保温层结构对感应加热制备太阳能级多晶硅影响的数值模拟研究

定向凝固技术是制备太阳能级多晶硅的主要制备技术.在该技术路线之中,优化多晶铸锭炉的热场结构和控制硅熔体的对流形态是获得高品质多晶硅的有效途径之一.本文设计了三种热场保温层,通过分析不同保温层下坩埚内硅熔体的热场、流场、固液界面、氧含量等的变化,确定了优化的保温层结构.研究发现,在传统固化碳毡保温层中引入石墨层可以使多晶炉内形成两个“热源”,提高多晶炉的热效率,使其能耗降低了38.5;;在洛伦兹力的作用下硅熔体中仅存在一个上下贯通的涡流,有利于硅中杂质原子的挥发.同时,添加石墨保温层后固液界面的形状由“W”状转变为凹状,其上的氧含量有所降低,并且V/Gn值在整个固液界面范围内均大于临界值,可以有效抑制氧沉淀.可见,在感应加热多晶硅生长系统中,采用固化碳毡+石墨保温层时,有利于降低多晶硅的生产成本并提高多晶硅的品质.     

Structural,Electronic and Optical Properties of the Monoclinic α-CoV_2O_6

First-principles calculations based on density functional theory are performed to investigate the structural,electronic and optical properties of monoclinic α-Co V2O6.Firstly,the geometry structures obtained by geometry optimization are consistent with the experimental values.Then,the energy band structure is studied using both GGA and GGA+U methods.It is found that the on-site Coulomb repulsion of the Co 3d orbital plays a key role in describing the electronic properties of α-Co V2O6,and is necessary to open the energy band gap.According to the partial density of states(PDOS),significant Co–O and V–O hybridizations are observed in the valence and conduction bands,respectively.Furthermore,the Co–O and V–O bonds are found to have significant covalent characters.Below the absorption threshold ~1.9 e V,no absorption can be detected.However,there exists a strong and wide absorption band in the energy range from 1.9 to 11 e V.Such novel optical properties imply that the α-Co V2O6 may have some potential optical applications.     

复合软模板法可控制备红毛丹状AlOOH/Al2O3纳米材料

以Al(NO₃)₃为铝源,尿素为均相沉淀剂, 在聚乙二醇400(PEG4000)-DL-天冬氨酸形成的复合软模板体系中, 通过简单的常压回流方式成功合成出形貌和尺寸较为均一的红毛丹状γ-AlOOH纳米结构, 继而考察了反应物和添加剂用量对前驱体形貌和尺寸的影响, 并对γ-AlOOH纳米结构可能的形成机理进行了探讨. 实验结果表明, 所合成的红毛丹状γ-AlOOH具有球中球的核壳结构, 统计得内球直径约为400 nm, 外壳外径约为600 nm, 密集状态的壳层厚度约为15 nm, 毛刺状凸出物长度可达60 nm以上. 前驱体样品经600℃煅烧5 h后即转变为具有良好形貌继承性的γ-Al₂O₃, Brunauer-Emmett-Teller (BET) N₂-吸附实验表明其比表面积高达299.97 m²·g^-1.     

Propagation of elastic wave in nanoporous material with distributed cylindrical nanoholes

The effective propagation constants of plane longitudinal and shear waves in nanoporous material with random distributed parallel cylindrical nanoholes are studied. The surface elastic theory is used to consider the surface stress effects and to derive the nontraditional boundary condition on the surface of nanoholes. The plane wave expansion method is used to obtain the scattering waves from the single nanohole. The multiple scattering effects are taken into consideration by summing the scat- tered waves from all scatterers and performing the configuration averaging of random distributed scatterers. The effective propagation constants of coherent waves along with the associated dynamic effective elastic modulus are numerically evaluat- ed. The influences of surface stress are discussed based on the numerical results.     

水热法制备Pr掺杂Bi2WO6三维花状微球的光催化性能

通过水热法制备稀土Pr掺杂Bi₂WO₆三维花状微球,利用XRD、SEM、N₂吸附-脱附、紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱对所制备的光催化材料进行表征。通过降解亚甲基蓝评价样品的光催化活性。结果表明,1.0% Pr-Bi₂WO₆样品的可见光催化活性最佳,降解率达到95%。Pr掺杂提高了催化剂的可见光吸收性能并且能够束缚光生电子使得电子空穴对有效分离从而获得强氧化物质。对其光催化降解做出了合理的解释。     

