碳在面心立方系合金钢中扩散内耗峰的机构

在三种面心立方系的铁锰合金(Mn18.5％,25.4％,36.0％)和铁锰镍铬合金(Mn9.5％,Ni8％,Cr3％)中观察到因含碳而引起的内耗峰,当振动频率约为2周/秒时,内耗峰出现在250℃左右。实验结果指出内耗峰高度与固溶体中的含碳量成直线关系。 提出了一个产生内耗峰的初步模型。假定碳在面心立方系晶体点阵中占据八面体的间隙位置,点阵中的异类原子(合金元素的原子或空穴)与这碳原子构成一个在各方向引起不同畸变的原子对,由于这个原子对在应力作用下的转动而产生内耗。由初步模型所推导出的式子可以解释内耗峰高度与固溶体中的含碳量成直线关系。根据粗略推算所得的内耗峰高度值与实验值相近。 关于晶体中空穴浓度的推算指出,对于碳在面心立方系合金钢中微扩散所引起的内耗峰而言,空穴的贡献少于合金元素的贡献的十分之一。     

碳在面心铁-镍合金中扩散峰的机构

固溶在面心铁—镍合金中的碳原子,能引起一个应力感生的扩散内耗峰。当振动频率约为1.4周/秒时,峰的位置在500°K附近。固溶的碳原子可以跳入点阵空位中而成为代位式碳原子,此碳原子舆另一个最近邻的间隙碳原子相结合后即形成一组碳原子对。在外加应力的作用下,这类碳原子对轴的择尤旋转便引起了内耗。根据这个机构并结合内耗测量过程中试样内部碳原子重新分布的情况,可以推导出碳浓度和内耗峰高度之间的定量关系,并从而求出合金的点阵空位形成能和构成碳原子对时所放出的能量。铁—镍合金中碳扩散峰的特徵是:峰的二边内耗曲线不对称,在高温的一边,内耗反而比低温的一边为低。峰的位置T′随淬火温度或碳浓度之增加而渐向低温移动;峰愈出现在低的温度,T′Q_max^-1相乘积就愈大。根据本文所提出的理论,对这些特徵作了解释。     

含QCD修正的p-A碰撞Drell-Yan过程的核效应

在微扰QCD α_s级近似下,采用双重Q²重标度模型,计算了p-A碰撞Drell-Yan截面与p-N碰撞Drell-Yan截面之比,即核效应函数R_QCD(x_A,Q²).计算结果与没有QCD修正的R(x_A,Q²)值比较,在0.03≤x_A≤0.3之间都有不同程度的压低,与实验符合的情况有所改善.说明对核Drell-Yan过程核效应的研究,QCD修正是有一定意义的,并且在计入这种修正后,双重Q²重标度模型仍然是有效的.     

关于面心立方体金属中间隙原子内耗理论一文的更正

物理学报1958年14卷第1期发表的“关于面心立方体金属中间隙原子内耗理论”一文第三节(p.77—88),经内蒙古大学顾世洧同志指出确有如下错误,需加更正。 该文中关于间隙原子在空穴中扩散的内耗一节,开始时即提出二种可能的机构:一是间隙原子加入金属后可能有一对碳原子落入空穴而引起的内耗;另一是在已占有碳原子的空穴的近旁间隙位置上又落入一个间隙原子而形成的间隙原子对引起的内耗。这二种机构是不同的,文中把它们等同看待是错误的,因此文中(17),(18)两式有如下更改。     

关于复合发光效率的测定

研究了复合发光效率,即复合后发光的光子数与电子和离化中心复合次数的比值。本文在假设激发时期和衰减时期的发光效率不随时间而变和无外部猝灭的条件下,推导出用光和表示的衰减时期发光效率的公式为η_x=L_x/L_j A₂/A₁η_(jL)^C;并且在发光过程与双分子的反应规律相符合及满足上述假设的条件下,利用它测定了η_x。     

关于面心立方体合金中间隙原子内耗机构的探讨

关于面心立方体锰钢中的内耗机构,程开甲、张杏奎曾作过研究,但该文第三节中对锰钢的内耗机构的假设和相应的计算是错误的。实际上锰钢的内耗不是如该文第三节中所示的内耗机构,即二个间隙原子落在同一空穴中形成一对间隙原子所引起的,而是由已占有一个间隙原子的空穴和近旁间隙位置上的间隙原子成对而引起的,现讨论如下。     

X射线驻波方法研究半导体超薄异质外延层

利用双晶单色器和精密二圆衍射仪,在北京同步辐射装置建立了同步辐射X射线驻波实验技术,并用这一实验技术结合X射线衍射方法,研究了Si晶体中外延生长的超薄Ge原子层的微结构.实验结果表明,由于Ge原子的偏析,在Si晶体样品中形成了共格生长的Ge_xSi_1－x合金层,浓度平均值为x≈0.13;650℃退火会使Ge原子向表面扩散,Si晶体中的合金层消失,在晶体表面形成接近纯Ge的单原子层.     

