液态结构与Al-Fe-Ce合金短程有序的相关性

采用Ｘ射线衍射技术研究了Ａｌ＿０．９Ｆｅ＿０．１和Ａｌ＿０．９Ｆｅ＿０．０５Ｃｅ＿０．０５合金的液态结构及Ａｌ＿０．９Ｆｅ＿０．０５Ｃｅ＿０．０５合金的非晶结构,并采用ＤＳＣ热分析研究了非晶合金的晶化行为．发现液态和非晶态合金的结构因子曲线上都存在明显的预峰,所对应的化学短程有序结构随温度降低,尺寸不断增大,但其结构单元的尺寸保持不变．Ｃｅ的加入使液态合金中化学短程有序及其结构单元的尺寸增大,并有利于原子间交互作用增强,从而提高非晶形成能力．预峰所对应的化学短程有序结构单元是以Ｆｅ原子为中心的二十面体准晶结构,这种结构在液态已形成,并保留在非晶中．     

基于液态合金短程序的混合构型熵新模型

基于液态合金化学短程序与拓扑短程序发展了一个新的混合构型熵计算模型, 从这个模型可以导出用来描述等原子直径随机混合物的理想混合熵. 通过将该模型应用于一些理想的和真实的液态二元合金, 可以看到化学短程序减小了混合构型熵, 而原子尺寸差异的影响则较为复杂. 当大原子进入小原子基体时, 混合构型熵增大; 而当小原子进入大原子基体时, 混合构型熵减小. 在这些合金中, 共晶成分处并没有出现混合构型熵极大值.     

Cu-12％Al合金熔体内中程有序原子团簇

通过高温X射线衍射仪研究了Cu 12％Al（质量分数,下同）合金熔体结构,并用纯铜作对比实验.在1250 ℃时,发现Cu 12％Al合金熔体结构因子曲线上18.5 nm－1位置有预峰出现.随着温度的下降,预峰变得更加明锐.预峰的出现是液体中存在中程有序的标志.通过熔态旋淬法获得该合金的快速凝固条带,对条带进行固态X射线衍射分析,其结构是具有有序体心立方晶格的Cu3Al.熔体内的中程有序结构单元尺寸与快凝Cu3Al（111）晶面面间距d111数值一致.由双体分布函数得到的最近邻原子距离、配位数.结合原子团簇结构单元的几何模型,计算得出该体心立方的棱边长(a=3.00 10－10m)与文献中所提供的固态晶格常数（a=2.95 10－10 m）基本吻合.可证明该合金熔体中存在以DO3结构为基本单元的中程有序原子团簇,在液相线以上200 ℃温度范围内这种中程有序都能稳定存在,并随着温度的下降,中程有序的相关尺寸逐渐增大.     

液态Al80Fe20合金的中程有序结构

利用分子动力学模拟（MD）与X射线衍射实验相结合的方法研究了Al80Fe20合金熔体的微观结构，发现在结构因子的小角部分（Q=17.5 nm－1）出现了一个明显的预峰（FSDP），且模拟值与实验值吻合得很好，这被认为是熔体中存在中程有序（MRO）的标志.通过对化学短程序参数(CSRO)α及Bhatis Thornton（BT）结构因子的分析计算，发现熔体中存在较强的化学序，并认为正是这种化学序导致了中程有序结构的产生. Faber Ziman（FZ）偏结构因子的SFe－Fe(Q)和SAl－Fe(Q)在Q=17.5 nm－1处分别存在最大值与最小值，也是熔体中存在着超结构的表征.给出了体系的配位数及代表中程有序的原子团簇的结构模型.     

液态结构与Al-Fe-Ce合金短程有序的相关性

采用Ｘ射线衍射技术研究了Ａ１０．９Ｆe０．１和Ａ１０．９Ｆe０．０５Ｃe０．０５合 金的液态结构及Ａ１０．９Ｆe０．０５Ｃe０．０５Ｃe０．０５合金非晶结构,并采用Ｄ ＳＣ热分析研究了非晶合金的晶化行为,发现液态和非晶态合金的结构因子曲线上都存在明显的预峰,所对应的化学短程有序结构随温度降低,尺寸不断增大,但其结构单元的尺寸保持不变,Ｃe的加入使液态合金中化学短程有序及其结构单元的尺寸增大,但其结构单元的     

