氦在铝表面辐照和积聚的团簇动力学模拟

我们利用团簇动力学模型(IRadMat)研究了keV-He离子辐照金属铝的缺陷动力学和氦的聚集行为.通过对不同俘获类型(团簇、晶界和位错)俘获He浓度的定量分析,我们发现大多数He原子被晶界吸收,这成为铝在低辐照通量下发生脆化的主要原因.随着辐照能量的增加,He滞留峰的位置会变得更深.然而,随着辐照通量的增加,He在体内的滞留量会变得更多,但滞留深度的峰值位置不变.我们的结果表明,晶界的影响在He的滞留分布以及铝的脆化行为中起着关键作用,这也有助于我们理解He在金属中的动力学行为和损伤的分布.     

射频放电等离子体中CO_2及CO_2-H_2混合气转化反应的原位研究（英文）

为探索CO_2气体在低温等离子体中的分解规律,开展了近室温条件下,射频等离子体中CO_2及CO_2-H_2混合气体的电离分解行为研究。反应产物通过差分四极质谱进行在线分析,并通过发射光谱对等离子体状态进行诊断。研究结果表明,在射频电场作用下二氧化碳气体迅速电离并部分分解为一氧化碳和氧气,随着射频功率升高CO_2分解率提高,而能量效率降低。氢气的加入可以显著降低CO_2分解达到平衡所需的时间,随着H_2含量的增加,二氧化碳的分解率先降低后升高,H_2的电离状态与对CO_2分解氧的消耗是导致CO_2分解率V字形变化的主要原因。     

Li-Y-H三元氢化物的结构和稳定性研究

本文基于粒子群优化算法的结构预测方法结合第一性原理计算,研究了LiYH₄,Li₂YH₅和Li₃YH₆在0—300 GPa压力范围内的晶体结构、电子结构、热力学和动力学稳定性.研究结果表明LiYH₄-P4/nmm,Li₂YH₅-I4/mmm和Li₃YH₆-P4/nmm结构可分别在169—221 GPa,141—300 GPa和166—300 GPa压力范围内由LiH和YH₃按一定配比加压合成.富氢化合物的超导电性研究成为近年来高温超导体研究领域的热点,该研究结果有希望为Li-Y-H三元体系氢化物的超导电性研究及实验合成提供数据支撑.     

Electronic structures and thermodynamic stabilities of aluminum-based deuterides from first principles calculations

The alanates (complex aluminohydrides) have relatively high gravimetric hydrogen densities and are among the most promising solid-state hydrogen-storage materials. In this work, the electronic structures and the formation enthalpies of seven typical aluminum-based deuterides have been calculated by the plane-wave pseudopotential method, these being AlD₃, LiAlD₄, Li₃AlD₆, BaAlD₅, Ba₂AlD₇, LiMg(AlD₄)₃ and LiMgAlD₆. The results show that all these compounds are large band gap insulators at 0 K with estimated band gaps from 2.31 eV in AlD₃ to 4.96 eV in LiMg(AlD₄)₃. The band gaps are reduced when the coordination of Al varies from 4 to 6. Two peaks present in the valence bands are the common characteristics of aluminum-based deuterides containing AlD₄ subunits while three peaks are the common characteristics of those containing AlD₆ subunits. The electronic structures of these compounds are determined mainly by aluminum deuteride complexes (AlD₄ or AlD₆) and their mutual interactions. The predicted formation enthalpies are presented for the studied aluminum-based deuterides.     

基于密度泛函理论对等离子体中H/CO2相互作用的第一性原理研究

深入理解辐照条件下氢同位素与CO₂反应的微观机制,可为聚变堆氘氚燃料循环工艺的优化设计提供数据支撑。基于此,采用第一性原理计算研究了等离子体放电条件下H₂和CO₂的微观反应机制,研究了不同温度和氢同位素效应对反应过程的影响。通过内禀反应坐标（IRC）算法结合反应过渡态获得4条初始反应路径,并对比研究了生成产物CH₄及CH₃OH的2条路径在热力学上的容易程度,以及不同氢同位素对各个反应的影响。研究发现,氚的自发衰变或等离子体中的高能电子都会诱导氢同位素与CO₂发生反应,形成CO、H₂O、CH₄及CH₃OH等产物;在高能电子诱导CO₂的离解后,由4条初始反应路径组成的复杂反应可以自持发生,且该复杂反应中存在2种倾向;升高反应温度对CO₂转化为有机物（CH₄和CH₃OH）具有一定的促进作用。     

固体聚合物电解质水电解进行h/d同位素分离

固体聚合物电解质;水电解;电催化剂;氢同位素;分离     

铈和Ce-20La合金的晶粒长大动力学

使用真空电弧熔炼和铜模吸铸方法制备了Ce和Ce-20La两种材料,采用X射线衍射(XRD)和金相显微镜分别研究了这两种材料的晶体结构、晶粒尺寸随退火时间的变化规律。结果表明:Ce和Ce-20La合金均为面心立方结构,并呈现单相等轴晶组织; Ce-20La中La取代Ce形成了置换固溶体。将Ce和Ce-20La分别在400℃下高真空中不同时间退火,发现这两种材料的晶粒尺寸随退火时间的变化均满足关系式:D~3-D■=kt。其中,与Ce和Ce-20La对应的k值分别为17251和3565。La的掺入引起Ce的晶格畸变,一定程度上限制了原子在晶粒内部的扩散,阻止了晶粒长大,从而提高了Ce-20La的热稳定性。     

多种电极的SPE水电解性能研究

研究了IrRu/Nafion117/PbAg、IrRu/Nafion117/Ni、IrRu/Nafion117/TiNi、Ag/Nafion117/Ni、C/Na-fion117/PtRu等5种三合一膜电极(MEA)的水电解性能.实验发现,上述各电极的阳极活性顺序为:IrRu>Ag>C,阴极为:Ni>PbAg>TiNi,TiNi的稳定性比Ni好很多,PbAg最为稳定.各电极的过电位均随温度的升高而下降,电流效率随电流密度的增大而提高.