Rational Design of Two-Dimensional Magnetic Chromium Borides Based on First-Principles Calculation

Two-dimensional(2D) magnetic materials have been experimentally recognized recently,however,the Curie temperatures(TC) of known 2D systems are quite low.Generally,magnetic systems can be seen as constituent magnetic elements providing spins and the non-magnetic elements providing frameworks to host the magnetic elements.Short bond lengths between the magnetic and non-magnetic elements would be beneficial for strong magnetic interactions and thus high TC.Based on this,we propose to combine the magnetic element Cr and the non-magnetic element boron to design novel 2D magnetic systems.Using our self-developed software package IM2 ODE,we design a series of chromium-boride based 2D magnetic materials.Nine stable magnetic systems are identified.Among them,we find that CrB4-Ⅰ,CrB4-Ⅱ and CrBs-Ⅰ with common structural units [CrB8] are ferromagnetic metals with estimated TC of 270 K,120 K and 110 K,respectively.On the other hand,five CrB3 phases with structural units [Cr2B12] are antiferromagnetic metals.Additionally,we also find one antiferromagnetic semiconductor CrB2-Ⅰ.Our work may open new directions for identifying 2D magnetic systems with high TC.     

正交匹配追踪算法的迭代残差重建方法

正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)算法是一种重要的压缩感知重构算法. OMP算法在每次迭代中选择与当前残差最相关的原子. 针对每次迭代需要重新计算残差的问题, 本文考虑偶数次迭代下残差未知的情况. 首先, 研究了奇数次迭代的残差与下一次迭代的残差之间的关系, 得到了一种偶数次迭代时选择原子的标准. 然后, 引入一种回溯机制来处理前面所得的迭代结果, 这种机制通过剔除其中多余的原子来实现精确重建. 据此, 提出了可减少计算残差的改进型正交匹配追踪算法.     

First-principles investigation on ideal strength of B2 NiAl and NiTi alloys

For B2 NiAl and NiTi intermetallic compounds, the ideal stress–strain image is lack from the perspective of elastic constants. We use first-principles calculation to investigate the ideal strength and elastic behavior under the tensile and shear loads. The relation between the ideal strength and elastic constants is found. The uniaxial tension of NiAl and NiTi along <001> crystal direction leads to the change from tetragonal path to orthogonal path, which is driven by the vanishing of the shear constant C(66). The shear failure under {110}{111} shear deformation occurring in process of tension may result in a small ideal tensile strength(~ 2 GPa) for NiTi. The unlikeness in the ideal strength of Ni Al and Ni Ti alloys is discussed based on the charge density difference.     

N型TOPCon晶硅太阳能电池光注入退火增效的研究

N型隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivating Contacts,TOPCon)太阳能电池完成印刷烧结后,再经过光注入,效率有明显提升,主要表现在V_oc(开路电压)及FF(填充因子)的提升。其机理在于通过温度和光照强度调节费米能级变化,控制H总量及价态来提高钝化性能。钝化膜层的质量、硅基体掺杂浓度、光注入退火时的工艺温度等对光注入退火工艺提升效率有很大影响。实验证明转换效率越低的电池片经过光注入后效率提升幅度越大;转换效率越高的电池片缺陷会更小,经过光注入退火工艺后几乎无增益。另外同心圆在经过光注入退火工艺后会明显消除。本文主要研究温度、光强、基体电阻率、正表面金属接触面积大小、poly-Si(多晶硅)厚度对光注入退火工艺增效的影响。     

超高效液相色谱-串联质谱法测定鱼虾中5种硝基咪唑类药物及其代谢物

建立超高效液相色谱-串联质谱法测定鱼虾中5种硝基咪唑类药物及其代谢物的分析方法。样品中的目标物经乙酸乙酯提取,正己烷去脂,PCX固相萃取柱净化,采用Waters ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱分离,采用电喷雾正离子模式,多反应监测（MRM）采集数据进行定性与定量分析,外标法定量。5种硝基咪唑类药物及其代谢物在0.5～20 ng/mL质量浓度范围内有良好线性,相关系数均大于0.99,方法定量限为0.2～0.5μg/kg,不同鱼虾样品中三个加标水平的平均回收率为76.5%～106%,相对标准偏差为1.97%～13.4%(n=6)。该方法具有灵敏度高、重现性佳、回收率高、基质干扰少、高效等优点,满足鱼虾中5种硝基咪唑类药物及其代谢物的定性定量检测要求。     

