超弹性碰撞实验最佳工作条件分析

超弹性碰撞演示实验是灵活运用大学物理知识的典型实验,本文对其最佳工作条件进行了分析,研究表明,当大球和小球的质量比为3时可以达到最佳的实验效果．     

一种获得半导体薄膜光学参数的方法

实现薄膜光学参数的简便测量对于薄膜的制备和应用具有重要意义。引入适用于半导体材料的Forouhi_Bloomer模型,用其表征薄膜折射率与色散的关系。考虑到粗糙度的影响,假设薄膜厚度服从正态分布,给出了模拟退火法与迭代法相结合、由可见光光谱测定薄膜光学参数的方法。作为尝试,以硅系薄膜为例进行了计算。结果表明,获得的厚度与用椭偏仪测量的结果较为吻合。该方法适用于研究和测量半导体薄膜的光学性能和膜厚,具有很高的实用价值。     

Cu在Zr掺杂CeO_2(111)表面吸附特性的第一性原理研究北大核心CSCD

采用第一原理计算方法,计算并分析了Cu在Zr掺杂的CeO2(111)表面吸附的吸附能及所形成的Cu/Ce0.75Zr0.25O2(111)界面体系的吸附结构和电子结构.结果表明:1)Cu在Ce0.75Zr0.25O2(111)表面上邻近Zr原子的次层O的顶位吸附最强;2)Zr的掺杂增强了Cu与CeO2衬底的作用;3)Cu的吸附在Ce0.75Zr0.25O2(111)表面的O2p-Ce4f态之间引入了新的间隙态,这些间隙态主要来自于Cu3d与衬底O2p的杂化作用,这是Cu与Ce0.75Zr0.25O2有较强作用的主要原因;4)吸附的Cu被Ce0.75Zr0.25O2氧化为Cuδ+,并伴随着表面Ce4+→Ce3+的转化,该反应可以总结为:Cu/Ce4+→Cuδ+/Ce3+.     

水下散体颗粒滑坡产生海啸波的实验研究

海底滑坡海啸作为仅次于地震海啸的重要海啸形态,常常发生于靠近海岸带的陆架和陆坡等区域,且由于其近岸灾害影响显著、物理机制复杂、难以监测和预警等特点,给靠近海岸带的居民造成了巨大的生命财产损失．关于水上滑坡海啸的实验研究相对比较充分,而对水下滑坡海啸和部分淹没滑坡海啸的研究则相对较少．本研究在大型波浪水槽中进行了斜坡上散体水下滑坡激发海啸的机理实验,研究了滑坡体的滑移距离、海啸波的形成过程以及海啸波的幅值、波速、非线性等特征,系统地认识了滑坡体质量、水深以及滑坡角度对滑坡海啸波高的影响规律,并提出了改进的水下滑坡海啸特征参数经验公式．     

Strain-induced ferroelectric phase transitions in incipient ferroelectric rutile TiO2

Uniaxial strain induced ferroelectric phase transitions in rutile TiO₂ are investigated by first-principles calculations. The calculated results show that the in-plane tensile strain induces rutile TiO₂, paraelectric phase with P_4-2/mnm (D_4h) space group, to a ferroelectric phase with P_m (C_s) space group,driven by the softening behaviour of the E_u1 mode. In addition, the out-of-plane tensile strain, vertical to the ab plane, leads to a ferroelectric phase with P_42nm (C_4v) space group, driven by the softening behaviour of the A_2u mode. The critical tensile strains are 3.7% in-plane and 4.0% out-of-plane, respectively. In addition, the in-plane compression strain, which has the same structure variation as out-of-plane tensile strain due to Poisson effect, leads the paraelectric rutile TiO₂ to a paraelectric phase with P_nnm (D_2h) space group driven by the softening behaviour of the B_1g mode. These results indicate that the sequence ferroelectric (or paraelectric) phase depends on the strain applied. The origin of ferroelectric stabilization in rutile TiO₂ is also discussed briefly in terms of strain induced Born effective charge transfer.     

