DYNAMICAL FORMATION OF CAVITY FOR COMPOSED THERMAL HYPERELASTIC SPHERES IN NONUNIFORM TEMPERATURE FIELDS

Dynamical formation and growth of cavity in a sphere composed of two incompressible thermal-hyperelastic Gent-Thomas materials were discussed under the case of a non-uniform temperature field and the surface dead loading. The mathematical model was first presented based on the dynamical theory of finite deformations. An exact differential relation between the void radius and surface load was obtained by using the variable transformation method. By numerical computation, critical loads and cavitation growth curves were obtained for different temperatures. The influence of the temperature and material parameters of the composed sphere on the void formation and growth was considered and compared with those for static analysis. The results show that the cavity occurs suddenly with a finite radius and its evolvement with time displays a non-linear periodic vibration and that the critical load decreases with the increase of temperature and also the dynamical critical load is lower than the static critical load under the same conditions.     

TiO_2/Ag_2NCN复合光催化剂的制备与可见光催化性能

利用银盐与单氰胺水溶液的沉淀反应,通过共混不同质量分数的纳米TiO2粒子制备了TiO2/Ag2NCN复合光催化剂.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱仪对复合光催化剂的结构进行了表征.结果表明,锐钛矿相TiO2纳米颗粒沉积在Ag2NCN表面形成异质结构,二者间以弱的物理作用力相结合.TiO2的掺杂使得复合颗粒的UV-Vis吸收光谱发生红移,带隙变窄.以亚甲基蓝(MB)为光催化降解对象,研究了TiO2/Ag2NCN复合颗粒的可见光催化活性.结果表明,与单一Ag2NCN相比,复合颗粒表现出增强的光催化性能.对TiO2/Ag2NCN复合颗粒的光催化反应动力学过程及光催化机理进行了探讨.     

具有高光催化活性的黑色TiO2（B）/锐钛矿双晶TiO2-x纳米纤维

高效TiO2基光催化材料的开发一直是催化领域的研究热点,主要的策略是如何有效地分离光生载流子.制备多晶相的TiO2材料可引入异质/相结结构使电子与空穴朝不同方向移动,从而避免电子与空穴复合;另外,在TiO2中掺杂其他金属或非金属也可以有效地降低电子与空穴的复合率,掺杂的元素作为电子捕获阱俘获光生电子,以实现电子空穴的有效分离.近些年,作为一种全新的掺杂剂,氧空穴可以有效改善TiO2的光催化活性,所制TiO2具有可见光的全光谱吸收能力,因此该类TiO2呈现出黑色.通过上述方法均可以制备出高活性TiO2基光催化材料,如果能够将这些方法耦合一起,则可能制备出活性更高的光催化剂.因此,本文将异相结结构和空穴掺杂耦合起来,用多孔钛酸盐衍生物在H2中高温焙烧制得一种全新的黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x纳米纤维.不同于其他TiO2基光催化材料,该样品仅由Ti和O元素组成,通过Ti和O元素的组合,形成了双晶结构和空穴掺杂两种特殊的结构,借助场发射(FESEM)、拉曼光谱(Raman)、氮气物理吸脱附、X射线光电子能谱(XPS)、热重(TG)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)等表征分析了样品的结构及其光催化性能间构效关系. FESEM结果显示,黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x为长1–5mm、宽0.2mm的纤维结构, Raman结果表明,锐钛矿相在特征波段(140 cm–1左右)和TiO2(B)的特征波段(220–260 cm–1)均发生蓝移,说明该两相中均存在氧空穴;该样表面未检测到Ti3+,因此氧空穴可能分散在TiO2(B)和锐钛矿相的体相中.根据黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x和白色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2的失重差,估算出前者的O/Ti原子比为1.97.光催化降解甲基橙实验结果显示,黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x的光催化活性是白色双晶TiO2的4.2倍,锐钛矿TiO2的10.5倍,且连续反应10次后未出现失活现象,显示出了良好的光催化稳定性.前期,我们已经证明了白色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2由于具有TiO2(B)和锐钛矿的异相结结构,致使其电子空穴有效地分离,从而表现出优异的光催化活性;本文的PL结果显示,由于氧空穴的引入,异相结与氧空穴两者共同作用,进一步促进了黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x电子与空穴的有效分离,因此黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x表现出高的光催化活性.由于其特殊的结构,黑色TiO2(B)/锐钛矿双晶TiO2–x纳米纤维将在环境与能源领域表现出良好的应用前景.     