Nd掺杂对Bi4Ti3O12铁电薄膜的微结构和铁电性能的影响

利用溶胶-凝胶法在Pt/Ti/SiO₂/Si(100)衬底上制备了Nd掺杂Bi₄Ti₃O₁₂(Bi_4-xNd_xTi₃O₁₂, x=0.00,0.30,0.45,0.75,0.85,1.00,1.50)铁电薄膜样品.研究了Nd掺杂对Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的微结构和铁电性能的影响.研究结果表明:Nd掺杂未改变Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基本晶体结构.在掺杂量x<0.45时,Nd³⁺只取代类钙钛矿层中的A位Bi³⁺.当x=0.45时,样品剩余极化强度达最大值,在270kV·cm^-1的电场下为32.7μC·cm^-2.掺杂量进一步增加时,结构无序度开始明显增大,Nd³⁺开始进入(Bi₂O₂)²⁺层,削弱其绝缘层和空间电荷库的作用,导致材料剩余极化逐渐下降.当掺杂量x达到1.50时,掺杂离子最终破坏(Bi₂O₂)²⁺层的结构,材料发生铁电-顺电相变.     

模拟核素固化体Gd2Zr2-xCexO7(0≤ x≤ 2.0)的物相及化学稳定性研究

为研究钆锆烧绿石固化Pu(Ⅳ)的相变化情况及化学稳定性, 以Gd₂O₃, ZrO₂为原料, Ce(Ⅳ)作为Pu(Ⅳ)的模拟替代物质, 采用冷压热烧结的方法制备出Gd₂Zr_2-xCe_xO₇(0≤ x≤ 2.0)系列样品. 分别在40 °C和70 °C的合成海水中, 对固化体的长期浸出性能进行研究. 借助粉末X射线衍射仪对所制备样品的物相信息进行收集, 利用等离子体质谱仪对固化体的浸出浓度数据进行分析. 研究结果表明: 当x ≤0.08时, 固化体保持为烧绿石相; 当x>0.08时, 固化体转变为具有缺陷的萤石型结构相. 固化体中Gd³⁺, Zr⁴⁺和Ce⁴⁺在合成海水中, 随着浸泡时间的延长浸出浓度逐渐上升, 70 °C下的浸出浓度高于40 °C下的浸出浓度. 在42 d时, 固化体中Gd³⁺的最大浸出浓度在0.032 μg·ml^-1以下, Zr⁴⁺的最大浸出浓度在0.003 μg·ml^-1以下; Ce⁴⁺的最大浸出浓度在0.032 μg·ml^-1以下.     

高能h-A碰撞

本文在QCD修正的Drell-Yan机制和矢量介子中间态贡献下,利用NMC组的1-A深度非弹在0.00352<90MeV²/c²测量的结构函数比值R_A(x,Q²),通过重标度模型解释了WA-78组对(π^－,P)+A→μμ+X过程在2m_μ≤m_μμ≤1.5GeV和0.1≤x_F≤0.6内的测量结果.将它们与在不同的m_1l和x_F区间测量的CIP组结果对比,解释了为什么靶核在前者中显示遮蔽效应面在后者中则显示出反遮蔽效应.指出通过重标度模型和其合理假定后,它们都与R_A(x,Q²)直接相关,从而进一步揭示了1-A深度非弹中核效应与h-A ll产生过程中核效应之间的本质联系.     

碳在低碳合金马氏体中微扩散所引起的内耗峰

用扭摆测量淬硬低碳镍合金钢中的内耗,当振动频率约为每秒2周时,在155℃附近有一个内耗峰出现。这个内耗峰的出现条件是:钢中必须含有马氏体、合金元素和碳。在适当的条件下,铬钢和铬镍钢中也曾观察到这个内耗峰。用含镍29.7％的钢作了系统试验,观察到内耗峰高度与试样中的含碳量成正比。内耗峰的高度由于在较高温度(165℃以上)的回火处理而不断降低。由内耗测量所测得的激活能是25,000卡/克分子。以上的实验结果指出,所观测到的155℃新内耗峰是由于碳在合金马氏体中的应力感生微扩散所引起来的。提出了一个产生内耗峰的初步模型。假定碳在四角马氏体中是处于00(1/2)型的间隙位置。合金元素原子的存在引起晶体点阵中不均匀的畸变,因而应力的作用便改变了碳原子在热平衡状态下在Fe-C-Fe和B-C-Fe(B是合金元素原子)两种00(1/2)型间隙位置之间的跳动几率。这种应力感生的碳原子运动便引起内耗。用这个模型可以定性地解释所观测到的事实。关于这方面的定量研究正在进行中。     