PBL节点初始平动刚度计算及设计参数优化

为研究钢桁腹混凝土组合箱梁中PBL(Perfobond Leiste)节点的初始平动刚度及其影响因素,首先基于组件法,运用卡氏第二定理推导出考虑了开孔钢板与混凝土间的界面剪切力和混凝土榫贡献的PBL节点的初始平动刚度表达式,其次以某工程实例为背景,结合有限元模型验证所推公式的合理性;在此基础上分析了混凝土强度、腹杆直径、腹杆壁厚、开孔钢板开孔孔径和开孔钢板厚度等构造参数对初始平动刚度的影响,并利用正交分析法对以上5个参数进行优化组合。研究结果表明,本文方法计算的PBL节点初始平动刚度结果与有限元计算结果间的误差在8.0%以内;相较运用解三角形计算腹杆平动位移的方法,采用卡氏第二定理不仅可以简化计算,还可以减小解三角形过程中因多次计算变形带来的误差累积;腹杆刚度对PBL节点整体平动刚度的贡献最大,可达到82.5%;保持原设中的混凝土强度不变,将腹杆直径增加20 mm,将钢腹杆壁厚增加4 mm,将开孔钢板开孔孔径增加4 mm,将开孔钢板厚度增加4 mm,可以将PBL节点理论初始平动刚度提高约25.7%。     

紫光化合物[Cd(bpdc)(phen)_2(H_2O)]·6H_2O的合成、结构及荧光光谱研究

以2,4′-联苯二甲酸(H2bpdc)和1,10-邻菲罗啉(phen)为配体,采用水热法合成一例三维超分子网状镉(Ⅱ)配合物[Cd(bpdc)(phen)2(H2O)]·6H2O(1)。通过单晶X射线衍射分析,元素分析和红外光谱分析表征化合物1的结构。单晶X射线衍射分析结果表明,化合物1属于三斜晶系,P1空间群,中心金属Cd(Ⅱ)离子呈现六配位扭曲八面体构型,通过两种氢键作用和π—π堆积作用形成三维超分子结构。同时,对化合物1进行固态/溶液以及不同温度下的荧光性能测试。以350nm为激发波长进行激发,298K固态时,化合物1在390nm处有强发射峰,呈现紫色荧光;77K固态时,化合物1的荧光光谱具有两个发射谱带,分别位于380和520nm处,是因为在低温时化合物1表现出精细结构。298K时,化合物1在DMSO溶液和CH3OH溶液中分别在380和375nm有最大发射,相对于固态最大发射波长发生蓝移,呈现紫色荧光。这均是基于中心金属微扰配体中心的π*→π跃迁发射。研究了化合物1固态和溶液的荧光寿命,化合物1荧光衰减过程包含双组分。298K条件下,化合物1在DMSO溶液中的寿命(τ1=1.73μs和τ2=14.07μs)比CH3OH溶液中的荧光寿命(τ1=1.21μs和τ2=12.44μs)长。此外,77K固态时的荧光寿命(τ1=1.96μs和τ2=16.11μs)长于298K的固态荧光寿命(τ1=1.20μs和τ2=11.34μs),这是因为低温条件下降低分子内部的非辐射跃迁,从而延长固态荧光寿命。     

一种新型SPH-FEM耦合算法及其在冲击动力学问题中的应用

为了充分发挥光滑粒子流体动力学方法(smoothed particle hydrodynamics,SPH)在处理大变形和有限元(finite element method,FEM)问题时计算精度高的优势,提出了一种新型SPH-FEM耦合算法.该耦合算法在大变形区域使用SPH粒子离散,其余区域使用有限元离散.在耦合界面...     

基于SPH方法的表面张力修正算法及其应用

针对传统SPEI方法中基于CSF模型的表面张力算法,在计算边界、尖角等粒子缺失部位的曲率时存在偏差较大,且粒子秩序较差,对大变形问题表面张力计算精度较低的问题,在Morris提出的表面张力SPH方法基础上,通过引入CSPM方法对边界法向的计算和曲率的计算进行修正,得到了表面张力修正方程组.应用本文方法模拟了水溶液中初始...     

可见光响应的CO3(PO4)2/Ag3PO4纳米复合光催化剂的制备及表征

采用简单的化学偏聚法合成出Ag3PO4纳米颗粒、磷酸钴(Co3(PO4)2,CoP)纳米片以及它们两者的纳米复合结构(CoP/Ag3PO4),同时还比较了它们的可见光催化活性.采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱以及光致发光谱等手段对其形貌、结构、光学以及可见光催化性能等进行表征.结果表明,CoP/Ag3PO4复合纳米结构的可见光降解甲基橙(MO)的速率和循环稳定性均明显优于其它两种物质.这表明CoP应该起着共催化剂的作用,它能够抑制光生电子与空穴之间的复合,并且提供大量高活性的光生空穴.此外,我们还发现CoP/Ag3PO4降解另一种阳离子型染料——罗丹明B(RhB)的能力则远不如纯Ag3PO4,这可能是与光催化剂的表面性质发生改变有关,造成更低的RhB吸附能力.本文提供了一种廉价制备高效可见光催化剂的新方法.