围绕变壁温水平圆柱热源接触熔化的理论分析

研究围绕变壁温热源的接触熔化,建立表面温度随角度变化的水平圆柱热源接触熔化模型.对紧密接触熔化区的液体传热与运动状态进行分析,运用Nusselt液膜理论建立熔化控制方程,并采用理论求解,得到稳定熔化时的熔化速度解析解,所得结果包含了文献关于定壁温热源熔化的分析结果.通过分析不同温度分布下发生接触熔化的熔化速度、液膜厚度和压力分布情况,得到温度分布对熔化影响的规律.     

圆管内自由固体相变材料定热流接触熔化

针对水平圆管内自由固体相变材料储能时的吸热熔化,运用接触熔化理论建立定热流圆管热源接触熔化模型.运用Nusselt液膜理论,建立熔化控制方程,并求解得到无量纲熔化方程组.分析讨论不同工况下熔化速度、液膜层厚度和压力分布等熔化参数的变化规律,探讨各影响因素对熔化的影响,并与温差熔化结果进行比较,研究第二类热边界条件下的接触熔化规律.发现,熔化过程中随着固体高度的减小,接触熔化液膜厚度逐渐增大,使熔化速度降低;热流密度较小时,其变化对熔化影响显著.     

MEAM势与Tersoff势比较研究——碳化硅熔化与凝固行为

运用分子动力学方法对比模拟研究了碳化硅的体熔化、表面熔化和晶体生长过程.分别采用MEAM 势和Tersoff势两种势函数描述碳化硅.结果表明:体熔化时,两种势函数描述的SiC的原子平均能量、 Lindemann指数和结构有序参数与温度的变化关系相似,但MEAM势对应的体熔点(4250 K)比Tersoff势(4750 K) 的要高.表面熔化时,两种势函数描述的SiC在相同的过热度下熔化速度相近;而在相同的温度条件下,MEAM 作用的SiC表面熔化速度更快.这是由于MEAM势SiC的热力学熔点(3338 K)低于Tersoff势SiC的热力学熔点 (3430 K)的缘故.两种势函数作用的SiC在晶体生长方面差异很大.MEAM势SiC的晶体生长速度与过冷度有关, 过冷度约为400 K时晶体生长速度最快.但Tersoff势SiC晶体却在过冷度为0—1000 K的范围内均不能生长. 综合考虑,MEAM势比Tersoff势能更好地描述碳化硅的熔化和凝固行为.     

低温真空下接触热阻温差的理论分析

针对低温真空条件下 ,半无限长圆柱间的接触热阻温差进行了理论分析 ,并得到了一些有用的近似计算公式 ;同时通过与有关文献结果进行对比 ,证明文中的分析近似具有相当的准确度。该分析结果为接触热阻及其引起的温差的计算仿真提供了理论基础     

铁高压熔化线的测量——熔化机理的影响

 铁的高压熔化线是高压物理和地球物理研究领域的一个重要课题。就目前的研究成果来看,存在一个公认的问题：静高压实验测得的熔化温度系统地低于来自动态加载实验的熔化数据——在核-幔边界压力下（330 GPa）,动压数据比静压数据高了近一倍（3 000 K）。从熔化相变的物理理论出发,对目前铁高压熔化线实验研究中的实验手段进行评述,并应用有关熔化相变理论的研究成果,对这一重要而未澄清的事实进行初步的探讨。结果表明：在目前铁高压熔化线的实验研究中,计及预熔化和冲击过热在静压和动压实验中对铁熔化温度的影响,可以得到相对自洽的实验结果。这一结果表明,地球核-幔边界压力下铁的熔化温度为3 850 K,外推可以得到铁在内核-外核边界压力下的熔化温度为6 000 K,核心压力下的熔化温度为6 300 K。这一结果还表明,地球液态外核的温度在3 500～5 100 K之间,与Anderson（1998）等推荐的数据一致。     