Distribution of dipole fields in disordered crystalline and amorphous ferromagnetic alloys

By means of computer simulation we have calculated the distribution functions of dipole fields in disordered crystalline and amorphous ferromagnetic alloys A_1-xB_x. It is shown that for all cubic lattice sites in simple cubic, body-centred cubic and face-centred cubic materials as well as for amorphous materials the envelopes of the distribution functions may be obtained in a satisfactory approximation by considering only the nearest contributing atoms. Whereas in crystalline materials we have a complicated structure of the distribution functions for arbitrary values ofx, we obtain simple Gaussian distributions for the case of amorphous materials, using Heimendahl's model of the amorphous structure. The influence of isotropic and anisotropic short-range order is discussed in detail.     

3-d Model for strain ordering in steel: I Static effects

We present a spring-defect model in 3-dimensions to describe the connection between elastic distortion and interstitial carbon ordering associated with phase transition from a body centred cubic (BCC) to body centered tetragonal (BCT) structure in BCC metals such as α-iron. The presence or the absence of the carbon is modelled in terms of a pseudo spinŝ=+1or -l.An Ising interaction between carbon atoms is recovered after eliminating the lattice degrees of freedom, which is longranged. The coupling between the spin and lattice degrees of freedom allows for a systematic study of ferroelasticity and the variation of the lattice parameter with carbon concentration. The mean field results for the paraelastic to ferroelastic transition, lattice parameter and static compliance are presented. The significant feature of this calculation is not only a derivation of the defect-defect interaction, but also an explicit calculation of the strain dipole tensor associated with each defect, from a microscopic model.     

鋼鐵中碳、氮的擴散、脱溶和沉澱

一般认为钢的变脆例如蓝脆和回火脆都与钢中的扩散和沉淀有关系。本文尝试用内耗测量的方法研究碳与氮在α-铁及碳素钢中的扩散、脱溶和沉淀,从而进一步地了解钢的变脆的机构。实验的结果指出,碳在α-铁中的扩散不受自身浓度、合金元素和沉淀历史的影响。氮的情形与碳显著不同,合金元素使氮的扩散变慢,在沉淀初期使氮的扩散加速。较有系统地研究了碳、氮在加工后的α-铁中脱溶时所引起的内耗峰(当振动频率约为每秒1周时出现在250℃左右),发现了高温淬火在含碳或氮较多的试样中所产生的内应力也可以引起这个内耗峰。实验指出:①这个脱溶内耗峰的出现条件与钢的蓝脆的出现条件相同,都是一种应变时效或淬火时效的现象;②与这个内耗峰有关的碳、氮是处于原子的状态。这些联系使我们认为钢的蓝脆是一种应变脱溶或淬火脱溶的过程,是由于原子状态的碳或氮聚集于钢中的内应力区域或晶体缺陷(例如原子脱节)中所引起来的。关于这方面的深入研究正在继续进行中。根据本实验及以前关于钢铁中碳氮的扩散、脱溶和沉淀所得的结果,对于钢的回火脆的机构也提出了一种初步的看法。回火脆是一种回火沉淀的过程,引起回火脆的沉淀似乎是氮化物而不是碳化物。     

氧原子在Zr(0001)表面附近的扩散

在密度泛函理论计算的基础上,利用微动弹性带（nudged elastic band）方法研究了氧原子在Zr（0001）表面附近的扩散.首先计算了氧原子从稳定的表面面心立方（SFCC）位置向表面六角密排位置的扩散激活能（0.77 eV）;然后计算了氧原子从稳定的SFCC位置扩散到表面下第1层与第2层之间的八面体间隙位置,再继续向表面下第2层与第3层之间的八面体间隙位置扩散的激活能,在此过程中氧原子需克服两个能垒,其激活能分别为2.14和2.57 eV.结果表明,氧原子在Zr（0001）表面上方的扩散比较容易,而氧原子向Zr（0001）表面下的扩散相对较难. 关键词： Zr（0001）表面 微动弹性带 氧的扩散     

熔融Cu55团簇在Cu(010)表面上凝固过程的分子动力学模拟

采用基于嵌入原子方法的分子动力学,模拟了熔融Cu₅₅团簇在Cu衬底（010）表面上以两个不同降温速率降温过程中结构的变化.模拟结果表明,降温速率对团簇结构的变化有很大影响.较快的降温速率使得降温过程中团簇原子具有较低的能量;较慢的降温速率有助于高温时位于衬底内的原子向衬底表面扩散,排列形成面心立方结构. 关键词： 团簇 凝固 分子动力学 表面     

