同步辐射K边减影成像及其在多孔金属材料中的应用

基于元素吸收边附近两个能量上线性吸收系数存在差异,开发了同步辐射K边减影成像技术来标识元素的三维分布.采用略高于和略低于Zn元素K吸收边的能量分别成像,利用其减影像表征了Al-Zn-Mg泡沫铝材料中Zn元素的三维分布和定量化信息.铸态泡沫铝胞壁上Zn的空间分布不均匀,经过长时间固溶处理,Zn的偏聚情况减小;分析了该泡沫铝的断裂行为,发现其胞壁的脆性断裂与Zn元素的不均匀分布有关.研究结果表明,K边减影成像技术为材料三维组织定量表征提供了有力的分析手段. 关键词： 同步辐射 K边减影成像 元素分布 三维表征     

汽车尾气催化处理器的中毒状况分析

使用北京正负电子对撞机国家实验室(BEPC)同步辐射装置,将光束限制在20×20μm~3的范围内,进行X射线荧光分析研究使用过的汽车尾气催化处理器中活性元素Co,Pt,La,Sr及侵袭元素Pb,Zn(即中毒元素)的分布状况。实验结果表明,中毒元素分布在处理器的表面大约30μm的范围内,基本上没有进入体内,而活性元素分布在体内。中毒元素含量沿排气方向递减。     

难熔元素钨在NiAl位错体系中的占位及对键合性质的影响

用第一性原理离散变分方法研究了难熔元素钨(W)在金 属间化合物NiAl<100>(010)刃型位错体系中的占位以及对键合性质的影响, 计算了纯位错体系和掺杂体系的能量参数(结合能、 杂质偏聚能及原子间相互作用能)、 态密度和电荷密度分布. 体系结合能和杂质偏聚能的计算结果表明: 难熔元素W优先占据Al格位. 此外,由于难熔元素W的4d轨道与近邻基体原子Ni的3d轨道和Al的3p轨道的杂化, 使得掺杂体系中难熔元素W与近邻基体原子间的相互作用能加强; 同时难熔元素W与位错芯区近邻基体原子间有较多的电荷聚集, 这表明W与近邻基体原子间形成了较强的化学键. 难熔元素W对NiAl化合物的能量及电子结构有较大的影响, 从而影响位错的运动及NiAl金属间化合物的性能. 关键词： 电子结构 位错 金属间化合物 杂质     

激光诱导有机物中氮元素的光谱特性分析

选用同时含苯环和C-N结构的有机物苯甲酰胺样品为实验对象,制备不同含氮量的样品并进行激光诱导击穿光谱实验;在不同气体环境(空气、氩气)和激光能量条件下,研究了有机物中N元素的激发特性,建立了N元素光谱信息与N元素含量之间的关联性.结果表明:在氩气环境中,含N元素样品的N原子谱线较难被探测到N,该结果说明在大气环境中探测到的N原子谱线主要源于空气中N的激发(空气中有79%的N2);在空气或氩气条件下,均能探测到较强的CN分子光谱,且与样品中N元素含量有一定的关联性,这种关联性不仅与气体环境有关还与激光能量有关;在氩气条件下,由于CN分子光谱的形成完全来源于样品,不管在低能量还是高能量条件下,均与N元素含量具有较高的相关性;在大气环境中,在低能量条件下,关联性较好(R2高于0.9),而高能量条件下,关联性较差,说明在低能量条件下,空气环境中探测到的CN主要来源于样品本身,而在高能量条件下CN分子光谱的形成受环境中氮气的影响较大.     

Fe中刃型位错上扭折及掺杂体系的电子结构

利用离散变分方法和DMol方法,研究了体心立方Fe中1/2［111］（110）刃型位错上扭折及掺杂（N,O）体系的电子结构.能量（杂质偏聚能及格位能）计算结果表明,杂质元素N,O进入扭折芯区的偏聚趋势,这与位错扭折引起的晶格畸变有关.同时,在杂质元素周围有一些电荷聚集,导致扭折上电荷的不均匀分布,杂质原子得到电子,其周围Fe原子失去电子.由于N原子的2p轨道与近邻Fe原子的3d4s4p轨道之间杂化,使N原子与近邻Fe原子间有较强的相互作用,不利于扭折的迁移,使位错运动受阻,有利于材料强度的提高;而O与最近邻Fe原子之间的相互作用较弱.杂质-扭折复合体的局域效应明显影响体系的电子结构、能量及性能. 关键词： 电子结构 刃型位错 扭折 杂质元素     