Pt基电极材料硫中毒机理的计算机模拟研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法和超原胞模型,计算并分析了Pt及Cu掺杂的Pt基合金的表面态密度,以及S在Pt及Pt基合金表面的吸附能和态密度情况.考虑了多种掺杂体系及吸附构型,结果表明：Cu掺杂会降低Pt基体系表面费米能级附近态密度,Pt皮肤的存在可以有效地减小Cu掺杂对体系表面态密度的影响;与S在纯Pt表面吸附相比较,S在掺杂体系表面的吸附能较小,且S的吸附对掺杂体系费米能级附近表面态密度影响较小. 以上研究结果有助于为改善Pt基电极材料的催化性能,尤其是其抗S中毒性能提供理论依据.     

吡唑基镁卤化物/四氢呋喃可充镁电池电解液

将不同配比的吡唑与格氏试剂反应制得的吡唑基镁卤化物/四氢呋喃（THF）溶液用作可充镁电池电解液,采用循环伏安和恒电流充放电测试研究了该电解液的镁沉积-溶出性能和氧化分解电位;并通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对沉积物的组分和形貌进行了分析. 结果表明,吡唑上的取代基、吡唑与格氏试剂的反应配比对电解液的电化学性能都有影响. 1 mol·L^-1 1-甲基吡唑-PhMgCl（1：1摩尔比）/THF反应配制的电解液在不锈钢（SS）集流体的阳极氧化分解电位达到2.4 V（vs Mg/Mg²⁺）,并具有镁沉积-溶出电位低、循环稳定性高、配制方便的特点,有希望应用于实际的可充镁电池体系中.     

风力机翼型尾缘襟翼动态特性分析

采用计算流体力学方法研究了带有运动尾缘襟翼的风力机翼型,考察了襟翼偏转角频率对翼型气动参数及非定常特性的影响。结果表明:多数情况下,翼型升力系数滞后于偏转角变化,且相位差随着角频率的增加先增大后减小;尾缘襟翼改变升力系数的能力随着角频率的增加而减小;以尾缘襟翼长度为特征尺度定义的襟翼折合频率可作为尾缘襟翼问题非定常特性的判断准则,当该折合频率大于或接近0.01时,流场具有明显的非定常特性。     

天空背景光学辐射特性测量北大核心CSCD

光学成像和光信息空间传输等领域需要对天空背景特性进行定性或定量的研究。Modtran等模拟计算方法无法有效模拟复杂多样的气候条件和地理环境。建立专门的测量装置获取天空背景光谱特性参数,与理论模型计算结果进行了比对,分析了两者的一致性和差别。通过观测数据得出:在天空比较均匀的环境中,天空光谱亮度通常随着太阳角的增大而减小,当观测方向接近地平面时(大约同地平面夹角小于30°),天空亮度随着太阳角的增大而增大;在晴朗无云的天空中,光谱亮度分布偏蓝,天空亮度主要集中在短波段部分;在阴天和有云天观测到的天空亮度光谱明显红移。     

铝箔力学性能的实验研究

铝箔已被广泛应用于电子工业,现又被用作锂电池正极集流体,因而对于铝箔的力学性能要求也在不断提高。通过表征和研究铝箔的力学性能(弹性模量、屈服强度、断裂强度等),能够为铝箔相关技术的可靠性研究提供必要的数据支持和理论指导,从而使铝箔得到合理和可靠的使用。本文运用微拉伸、纳米压痕和动态力学分析(DMA)实验,分别研究了不同厚度的H18态和O态铝箔的力学性能。结果表明两者的弹性模量均约为30GPa,仅为块材的一半;H18态铝箔材料的断裂强度要明显强于块材,而O态铝箔材料的断裂强度则明显小于块材;此外,H18态铝箔材料的屈服强度明显大于块材,O态铝箔材料的屈服强度与块材相仿。并且,随着厚度的增加,H18态铝箔材料的延伸率显著增大,但是仍远小于块材。通过扫描电子显微镜(SEM)对铝箔材料断裂形貌进行微观分析,发现铝箔的拉伸断裂方式为脆性断裂。