First-principle study of the structural,electronic,and optical properties of SiC nanowires

We preform first-principle calculations for the geometric, electronic structures and optical properties of SiC nanowires(NWs). The dielectric functions dominated by electronic interband transitions are investigated in terms of the calculated optical response functions. The calculated results reveal that the SiC NW is an indirect band-gap semiconductor material except at a minimum SiC NW(n = 12) diameter, showing that the NW(n = 12) is metallic. Charge density indicates that the Si–C bond of SiC NW has mixed ionic and covalent characteristics: the covalent character is stronger than the ionic character, and shows strong s–p hybrid orbit characteristics. Moreover, the band gap increases as the SiC NW diameter increases. This shows a significant quantum size and surface effect. The optical properties indicate that the obvious dielectric absorption peaks shift towards the high energy, and that there is a blue shift phenomenon in the ultraviolet region. These results show that SiC NW is a promising optoelectronic material for the potential applications in ultraviolet photoelectron devices.     

基于光子计数能谱CT的含能材料等效原子序数测量方法

双能CT或能谱CT可以测量材料的等效原子序数,对含能材料的成分检测和生产工艺改进具有重要意义,但现有方法存在复杂度高、设备要求高等缺点。为提高等效原子序数的测量精度,并降低设备要求和算法复杂度,提出了一种基于新型CeTe光子计数探测器的等效原子序数测量方法。该方法利用材料的衰减特性,重新推导了两个能量区间线性衰减系数之比与等效原子序数的关系。该方法不依赖于双能CT或能谱CT的专业知识,只需利用光子计数探测器对三种已知材料进行能谱CT扫描与重建,即可得到等效原子序数的标定曲线,并对未知材料进行等效原子序数测量。在实际应用中,只需保证标定实验和测量实验在相同条件下进行,即可将重建误差、探测器响应误差、射束硬化效应和散射效应等影响因素纳入到标定曲线（相当于重新对NIST数据进行了特定扫描条件下的标定）,并抑制上述因素对最终结果的影响。相较于其他方法,该方法鲁棒性和通用性较强,且大幅降低了设备要求和算法复杂度。同时,该方法允许相对较宽的能量区间,可以较充分的利用X射线源所发出的光子,使检测效率满足了工业检测和医学成像的需要,具有良好的商业应用前景。实验结果表明,在当前标定范围（等效原子序数6～13）和扫描条件下,该方法测量的等效原子序数相对误差小于2%,具有较高的可靠性。在实际含能材料生产检测中,该方法在不破坏含能材料的情况下对高衰减杂质成分进行了有效判断,指出了高衰减杂质是实际生产过程中混入的高原子序数杂质,而不是高密度的含能材料。这表明该方法能够有效解决含能材料生产中的成分检测难题,并有望促进含能材料生产工艺的改进,具有重要的工程意义。     

β-1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷热膨胀各向异性的量子化学计算与分子动力学模拟

在303～383 K和NPT系综和COMPASS力场下对β-1,3,5,7-四硝基-1,3,5,7-四氮杂环辛烷(HMX)超晶胞初始结构的分子动力学模拟,得到常压下各温度的晶体平衡构型并发现分子的堆积方式不变;通过线性拟合求算出线膨胀系数与实验值相近,体现出明显的各向异性. 采用密度泛函理论方法对沿各晶轴方向膨胀率变化(100%～105%)的HMX单胞模型进行了总能计算,得到的能量变化率体现各向异性并与热膨胀系数值关联,建立了关联方程. 由此阐 释了HMX晶体热膨胀各向异性的本质即特定的分子堆积模式.     

TATB晶体声子谱及比热容的第一性原理研究

利用第一性原理并结合vd W-DF2范德瓦耳斯力校正研究了TATB(C6H6O6N6)晶体声子谱及比热容.采用冷冻声子法计算了TATB晶体声子谱和声子态密度,发现在2.3 THz附近TATB声子态密度最大,证实了太赫兹光谱实验观察到的2.22 THz附近的强吸收峰.基于声子态密度研究了振动模式对比热容的贡献,分析结果表明,常温下0—27.5 THz频段振动模式贡献了比热容的93.7%.同时比较了升温过程中振动模式对比热容的贡献,指出TATB热分解的引发键是C—NO_2键断裂的可能性更大.     