高压下MgO熔化特性的分子动力学模拟

利用分子动力学方法,模拟研究了高压下MgO的熔化特性．通过晶体的现代熔化理论,对MgO的分子动力学模拟熔化温度进行了修正,得到了高温高压下MgO的熔化温度．计算得到的MgO熔化曲线和已有的实验及其它理论结果在0-135 GPa进行了比较,发现修正得到的MgO熔化温度和由Lindemann熔化方程及两相方法得到的结果在压力低于15 GPa时符合很好．同时,MgO熔化模拟有效解释了一阶相变分子动力学过程中出现的过热熔化现象．     

金属的冲击波温度测量（Ⅱ）──界面卸载近似

 利用辐射法测量金属材料的冲击波温度时,在金属样品/透明窗口界面上卸载引起的熔化对卸载终态的影响进行了探讨,提出了利用“过热”卸载模型计算由于卸载熔化对终态的影响及计算公式,并给出了几种典型压力下Fe/Al₂O₃及Fe/LiF界面在考虑卸载熔化后的温度、熔化质量分数及体积。     

低孔隙度疏松锡的高压声速与相变

为研究微孔洞对锡的高压相变的影响, 对含亚微米孔洞的疏松锡(疏松度m=1.01)进行了冲击加载-卸载实验. 利用DPS(Doppler pins system)测得了31.8-66.1 GPa冲击压力下疏松锡/LiF界面粒子的速度剖面, 获得了各压力下的纵波声速与体波声速, 给出了该疏松锡的冲击熔化起始压力约为49.1 GPa, 获得了各压力下的剪切模量与泊松比. 结合密实锡与疏松锡的高压纵波声速、体波声速与剪切模量, 界定密实锡的冲击熔化压力在53.5-62.3 GPa之间, 高于疏松锡的值, 表明微孔洞明显降低了冲击熔化压力. 对密实锡准确的冲击熔化压力值还需要进一步的实验数据. 测试的固态压力范围内的声速数据没有明显奇异点, 表明疏松锡没有类似密实锡的固态bcc 相变发生.     

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     

钒的冲击熔化原位X射线衍射测量研究

高压结构与相变研究对理解物质在极端压缩条件下的性质变化和动力学响应行为具有重要的科学价值,然而部分过渡金属的动/静高压熔化线差异一直是多年来悬而未解的科学难题.其中动、静高压固-液相界幅值差异最大的是第五副族金属,以钒最为反常,至今仍缺乏自洽的物理认识和理解.本文采用高能脉冲激光驱动的瞬态X射线衍射诊断技术,对冲击压缩下钒的熔化特性进行了研究,首次获取了冲击压缩下钒在200 GPa范围内的晶体结构响应随压力变化的衍射图谱.研究发现,冲击压力为155 GPa时,钒仍保持固态bcc相;至约190 GPa时转变为液态.这一结果否定了早期确定的静压熔化线,与最新的冲击熔化线及高温高压相图符合,为钒高压熔化线的统一认识提供了新的微观实验证据.本工作亦可推广至其他材料熔化特性的研究工作中.     

布拉格方程在高聚物结构研究中的应用

本文将布拉格方程推广应用到高聚物的结构研究中，得到了经不同剂量辐照的聚乙烯单晶的长周期，并辅以示差扫描量热法研究了γ－射线辐照对聚乙烯单晶结构的影响．     

铝、铜、铅压力熔化曲线的研究

 本文应用Vinet等人提出的温度T时的普适状态方程（UEOS），结合Guina等人提出的金属熔化模型，给出了计算金属的压力熔化曲线的方法，并就典型金属Al、Cu、Pb进行了实际计算，计算结果与实验符合较好。     

