各向异性双晶和三晶体晶界附近应力场分析

采用率相关晶体滑移有限元程序对不同取向晶粒构成的双晶体和三晶体在晶界和三晶交点附近的应力集中特性进行了计算分析．双晶体的数值结果表明,不同取向晶粒的晶界附近应力场具有较大的应力梯度,存在应力集中现象;三晶体由于晶界之间的相互作用使得三晶交点可能造成应力集中地,也可能不造成应力集中,晶界附近的应力结构与双晶体晶界附近的应力结构亦不相同,这主要取决于三个晶粒的晶体取向．对双晶体和三晶体的分析说明,不同取向的晶粒具有不同的变形规律．因此研究金属材料的损伤、断裂问题至少需要采用晶体滑移理论从细观的角度分析不同晶粒之间的相互作用．     

巨磁电阻材料La2/3Ca1/3Mn1-xFexO3的研究

主要采用了X射线衍射、Mssbauer谱、磁测量等方法系统研究了块体巨磁电阻材料La2/3Ca1/3Mn1-xFexO3在不同铁含量(0≤x≤0.84)时结构、性能、磁性的变化,并给予合理的解释. 在0＜x≤0.67范围内,发现掺入的Fe与近邻Mn或Fe具有强弱不同的反铁磁相互作用,影响了Mn4+和Mn3+之间的双交换作用,从而降低了居里温度(TC)、磁化强度和巨磁电阻效应;并且整个晶体是由不同大小的磁性团簇(cluster)组成的.     

高矫顽力HDDR各向同性Nd-Dy-Fe-Co-B黏结磁体的磁性能与微结构

研究了添加微量元素Co和Dy对HDDR工艺制备各向同性Nd-Dy-Fe-Co-B粘结磁体磁性能的影响. 结果表明, (Nd_0.65Dy_0.35)12.5(Fe_0.9Co_0.1)₈₁B_6.5磁体的内禀矫顽力H_cj高达1.53 MA·m^-1,剩磁的可逆温度系数为-0.059%/℃（25～155℃）. 使磁体具有高矫顽力、低温度系数的原因一方面是由于Dy和Co的加入提高了硬磁性相的各向异性场和T_C温度,另一方面是由于材料显微结构的改善.     

磁流变弹性体的力-磁耦合模型

以磁偶极子理论为基础,利用最小势能原理,从微观角度出发,研究了磁流变弹性体在单向载荷作用下的力-磁耦合行为,提出了可以描述该行为的数学模型,分析了磁致应力非线性变化的规律和机理.该模型从磁流变弹性体的微观结构出发,考虑了所有铁磁颗粒的磁化特性,以及颗粒之间、链结构之间的相互作用,推导了磁相互作用能的表达式,采用Mooney-Rivlin模型给出了弹性势能表达式.最后运用最小势能原理,建立了描述磁流变弹性体在均匀磁场中力-磁耦合行为的数学模型.该模型与实验结果吻合较好,并能从微观层面对磁流变弹性体的磁致应力变化规律做出解释.研究发现,磁流变弹性体的磁致应力在不同磁场下的变化规律不同,与材料内部的微结构紧密相关,铁磁颗粒之间及链结构之间的相互作用是导致磁致应力非线性变化的主要原因.     

RTiFe11金属间化合物的结构与磁性

本文研究了RTiFe₁₁的晶体结构和内禀磁性(R=Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er和Y),并分析了RTiFe₁₁的磁结构与各种磁性离子间的交换作用。发现R为重稀土时,R—Fe交换作用与(g_J —1)²J(J+1)成比例,在R为轻稀土时,要考虑5d-4f电子交换作用因稀土离子而异所带来的修正。分析了在RTiFe₁₁中Fe—Fe交换作用与原子间距的依赖关系,并给出了提高居里温度的实验结果。利用合金的能带模型分析了Fe原子的饱和磁矩,并通过适宜的原子代换研究了提高饱和磁矩的途径。RTiFe₁₁呈现多样性的磁晶各异性性质。利用实验方法测定了Fe次晶格的易磁化方向与磁晶各向异性常数随温度的变化。根据晶场理论,按照点电荷模型计算了稀土离子的磁晶各向异性及其随温度的变化,解释了所观测到的自旋再取向现象。     

磁弹性耦合效应引起的铁磁直杆磁场中振动频率的改变

基于磁弹性广义变分原理和Hamilton原理,对处于外加磁场中的软铁磁体,建立了磁弹性动力学理论模型．分别通过关于铁磁杆磁标势和弹性位移的变分运算,获得了包含磁场和弹性变形的所有基本方程,并给出描述磁弹性耦合作用的磁体力和磁面力．采用摄动技术和Galerkin方法,将所建立的磁弹性理论模型用于外加磁场中铁磁直杆的振动分析．结果表明,由于磁弹性耦合效应,外加磁场将对铁磁杆的振动频率产生影响:当铁磁杆的振动位移沿着磁场方向时,其频率减小并出现磁弹性屈曲失稳;当铁磁杆的振动位移垂直于磁场方向时,其频率将会增大．理论模型能够很好地解释已有实验观测的振动频率改变现象．     

