枝晶生长理论中的热-动力学协同

随加工工艺趋于复杂化和极端化,基于热力学驱动力和动力学能垒相对独立的枝晶生长理论已无法精确描述多种机制共同作用的非平衡凝固过程,大大限制了该理论与工业应用的结合。首先,本文综述基于热-动力学相对独立的枝晶生长理论的发展,分析其内涵的本征热-动力学相关性,并集成于以双辊薄带连铸技术为背景的基于热-动力学相关性的枝晶生长模型。其次,定量证明了热力学驱动力和动力学能垒的相关性,通过选择不同的驱动力-能垒组合,试图在双辊薄带连铸技术中实现合金设计和工艺优化。最后,通过分析现有模型的不足,对进一步枝晶生长模型的发展以及与工艺的结合进行展望。     

AgAlSe2晶体高压相变的第一性原理研究

基于密度泛函理论,采用广义梯度近似法,研究了黄铜矿结构AgAlSe₂在高压下的晶体结构、晶格动力学稳定性与电子结构.结果显示:在0 GPa时AgAlSe₂的晶格参数与实验值吻合,在13.9 GPa附近,质量密度、Se-Ag键长、Se-Al键长、晶格常数a突然增大,相对晶胞体积V/V₀、晶格常数c突然减小,声子谱出现虚频,结构变得不稳定,带隙发生突变,数值呈减小趋势.表明AgAlSe₂晶体在13.9 GPa附近发生结构相变.该研究为AgAlSe₂晶体在理论上所能承受的高压提供信息支撑.     

激光产生温稠密物质的微观动力学过程及状态诊断

随着大型激光装置的建立和精密测量技术的发展，强激光与固体相互作用成为实验室产生温稠密物质的一个重要手段。温稠密物质的结构复杂性、瞬态性和非平衡性给理论建模和实验测量带来了巨大挑战。本文系统介绍了激光产生温稠密物质的实验手段和理论模拟方法方面的重要进展，分析了其中的电子激发动力学、电子-离子能量弛豫过程、离子动力学等物理过程，总结了温稠密物质状态诊断的实验技术和理论方法，并论述了激光产生温稠密物质的发展趋势。     

利用可见-近红外-中红外超快光谱揭示离子交换法制备的少层MoS2中缺陷介导的载流子动力学

本文结合可见-近红外-中红外瞬态吸收光谱技术对离子交换法制备的少层MoS₂中缺陷介导的载流子动力学进行了详细的解析. 在近红外瞬态吸收光谱中观察到的宽带漂白信号表明少层MoS₂纳米片带隙中分布着大量的缺陷态. 实验结果明确揭示了载流子被缺陷态的快速捕获以及进一步的复合过程，证明带隙中的缺陷态对MoS₂光生载流子动力学过程起着至关重要的作用. 在中红外瞬态吸收光谱中观察到的正信号到负信号的转变进一步证实了在导带下小于0.24 eV处存在被载流子占据的缺陷态. 这些在少层MoS₂纳米片中存在的缺陷态可以作为有效的载流子捕获中心来辅助光生载流子在皮秒时间尺度内完成非辐射复合过程.     

EicC对撞光学设计

EicC是中国科学院近代物理研究所计划建造的中国电子-离子对撞机装置,该对撞机质心能位于20 GeV附近,是研究海夸克的最佳能量窗口,同时还可研究胶子和价夸克。EicC对撞粒子为高极化率质子和电子束团,质子环pRing采用八字环设计方案,可以更好地保持极化质子束团极化率,电子环eRing采用跑道形环设计方案,可以更好地利用隧道空间。该装置电子束流能量中心值为3.5 GeV,电子束RMS发射度为水平方向60 nm·rad,垂直方向60 nm·rad,对撞点b函数为水平方向0.4 m,垂直方向0.12 m;质子束流能量中心值20 GeV,质子束RMS发射度为水平方向300 nm·rad,垂直方向180 nm·rad,对撞点b函数为水平方向0.08 m,垂直方向0.04 m,设计亮度2×1033 cm–2s–1。EicC采用双对撞区非对称光学设计,通过对EicC不同色品补偿方案的研究,最终确定了弧区加短直线节共同补偿的色品补偿方案;通过研究对撞点处b函数以及对撞点间相移对动力学孔径的影响,最终得到pRing动力学孔径大于8 s(s为束团RMS尺寸)、eRing动力学孔径大于20 s,满足大于束团尺寸6 s的要求。     

不同边界条件对路基结构动力学响应的影响

分别采用静力人工边界、无限元边界、粘弹性动力人工边界和远置静力人工边界对承受交通载荷的典型路基结构进行有限元分析。以远置静力人工边界计算获得的路面竖向位移和面层底部拉应力时程曲线为参考解,揭示边界条件对路基结构动力学响应的影响。分析结果表明:边界条件对拉应力的影响很小,它们与参考解的最大误差为0.82%;静力人工边界下的位移时程曲线一直在参考解附近震荡,无限元边界下的位移解高于参考解,粘弹性动力人工边界下的路面位移与参考解最为接近。综合考虑位移和应力的精确度与CPU的计算时间,粘弹性动力人工边界为最佳的路基结构动力学分析边界条件。     

盐酸四环素在Nafion膜上的吸附动力学及其介导的金微纳米晶体的生长

实验发现,盐酸四环素能够很好吸附到Nafion膜上,动力学研究表明其吸附是与浓度相关并由扩散控制的一级动力学过程,扩散系数为8.5×10-9 cm2 s-1,遵循BET吸附等温线,表明其多层吸附特性.研究表明,当吸附了盐酸四环素的Nafion膜浸入合适浓度的氯金酸溶液时,盐酸四环素能够介导金微纳米晶体在Nafion膜上的生长,且通过简单改变氯金酸溶液的浓度,可以调控金微纳米晶体的形态.这一实验结果为金属微纳米材料Nafion聚合物复合膜的制备提供了新思路,这种金微纳米材料Nafion聚合物复合膜在化学生物传感设计和材料科学领域具有潜在的应用价值.     

基于系统动力学的城市道路交通污染控制问题研究

城市交通污染是我国城市化发展进程中亟待解决的问题,问题涉及变量多且结构复杂,很难用数学模型进行全面描述.为了综合考虑城市交通污染气体排放的影响因素及其相关关系,从系统的角度出发应用系统动力学原理在充分考虑交通拥堵对污染气体排放影响的基础上建立了城市交通污染气体排放模型.并以上海市为例运用Vensim PLE软件对模型进行仿真,发现交通拥堵对城市交通污染的影响非常显著,当交通负荷大于1.62时,污染物的排放量呈指数增长.最后针对上海市的交通政策对污染气体排放的影响进行仿真分析,提出控制交通污染的合理化建议.     

基于系统动力学的再制造分级回收机制研究

考虑旧件回收质量与回收数量的不确定性特征,在分析再制造系统与回收行为的基础上,构建再制造分级回收系统动力学模型,尝试借助分级回收机制调节回收不确定性,并对再制造系统的长期表现展开研究.仿真结果表明,合理分级回收有利于减少回收流的不确定性,降低相关再制造成本,促使再制造更快进入良性发展状态;再制造产能扩大决策兼顾再制造收益与再制造规模,是再制造持续快速发展的有利保证;检测成本越低、回收质量波动幅度越小,最优分级数越多.再制造企业实施分级回收机制,既可以促进再制造的持续发展,也可以激励消费者提供高回收质量的旧件并改进使用习惯.