氮化硅新相P6和P6＇的理论研究：一种研究陶瓷材料的新工具

在原子尺度上构建模型,采用密度泛函理论结合准谐波近似研究了氮化硅新相（P6和P6＇相）的点阵常数、弹性常数和弹性模量. 并使用β-Si3N4作基准材料来测试计算结果的准确性. 研究发现β-Si3N4的晶胞常数和弹性常数与实验值吻合相当好. 研究了P6和P6＇相在30～55 GPa的各向异性因子、脆性和力学稳定性,结果表明两相属于金属性和脆性材料,且晶体的脆性和各向异性都随着压强的升高而增大. β相在40 GPa和300 K时会转变成P6＇相. 当压强继续升高到53．2GPa时,P6＇相又转化成δ相．同时研究了氮化硅的热容、体积和体模量等性质随温度的变化规律．     

三组分体系相图教学实验——微乳的制备*

为了让三组分体系相图的教学紧跟学科发展前沿,设计了一个研究型综合性实验——微乳的制备。实验以油酸乙酯为油相、吐温-80和乙醇质量比为3∶1的混合体系为乳化剂相,蒸馏水为水相,采用水滴定和油滴定结合的方法绘制了拟三元相图。通过电导率法对微乳3种类型的转变点进行了初判,按照电导率实验结果制备了3种不同类型的微乳样品,并利用染色法、黏度法和光散射法对微乳的物理化学性状进行了表征。通过实验,可以使学生获得分散体系的前沿知识,有利于创新人才的培养。     

Hubbard模型中的相位弦效应与交互Chern-Simons理论

费米子符号在费米液体理论中至关重要. 然而, 在Mott绝缘体中, 很强的电子Coulomb相互作用抑制了体系的电荷涨落并消除了电子交换带来的费米子符号问题. 本文首先回顾二分晶格上Hubbard模型的相位弦理论, 从弱关联的费米液体到强关联的反铁磁Mott绝缘体的转变可以由此得到统一理解. 在任意Coulomb作用强度U下, 我们首先导出Hubbard模型的严格的符号结构. 在小U极限下, 它回到通常的费米子符号; 在大U极限下, 它给出了t-J模型的相位弦符号. 在半满情形下, 我们构造了一种电子分数化的表象, 其中, 电荷子与自旋子通过演生的交互Chern-Simons规范场相互耦合. 由此导出的基态波函数拟设与低能有效理论可以定性刻画Hubbard模型的基态相图. 在弱关联区域, 费米液体的准粒子由电荷子与自旋子的束缚态构成, 其长程相位相干性取决于背景自旋的关联性质. 体系的Mott转变可以通过电荷子打开能隙或是通过自旋子玻色凝聚来实现.     

Phase-field simulation of dendritic growth in a binary alloy with thermodynamics data

This paper simulates the dendrite growth process during non-isothermal solidification in the Al-Cu binary alloy by using the phase-field model. The heat transfer equation is solved simultaneously. The thermodynamic and kinetic parameters are directly obtained from existing database by using the Calculation of Phase Diagram （CALPHAD） method. The effects of the latent heat and undercooling on the dendrite growth, solute and temperature profile during the solidification of binary alloy are investigated. The results indicate that the dendrite growing morphologies could be simulated realistically by linking the phase-field method to CALPHAD. The secondary arms of solidification dendritic are better developed with the increase of undercooling. Correspondingly, the tip speed and the solute segregation in solid-liquid interface increase, but the tip radius decreases.     

片状h-CN化合物的高温高压化学合成与表征

 以高温烧结三聚氰胺制得的CNH化合物为C、N源，与分析纯单质硼粉以一定比例混合，在5.0～5.5 GPa、1 400~1 500 ℃高温高压条件下，经化学反应合成了六角硼碳氮（h-BCN）晶体。用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）对产物进行了表征，结果表明，得到了含碳量较高的六方结构B_0.18C_0.66N_0.16化合物，成分接近于BC₄N，硼、碳、氮是以原子化合的形式存在；XRD分析确定该合成产物具有六角网状结构；SEM测量结果表明，B-C-N晶体具有片状六角形貌，尺寸在1 μm左右。     

相变储热材料C10CoCl/C18CoCl二元体系相图

合成了具有层状钙钛矿结构的固-固相变材料四氯合钴酸癸铵(n-C10H21NH3)2CoCl4和四氯合钴酸十八铵(n-C188H37NH3)2CoCl4,并制得一系列C10CoCl/C18CoCl二元体系.利用差示扫描量热(DSC)技术测定其相变温度,并在此基础上绘制了C10CoCl/C18CoCl二元体系相图.在实验相图中确定了新的稳定化合物(n-C10H21NH3)(n-C18H37NH3)CoCl4的存在和2个不变的共晶点,共晶点温度分别为70和73℃.     

多形性相变的分子动力学模拟

 本文利用分子动力学方法研究了KCl晶体在ρ＝ρ₀时的温度相变。面心立方（fcc）和体心立方（bcc）两种结构的径向分布函数随温度的变化的情况说明，在高压下，发生着bcc结构相fcc结构的转变，bcc结构是不稳定的。为了选取合理的势参数，利用了分子动力学程序在T＝0时的性质，计算了NaCl和KCl晶体的零温状态方程，研究了它们在压力作用下发生的多形性相变。计算表明，NaCl和KCl晶体将分别于18.8 GPa和5.9 GPa发生从fcc到bcc的多形性相变，这些值相当接近实验结果。着说明本文选用的势参数势有一定精度的。     

Extended Bose-Hubbard model with pair hopping on triangular lattice

We study systematically an extended Bose-Hubbard model on the triangular lattice by means of a meanfield method based on the Gutzwiller ansatz. Pair hopping terms are explicitly included and a three-body constraint is applied. The zero-temperature phase diagram and a variety of quantum phase transitions are investigated in great detail. In particular, we show the existence and the stability of the pair supersolid phase.