铁磁体磁弹性相互作用的广义变分原理与理论模型 *

定量分析发现:目前对三维弹性体所建立的各类理论模型均不能同时模拟铁磁介质磁弹性相互作用的两类基本实验现象 .进而导致模拟复杂形状结构 ,如壳体的磁弹性力学行为陷入困境 .这样 ,对三维铁磁弹性介质建立能统一描述已有两类典型实验现象的理论模型就成为模拟复杂形状结构磁弹性相互作用力学特征的关键 .从三维铁磁体磁弹性耦合系统的总能量泛函变分原理出发 ,建立了能同时模拟已有铁磁板磁弹性相互作用两类典型实验现象的三维可磁化弹性体的理论模型 .结果表明 :对于各向同性线性铁磁体 ,除了得到与由经典磁偶极子物理模型导出的宏观电磁力计算式一致的作用在铁磁介质上的磁体力外 ,还得到了作用在可磁化介质表面的边界面分布磁力 ,其值为两侧磁介质Faraday磁应力在表面处的跳变值 .这是各经典模型 ,如磁偶极子模型和公理化模型等所没有的 .     

钕铁硼热变形多响应稳健参数设计

以钕铁硼热变形过程为研究对象,选取矫顽力、剩磁、最大磁能积这3个重要技术参数为响应变量,分析温度、变形速率、变形百分比、快淬粉末粒径、铜管高度这5个可控因子对钕铁硼磁性能的影响.基于偏最小二乘回归建立了多响应的回归方程,通过损失偏差函数,确定了最佳的因子水平,有效地解决了相关多变量的稳健设计问题,对今后相关研究具有一定的借鉴意义.     

利用提升小波的蛋白质相互作用特征提取

利用提升小波从蛋白质序列中提取出它们相互作用的频谱特征,经支持向量机训练学习后,用于预测蛋白质间的相互作用.模拟计算结果表明,在阳性数据和阴性数据平衡的前提下,利用提升小波获取的低维蛋白质相互作用特征向量可以得到较高预测精度.进一步阐述了不同物种的蛋白质相互作用网络有着不同特征,为了得到更准确的预测结果,需要利用不同的方法提取蛋白质相互作用的特征.     

1-12型镨系氮化物的永磁性研究

通过适当的热处理,制备成功单相的具有ThMn₁₂型结构的Pr(Mo,Fe)₁₂及其氮化物,通过X射线衍射和磁测量,研究了其结构与内禀磁性;用机械合金化研究了Pr(Mo,Fe)_yN_x磁粉的永磁性能,通过对内禀矫顽力、剩余磁极化强度随成分及晶化温度的变化的研究,得到了内禀矫顽力为500kA/m、磁能积为36kJ/m³的磁粉,同时研究了内禀矫顽力的温度系数,并与Nd₂Fe¹⁴B进行了比较.     

高温超导体的顺磁Meissner效应——II.局域磁矩唯象模型

在前文中提出的实验设计思想 ,对二十几个不同类型的样品进行了系统的研究 .在此基础上提出了一个局域磁矩唯象模型 .通过对实验数据的拟合 ,首次给出了局域磁矩的大小、浓度及其分布 .进而对局域磁矩大小与样品颗粒尺寸、颗粒间的弱连接的关系 ,局域磁矩之间以及局域磁矩与超导抗磁磁矩之间的相互作用等问题进行了讨论 .实验结果表明 ,由局域磁矩模型得到的结论是普遍适用的     

一维Chaplygin气体欧拉方程组中波的相互作用

研究一维Chaplygin气体欧拉方程组中波的相互作用.方程组的波包含接触间断和在密度变量以及内能变量上同时具有狄拉克函数的狄拉克激波.根据这些波的不同组合,问题被分成了7种情形.通过详细地构造每种情形的整体解,获得了各种波相互作用的完整结果.特别地,对于一类初值,两个接触间断相互作用后,产生了一个狄拉克激波;然而,对于另外一类初值,一个狄拉克激波与一个接触间断相互作用后,狄拉克激波消失.这些都是波相互作用中非常特别的现象.     

单个水分子与碳纳米管的离散-连续混合模型——水分子进入碳纳米管的条件及其相互作用力、速度和能量分布

研究水分子进入碳纳米管(CNT)时的物理特性.采用连续模型连同Lennard-Jones势函数,得到单壁面碳纳米管(SWCNT)与单个水分子之间的van der Waals力.水分子选择3种方位进入纳米管,其中水分子质心位于纳米管轴线上.对不同的纳米管半径和水分子进入方位,广泛地研究了相互作用力、能量和速度的分布.用分子动力学(MD)模拟得到的结果,来验证上述得到的相互作用力和能量分布.导出水分子进入纳米管时的可吸入半径,并详细地给出了有利于水分子进入纳米管半径的界限.计算单个水分子进入纳米管的速度,为不同进入方位的水分子,给出最大的入口速度和最大的管内速度.     