高聚物熔体的新状态方程

1引言随着国民经济的快速发展，作为新型的、具有特殊功能的高分子聚合物已成为在国民经济各部门中应用最为广泛的新型材料之一，如SAN、PP、PVC等高聚物．高聚物状态方程是研究这类新型材料性能及其加工过程，以及生产这些高聚物机械设备设计的重要依据，长期以来一直为广大高分子科技工作者十分重视的研究领域。但由于高聚物具有其特殊且又十分复杂的物质结构，与常规的气、液等物态有着很大的差异，尤其热物性与这些常规物质间存在着很大的不同，因此研究起来往往十分困难，至今为止国外的研究仍寥寥无几，国内在这方面的研究几乎尚…     

长脉冲激光辐照铝靶的一维热熔融

给出长脉冲1.06μm激光对LY12铝板一维热熔融的有效熔融热、激光熔融阈值强度和金相显微分析的结果。得到激光加热与激光热应力联合引起材料破坏的新见解。当入射激光强度I=24～220kW/cm~2时,有效熔融热Q=3.5～57kJ/g,激光熔融阈值强度为10kW/cm~2。     

高压熔化曲线的实验标定

 利用Al、Cu、Pb的冲击熔化实验结果,并考虑到材料的Grüneisen系数γ(ρ)从固态值向液态值过渡,通过Lindemann熔化定律标定了熔化曲线T_m(ρ)。由于Lindemann定律与Grüneisen系数γ(ρ)密切相关,因此用冲击熔化实验标定T_m(ρ),也间接标定了γ(ρ)。     

冷坩埚磁悬浮熔炼的电磁场分析

针对冷坩埚熔炼过程的悬浮特性问题,利用准三维耦合电流算法,就坩埚结构、电磁频率及感应圈电流等影响因素进行分析,为冷坩埚结构和磁悬浮熔炼的优化设计提供依据。结果显示,冷坩埚熔炼时,电磁场频率和冷坩埚结构决定坩埚的透磁能力,随频率上升,坩埚内磁通密度下降,且频率高于100kHz时下降趋势加大;其次,冷坩埚的分瓣结构使其涡流损耗降低,且磁场频率越高效果越明显。对100kHz以上的超高频磁场,坩埚应分割为(16~20)瓣;对(10~100)kHz的高频磁场,坩埚可分割为(8~12)瓣;而对低于10kHz的中高频磁场,坩埚只需分割(4~8)瓣。再者,熔体的磁悬浮力与感应圈电流成平方关系,且电磁场频率越高则磁悬浮力越大。     

Stages of melting of graphene model in two-dimensional space

Spontaneous melting of a perfect crystalline graphene model in 2D space is studied via molecular dynamics simulation. Model containing 10⁴ atoms interacted via long-range bond-order potential (LCBOP) is heated up from 50 to 8,450 K in order to see evolution of various thermodynamic quantities, structural characteristics and occurrence of various structural defects. We find that spontaneous melting of our graphene model in 2D space exhibits a first-order behaviour of the transition from solid 2D graphene sheet into a ring-like structure 2D liquid. Occurrence and clustering of Stone–Wales defects are the first step of melting process followed by breaking of C–C bonds, occurrence/growth of various types of vacancies and multi-membered rings. Unlike that found for melting of a 2D crystal with an isotropic bonding, these defects do not occur homogeneously throughout the system, they have a tendency to aggregate into a region and liquid phase initiates/grows from this region via tearing-like or crack-propagation-like mechanism. Spontaneous melting point of our graphene model occurs at T_m = 7,750 K. The validity of classical nucleation theory and Berezinsky–Kosterlitz–Thouless–Nelson–Halperin–Young (BKTNHY) one for the spontaneous melting of our graphene model in strictly 2D space is discussed.     

饱和态金属熔体热力学性质的计算

本文应用聚集硬球引力场模型状态方程和饱和液态状态方程分别计算了五种碱金属熔体的饱和气体和饱和液密度。另外，还基于Clapeyron方程应用Rankine蒸气压方程与状态方程计算了金属熔体的气化热．上述计算结果都非常满意。