关于大学物理教材建设的几点建议

在对美国教材与国内教材分析比较的基础上,借鉴其教材建设中的成功之处,给出了大学物理教材建设的几点建议.     

ZnO氧空位与掺杂原子相互作用第一性原理研究

利用第一性原理对Ag,N,K三种不同族元素掺杂氧化锌的电子结构进行了研究,计算了完整晶胞和存在氧空位缺陷时掺杂晶胞的品格结构、氧空位形成能、态密度及能带结构.氧空位会使受主掺杂的晶格常数及晶胞体积变大;在钾掺杂的晶胞中氧空位的形成能更低,更容易产生氧空位;三种不同的掺杂体系中,Ag掺杂的空穴电导率最高;最后分析了氧空位对三种掺杂体系导电性的影响.     

关于极小曲面度量特征的一个证明

通过构造某个乘积流形中的一个子流形Q及Q上外微分式环中某个理想的一组生成元,利用[4]的主要工作,在这里证明了理想是d-封闭的。从而确定了一个3维积分子流形S.并由此给出了空间形式中一类极小曲面的度量特征的一个独特的构造性的证明。其中关于丛映射的证明对一般情形也适用,     

实验和理论方法研究ZnO粒子系的光谱辐射特性

在太阳能热化学两步法制氢过程中,金属氧化物颗粒物性随着体积分数、光程厚度的改变,对反应腔内颗粒系发生化学反应过程中辐射能量传递起着重要作用。为了获得ZnO颗粒系的光谱辐射特性,首先,实验方面采用悬浮液法测试了ZnO金属氧化物颗粒在300~1200nm下的光谱透射率。其次,理论研究了体积平均粒径d_(43)=13.9μm、面积平均粒径d_(32)=7.71μm表示下的ZnO金属氧化物颗粒的辐射特性。结果可知:对于d_(32)=7.71μm,其衰减系数、吸收系数、散射系数值分别约为2cm~(-1)、0.8cm~(-1)、1.2cm~(-1);d_(43)=13.9μm其衰减系数、吸收系数、散射系数值分别约为1.1cm~(-1)、0.5cm~(-1)、0.6cm~(-1)。通过对散射相函数以及散射不对称因子分析可知,光在传播中以前向散射为主,这样使太阳光更可能穿入粒子系内部。进而通过Mie理论结合比尔定律计算出两种粒径下的光谱透射率,通过与实验进行对比可知面积平均粒径d_(32)表示的粒子系透射率与实验结果更接近。最后采用面积平均粒径d_(32)并使用蒙特卡洛法模拟出不同厚度以及不同体积分数下的半球透射率、半球吸收率以及半球反射率。     

水热法制备铝合金超疏水表面及电化学性能研究

在金属表面构建超疏水膜层是一种有效的防腐技术,本文采用水热处理和自组装技术在铝合金表面构建了超疏水膜层来提升铝合金的耐蚀性能. 通过对不同水热时间下制备的铝合金超疏水表面的电化学性能以及表面形貌进行测试分析,发现当水热反应时间为6 h时,制备的超疏水铝合金超疏水性和电化学性能达到最佳,接触角能达到155.5^o,在模拟海水溶液中保护效率能达到99.6%.     

锂离子电池富锂锰基正极材料的研究进展

随着新能源如电动汽车、储能电站的蓬勃发展,人们对下一代高性能锂离子电池的能量密度、功率密度和循环寿命提出了更高的要求. 而富锂锰基正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂（0 < x < 1,M = Mn、Co、Ni…）具有可逆比容量高（240 ~ 280 mAh·g^-1,2.0 ~ 4.8 V）、电化学性能较佳、成本较低等优点,已吸引了研究者的关注,有望成为下一代锂离子电池用正极材料. 本实验室采用固相法和溶胶-凝胶法制备不同的富锂锰基正极材料,其中,溶胶-凝胶法制得的Li[Li_0.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13]O₂电极首周期放电比容量277.3 mAh·g^-1,50周期循环后容量272.8 mAh·g^-1,容量保持率98.4%. 本文重点结合本实验室的研究工作,对新型富锂锰基正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂的结构、合成、电化学性能改性和充放电机理等进行总结与评述.     

前驱物合成条件对锰锌铁氧体结构和性能的影响

采用共沉淀-热处理工艺合成了尖晶石型锰锌铁氧体粉末,利用正交试验优化了制备工艺。利用X射线衍射仪(XRD)扫描电子显微镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对粉体的显微结构和静磁性能进行了研究。结果表明:热处理温度为1350℃、保温时间为3.5 h、进料比为1.5时,若前驱物的pH值为6,制备的样品的主晶相为锰锌铁氧体;若前驱物的pH值为7 9,则形成单相尖晶石型锰锌铁氧体,样品的饱和磁化强度先增大后减小,矫顽力逐渐增大。pH值为7时,配方为Fe∶Mn∶Zn=68.4816∶17.1368∶14.381,进料比为1.5,滴加时间为40 min,反应温度为50℃,不加表面活性剂时得到的样品具有较高的饱和磁化强度。     

电磁处理对水溶液中碳酸钙微粒沉降及附着性能的影响

通过Zeta电位、表面自由能及其分量、粘附功等热力学参数的测定与分析, 研究了电磁处理对等物质的量Na₂CO₃与CaCl₂溶液混合生成的碳酸钙微粒的沉积特性及阻垢机理. 结果显示电磁处理可以使碳酸钙微粒的Zeta电位绝对值减小约5 mV, 同时加快碳酸钙微粒的沉降速度. 经电磁处理生成的碳酸钙微粒的表面自由能为31.59 mJ•m^－2, 比未经处理时减小30%, 同时表面自由能Lifshitz-van der Waals分量从处理前的43.53 mJ•m^－2下降到25.50 mJ•m^－2, 说明成垢溶液的电磁处理可以提高碳酸钙微粒的热力学稳定性. 水溶液中碳酸钙微粒与316L不锈钢表面之间的理论粘附功计算显示, 电磁处理降低了该理论粘附功, 使碳酸钙微粒在不锈钢表面的附着能力下降.     

超声振动系统频率自动跟踪的模糊控制算法研究

针对大功率超声应用中,工作频带窄、频率跟踪速度要求快的特点,提出将模糊控制智能算法（Fuzzy Control）和数字频率直接合成技术（DDS）相结合的频率自动跟踪方案,依据经验归纳制定模糊控制器来快速跟踪工作频率,将驱动频率调节至谐振频率附近;随后只采用DDS进行频率的微调节,使得电源频率工作在超声换能器的谐振频率点上。最后,通过在MATLAB软件中对控制算法进行验证,表明本文算法具有可行性,能够实现对大功率超声波电源的频率自动跟踪。     

Ag/Si核壳结构纳米颗粒粒子系的吸收特性研究

当电子振动频率与入射光的频率相同时,部分金属纳米颗粒可以在其表面激发局部表面等离子共振效应(LSPR),该波长下颗粒的吸收增强。这种效应也被应用于增强拉曼光谱信号的强度。本文研究了以Ag为外壳材料、Si为内核的核壳结构纳米颗粒粒子系的吸收特性。采用时域有限差分方法求解了颗粒随机分布粒子系的吸收率,分析了颗粒体积分数、内核外壳尺寸、椭球化等因素对粒子系吸收特性的影响以及对吸收峰的调控作用。