Al5Fe2合金熔体中程有序结构的研究

采用紧束缚原子间作用势，利用分子动力学模拟(MD)的方法研究了Al5Fe2合金熔体的微观结构，发现在结构因子的小角部分(Q=15.7nm^-^1)出现了一个明显的预峰(FSDP)，并得到X射线衍射实验的进一步印证，在实验测得的合金衍射图样中，液态衍射曲线与固态衍射曲线间存在着很好的对应关系，它们在小角部分都存在峰位，这表明Al5Fe2合金熔体与其固态在结构上存在着很大的相似性。通过对化学短程序参数α及Bhatis-Thornton(BT)结构因子的分析计算，发现熔体中存在较强的化学序，并认为正是这种化学序导致了中程有序结构(MRO)的产生。Faber-Ziman(FZ)偏结构因子的SFe-Fe(Q)和SAl-Fe(Q)在Q=15.7nm^-^1处分别存在最大值与最小值，也是熔体中存在着超结构的表征。同时，我们还给出了体系的配位数及代表中程有序的原子团簇的结构模型。     

溶剂散逸自组装制备高分子有序微透镜阵列

利用水珠为模板制备了聚苯乙烯有序多孔膜.在溶剂挥发的制冷作用下,水珠能够在冷的高分子溶液表面凝结形成有序的阵列,溶剂蒸发完毕后,高分子材料按照水珠排列形貌空隙形成有序多孔膜,一种两性共聚物被加入到溶液中稳定水珠而获得有序的多孔结构. 将聚乙烯醇水溶液填充入多孔膜中,蒸干后用氯仿洗去聚苯乙烯,得到聚乙烯醇的整球微透镜阵列. 聚苯乙烯有序针垫阵列是由有序多孔膜撕掉上层制备的,这种针垫结构内部具有半球结构的空间,并以此为模板制备了聚乙烯醇半球微透镜阵列. 2种微透镜阵列均具有微观显影功能. 通过2种微透镜的显像对比证实,半球微透镜阵列比整球微透镜阵列具有更为清晰的多重显像效果.     

液态Al80Fe20在快速冷却中的MD模拟

通过Tight binding (TB)势的分子动力学模拟分析了Al80Fe20合金熔体的中程有序结构以及快速凝固过程中体系微观结构的演变规律，发现在倒空间，其结构因子的小角部分都出现了一个预峰.在平衡态（1450 K），模拟结果得到了X射线衍射实验的进一步印证，这被认为是体系中存在中程有序的标志.随着温度的降低，预峰的高度逐渐增大，说明体系中原子团簇尺寸越来越大.通过运用键对分析技术和键取向序参数，发现体系中存在着大量的二十面体短程有序单元.在对平衡态化学短程序参数α的计算过程中，得到了负值的α，证实了熔体中存在着较强的化学序.在FZ偏结构因子中， SAl Fe(Q)在400 K的第二峰较之SAl Al(Q)和SFe Fe(Q)发生了更为明显的劈裂，表明在非晶形成能力方面， Al、Fe元素之间的轨道杂化作用比Al元素或Fe元素单独作用要强.从BT偏结构因子中我们也发现，表征化学序的SCC(Q)在17.5 nm－1左右处出现了第一峰，而这个峰位恰是总结构因子中出现预峰的峰位.因此可推断，正是体系中的化学序导致了中程有序结构的产生.     

Al表面条纹状准有序纳米结构的AFM研究

用电化学抛光法在高纯铝表面生成纳米级条纹状的准有序结构.在原子力显微镜（AFM）下观察,条纹状结构的突起和凹槽部分线宽各为40～50 nm,峰 谷高度差为1.5～5.0 nm.随工艺条件的变化该纳米结构的尺寸和有序程度有较大差异,只有在很窄的参数范围内才可以得到大面积有序的条纹状结构.在用阳极氧化法制备多孔膜过程中该结构不能保持.对这种有序结构的形成机理提出了定性解释.     

TbCl3-ACl（A=Li，Na，K，Rb，Cs）相图的优化和计算

用CALPHAD技术优化计算了稀土卤化物熔盐TbCl3-ACl(A=Li，Na，K，Rb，Cs)五个二元系相图以及其热力学性质。优化采用了短程有序-扩展似化学模型，得到了热力学性质和相图自洽一致的结果，并与相应的实验相图进行了比较，对其中差异的部分进行了分析和修正。讨论了热力学优化结果，并探讨了过剩热力学性质变化的规律和特征。     

磺化聚苯乙烯有序孔水凝胶的制备及其模板效应

有序大孔聚苯乙烯材料通过胶体晶模板技术合成, 再经过磺化处理制备得到有序大孔水凝胶体系. 研究了其化学组成和形态. 以溶胶/凝胶制备有序无机材料如二氧化钛对凝胶进行复型, 证明了有序大孔凝胶的形态特征, 同时显示了有序大孔水凝胶作为新型模板制备形态可控的介观尺度有序无机材料的潜力.     