Structure imaging and vanadium substitution in cubic TiCr2 Laves phase

Properties of Laves phase compounds can be tailored by alloying and microstructural engineering. V-substituted cubic TiCr₂ Laves phase has been studied to understand the location of V atoms in the lattice, by structural imaging and first-principle computations. Even though Ti, V and Cr appear next to each other in the periodic table, V preferentially replaces the Ti lattice producing anti-site defects. The defect formation energy for V substitution in Ti and in Cr lattice is 0.29 and 0.40 eV, respectively. V replacement in the Ti lattice generates atomic scale strain. Atomic numbers of V, Ti and Cr being very close, this phase is not quite suitable for incoherent imaging for understanding the structure and the chemistry. Instead, difference in channelling behaviour of electron waves along the Ti columns and along the Cr columns could be exploited to preferentially image the individual atom columns. Nature of the exit phase wave, phase and amplitude has been used to understand the contrast qualitatively. The intensity distribution of any particular atom column that is disturbed by the presence of foreign atom has been used to detect the position of V atoms. This method could be extended to study other Laves phases and complex intermetallic structures to understand their structure, defects and interfaces.     

熔融Cu55团簇在铜块体中凝固过程的分子动力学模拟

应用基于嵌入原子势函数的分子动力学方法,模拟了嵌入在具有面心立方结构同质块体中的熔融Cu₅₅团簇在不同急冷温度下微观结构的演变情况.通过计算熔融Cu₅₅团簇的均方位移和原子平均能量随时间步的变化,并应用键对分析技术,分析了急冷温度对熔融Cu₅₅团簇结构变化的影响.研究结果表明,由于受到块体结构的影响,在所研究的急冷温度范围内,熔融Cu₅₅团簇在凝固过程中形成了以面心立方结构为主的微观结构.结晶过程是原子不断交换其位置的过程,团簇原子位置的重排敏感于温度的变化.随着急冷温度的升高,原子的扩散范围增大.在100,300和500 K三个较低的温度下有利于形成稳定的面心立方结构,但当急冷到100 K时,团簇中的原子在没有找到其最佳位置之前就已经完成晶化.在急冷到500 K时,团簇中的原子在块体中扩散充分,与块体中的原子形成理想的面心立方结构.在700,900和1100 K三个较高的温度上,局域结构表现为随时间步波动性变化. 关键词： 团簇 分子动力学 计算机模拟 凝固     

基于第一性原理的含空位a-Fe和H原子相互作用研究

氢致裂纹是制约超高强度钢应用的关键问题,掌握扩散氢的分布行为有助于弄清氢致裂纹的形成机理.本文采用第一性原理方法计算了H原子占据α-Fe晶格间隙和空位时的情况,得到了晶体的稳定构型及能量,并据此分析了H原子在晶格间隙和空位中的溶解倾向;从Mulliken布居、电子密度分布、态密度分布等角度分析了H原子与α-Fe晶体间隙和空位之间的相互作用.结果表明:间隙H原子倾向占据α-Fe四面体间隙位,其1s轨道电子与Fe的4s轨道电子呈微弱共轭杂化;空位是强氢陷阱, H原子倾向占据空位内壁附近的等电荷面.在真空0 K条件下单空位最多稳定溶解3个H原子,且H原子之间未表现出自发形成H2的倾向;间隙和空位中的H原子溶入改变了Fe晶格内电子分布导致原子结合力弱化,并在局部区域形成反键.基于第一性原理能量计算结果开展热力学分析,分析结果表明大多数情况下间隙H原子都是H主要的固溶形式, H平衡溶解度计算结果与实际符合良好.     

用内耗方法研究碳在γ-铁中的扩散

在含锰1.7％的γ-铁中观察到因含碳而引起的内耗峰。当振动频率约为2周/秒时,内耗峰出现在240℃左右。这个内耗峰由于含碳量的增加而升高,由于在较高温度保温而降低。根据内耗测量所得的激活能是34,000±2000卡/克分子,与碳在γ-铁中的激活能(宏观扩散实验的数据)相合,由此可知所观测的内耗峰是由于碳在γ-铁(含锰1.7％)中的应力感生微扩散所引起来的。根据内耗测量的数据求出了碳在200—250℃的温度范围内在γ-铁中扩散的扩散系数。在logD—l/T坐标上,这些数据与宏观扩散实验所测得的在1000—1200℃的扩散系数坐落在一条直线上。所观测的内耗峰高度似乎与含碳量的二次方成正比,这表示在应力感生扩散过程中直接参加元跳动的乃是两个碳原子。由此可以提出一个产生内耗峰的初步模型:由于点阵中有空穴存在,两个碳原子很容易构成一个在各方向引起不同畸变的原子对,由于这个原子对在应力作用下的转动而产生内耗。