晶体生长溶液、熔体结构与生长基元

根据喇曼光谱、红外光谱测试了晶体生长的水溶液、溶剂和熔体的结构,并且在水热条件下进行了外加直流电场的实验,证实了晶体生长基元为负离子配位多面体,在不同的温度和溶液浓度条件下,负离子配位多面体相互联结成不同结构形式和不同维度的生长基元(聚集体),不同维度的生长基元往晶体各个面族上的叠合速率是各不相同的,表现在同一种晶体在不同的生长条件下,其结晶形态可以各不相同,由此进一步阐述了负离子配位多面体生长基元理论模型的合理性.     

硼烷的结构规则

本文讨论了不同类型多面体硼烷的结构规则,建立了硼烷成键分子轨道数与其硼多面体骨架的顶点数和面数之间的关系,并表述为统一的拓扑公式。对于单多面体硼烷结构,该公式与Wade规则等价,但是它还可以用于讨论各种稠合型多面体硼烷的结构。按此公式,可以认为硼烷的成键分子轨道数由硼多面体骨架完全确定。量子化学计算结果对此给以很好的验证。     

富勒烯中立体结构解法探讨

下例改编于1997年的高考第36题。例:1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的3位科学家。C60分子是形如球状的多面体(如图),该结构的建立基①C于以下的考虑:60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;②C60分子只含有五边形和六边形。请回答下列问题:(1)通过计算,     

熔体温度对负离子配位多面体生长基元聚集体结构的影响

据Na2SiO3与BaB2O4晶体和熔体的高温拉曼光谱测试结果综合分析后提出:熔体的温度对负离子配位多面体生长基元相互联结的聚集体结构有影响.在高温熔体中,高电价、离子半径小的阳离子配位多面体往往孤立存在.当熔体过冷度大时,孤立的负离子配位多面体顶角上的氧与低电价、离子半径大的阳离子配位构成大维度的聚集体.同质异构晶体的熔体拉曼谱都显示出相同的孤立负离子配位多面体振动峰.     

晶体中负离子配位多面体结晶方位、形变与晶体压电、铁电性

本文研究了压电、铁电晶体中负离子配位多面体的结晶方位与形变,提出了压电晶体中同一种负离子配位多面体的结晶方位是一致的.在铁电晶体中,负离子配位多面体发生形变,伴随着晶体发生顺电-铁电相变,并从这一基本过程出发,对铁电体相变的形成机理进行了讨论.     

基于水平集-离散元方法的球谐函数颗粒材料缓冲性能分析

在自然环境与工业领域中,颗粒材料是一种常见的缓冲材料,其中大量形态各异的非球形颗粒表现出复杂的力学特性并应用于不同工程领域。本文采用球谐函数构造不同球面度和表面凹凸特性的非规则颗粒,通过水平集方法计算球谐函数颗粒间的接触点和碰撞力,并对冲击过程中球形和凹形颗粒的缓冲性能进行离散元分析。数值结果表明,颗粒床厚度、冲击速度和颗粒形状显著影响球谐函数颗粒材料的缓冲性能。颗粒床底部的冲击力峰值随着颗粒床厚度和表面凹凸性的增加而降低,同时冲击力峰值随着冲击速度和颗粒球面度的增加而增加。与球形颗粒相比,球谐函数颗粒具有凹凸表面和多接触点特性,这有利于冲击荷载向四周扩展并提高凹形颗粒的缓冲效果。     

基于多面体低聚倍半硅氧烷体系的一种独特发光现象

实验发现将2种POSS（多面体低聚倍半硅氧烷）单体氨苯基异丁基POSS和八异丁基POSS置于四氢呋喃搅拌加热后，原来不发光的POSS单体表现出较强的发光。为解释这个发光现象，我们对溶剂处理前后的POSS材料进行了结构和发光性能表征，通过¹HNMR、²⁹Si NMR及红外光谱等方法表征了POSS材料在THF中加热处理前后的结构，实验结果表明，这两种POSS在处理前后结构几乎没有变化，可以保持完整的笼状结构，但处理后的POSS分子¹H NMR谱中含有少量的溶剂峰。FTIR结果也表明处理前后的POSS结构几乎不变；我们也通过XPS表征了处理后的POSS中Si原子的价态，结果表明其价态未发生变化。结合这两种POSS材料处理前后的发光性能以及结构表征结果，我们认为，这种发光现象可能与POSS的吸附效应有关，即溶剂分子进入POSS笼中，形成POSS/溶剂加合物，从而改变了原来的POSS的电子结构，使得相应的POSS材料出现发光现象。     

振动效应对铁路道砟剪切性能影响的离散元数值模拟

铁路道砟在传递移动列车载荷时会产生明显振动及接触迁徙行为，从而诱发道床的破碎劣化及非均匀沉降变形，道砟材料的抗剪性能研究对于碎石道床动力学行为及维养评估非常重要。为进一步探究铁路道砟的剪切力学特性，基于Minkowski Sum理论构造了扩展多面体单元，采用三维Voronoi切割算法生成了非规则扩展多面体道砟颗粒。通过最小投影方法对单元进行粒径识别和筛选，建立了符合铁路道砟级配要求的扩展多面体道砟模型数据库。对比了不同法向应力下铁路道砟准静态直剪试验及离散元模拟结果，验证了扩展多面体道砟接触参数的合理性。在此基础上，开展了振动效应下的道砟动态直剪离散元模拟研究，分析了振动角度、幅值及频率对道砟材料抗剪性能的影响。结果表明：构造的扩展多面体道砟离散元模型能够较好地反映非规则道砟间的强咬合互锁接触作用，并有效模拟直剪过程中的剪切应力–应变的变化及剪缩–剪胀行为。正则化下不同法向应力对应的铁道道砟剪切强度更适合采用幂函数拟合表示。振动场的存在会明显降低道砟颗粒的抗剪性能。当振动方向与剪切方向一致时（振动角度为0°），道砟的剪切强度被明显削弱；随着振幅及频率的增大，道砟颗粒的剪切强度也会显著降...     

颗粒柱塌落中的尺寸效应和瞬态流变性研究

颗粒材料是自然界和工程中广泛存在和普遍应用的材料,泥石流、滑坡和混凝土等均可视为颗粒材料。颗粒材料研究有助于更好地控制相关自然灾害或利用其某些特性。对颗粒材料柱体的塌落动力学研究不仅可以方便理解颗粒材料在瞬态流动时的流变性,还可以引申到泥石流等岩土材料的运动与堆积形态。本文利用扩展多面体离散单元法对颗粒堆积柱的塌落进行了细致的研究,探索高宽比、摩擦系数以及颗粒柱相对尺寸等对柱体塌落的影响。对颗粒集合进行分网并分析每个网格内的应力与应变率之间的关系,讨论其瞬态本构关系。相关研究对于深入理解颗粒材料重力流的动力学性质以及颗粒集合体的堆积形态具有重要意义。