替位和间隙原子N对ZnO电子结构和光学性质的影响

本文采用密度泛函理论，深入研究了N作为替位和间隙原子对ZnO电子结构和光学性质的影响，结果表明：由于N在八面体间隙位置的形成能小所以更倾向于占据八面体间隙位置；N掺杂ZnO会形成p型半导体；N在间隙位置能够明显的缩小带隙宽度，可以有效的促进ZnO对光的吸收；在可见光区，处于间隙位置的N具有良好的光学吸收谱并且产生明显的红移，这与带隙的变化规律一致。     

最近邻原子间交换相互作用对纳米管上Blume-Capel模型磁热性质的影响

利用有效场理论研究了纳米管上最近邻原子间交换相互作用对Blume-Capel模型格点的磁化强度、内能、比热和自由能的影响,得到了系统格点的磁化强度、内能、比热和自由能与交换相互作用和晶场强度的关系.结果表明:最近邻交换相互作用和晶场强度等诸多因素相互竞争,使系统表现出丰富的磁学特性;正晶场对系统磁化强度具有促进作用;负晶场对系统磁化强度具有抑制作用;负晶场作用下,系统发生一级相变;晶场强度参数和交换相互作用不同时,系统的内能、比热和自由能也呈现出奇异性.     

双模随机交错晶场对spin-1和spin-1/2混合自旋纳米管中Blume-Capel模型磁化强度的影响

利用有效场理论研究了纳米管上双模随机交错晶场中混合自旋Blume-Capel模型格点的平均磁化强度，得到了系统格点的平均磁化强度与双模随机晶场的取值概率、外磁场、晶场参数和晶场强度比值的关系.结果表明:取值概率、外磁场、交换相互作用、晶场强度比值和晶场强度等诸多因素相互竞争，使系统表现出比恒定晶场作用的Blume-Capel模型更为丰富的磁化现象;双模随机交错晶场会抑制系统的平均磁化强度，使其基态饱和值小于5/6;外磁场导致系统的二级相变消失;一定条件下系统发生一级相变;系统的平均磁化强度呈现部分缺失和负值现象.     

碳点在润滑领域中的应用

各种形式的摩擦和磨损不仅消耗了全球20%以上的能源,而且造成大量设备损坏。因此,开发减摩抗磨润滑材料对节约能源、延长机械设备使用寿命具有重要意义。碳点是一种新型的碳纳米材料,被广泛应用于化学传感、生物成像、催化、光电器件等领域。近年来,大量研究探索了碳点在工业润滑、微/纳米电子机械系统润滑、生物润滑等润滑领域的应用,证明了碳点具有优异的摩擦学性能,具备巨大潜力成为下一代绿色高效的减摩抗磨润滑材料。然而,至今仍缺乏碳点在润滑领域应用的系统性总结论述。因此,本文对碳点在润滑领域应用的研究进展作了全面系统综述。首先,详细介绍了碳点作为纳米添加剂和润滑涂层的润滑效果及提升其润滑性能的3种策略(尺寸形状控制、表面修饰、杂原子掺杂);然后,全面分析了碳点的润滑机理;最后概述了碳点在润滑领域应用所面临的主要挑战。     

爆轰法合成纳米氧化铝的实验研究

以硝酸铝为原料，混入泰安粉维持稳定爆轰，进行了爆轰合成纳米氧化铝的实验研究。经过对实验样品进行高分辨率透射电镜、X射线衍射、热分析和比表面积测定，证实爆轰中产生的氧化铝为纳米尺度球型粉末，其粒度主要分布在10～50 nm之间,平均粒度约为25 nm，晶型为中温的-Al2O3。从对实验结果的讨论说明，该纳米氧化铝是在爆轰反应区内以离子或分子态直接凝聚而成的，由于凝聚与生长过程在微秒量级内完成，故其颗粒生长没有择优取向，呈完整的球型。     