强磁场对铝合金中溶质组元分布状态的影响效果

合金中溶质组元的组织形态和分布对于改善合金的组织和性能具有重要意义.本文研究了铝合金在强磁场作用下的凝固行为,考察了Al-Cu，Al-Mg合金中溶质组元的相形态、分布状况随高强度均恒磁场和梯度磁场的强度和方向变化的规律.研究发现，由于Cu元素和Mg元素的物性不同导致其在基体中受到的电磁力不同，在均恒磁场作用下，铝合金中Cu元素和Mg元素在α-Al基体晶粒内和晶界上的分布变化规律相反；在梯度磁场作用下，Cu元素和Mg元素在铝基体中含量和分布状态也有显著的差异.本研究为利用强磁场有效控制不同物性的溶质元素在合金基体中组织状态和分布提供了实验依据. 关键词： 强磁场 铝合金 溶质元素分布 凝固组织 凝固过程     

合金化元素Ru和Re在Ni3Al中的相互作用及其对力学性质的影响

采用基于密度泛函理论和广义梯度近似的第一原理方法,探究了Ru元素和Re元素在Ni₃Al中的相互作用及其对力学性质的影响.计算表明：在绝大多数化学计量比范围内,Ru原子优先占据Ni₃Al中的Ni位,Re原子优先占据Ni₃Al中的Al位,Ru和Re易于聚集分布,占据近邻的Ni-Al原子对.通过差分电荷密度图和态密度图分析得到Ru和Re掺杂会与近邻Ni原子产生轨道相互作用,Ru和Re之间也会产生轨道相互作用.通过计算弹性模量,应用经验判据得到Ru的加入使得Ni₃Al材料抗压缩能力和韧性明显增强,但硬度有所降低.而Ru、Re的同时加入使其抗压缩能力、韧性和硬度都有所增强.     

电离光电子动力学特征及其成像图谱

基于抛物线坐标系的电离光电子运动方程,分析了具有不同动能光电子运动轨道及其特征,给出了光电子投射到探测器上的半径表示。结果表明,快电子成像图谱既反映了光电子的能量特点,也反映了所处轨道的空间分布信息;慢电子的成像图谱则与其所具有的能量密切相关,光电子主要集中在成像图谱的中心区域。     

基于无机元素特征的甘草药材分型研究

产地和生产方式是判断药材质量的重要依据,采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定了不同产地、不同生产方式甘草药材样本中16种无机元素的含量。通过总体分布分析、特征元素聚类、元素逐一分析的三级分析方法,根据K,Na,Sr,Mo等元素含量的高低分布状态建立了甘草药材相关的无机元素指纹图谱;以主成分分析选定的特征元素进行的聚类分析结果与甘草样品的生长方式相一致;逐一比较不同样品间元素差异结果表明,Mo和Sr元素的组合不仅可以作为甘草样品生长方式的分类依据,还可以作为甘草产地区分的判断标准,Na/P,K/Ca两对元素比可以作为评价不同生产方式的参考依据,初步揭示了无机元素在这几种甘草类型间的差异规律。     

原子的壳层填充次序与电离次序

关于过渡族元素壳层填充和电离次序,现行的某些原子物理书籍介绍得不够准确。本文在回顾轨道贯穿的物理实质之后,作简要讨论。 核外电子空间几率分布是电子真实运动的反映。有时也可以从某一方面来研究它的分布规律,如讨论它的径向几率分布。轨道贯穿效应实质是 S、P、d、f态电子径向几率分布不同而引起的能量效应。图1是氢原子的3d态与4.s态径向分布。其特点是每个曲线有(n-l)个峰,4s态有四个峰,3d态有一个峰。可以藉此图对多电子原子的贯穿效应给以形象说明。值得注意的是,多电子原子中各态电子由于几率分布的特点,电子间既有屏蔽共它电…     

ICP-AES/ICP-MS测定胡芦巴不同部位矿质元素

采用电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)和电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)联合测定胡芦巴叶、茎和种子中13种矿质元素的含量,并考察了13种元素在胡芦巴不同部位的分布情况.分析结果表明,胡芦巴中13种矿质元素在各部位中的加合量(μg·g-1)由高到低的顺序依次为:叶(527644.60)＞茎(382441.80)＞种子(108389.20),各元素在不同部位分布也不同,其中Ca、K、Mg、Mn、Zn、Se在叶中含量总体相对较高;而P、Cu、Cr在种子中含量较高,其他各元素在3个部位的含量差异不大.此外,种子中Zn/Cu仅为5.30,有利于调节人体中胆固醇的异常代谢,与胡芦巴降血脂活性部位在种子中的结果一致.     

