基于Levenberg-Marquardt算法的动态磁性检测站磁定位方法研究

针对舰船动态磁性检测站需要确定磁场测量点坐标以进行舰船磁性分析的情况,利用Levernberg-Marquardt算法及磁体模拟法提出了一种动态磁性检测站磁定位方法。该方法利用包含定位参数的舰船磁场模型设计了目标函数,通过Levernberg-Marquardt算法经由定位参数的初始估计收敛到使目标函数最优的定位参数解。船模实验证明,定位结果较准确,能用来描述动态测磁时舰船磁场测量面上测量点的位置,在此基础上能通过舰船磁场推算掌握舰船的磁场分布情况,进而快速制定舰船消磁决策。     

不同SnO2晶体结构的力学性能及电子结构

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势法, 用广义梯度近似(GGA)PBE交换相关泛函, 对高压相变产生五种不同SnO2晶体结构的电子结构和力学性质进行了第一性原理计算. 计算结果表明, Pnam型SnO2的形成相对困难, 体模量较大, Pbca和Pnam型SnO2的维氏硬度值相差不明显. 不同晶体结构的带隙存在差异, 导带区域电子分布和弥散程度大于价带区域,局域性差. 五种SnO2晶体结构的价带部分约在-10 - 0 eV和-20 - -15 eV处, 主要贡献来自于O 2p、2s轨道. 光学性质计算表明, Pnam结构对紫外波段光的吸收最明显, 同时给出电子轨道跃迁规律.     

不同温度下Cu/FeS复合材料摩擦过程中组织演变的分子动力学模拟研究

通过计算机模拟的方法对不同温度下Cu//Cu/FeS摩擦副的摩擦性能进行计算研究,结果发现:当环境的温度在500 K时,摩擦副的摩擦系数出现第一个谷值,而此时金属铜发生再结晶,黏着磨损更为明显;700 K时,黏着层数减小而摩擦系数却有所增大,主要是由于复合材料内部的FeS结构发生转变造成.计算结果还证明:在高温情况下,增强相FeS存在先分解再重新结合的2个过程,并指出Cu/FeS复合材料在900 K时,仍然具有很好的减摩耐磨作用.还对不同温度摩擦时复合材料内部的组织演变过程进行系统分析,分析结果表明,随着温度的升高,FeS的结构发生演变,从六方NiAs型超结构相转变为简单NiAs型结构相,并且随着温度的升高,FeS结构的 c/a 也在不断减小,这些都影响着复合材料的摩擦性能.     

反应合成Cu//FeS复合材料摩擦磨损分子动力学模拟

通过分析摩擦磨损试验后Cu//FeS复合材料的透射电子显微镜和扫描电子显微镜照片,分别建立Cu//Cu接触表面和Cu//FeS接触表面两种模型.分子动力学模拟表明,铜铜摩擦副间主要发生黏着磨损;Cu//FeS摩擦过程中,FeS形成结实且紧密的层状结构,并且沿密排面(0001)方向滑移,且滑动只发生在中间层内部.试验结果证实Cu//FeS复合材料耐磨性能优于纯铜摩擦材料,FeS自润滑材料在铜基复合材料中起到了良好的减磨作用.     

Al、Zn、Mn、Zr、Ca对Mg合金电子结构影响的第一性原理研究

应用密度泛函理论研究了合金元素Al、Zn、Mn、Zr、Ca对α-Mg合金电子结构的影响。对合金元素添加后的结构进行了优化。在稳定结构的基础上,通过对不同合金元素的形成能、态密度、布居分布、差分电荷密度的分析,认为引起合金性能变化的原因是各合金元素的电负性和原子半径的大小不同所致,对比了合金元素对材料电子结构的影响,从理论上解释了Zr、Ca强烈的合金强化、细化作用。     