低侵彻手枪弹入水侵彻性能数值模拟研究

利用ANSYS/LS-DYNA数值模拟技术,对国产9 mm手枪弹头进行了2种新的设计,使其具有了高杀伤、低侵彻的性能。这两种设计完成的新弹型分别为软尖弹和空尖弹。通过对3种弹型入水过程的数值模拟,获得了他们的速度衰减曲线、位移曲线、相对动能曲线以及形成的瞬时空腔。其中,获得的正常手枪弹头的速度衰减曲线和实验速度衰减曲线相差很小。对获得的结果进行比较可以得出结论:在低侵彻性和高杀伤性方面空尖弹是优于软尖弹的。同时,通过对空尖弹斜入水进行计算可以得出结论:空尖弹在斜入水的过程中其弹道将会发生相应偏移。     

304L/Q235B大面积金属板爆炸焊接物质点法模拟分析

大面积金属板材304L/Q235B的爆炸焊接过程涉及炸药爆轰、金属板材的高速碰撞和塑性变形等。采用有限元法计算模拟这个问题时,网格单元会发生扭曲畸变现象,导致计算精度下降,甚至出现单元负体积而使计算终止,并且炸药爆轰形成气体产物飞散过程也很难模拟。为了能模拟大面积金属板材的爆炸焊接整个过程并获得合理的技术工艺参数,采用物质点法进行三维数值模拟分析。物质点法作为一种无网格法,在模拟冲击动力学问题中主要采用显式积分算法。通过将拉格朗日质点单元与固定的欧拉背景网格相结合,可以实现爆炸焊接的复板与基板的高速碰撞、炸药滑移爆轰、金属板面的塑性变形过程的数值模拟,并给出爆炸复合板材的形变、有效塑性应变和复板与基板的碰撞速度的计算结果。采用物质点法模拟的复合板材变形与爆炸焊接实验结果基本一致。计算复板与基板的碰撞速度这个重要的物理参数时,物质点法与Richter理论公式的相对误差不超过13%。数值计算和实验结果表明,物质点法在数值精度和计算效率方面具有优势,物质点法是研究金属焊接爆炸问题的一种有效数值方法。     

最近邻弱交换相互作用对spin-1纳米管磁化强度的影响

利用有效场理论研究了纳米管上最近邻原子间弱交换相互作用对Blume-Capel模型磁化强度的影响,得到了系统格点的磁化强度与最近邻弱交换相互作用和晶场强度的关系。结果表明：最近邻弱交换相互作用和晶场强度等诸多因素相互竞争,使系统表现出丰富的磁学特性。正晶场促进系统的磁化强度,而负晶场对其有抑制作用;负晶场作用下,磁化强度基态饱和值小于1,且系统发生一级相变;不同位置的弱交换相互作用对系统的磁化强度影响程度不同。     

WC/Al2O3颗粒增强Cu基复合材料爆炸粉末烧结实验研究

利用爆炸粉末烧结工艺,探索WC /Al2O3同时作为增强基颗粒制取多种颗粒增强Cu基复合材料的可行性,同时分析了工艺参数对压实坯致密度的影响。研究了复合材料的微观组织和致密度、韧性和硬度等性能,爆炸粉末烧结法可以成功制出WC/ Al2O3/Cu多种颗粒增强金属基复合材料。     

燃烧室部件传热空间非均匀性对缸内燃烧的影响

将所有燃烧室部件(气缸盖-气缸套-活塞组-润滑油膜)作为一个耦合体,在对耦合体进行三维传热数值模拟的基础上,利用分区求解、边界耦合法建立缸内工作过程与燃烧室部件的三维耦合计算模型,从而实现缸内工作过程与燃烧室部件的耦合三维仿真模拟,以此考察燃烧室部件传热空间非均匀性对缸内燃烧的影响。研究结果表明,燃烧室部件传热空间非均匀性在喷雾过程几乎对燃烧没有任何影响,可以忽略不计;燃烧过程后期,这种传热空间非均匀性才越来越明显,由此可以推断,燃烧室部件传热空间非均匀性的影响在排气过程将进一步加剧。