Bi4B2O9晶体及其熔体结构的高温原位拉曼光谱研究

利用密度泛函理论计算了Bi₄B₂O₉晶体的常温拉曼光谱, 并通过与实验拉曼光谱对比, 对其振动模式进行了归属. 利用高温原位拉曼光谱研究了Bi₄B₂O₉从常温到750 ℃升温过程中微结构的变化. 随着温度的升高, 晶体的平均键长变长, 键角分布变宽, 熔化后晶体中的BiO₄和BiO₅多面体解体, BO₃构型则保持三配位不变. 运用量子化学从头算法模拟了Bi₄B₂O₉的熔体结构并与实验拉曼光谱进行了对比分析, 发现在Bi₄B₂O₉熔体中B原子团簇为孤立的BO₃构型, Bi ³⁺游离于BO₃之间, 并结合未参与形成BO₃的O原子起到平衡电荷的作用.     

Zn-Mg合金的长程Finnis-Sinclair势

通过拟合Mg的晶格能、晶格常数、弹性常数,并将其与前人的结果相比较后获得了描述Mg的最优长程Finnis-Sinclair(F-S)势函数参数,使用同样方法并引入修正因子后得到了Zn的长程F-S势参数.基于单质Zn,Mg的F-S势参数,进一步拟合合金Mg₂₁Zn₂₅,MgZn₂,Mg₂Zn₁₁的晶格常数、晶格能获得Zn-Mg原子对的F-S势参数,构建了整套描述Zn-Mg合金的长程F-S势参数.在此 关键词： 长程Finnis-Sinclair势 Zn-Mg合金 分子动力学模拟     

A New Method for the Raman Spectra Calculation of Vitreous or Molten Silicate

A new method is deduced to calculated the Raman spectra of vitreous or molten silicate.This method includes five steps:(i) molecular dynamics simulation to generate thousands of vitreous or molten configurations in equilibrium;(ii)decomposing the configurations into five kinds of defined tetrahedral units;(iii) normal vibrational analysis with Wilson‘s GF matrix method for the eigenfrequencies and eigenvectors of each tetrahedral unit;(iV) Raman intensity calculations for each vibrational mode by utilizing the electro-optical parameter method and bond polarizability model;(v)accumulating the data of frequencies and corresponding intensities to form the prtial Raman spectral line of each defined tetrahedral unit and finally the envelope.     

高温拉曼光谱提高信噪比的途径分析

结合累积时间分辨和空间分辨建成了上海大学高温拉曼谱仪SU-HTRS(T/S).由于高温噪声的不可避免,采用了移动平均方法,傅里叶变换滤波和小波分析的方法对其进行了数据降噪处理.在不同噪声水平上分析了不同处理方式对谱峰中心位置、强度、面积的影响及处理后数据的光滑度的影响.三种方法比较起来,移动平均法快而简单,小波分析的去噪效果最好.     

Zn-Mg合金的结构分析和Zn-Mg扩散体系的物相分布

分子动力学(MD)模拟常采用径向分布函数(RDF)、Honeycutt-Anderson (HA)键型指数法、原子团类型指数法(CTIM)表征物相的微观结构. 本文依据CTIM 理论, 对CTIM 进一步发展, 使CTIM 不仅能够表征bcc\fcc\hcp\非晶体, 也能表征其它晶系的晶体结构. 本文采用CTIM 完成Zn-Mg 合金标准晶体的结构表征和Zn-Mg扩散体系物相分布的分析. 结果表明: 合金组元的CTIM指数不仅反映了Mg₂₁Zn₂₅、MgZn₂、Mg₂Zn₁₁晶体结构的差异, 也说明了Mg₄Zn₇、MgZn₂晶体结构十分相近. Zn-Mg扩散体系两步法模拟后, 体系两端交替分布着hcp 与fcc 结构; 体系中部形成大量的非晶体; Zn原子端交替分布着hcp 与fcc 结构的界面区域主要是Zn12-C类原子.     

硅酸盐熔体高温Raman光谱定量分析中若干问题的探讨

根据Raman光谱定量分析的基本原理,分析了高温Raman光谱定量分析中存在的主要困难及可能的解决方法,得出高温Raman光谱定量分析的基本途径。     

硼氧链振动模式及其Raman活性研究

作者选取硼酸盐多种链状结构的阴离子,使用从头计算(abinitio)的方法对这些阴离子的进行优化,最终得到它们的平衡构型,在这些结构中,BO3是组成链状结构的基本单元。结构单元中所有的BO3结构单元都参与了硼酸盐的链式弯曲共振的特征振动,该振动是一个共振耦合,它的Raman活性在所有的频率中最大,如果结构单元中的支链的位置相同,该振动的Raman活性与主链中硼原子的数目成正比。如果硼酸盐的链中存在支链,则该支链可能会影响它的第一、第二级近邻的结构单元,并且还会引起结构单元的Raman活性的下降。     

Na_2Si_2O_5·xFe_2O_3玻璃和熔体的Raman光谱研究

通过溶胶 凝胶法制取了Na2Si2O5·xFe2O3(x=1,3,5%)玻璃,其玻璃和熔体的Raman谱图表明随铁含量的增加920cm-1谱峰明显增强,而1000cm-1附近则出现一个小的尖峰。讨论了引起这些谱峰变化的原因。     

H在Mg(0001)表面吸附、解离和扩散的第一性原理研究

采用基于密度泛函的第一性原理方法, 同时结合Nudged Elastic Band方法, 系统研究了H2分子和H原子在Mg(0001)表面的吸附过程. 给出了H2分子的解离路径和势垒, 结果表明H2分子的吸附过程中仅存在物理吸附; 在给出H原子在Mg(0001)表面的吸附势能面的基础上, 进一步研究了H原子在Mg(0001)表面及体内的扩散过程. 计算发现, Mg(0001) slab存在表面效应, 且对H原子的表面扩散影响较明显. 在此基础上, 通过比较解离、扩散和放氢环节的激活能数据, 为H2分子的解离和氢化物的放氢过程是速控步骤这一结论提供了理论支持.     

CaSiO3从熔体到玻璃的结构和拉曼光谱性质研究

采用分子动力学模拟以及一种计算拉曼谱的新方法研究了CaSiO₃从高温熔体淬火到室温玻璃态的过程中微结构性质和拉曼谱的变化。在结构变化中，主要是键长随温度的降低而缩短，并且Si-O_b键长的下降幅度明显比Si-O_nb的下降幅度大，另外Si-O_b和Si-O_nb两种键的物质的量分数的变化说明温度的降低使体系的无序度降低。随着温度的降低，偏拉曼谱中表征5种Q_i的强特征峰的频率都呈上升趋势，而且基本与温度呈一个直线关系。计算结果还证实，温度对拉曼散射系数没有影响。得到的拉曼散射系数的两个比值分别为：S₃/S₂=0.3987和S₂/S₁=0.4801，与实验值吻合得非常好。