40CrNiMo的价电子结构及其对相变动力学的影响

利用余瑞璜的“固体与分子经验电子理论“对40 CrNiMo奥氏体结构进行了键距差(BLD)分析,依据原子杂化状态、原子磁距、实验键距等已知资料建立了40 CrNiMo奥氏体的价电子结构;用固溶体微观不均匀性理论进行推理揭示了C-Cr,C-Ni,C-Mo在奥氏体中的短程偏聚。用电子显微分析及能谱分析证实了C-Cr,C-Ni,C-Mo偏聚对相变产物的影响。据此,40 CrNiMo等温转变动力学曲线的形成便追溯到合金相的价电子结构。     

弹体高速侵彻效率的实验和量纲分析

为了研究高速侵彻时弹体撞击速度、材料强度等对质量侵蚀特性和侵彻效率的影响规律,开展了不同材料强度和长径比的弹体高速侵彻半无限厚素混凝土靶实验,弹体撞击速度为880~1 900 m/s,弹头形状为尖卵型(半径口径比为3),口径为30 mm。由实验发现:弹体撞击速度对侵彻效率的影响呈抛物线分布,最大侵彻效率时的弹体特征撞击速度约1 400 m/s;高速侵彻时弹体的质量侵蚀主要发生在卵形头部,弹身及尾部损伤极少;速度超过特征撞击速度时,弹体侵蚀严重,甚至弯曲变形或解体;弹体强度提高至约2倍时,质量侵蚀率降低约80%。基于实验,利用量纲分析原则建立了量纲一侵彻效率和量纲一弹体撞击速度的函数关系式,可估算出最大侵彻效率对应的弹体撞靶速度,为高速侵彻效应模拟实验提供理论指导。     

考虑弹丸侵蚀的垂直侵彻混凝土模型及算法研究

现有试验表明:当弹丸侵彻速度低于1000m/s时,因侵彻过程中与混凝土会发生摩擦碰撞,其中损失的质量的总量与弹丸初始侵彻的动能成线性关系。本文利用此侵蚀规律提出了一种考虑弹丸侵蚀的垂直侵彻混凝土靶侵彻模型及算法,此模型中弹丸侵彻阻力由空腔膨胀理论模型计算。采用本文的模型预测了弹丸侵彻混凝土过程中的弹丸头部形状的变化、质量损失、侵彻深度等,将模型计算结果与实验数据对比发现,侵彻深度误差小于10%,质量损失误差在15%以内,表明了模型具有良好的精度和实用性。     

L2′型多元固溶体价电子结构的计算

本文利用余瑞璜的“固体与分子经验电子理论”提出:(1)₂^′型多元置换、间隙型固溶体的价电子结构计算模型;(2)未知键距结构固溶体的键距差(BLD)分析方法;(3)BLD分析中解的不唯一性的处理。     

红外波长上转换器件中载流子阻挡结构的研究

复杂半导体材料结构中的载流子分布特性对器件性能有重要影响. 本文针对一种新型的波长上转换红外探测器, 研究了载流子阻挡结构对载流子分布和器件特性的影响. 论文通过自洽求解薛定谔方程、泊松方程、电流连续性方程和载流子速率方程分析了不同器件结构中的空穴分布. 同时, 生长了相应结构的外延材料, 并通过电致荧光谱分析了载流子阻挡结构对器件特性的影响. 结果表明, 2 nm厚的AlAs势垒层既能有效阻挡空穴又不影响电子输运, 有利于制作波长上转换红外探测器. 此外, 论文分析了阻挡势垒层的厚度和高度以及工作温度对载流子分布的影响. 本文研究结果亦可应用于其他载流子非均匀分布的半导体器件.     

低合金超高强度钢奥氏体的价电子结构及其对相变动力学的影响

本文依固体与分子经验电子理论建立了低合金超高强度钢30 CrMnSiNi₂A,40CrMnSiMoVA奥氏体的价电子结构。从价电子结构导致的C-Me偏聚讨论了各主加元素在相变动力学中的行为。从相变驱动力和偏聚力的交互作用讨论了合金元素对相变产物组织形态的影响。据此把超高强度钢的成份设计追溯到合金的价电子结构。     

铸铁的价电子结构及元素石墨化行为的判据

计算了常用合金元素在铸铁相中的价电子结构.取相结构中最强共价键的键能为结构形成因子“S”,揭示了合金元素原子的电子结构与平衡凝固、非平衡凝固及石墨化的关系.以石墨的结构形成因子及渗碳体最强共价键上的n_A为临界值,提出了合金元素石墨化行为的判据.将此判据用于常用的合金元素,发现理论与实际符合得极好.     

辐射安全与环境保护工作

本文简要介绍我院辐射安全与环境保护工作的概况。     

低浓度煤层气在发烟硫酸中液相部分氧化的催化剂研究

在发烟硫酸溶液中,对低浓度煤层气液相部分氧化的催化剂进行了筛选,考察了硫酸盐化合物系列、过渡金属化合物系列、碘化合物系列对低浓度煤层气液相部分氧化的催化活性,对筛选出的碘催化剂进行了催化剂加入量的考察,并对碘催化剂的催化机理进行了讨论。结果表明,碘单质的催化效果最好,低浓度煤层气中甲烷转化率可达79.69%,甲烷选择性可达83.74%。在对碘催化剂加入量的考察中发现,随着碘催化剂加入量的增加,低浓度煤层气的转化率先增加,达到最大值以后,再逐渐减小。根据甲烷在发烟硫酸溶液中液相部分氧化的反应机理,提出低浓度煤层气在发烟硫酸溶液中液相部分氧化的反应机理属于亲电反应机理。     

靶板厚度对卵形弹丸垂直贯穿中等厚度混凝土靶的影响

为研究卵形弹丸贯穿中等厚度混凝土靶体的贯穿规律,开展直径60 mm尖卵形弹丸贯穿不同厚度混凝土靶体的侵彻实验,获得了不同撞击速度的弹丸贯穿不同厚度混凝土靶体的剩余速度规律。结合无网格SPH方法、RHT混凝土本构以及状态方程,对贯穿实验进行数值模拟,对不同工况下的弹丸过载规律以及靶体的损伤过程的分析发现:弹丸贯穿中等厚度混凝土靶体的贯穿过程分为开坑阶段、隧道稳定侵彻阶段以及靶背影响出靶阶段,在相同初始撞击速度下的靶背影响区的厚度随着靶体厚度的增加而增大。实验结果与数值模拟结果对比,表明模型能够有效模拟弹丸贯穿混凝介质问题,研究结果可为贯穿机理的研究提供参考。