30MeV/u 40Ar+58,64Ni、115In反应中IMF的元素分布

在5°—140°范围内测量了30MeV/u40Ar束流轰击不同靶核(58Ni、64Ni、115In)时出射的中等质量碎片的元素分布.在20°—80°之间,观察到了原子序数大于弹核原子库数的出射碎片(Z=3—24),发现中等质量碎片的微分截面在其原子库数从小于弹核原子库数向大于弹核原子库数变化过程中是连续变化的,该角区出就碎片的元素分布与弹核原子库数关系不大.对中能区核反应的过渡性质做了讨论,指出了探测阈对所测得的元素分布的影响,并讨论了元素分布的幂指数规律.     

合金元素对α-Fe氢扩散行为影响的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了H原子在α-Fe和α-Fe-Me(Me=Cr、Mo、Ni、Cu、Mn)晶胞中的扩散行为,建立了α-Fe和α-Fe-Me中氢扩散系数与温度间的关系表达式,探讨了合金元素Me对α-Fe中H扩散行为的影响作用.研究结果表明:合金原子Me与H原子间存在一定的键合作用,并且这种键合作用主要由Me价电子的d、s轨道与H的1s轨道所贡献;Cr、Ni、Cu、Mn元素将降低H原子扩散激活能,而Mo元素会提高氢扩散激活能,显著降低氢扩散系数,这说明添加适量Mo元素将有利于防止铁素体氢致开裂,这将对抗H₂S应力腐蚀新材料的设计提供一定理论依据.     

基于激光诱导击穿光谱对重金属胁迫下的植物体内元素成像分析

植物修复是一种绿色有吸引力的重金属污染修复技术。了解重金属在植物体内不同部位的分布,有助于深入了解重金属植物修复的分子机制。激光诱导击穿光谱技术(LIBS)在元素原位快速分析时拥有突出的技术优势,尤其是具备无需复杂样品前处理、可对固体样品直接分析的突出特点,目前元素扫描成像是LIBS技术的重要研究及应用方向。设计并搭建了基于纳秒脉冲激光器的元素成像LIBS装置,系统光斑分辨率50μm,样品移动步距为100μm,成像分析速度为6.25 mm²·min^-1,装置可实现自动化扫描,满足实际分析需求,系统采用多通道平面光栅光谱仪,光谱范围180～800 nm,目标元素光谱经基线扣除,峰面积拟合及归一化处理后绘制分布热图,并以伪彩呈现样品不同区域的元素分布。以豌豆为水培植物模型,利用所搭建的元素成像LIBS装置开展豌豆植株的在体原位元素成像分析,分析了Ni、 Cu、 Cr及Pb重金属在植物体内的差异性分布,并研究了上述四种重金属的吸收途径。结果显示,该元素成像装置可以对植物体内存在的C、 Mg、 Fe、 Ca、 Na、 K等主要基体元素进行有效分析,经...     

SXRF分析恐龙脊椎头化石微量元素

利用同步辐射X射线荧光成像方法(SXRF)检测了二件不同地区的脊椎头恐龙化石,在每件化石截面上的二个不同区域分别获取了8种元素的分布图及其荧光光谱。在两件样品靠外层的骨密质部位,发现有较密集的稀土元素Y(钇)。在姜驿恐龙化石中Y的富集,来自于化石的成岩过程,在元素分布图中与稀土元素Y共生的含Ca化合物是氟磷酸钙。武定田心恐龙脊椎头化石中,在稀土元素钇的富集的区域,其它元素包括Ca的含量均特别少。此种稀土元素的富集可能是由于化石中含有分解不完全的有机物的吸附所致。在姜驿恐龙脊椎头化石中,微量元素Mn、Fe和Al属于共生矿物;As、Sr、Y元素集中分布在化石的外边缘处,也是三者共生。在田心恐龙脊椎头化石中,微量元素Mn、Fe和Al属于共生矿物,Sr、Y元素共生,Cu元素的分布相对集中。研究表明,恐龙化石中矿物的元素含量及其分布与骨骼所属的部位无关,只与源地有关。恐龙化石中稀土钇富集的地方,呈现白色。同步辐射X射线荧光探测法,能原位、快速、无损地检测出化石样品各种元素的荧光光谱,给出恐龙化石元素分布的二维信息,对于分析恐龙化石所蕴含的侏罗纪时期的古地质特征和古生物信息,给出了重要的依据。     