临界空穴扩张比准则的适用性

用新研制成的DE36平台钢制的轴对称和平面应变试样,进一步考察了临界空穴扩张比V_(Gi)准则[1]、[2]、[3]的适用性。实验和大应变有限元理论计算结果表明,V_(Gi)准则适用于所研究材料。文中指出,按V_(Gi)准则可根据试样或构件材料中V_G的发展变化来预起裂位置。     

基于无网格Galerkin法的穿甲侵彻数值模拟

将无网格Galerkin法与LS-DYNA软件相结合,建立了穿甲侵彻的分析模型,对三维球形弹体侵彻双层无限大钢靶板进行了数值模拟,解决了该过程中出现的负体积现象,并将结果与空穴膨胀理论和有限元法进行了对比,所得结果证实了无网格Galerkin法在模拟穿甲侵彻时的可行性与优越性.     

聚合物中长程关联能的动力学研究

本文计算采用扩展的SSH哈密顿模型, 加上长程关联哈密顿量,在自然边界条件下,用绝热动力学方法研究了有限长反式聚乙炔链中平均关联能随时间的演化,计算了长程电子关联对极化子动力学的影响并计算了极化子状态下的长程关联能。结果发现,加入一个电子或空穴,平均关联能的大小随着时间呈非周期性阻尼振荡,经过一定时间后,平均关联能趋近一个恒定值,此时得到比较稳定的极化子位形。当格点增加时,长程关联能趋于恒定的时间逐渐缩短。     

等离子体修饰TiO_2及其响应光谱红移

TiO2在光催化方面应用前景十分广阔,而阻碍其应用的是它的宽禁带,因此研究开发响应光谱红移的TiO2就成为当前光催化剂研究的重要课题。等离子体处理是修饰TiO2的一种有效方法,目前等离子体修饰TiO2及其响应光谱红移的研究取得了一定进展,等离子体修饰的TiO2表面生成了氧空穴,并形成了原子掺杂,减小了禁带宽度,使其响应光谱红移。本文综述了目前该领域的研究现状,并对今后的研究做了展望。     

耦合量子阱中激子凝聚的研究进展

近年来，半导体量子阱中激子的玻色一爱因斯坦凝聚研究取得了很大进展．实验上利用耦合量子阱间接激子中电子和空穴在空间上的分离，显著提高了激子的冷却速度和寿命，成功地把激子冷却到1K以下，观察到了激子的准凝聚状态，并且在强激光照射下，发现了随光照强度增强而增大的激子发光环和环上形成的有规则斑点图案，引起了广泛的兴趣和重视．理论研究表明，发光环的出现是电子和空穴在量子阱中的反常输运行为造成的，但环上形成规则斑点的物理机理目前尚不清楚．文章介绍了这方面的实验背景和形成激子环的物理图像，指出了理论研究中存在的问题，并对解决问题的方案进行了讨论．     

内敏乳剂的正电子湮没研究

研究了内核乳剂化学增感时间以及铑盐掺杂对内敏乳剂正电子湮没的影响，随着内核乳剂化学增感时间的增加，内部感光度上升到一最大值，然后又下降，正电子湮没的平均寿命也随增感时间的上升而达到最大值，然后下降，正电子湮没的中间寿命随增感时间的上升变化不大，但其所占比份先下降后上升，当颗粒内部掺入铑盐量增大时，正电子湮没的中间寿命所占比份上升，这些结果表明，卤化银颗粒内部的空穴浓度和银离子空位浓度与乳剂制备要求