BaC_2异构体电子结构性质的密度泛函理论计算

第一原理计算了BaC2低温和常温两种异构体的电子结构性质,得到了二碳化钡的能带结构及电子密度.发现BaC2是典型的离子键结合晶体,认为在两种异构体中存在强C—C共价键及Ba—C离子键.分析了两种结构的Ba—C间电子密度及布居分布,认为结构中哑铃形的C2为C≡C键,在I4/mmm结构中相互作用的Ba—C2距离为0.2945nm,C2/c为0.2744nm,C≡C键长在两种晶体结构中分别为0.1185nm,0.1136nm,与C2H2中的C≡C键长相似.I4/mmm结构的能带子带拆解表明了原子亚层电子的轨道成键,讨论了C22-的电荷转移及对材料的影响.BaC2两种结构的振动谱和热力学性质计算表明,其异构体结构转变是典型的温度诱发相变,相变温度约为132K,与相关文献的预测一致.     

CuInSe2电子结构与光学性质的第一性原理计算

从头计算了CuInSe2(CIS)体相的性质,参数设定和性质计算都基于密度泛函理论,交换相关能采用GGA,泛函形式为PBE,原子间相互作用的描述采用超软赝势.计算发现CIS中存在共价键,是一种非典型的离子型晶体,在整个晶体内存在共用电子对,Cu原子和Se原子的作用大于Se原子和In原子.CIS是一种典型的直接带隙半导体,计算得到了光学性质的各项参数,包括折射指数和反射率,吸收系数以及介电函数与光子能量的关系,发现CIS的主要光吸收峰有6个,分别为:3.1,7.6,10.0,16.1,19.0,21.0 eV,理论上最强吸收峰在紫外光区.     

CuInSe2电子结构与光学性质的第一性原理计算

从头计算了CuInSe₂(CIS)体相的性质，参数设定和性质计算都基于密度泛函理论，交换相关能采用GGA，泛函形式为PBE，原子间相互作用的描述采用超软赝势.计算发现CIS中存在共价键，是一种非典型的离子型晶体，在整个晶体内存在共用电子对，Cu原子和Se原子的作用大于Se原子和In原子.CIS是一种典型的直接带隙半导体，计算得到了光学性质的各项参数，包括折射指数和反射率，吸收系数以及介电函数与光子能量的关系，发现CIS的主要光吸收峰有6个，分别为：3.1，7.6，10.0，16.1，19.0，21.0eV，理论上最强吸收峰在紫外光区.     

金红石型TiO2(110)表面性质及STM形貌模拟

采用密度泛函理论从头计算了金红石型TiO₂(110)表面的相关性质,切片模型含有9层原子,采用化学整比表面结构,晶胞真空层厚度为1.5nm,原子价电子采用超软赝势表达.差分电子密度分布图发现原子附近区域电子密度分布以球对称为主,电子定域形成离子键的趋势较强,但在Ti和O原子之间存在较弱的共价键.模拟了金红石型TiO₂(110)表面结构的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)图像,利用Tersoff-Hamann的成像理论,在+2V的正向偏压下,采用一系列变化的数值作为STM探针离表面桥式氧的距离,分析了相关态密度的变化,发现(110)表面的STM形貌凸起部分来自于5—Ti原子,而不是2—O原子(桥式氧),在TiO₂(110)表面结构成像中,电子效应起主导作用,证实了STM实验观察到的亮行是Ti原子的结果. 关键词： 功能材料 密态泛函理论 表面结构 STM像     

金红石型TiO2(110)表面性质及STM形貌模拟

采用密度泛函理论从头计算了金红石型TiO2(110)表面的相关性质,切片模型含有9层原子,采用化学整比表面结构,晶胞真空层厚度为1.5nm,原子价电子采用超软赝势表达.差分电子密度分布图发现原子附近区域电子密度分布以球对称为主,电子定域形成离子键的趋势较强,但在Ti和O原子之间存在较弱的共价键.模拟了金红石型TiO2(110)表面结构的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)图像,利用Tersoff-Hamann的成像理论,在 2 V的正向偏压下,采用一系列变化的数值作为STM探针离表面桥式氧的距离,分析了相关态密度的变化,发现(110)表面的STM形貌凸起部分来自于5-Ti原子,而不是2-O原子(桥式氧),在TiO2(110)表面结构成像中,电子效应起主导作用,证实了STM实验观察到的亮行是Ti原子的结果.