真空中金属丝电爆炸数值模拟研究

利用金属丝电爆炸物理数学模型对电爆炸物理过程开展了数值模拟,研究了不同直径铝丝电爆炸特性,进一步分析了金属丝内沉积能量、电压击穿时刻、电压峰值随金属丝直径的变化规律,并与相关实验数据作了对比。     

石墨烯纤维材料的化学气相沉积生长方法

石墨烯纤维材料是以石墨烯为主要结构基元沿某一特定方向组装而成或由石墨烯包覆纤维状基元形成的宏观一维材料。根据组成基元的不同可将石墨烯纤维材料分为石墨烯纤维和石墨烯包覆复合纤维。石墨烯纤维材料在一维方向上充分发挥了石墨烯高强度、高导电、高导热等特点,在智能纤维与织物、柔性储能器件、便携式电子器件等领域具有广阔的应用前景。随着化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)制备石墨烯薄膜技术的发展,CVD技术也逐渐应用于石墨烯纤维材料的制备。利用CVD法制备石墨烯纤维可避免传统纺丝工艺中繁琐的氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)还原过程。同时,通过CVD法直接将石墨烯沉积至纤维表面可以保证石墨烯与纤维基底之间强的粘附作用,提高复合纤维的稳定性,同时可实现对石墨烯质量的有效调控。本文综述了石墨烯纤维材料的CVD制备方法,石墨烯纤维材料优异的力学、电学、光学性质及其在智能传感、光电器件、柔性电极等领域的应用,并展望了CVD法制备石墨烯纤维材料未来的发展方向。     

Modeling research in low-medium temperature geothermal field, Tianjin

The geothermal reservoir in Tianjin can be divided into two parts: the upper one is theporous medium reservoir in the Tertiary system; the lower one includes the basement reservoir inLower Paleozoic and Middle-Upper Proterozoic. Hot springs are exposed in the northern mountainand confined geothermal water is imbedded in the southern plain. The geothermal reservoir is in-cised by several fractures. In recent years, TDS of the geothermal water have gone up along withthe production rate increasing, along the eastern fracture zone (Cangdong Fracture and West Bai-tangkou Fracture). This means that the northern fracture system is the main seepage channel ofthe deep circulation geothermal water, and the reservoir has good connection in a certain area anddefinite direction. The isotopic research about hydrogen and carbon chronology indicates that themain recharge period of geothermal water is the Holocene Epoch, the pluvial and chilly period of20 kaBP. The karst conduits in weathered carbonate rocks of the Proterozoic and Lower Paleozoicand the northeast regional fracture system are the main feeding channels of Tianjin geothermalwater. Since the Holocene epoch, the geothermal water stayed at a sealed warm period. Thetracer test in WR45 doublet system shows that the tracer test is a very effective measure forunderstanding the reservoir's transport nature and predicting the cooling time and transportvelocity during the reinjection. 3-D numerical simulation shows that if the reinjection well keeps asuitable distance from the production well, reinjection will be a highly effective measure to extractmore thermal energy from the rock matrix. The cooling of the production well will not be a problem.     

真空中铝单丝电爆炸的实验研究

开展了铝单丝在负极性电流脉冲作用下电爆炸特性的研究.利用皮秒激光探针,搭建了阴影、纹影和干涉的光学诊断平台,得到了不镀膜铝丝典型的能量沉积过程,在电压崩溃时刻其沉积能量为2.4 eV/atom.为了增加金属丝内的沉积能量,开展了相同电参数及金属丝尺寸下的镀膜铝丝电爆炸实验,其沉积能量可达到5 eV/atom,实现了在电压崩溃之前铝丝完全气化(完全气化所需能量为4 eV/atom).阴影图像展示了高密度丝核区域的膨胀过程,不镀膜铝丝平均膨胀速度为2.2 km/s,而镀膜铝丝因为沉积能量大,其膨胀速度约为不镀膜铝丝的2.3倍,高密度区域膨胀速度为5 km/s.由于阴影不能反映低密度等离子体的膨胀,开展了平行双丝实验,通过测量自发光辐射,估算了低密度等离子体的膨胀速度.利用条纹相机拍摄了不镀膜铝丝电爆炸过程中自发光区域的图像.纹影图像清晰地展示了不镀膜铝丝在电爆炸过程中形成的核冕结构,而镀膜铝丝电爆炸过程中核冕结构得到了一定程度的抑制.从干涉图像计算了相移,在轴对称假设下对相移进行阿贝尔逆变换,重构了三维的铝原子数密度分布.     