不同轨道结构下电枢电流分布特性

解决轨道和电枢的烧蚀问题是六极轨道电磁发射器走向实际应用的关键环节,引起轨道和电枢烧蚀的原因之一就是轨道和电枢中电流分布不均匀。利用有限元仿真软件Ansoft Maxwell对三种不同轨道进行仿真,得到了电枢表面电流密度分布情况以及电枢受力。结果表明:矩形轨道对应电枢表面电流密度最大值在三种轨道中最小,凸出半圆形轨道枢轨接触面电流分布最均匀,在发射过程中可以有效减少轨道和电枢的烧蚀,凹陷半圆形轨道对应的电枢受力最大,可用于大质量物体的发射。     

氢负离子在磁场和金属面附近电子通量分布的研究

利用半经典开轨道理论, 研究了磁场和金属面附近氢负离子的剥离电子通量分布, 并揭示了电子通量分布中的振荡结构与经典轨道之间的关系.固定离子到金属面的距离, 研究了不同的磁场强度对电子通量分布的影响. 结果表明, 由于与电子通量分布相联系的剥离电子的经典轨迹增加, 随着磁场强度的增加, 通量分布变得复杂. 此外发现剥离电子的能量变化也会影响电子通量分布. 因此可以通过改变磁场强度大小和剥离电子的能量来调控剥离电子通量分布和干涉图样. 研究结果对于理解负离子在外场、表面附近的电子流通量和剥离电子干涉图样问题以及将来实验研究负离子的光剥离显微问题都可以提供一定的参考. 关键词： 开轨道理论 电子通量 金属面 磁场     

ICP-AES法检测芍药对矿质元素的吸收利用

为了分析芍药对土壤矿质元素的吸收利用规律,采用ICP-AES法检测了不同产地芍药根和相应土壤中K,Ca,Na,Mg,Fe,Cu等主要矿质元素含量.结果表明:不同产地的芍药对土壤中矿质元素的吸收利用效率不同,反映在不同产地的芍药根中有些矿质元素含量有明显差异,从而使各地芍药药材质量在矿质元素方面也有差异,以黑龙江和内蒙古...     

ICP-MS法分析不同种质荒漠肉苁蓉矿质元素分布特征

矿质元素是中药材品质评价的重要指标之一,与中药材功效物质合成及其功效的发挥密切相关,中药材矿质元素含量受其种质、采收时期、药用部位、产地等因素的影响。荒漠肉苁蓉是我国著名补益中药,也是药食同源类药材,其矿质元素含量越来越受到人们关注。应用ICP-AES法测定了黄花、白花、紫花三种类型荒漠肉苁蓉不同部位4种常量矿质元素和8种微量矿质元素含量。结果表明：（1）不同类型荒漠肉苁蓉均含有K、Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、As、Pb和Cd元素,但不同类型荒漠肉苁蓉矿质元素含量差异较大,黄花肉苁蓉矿质元素含量低于白花肉苁蓉和紫花肉苁蓉;白花肉苁蓉K、Ca、Mg、Na、和Cu含量高于紫花肉苁蓉,而Zn、Cr和Cd含量低于紫花肉苁蓉。（2）荒漠肉苁蓉中12种矿质元素分布特征差异明显,K、Ca、Mg、Na和Cu主要分布在上部。（3）荒漠肉苁蓉不同部位矿质元素比值差异显著,三种类型荒漠肉苁蓉K/Na值均为下部>中部>上部;Mg/Fe值紫花、白花类型中部最高,黄花类型上部最高;Zn/Mn比值紫花和黄花类型中部最高,而白花类型下部最高;Cu/Cr值白花和黄花类型上部最高,紫花类型中部最高。研究结果将为荒漠肉苁蓉的良种选育和质量控制与利用提供数据支撑。     

一种改善逆波束形成显示效果方法

在低信噪比条件下,由于协方差矩阵中主对角元素相比其他元素所含噪声能量大,致使逆波束形成(IBF)所得空间谱中目标方位处能量与其他方位处能量差别小、显示效果不好。对此,本文采用对协方差矩阵主对角元素进行修正法来降低噪声对IBF的影响,进而扩大目标方位与其他方位处能量差别,改善空间谱显示效果。 Matlab数值仿真和湖试数据处理结果均表明：在低信噪比条件下,本方法可改善IBF所得空间谱的显示效果。本文所述方法简单有效,可满足实际工程应用,为改善方位历程显示效果提供一个参考。