刚度以及力矩特性,然后对柔性弹簧组件进行了实验研究,指出了不同组合方法下的刚度及弯矩特性,得到的数据可以作为斯特林制冷机设计的参考。     

Generalized classical mechanics

Generalized classical mechanics has been introduced and developed as a classical counterpart of the fractional quantum mechanics. The Lagrangian of generalized classical mechanics has been introduced, and equation of motion has been obtained. Lagrange, Hamilton and Hamilton-Jacobi frameworks have been implemented. Oscillator model has been launched and solved in 1D case. A new equation for the period of oscillations of generalized classical oscillator has been found. The interplay between the energy dependency of the period of classical oscillations and the non-equidistant distribution of the energy levels for fractional quantum oscillator has been discussed. We discuss as well, the relationships between new equations of generalized classical mechanics and the well-known fundamental equations of classical mechanics.     

基于量子关联的星间链路技术研究

讨论了基于量子关联的星间链路工作频段,阐明了量子星间链路的体制优势.然后在现有星间链路研究的基础上,推导了量子星间链路的关联度和信号损耗及制备增益间的关系.并讨论了量子星间链路的网络架构.     

Extremely short optical pulses in strained graphene in terms of the gauge theory

Evolution of optical pulses, which propagate in strained graphene, has been investigated. The effective wave equation for the vector potential of the electromagnetic field has been derived. The tensile strain of graphene layers has been described using the effective vector-potential in terms of the gauge theory. The numerical solution of the derived wave equation has been presented and the dependence of the pulse strength and shape on the magnitude of the external strain has been analyzed.     

Poly－3BCMU薄膜光漂白的实验研究

报道了Ｐｏｌｙ－３ＢＣＭＵ薄膜光漂白过程的实验研究结果。测量了薄膜光漂白前后的可见及紫外光谱的变化，表明在光漂白过程中聚合物的长链被逐渐打断。实验表明，被漂白的聚合物薄膜可以被某些有机溶剂溶解，导致所谓的显影过程。实验研究了氧对光漂白过程的影响，并发现在Ｐｏｌｙ－３ＢＣＭＵ薄膜表面涂复光刻胶薄层可阻止氧分子向薄膜内的扩散，从而大大减缓光漂白过程。本文同时对光漂白在制备光波导元件中的应用进行了研究。     

稀土和锕系化合物中重费密子行为

本文采用周期Anderson哈密顿量研究了稀土和锕系化合物中的重费密子行为。对f电子间库仑关联项做了平均场近似并引入自能项反映多体作用的效应。对自能项采用了单格位近似,在准粒子表象中讨论了系统的性质,通过对f电子平均占据数的自洽计算,得到了准粒子有效质量,讨论了形成重费密子的条件,以及相应的磁性的变化,并做了数值计算。所得结果与最近的实验进行了比较。 关键词：     

Bistability of a “chevron” smectic C* liquid crystal in an external electric field

The system of nonlinear equations describing a surface-stabilized ferroelectric smectic C* liquid crystal in the chevron geometry has been investigated by numerical methods in the framework of the continuum model of liquid crystals. Stable orientational and structural configurations have been studied, and the results obtained have been compared with those derived using simplified models. The height of the potential barrier separating two stable configurations has been determined, and the transition between them under the action of the external electric field has been examined. It has been demonstrated that this effect has a threshold character. The dependence of the threshold field on the film thickness has been analyzed.