Effects of Processing Parameters on Microstructure and Properties of Nanoscale ZrC/ZrB2 Multilayered Coatings

ZrC/ZrB2 multilayered coatings with bilayer periods of 3.5-40nm are synthesized by rf magnetron sputtering. Analyses of x-ray diffraction, scanning electron microscopy and nanoindentation indicate that multilayered coatings possess much higher hardness and greater fracture resistance than monolithic ZrC and ZrB2 coatings. A maximum hardness （41.TCPa） and a critical fracture load （73.7mN） are observed in the multilayer with A = 32 nm deposited at the substrate bias -40 V. Higher residual stress built in the ZrC layer can be released by periodic insertion of ZrB2 into the ZrC layer. A clear multilayered structure with mixed ZrB2（001）, ZrB2 （002） and ZrC （111） orientations should be responsible for the enhanced mechanical properties.     

硫在不同碳载体材料中的电化学性能研究

为了探索碳载体材料结构对于硫的电化学性能的影响,本文通过高温固相法将升华硫与石墨烯、导电炭黑、多孔碳等三种不同结构的碳载体材料复合,制备得到硫含量相近的三种硫碳复合材料. 通过电镜扫描、低温氮吸附、X射线衍射等方法,对所制备的硫碳复合材料的结构和硫的分布状态进行了表征和分析. 并进一步对三种复合材料进行了电化学性能测试,结果表明,硫负载到多孔碳中的电化学性能最好,其初始放电比容量达到了1623.2 mA·h·g^-1,循环100周之后,其放电比容量仍能保持在845 mA·h·g^-1. 这主要因为相比于石墨烯的层状结构和导电炭黑的链状结构,多孔碳材料中含有大量的微孔和介孔,负载硫后,与硫分子的接触面积大,活性物质的利用率高,从而提高了硫的电化学性能.     

ErFe_(11)Ti化合物在流动氮气氛中的差热-热重分析

通过X射线衍射(XRD)、差热-热重(DTA-TG)联用仪以及磁测量等手段研究了ErFe11Ti化合物在流动氮气氛从室温(~300 K)到1473 K升温过程中成分、结构及居里温度等变化行为。结果表明,温度为600 K左右时,ErFe11Ti化合物吸氮反应最剧烈,吸氮以后化合物的居里温度TC有明显提高。当温度较高时,ErFe11Ti可能部分分解为Er-N,α-Fe(Ti)。α-Fe和Ti分别在860和1300 K左右发生吸氮反应,生成FeNy和Ti2N2。在整个升温过程中,DTA曲线未因样品升温至某成分的居里点发生而出现明显放热峰,这可能是因为样品的相变潜热较小所引起的。     

Er3+在KPb2Br5晶体中的选择替位对上转换发光光谱的影响

通过高温固相法制备了不同Er³⁺掺杂浓度的KPb₂Br₅多晶粉末样品. 由980 nm半导体激光器激发下得到的上转换发射光谱显示, 当掺杂浓度为2.5 mol%时, 样品主要表现为530 nm 和550 nm上转换发射, 分别对应激发态²H_11/2和⁴S_3/2向基态⁴I_15/2的跃迁; 掺杂浓度增加到5 mol%时样品以490 nm上转换发射为主, 对应由激发态⁴F_7/2向⁴I_15/2的跃迁; 当掺杂浓度达到7.5 mol%时, 样品的上转换发射强度相比低浓度时大幅度下降, 主要以激发态⁴F_9/2 向基态⁴I_15/2跃迁的690 nm处发光为主. 利用第一性原理结合Judd-Ofelt理论讨论认为, Er³⁺ 离子优先替代Pb (1) 的位置, 随着浓度的提高, 部分Er³⁺ 离子会替代Pb (2) 格位上的离子, 不同晶格位置的Er³⁺ 离子所处的晶体场的对称性有所不同, 从而影响了发光中心不同能级的跃迁概率, 体现在上转换发光光谱的差异上. 蓝、绿区域的上转换发光在高浓度掺杂下显示了明显的浓度猝灭, 此时样品以红色上转换发光为主. 关键词： 2Br₅：Er³⁺')" href="#">KPb₂Br₅：Er³⁺ Judd-Ofelt理论 第一性原理 上转换发射     

氧原子在体心立方难熔金属中的占位行为的第一性原理研究

通过第一性原理超晶胞方法研究了氧(O)原子在体心立方(BCC)难熔金属Nb,Ta,Mo,W中不同间隙位置的占位稳定性和原子结构以及电子结构.杂质形成能结果表明,O原子占据在Nb,Ta的八面体间隙最稳定;与之相反,O原子占据在Mo,W的四面体间隙位置最稳定.进一步的,O原子在BCC难熔金属的杂质形成能由低到高的顺序为Nb＜Ta＜Mo＜W,这表明金属中溶解氧容易顺序为Nb＞Ta＞Mo＞W.此外,分析了O对难熔金属Nb,Ta,Mo,W原子结构的影响.利用电子结构态密度解释了氧原子在Nb,Ta八面体间隙和Mo,W四面体间隙的最稳定性原因.     

Overrun phenomenon and neutron yield in Coulomb explosion of deuterated alkane clusters driven by intense laser field

By using a simplified Coulomb explosion model, the laser-driven Coulomb explosion processes of three deuterated alkane clusters, i.e., deuterated methane(CD_4)_N, ethane(C_2D_6)_N and propane(C_3D_8)_N clusters are simulated numerically.The overrun phenomenon that the deuterons overtake the carbon ions inside the expanding clusters, as well as the dependence of the energetic deuterons and fusion neutron yield on cluster size, is discussed in detail. Researches show that the average kinetic energy of deuterons and neutron yield generated in the Coulomb explosion of(C_2D_6)_N cluster are higher than those of(CD_4)_N cluster with the same size, in qualitative agreement with the reported conclusions from the experiments of(C2 H6)_N and(CH4)_N clusters. It is indicated that(C_2D_6)_N clusters are superior to(CD_4)_N clusters as a target for the laser-induced nuclear fusion reaction to achieve a higher neutron yield. In addition, by comparing the relevant data of(C_3D_8)_N cluster with those of(C_2D_6)_N cluster with the same size, it is theoretically concluded that(C_3D_8)_N clusters with a larger competitive parameter might be a potential candidate for improving neutron generation. This will provide a theoretical basis for target selection in developing experimental schemes on laser-driven nuclear fusion in the future.