稀土元素(La,Y)掺杂GaN的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,对稀土元素La,Y单掺杂和La和Y共掺杂GaN的晶格常数、电子结构及光学性质进行了计算与分析.计算结果表明:掺杂改变了GaN的能带结构,未掺杂和Y掺杂形成导带底和价带顶位于G点的直接带隙半导体,而La掺杂和La和Y共掺杂形成导带底位于G点,价带顶位于Q点的间接带隙半导体.可以通过掺杂元素来调制GaN的禁带宽度和带隙类型,掺杂均提高GaN在低能区的静态介电常数、反射率、折射率,使光子的跃迁强度增大,说明稀土元素La,Y掺杂可有效调制GaN的光电性质.     

神经节系列鞘糖脂氨基半乳糖模块的快速合成

以D-氨基半乳糖盐酸盐为原料,经四步反应合成了2-N-三氯乙氧羰酰氨基-半乳糖对甲苯硫苷(3);3经两步区域选择性乙酰化反应合成了4,6-O-二-乙酰基-2-N三氯乙氧羰酰氨基-2-脱氧-β-D-吡喃半乳糖对甲苯硫苷(总收率70%),其结构经1H NMR和ESI-MS确证。     

制冷空调系统替代工质的发展现状及方向

本文主要针对CFC11、CFC12以及HCFC22介绍了目前替代工质的发展现状,阐述了混合工质以及氨、二氧化碳、碳氢化合物等自然工质作为替代工质的特点以及其发展现状,总结了制冷空调系统替代工质的发展方向。     

KDP晶体固-液界面吸附行为的分子模拟研究

通过构建晶体表面-KDP分子界面吸附结构模型, 采用分子动力学和密度泛函计算方法研究KDP分子在(001)和(010)面吸附的物理化学过程, 考察了温度对物理吸附行为的影响. 研究表明: KDP晶体表面的吸附过程和生长习性主要由化学吸附主导, 化学吸附能的计算表明[K-O₈]基元在(001)界面的结合能是(010)界面结合能的2.86倍; 在饱和温度附近, [H₂PO₄]^-阴离子在KDP界面的物理结合能随温度的变化呈现振荡特征, 溶液中有较多的离子团簇形成, 溶液变得很不稳定; 当温度从323 K降低至308 K时, 水分子在界面的结合能总体呈下降趋势, 而KDP分子在界面的吸附能总体呈上升趋势, 脱水过程是水分子和[H₂PO₄]^-阴离子在固液界面边界层竞争吸附的结果. 研究结果对确足晶体生长界面动力学过程发展和完善晶体生长理论有重要意义. 关键词： 分子动力学 双层结构模型 结合能     

激光径向偏振光栅反射镜的研究

径向偏振光是近些年引起广泛关注的一种新型偏振光,它在粒子操控、金属切割和提高显微镜分辨率方面具有广阔的应用前景。径向偏振光可以通过在激光器谐振腔内应用径向偏振光栅反射镜来获得。首先在顶层刻蚀光栅反射镜的模型上通过自编程序分析光栅反射镜各参数对光栅性能的影响,然后设计出光栅反射镜复合结构并结合微纳加工工艺进行了可行性分析。     

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为了准确计算稠密等离子体电离平衡,在理想Saha方程的基础上,加入了压致电离理论和德拜理论相结合的修正。此电离模型可以描述稠密等离子体内电离机制随着密度的增加由热电离转变为压致电离的现象。压致电离理论结合德拜理论修正的 Saha 方程的计算结果与其它电离模型结果作了对比和分析。电离气体区域采用完全电离等离子体模型计算电子弛豫时间,而在凝聚态区域采用电子平均自由程计算电子弛豫时间。提出了将两个区域平滑连接起来的公式,从而建立了一种可以计算从理想等离子体态到凝聚态物质的半经验电导率模型,半经验模型计算结果与实验数据作了对比。