钼酸根阴离子在增强聚苯胺包覆的镍钴层状氢氧化物的电容和析氧行为中的关键作用

理论容量大且过电位低的层状氢氧化物(LDHs)是极有前景的超级电容电池和析氧反应的电极材料;然而,体相LDHs的低电导率和活性位点不足增加了电极的内阻,降低了电极容量和产氧效率.本文采用两步法制备了聚苯胺包覆的MoO42?插层的镍钴层状双金属氢氧化物复合电极(M-LDH@PANI).随着LDH中MoO42?含量的增加,针状的LDH微球逐渐演化为具有较高比表面积的片状M-LDH微球,这为整个电极提供了更多的电化学位点.此外,非晶态的聚苯胺包覆提高了复合电极的电导率.在引入适量MoO42?插层离子时,M-LDH@PANI表现出显著强化的储能和催化性能.所获得的M-LDH@PANI-0.5在析氧反应中表现出优越的电催化活性(10 mA cm?2时的过电位为266 mV),作为超级电容电池电极则具有864.8 C g?1的高容量.采用M-LDH@PANI-0.5作为正极及以活性炭作为负极组装的超级电容电池在功率密度为8,300.0 W kg?1时能量密度为44.6 Wh kg?1,且具有优异的循环稳定性(10000次循环后保留83.9％的初始容量).本文为LDH基材料的阴离子插层改性增强材料性能的机理提供了一个非传统的解释.在上述研究基础上,采用射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和比表面积测试(BET)等手段对样品进行了深入表征.XRD结果表明,MoO42?插层的LDH材料的层间晶面(003)的峰随着MoO42?含量的增加而逐渐消失,这是由于晶面间距越大越容易受到晶粒细化的影响,间距大的晶格更容易受到破坏,导致晶格的展宽和弱化,从而间接证明MoO42?的成功插层.SEM、HRTEM和BET测试结果表明,MoO42?的含量对材料的形貌和比表面积具有重大影响.利用XPS对样品的价态进行了研究,发现随着MoO42?含量的增加,Co和Ni的价态没有明显变化.电化学测试结果表明,电极的储能和催化性能随MoO42?含量的增加而先增加后减小.利用理论计算分析了MoO42?在LDH中的插层行为,发现少量的MoO42?有利于扩大LDH的层间间距,而过量的MoO42?则会与LDH的H原子结合,从而与电解液中的OH?竞争,导致复合电极的电化学性能下降.此外,MoO42?插层的片状微球能有效调节材料的去质子化能,大大加速电极表面的氧化还原反应.因此,MoO42?插层能够显著强化LDH基材料的超级电容电池电极和OER催化剂电化学性能.     

超声波对金属材料性能影响实验研究

通过对紫铜和低碳钢在超声波作用下材料特性的实验研究，探讨此类材料的一些特殊表现诸如屈服点降低，硬化率降低和延伸率降低等．建立了一套超声波材料拉伸实验系统，给出材料特性变化的实验数据并对这些特殊现象的形成机理进行初步探讨．给出了韧性金属材料在超声波作用下的本构方程，并与实验结果相比较，结果表明理论分析与实验结果一致     

对压力容器部件构形优化方法的探讨

本文探讨了压力容器部件的构形优化方法.文中采用有限元进行结构分析,以解析方式计算应力梯度,应用 RQP 方法求解非线性规划.针对结构中存在多个应力水平相近的区域的情形,提出了应力梯度迭加方案以求改善收敛性.     

《流体力学中的数值/实验室计算机方法》

随着电子计算机技术的发展,通过数值计算的途径解决力学问题的重要性日益显著。在流体力学方面,已形成了“计算流体力学”这门新兴学科;甚至出现了所谓“数值风洞”,可以用数值方法代替风洞试验的若干功能。计算流体力学的发展,除了体现在这方面的新期刊不断创刊之外,1969年首次举行了第1届流体动力学中的数值方法国际会议。随后,分别于1970、1972、1974和和1976年相继举行了第2—5届会议,并出版