冲击片雷管组件X射线无损检测

冲击片雷管组件中飞片的漏装及多装将影响其功能，应用X射线照相法及DR成像法进行了检测。因飞片厚度太小（数十微米）及X射线能力弱，采用X射线照相及DR成像法难以直接得到飞片图像，但结构上飞片处于爆炸箔组件及炮筒之间，因此考虑检测二者间隙来判断飞片漏装及多装。具体方法是将X射线束平行地穿透过炮筒与爆炸箔组件之间的间隙进行检测，通过间隙大小判断飞片漏装及多装。     

JOB-9003炸药试件机械加载损伤超声检测

近来PBX材料损伤、损伤的非破坏过程检测已成为PBX材料研究和库存老化研究关注的热点和难点。为解决高聚物粘结炸药（PBXs）在加工或贮存过程中的损伤开裂的技术难题，开展了在典型力学加载条件下对炸药试样的超声波检测研究。依据材料的细观损伤的基本理论，对高于200kHz频率的线弹性各向同性体中损伤为一标量，泊松比不随损伤而变，且损伤因子D==1-p1C^2 L1/p0C^2 L0，p0，C L0为初始密度、声速，p1，CL1为有损伤时的密度、声速。     

1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯晶体热膨胀各向异性的模拟研究

对新型钝感高能炸药组分1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7),考察并选择了适用的分子力场和超晶胞初始构型,通过303K-378K温度范围在NPT系综下的分子动力学模拟(MD),得到常压下各温度的FOX-7晶体平衡构型,发现随温度升高晶体内分子的取向和堆积方式不变;通过线性拟合求算出线膨胀系数,发现αb明显较大而αc与αa接近但不相等;接着采用密度泛函理论(DFT)方法随各向棱长膨胀的能量变化进行了模拟计算,发现得到的能量变化成各向异性并与各向热膨胀系数相关,从而建立FOX-7晶体特定分子堆积模式与热膨胀各向异性的关联.     

黑索金的非弹性中子散射及第一性原理计算

黑索金(环三亚甲基三硝胺, RDX, C₃H₆O₆N₆)是一种非常重要的次级炸药, 因其高能量密度及对外界刺激的低感度而具有广泛的军事和工业应用. 为了能在生产、运输、存储以及使用中对其行为进行有效控制, 人们对它的化学性质、力学性质, 尤其是起爆进行了大量的研究. 炸药的起爆是一个非常复杂的过程, 其中最主要的问题之一就是能量是如何从连续介质尺度的刺激转移到原子尺度引起吸热分解的. 根据冲击波致爆的非平衡态Zel'dovich-von Neumann-Doering模型, 声子作为最初的热载体在整个过程中起着非常重要的作用. 实验上, 非弹性中子散射技术是研究晶体中原子和分子运动动力学的有力手段, 尤其是对于包含了大部分声子晶格模式的低频区域来说极具优势. 利用非弹性中子散射技术测得了RDX 在10–104 cm^-1 范围内的振动谱, 结合固态量子化学计算, 对所测的12个振动模式进行指认. 研究结果有助于人们对起爆详细机理的认识.     

通过实验和理论验证Pt0/SrTiO3-δ复合催化剂双反应路径促进CO2还原(英文)

在以H₂O为质子源的光催化二氧化碳还原反应(CO₂RR)过程中,光解H₂O产氢气(H₂)被认为是一个竞争反应.因此,光催化CO₂RR过程需要抑制H₂的产生,以提高碳氢产物的选择性和产率.以CO₂和H₂为反应物的逆水气变换反应(RWGS)是常见的CO₂加氢反应,在较高的温度和催化剂作用下生成CO和H₂O.目前,光催化CO₂RR研究主要聚焦于产物的选择性,而有关光解H₂O产生的还原性气体H₂在光热效应的促进下成为CO₂RR中新的质子源研究较少.光热催化是一种新的高效催化反应方式,在反应过程中需要光照和加热.光照能够促进半导体光生载流子的激发,热效应则能降低反应物分子的活化势垒,并能够促进中间产物的表面迁移以及生成物的脱附.利用光热催化热力学和动力学上的有利条件,为以H₂