萃取体系中的分子有序现象及其对萃取的影响

萃取体系中存在分子有序聚集体是一普遍现象,并对液－液传质过程有重要影响。本文从分子有序聚集体的形成条件,研究方法,对萃取机制的影响和应用前景等几方面做了简要评述,以期有助于该领域研究的进一步深入。     

成庄无烟煤大分子结构模型及其分子模拟

利用晋城矿区成庄矿煤的工业分析、元素分析、¹³C-NMR、XPS等实验结果,构建了其大分子结构模型.模型中,芳香碳以2、3、4环结构为主,最大环数达五个;脂肪碳以甲、乙基侧链及环烷烃的形式存在.九个氧原子分别以七个羰基(主要为醌基)、一个羟基及一个醚氧的型式存在;两个氮原子以吡咯的形式存在.硫原子含量很低,在模型构建中没有体现.采用分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法,对成庄煤结构模型进行能量最小化模拟.结果表明,分子内及分子间芳香层片之间的π-π相互作用,使其以近似平行的方式排列;高煤级煤结构中,短程有序的原因主要是分子间芳香层片的定向排列.分子间的氢键能及范德华能使结构达到最稳构型.     

化学短程序和中程序的Voronoi多面体分析

液体和玻璃中的化学短程序是其物理模型的一个基本问题.Voronoi 多面体的计算和统计,提供了一种研究原子间短程化学有序的方法.然而,Voronoi 多面体只能描述原子最近邻的局域堆垛结构,为考察化学有序与距离的关系,特别是短程序、中程序及其间的过渡,我们提出Voronoi 多面体套的概念,并建立了它的计算方法.Voronoi 多面体套(详称胀套Voronoi 多面体)是Voronoi 多面体的直接推广.随着胀套级的递增,它由近到远地描述了原子的各层次的近邻之堆垛结构,细致地刻划出化学有序     

高透光性有序银网阵列的制备

以水珠为模板制备了聚己内酯(PCL)有序多孔膜. 利用水珠在冷的高分子溶液表面凝结形成有序阵列, 溶剂蒸发后, 高分子材料按照水珠排列的形貌形成了有序多孔膜. 改变蒸发溶液的体积可得到具有透光性的有序贯通膜, 对该膜喷金后在银溶液中置换得到了有序银网阵列膜. 这种银网阵列不仅能够导电, 而且比聚己内酯阵列膜具有更高的透光性和柔韧性.     

Co-B非晶态合金中电子转移问题的量子化学研究

根据Co-B非晶态结构的短程有序、Co和B之间是较强的化学作用以及化学键理论,设计了ComB2 (m=1～4) 原子簇模型,用DFT方法对其进行高水平的量子化学计算,结果表明,模型体系ComB2 (m=1～4)中, B原子供给Co原子电子,这与非晶态合金的实验结果一致,同时存在B-B直接相连,为了比较,也选择了ConB (n=1～4)模型,计算结果与实验不符,说明ComB2(m=1～4)原子簇模型更能反映非晶态的结构特点.     

混合模型膜有序度参数与活度系数的关系

针对以往关于混合模型膜热力学的有序度参数与活度系数相互关系的经验性，从有序度参数的统计力学意义出发，应用平均场近似，通过经典热力学方法讨论了混合模型膜体系中有序度参数与活度系数两者之间的关系，并求得了其理论表达式。     

有序介孔炭的合成及液相有机大分子吸附性能研究

分别采用有序介孔氧化硅SBA-15和NaY分子筛为硬模板合成了系列有序介孔炭OMC和微孔炭CFY. N₂静态吸附测试表明, 所合成的介孔炭具有丰富的介孔结构和集中的介孔分布. 以亚甲基蓝为探针分子, 研究其在有序介孔炭OMC和微孔炭CFY上的吸附行为. 研究结果表明, 有序介孔炭中大于3.5 nm的大介孔孔容是决定亚甲基蓝吸附容量和吸附速率的关键因素. 吸附动力学理论研究表明, 准二级动力学方程可以很好地描述亚甲基蓝分子在介孔炭上吸附动力学行为.     

双氨基酸手性五配位氢膦烷化学新进展

本文关注了氨基酸手性五配位磷化学的新进展,结合本实验室对五配位磷的长期研究工作,对一类双氨基酸手性五配位磷化合物的结构进行了系统总结.确定该系列化合物中心磷原子属于三角双锥构型,H原子和两个N原子在平伏键,两个O原子在直立键.在此基础上,借鉴配位化合物的命名规则,对其绝对构型进行命名,并通过固体CD光谱以及1H NMR对该系列化合物的绝对构型进行关联.1H-1H COSY信号的差异表明,此类化合物还存在着特殊的4JH-C-N-P-H耦合相互作用.     

功能性有序微结构的制备及潜在应用

随着科技的发展进步,具有特殊功能的有序微结构日渐引起人们浓厚的研究兴趣,并被广泛应用于微电子器件、微反应器、生物化学传感器以及光学器件等领域.本文总结了我们课题组在微观表面图案化和有序微结构制备及应用方面的研究工作,重点介绍我们在该方向工作的最新进展,并对该领域的发展前景进行了展望.