一个考虑织构作用的二维晶粒长大模型

本文采用沿晶界对迁移速率积分的方法建立了一个新的考虑织构作用的二维晶粒长大统计模型。模型中晶界的比界面能γ和迁移率m被认为依赖于晶界两侧晶粒的取向,从而较全面地考虑了织构对晶粒长大的影响.新模型较满意地解释了受织构控制晶粒长大过程中的许多实验现象。     

纳米复合材料Fex(SiO2)1-x中的界面相互作用和渗透效应对磁性的影响

采用机械合金法制备了纳米复合材料Fe_x(SiO₂)_1-x系列样品 .用X射线粉末衍射 (XRD)、透射电子显微镜 (TEM )、M ssbauer谱和Faraday磁天平系统地研究了该系列样品不同Fe合量和不同球磨时间的微结构和磁性 .实验表明样品的微结构和磁性与球磨时间和Fe含量密切相关 .当样品的Fe含量少于 2 0wt% ,并球磨了 80h后呈现出非常复杂的微观结构 :α -Fe纳米晶粒和Fe团簇镶嵌在SiO₂ 基质中 ,形成α -Fe纳米岛状和纳米尺度的类三明治结构 .Fe-SiO₂ 界面的相互作用和渗透效应、纳米晶的尺寸效应和类三明治的特殊微观结构导致了纳米复合材料Fe_x(SiO₂)_1-x的物理性能的变化     

团簇中杂质局域磁矩的形成研究

采用密度泛函理论和离散变分方法,以I_h结构的Cu₁₂TM团簇为对象(TM:Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag),系统地研究了杂质TM的局域磁矩及其形成机理,发现杂质TM在Cl₁₂中的局域磁性行为与在块体Cu中及在Al₁₂.团簇中的行为明显不同.除Cr和Mo的磁矩被淬灭为零外,其他的杂质都是磁性的.与杂质在块体d带衬底中的d-d相互作用图象相比,发现在团簇中存在着更为复杂的相互作用,它们影响着杂质的局域磁矩.其中Cu原子的s轨道与杂质原子之间的相互作用对3d和4d杂质的磁矩有重要贡献;Cu原子的p轨道与杂质原子的相互作用对Mn,Fe,Co,Ni,Tc,Ru,Rh的磁矩有关键性影响;Cu原子的d轨道与杂质之间的相互作用对Sc,Ti,V,Y,Zr,Nb的磁矩有关键性影响.     

纳米晶软磁合金中的结构对技术磁性的影响——Ⅱ.磁弹耦合作用

对磁弹耦合在决定纳米晶软磁合金宏观磁性中的作用进行了探讨,高场磁化规律以及正电子湮没测量表明:对Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉合金,准位错偶极子造成的应力场对畴壁的钉扎效应是造成纳米晶软磁合金矫顽力的重要原因;结构缺陷造成的应力场与磁致伸缩的耦合作用对纳米晶软磁性能有重要的影响.在结构各向异性和磁弹耦合能共同作用下可解释纳米晶合金表现出最佳软磁性能.     

线性Vlasov方程的准确解及对Landau阻尼不稳定性和共振相互作用的讨论

本文得到了线性Vlasov方程的准确解,研究了被积函数奇点的分布和性质并将处理方法与Landau的处理方法作了比较.本文认为,Landau阻尼是严格意义上的位相散开,不稳定解是由成束(bunching)效应引起的,它们都和波-粒子能量交换无关.本文最后指出,线性Vlasov方程保证粒子总动能不变而不能保证系统的总能量守恒,因而不是描述粒子与其自洽场共振相互作用的合适的出发点.     

基于藤Copula的多资产交换期权模拟定价

传统的多维Copula是用单个参数来度量多变量之间的相依关系,这限制了该类Copula在描述多变量之间相依结构.为了解决这一问题,提出了一种使用藤构造三维Copula的算法,用蒙特卡罗方法分别模拟传统的单参数三维Copula和藤构造的三维Copula,并给三资产的交换期权定价,发现藤构造的Copula在定价上与单参数多维Copula存在明显的差别,使用藤构造的Copula在描述相依结构时有较大弹性.     

分子动力学模拟中非成键相互作用计算的误差估计

高效的非成键相互作用计算对于分子动力学模拟具有核心意义.本文在一个统一的框架下,综述短程相互作用的截断方法、长程静电相互作用的光滑粒子网格Ewald方法和交错网格Ewald方法的误差估计.与传统的误差估计假设体系均匀且无相关性不同,本文介绍的误差估计可以推广到非均匀和有相关性的体系.本文通过具体例子讨论非均匀性和相关性对误差的本质性影响,以及可能的修正方式,并说明误差估计对于提高非成键相互作用的计算精度和速度有重要作用.本文还展示一个针对光滑粒子网格Ewald方法的实用参数优化方法,使得在保证精度的同时选取计算效率近似最优的参数组合成为可能,改善了传统上参数全凭经验选取的局面.