金属铍热力学性质的理论研究

使用第一性原理方法结合平均场模型研究了压力从0到150GPa、温度从0到1500K，金属铍六角密排结构(hcp)的热力学性质，包括铍的常态性质，等温高压物态方程，以及常压下平衡体积、体弹模量随温度的变化，Hugoniot曲线等.0K物态方程由广义梯度近似下的密度泛函理论计算，粒子热运动的贡献由平均场模型计算.由于铍的Debye温度比较高，计算自由能时考虑了零点振动能修正.计算结果与已有的静力学和冲击波实验数据符合得非常好. 关键词： 热力学性质 物态方程 第一原理计算     

缺陷碳纳米管限域金属Ti原子的理论研究

基于密度泛函第一性原理研究了金属原子Ti在原始、单空位缺陷(SV)、Stone-Wales(SW)缺陷碳纳米管内外的吸附情况.我们的计算结果表明金属Ti原子在缺陷碳纳米管内外结合能的排列顺序为:SVSW-zSW-xpristine(外吸附),SVSW-xSW-zpristine(内吸附).同时,我们通过吸附结构、电子密度和态密度等分析了Ti原子与碳纳米管的作用机制.其中,SV缺陷碳纳米管由于失去一个碳原子而形成了的三个悬键具有很强的结合能力,金属原子Ti在SV缺陷碳纳米管内外的吸附能力都是最强的.对于SW缺陷的碳纳米管,由于缺陷的位置不同,对于金属原子Ti内外吸附的能力也是不同的.因此,缺陷的存在能调节碳纳米管载体对Ti原子的吸附性能.     

理论研究VTiTaNbAlx高熵合金的结构与弹性力学性质

实验已证明VTiTaNbAlx高熵合金(HEAs)为单相固溶体,它采用了体心立方结构. 在这篇文章中,我们使用基于密度泛函理论的饼模轨道(EMTO)结合相干势近似(CPA)方法,计算并分析了此高熵合金体系的平衡体性质,弹性常数及多晶弹性模量. 结果表明：此系列高熵合金符合单相高熵合金的理论判据,具有较好的内在塑性,等摩尔比的VTiTaNb高熵合金趋于弹性各向同性. 随着Al含量的增加,此系列高熵合金的弹性各向异性趋于增大,但对多晶弹性模量几乎没有影响;同时讨论了基于弹性常数计算的德拜温度.     

理论研究VTiTaNbAl_x高熵合金的结构与弹性力学性质

实验已证明VTiTaNbAl_x高熵合金(HEAs)为单相固溶体,它采用了体心立方结构.在本文中,我们使用基于密度泛函理论的饼模轨道(EMTO)结合相干势近似(CPA)方法,计算并分析了此高熵合金体系的平衡体性质,弹性常数及多晶弹性模量.结果表明:此系列高熵合金符合单相高熵合金的理论判据,具有较好的内在塑性,等摩尔比的VTiTaNb高熵合金趋于弹性各向同性.随着Al含量的增加,此系列高熵合金的弹性各向异性趋于增大,但对多晶弹性模量几乎没有影响;同时讨论了基于弹性常数计算的德拜温度.     

金属铁磁性理论及其某些进展

１９２８年海森堡把铁磁物质的自发磁化归结为原子磁矩之间的直接交换作用,这是铁磁性理论发展史上的里程碑,从此揭开了铁磁性量子理论的序幕．用海森堡的理论模型不但正确地解释了物质存在铁磁性、反铁磁性和亚铁磁性等实验事实,而且还进一步发展了低温自旋波理论、铁磁相变理论和铁磁共振理论．后来克喇末（Ｋｒａｍｅｒｓ）又提出（安德森进而完善）了超交换作用理论,这一理论以氧离子作媒介正确地解释了磁性氧化物所存?...     

超临界CO2热力学性质的理论计算

应用BWR方程在温度为310～600 K、压强为75～300 bar范围内拟合的超临界CO2流体状态方程,计算了超临界状态下CO2体系的熵、热容和焓.研究表明,这些热力学函数具有明显的超临界特性;与文献值相比,超临界状态下CO2熵的相对误差小于0 .4%,而定压热容的相对误差稍大,为2.45%(T:330～360 K),其数据为进一步从理论上研究超临界CO2与金属铀表面反应的热力学行为奠定了基础.     

金属氢研究的进展

本文简要介绍了金属氢研究的历史和意义，叙述了金属氢特殊的性质和可能的应用前景，综合评述了1935年以来金属氢理论和实验研究方面的情况，特别是1988年以来实验研究的进展。     

苯系物Cu_3金属配合物的结构与性质的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311+G(d,p)基组水平上计算研究了Cu_3团簇与甲苯、二甲苯、三甲苯分子作用的各种异构体结构和频率,比较各异构体间的能量关系,得到最稳定的几何构型.通过分析Cu_3和苯系列化合物作用的结合能和前线轨道等性质,从而了解该类配合物的作用机理.     

苯系物Cu_3金属配合物的结构与性质的理论研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-311+G(d,p)基组水平上计算研究了Cu_3团簇与甲苯、二甲苯、三甲苯分子作用的各种异构体结构和频率,比较各异构体间的能量关系,得到最稳定的几何构型．通过分析Cu_3和苯系列化合物作用的结合能和前线轨道等性质,从而了解该类配合物的作用机理.     

过渡金属掺杂GaN的电子结构和光学性质理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法计算不同过渡金属（V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni）掺杂GaN的电子结构及光学性质,分析掺杂对电子结构及光学性质的影响.结果表明,过渡金属掺杂在GaN的禁带中引入杂质能带,除掺Fe体系外其它掺杂体系都表现为半金属性.除掺Fe和Ni体系在低能区没有出现光吸收外,其它体系均在低能区杂质能级处出现光吸收.     

常压下固态KNO2热力学性质的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论结合准谐德拜模型研究常压下300~725 K间KNO₂立方结构的热力学性质,重点分析常压下定压热容、定容热容、熵、德拜温度、体膨胀系数、平衡体积和体弹模量随温度的变化.结果显示,常压下计算的定压热容随温度的变化与实验数据符合较好,而计算的熵与实验数据相差较大.计算得到KNO₂的平均体膨胀系数约为1.837 8×10^-5K^-1,常温下(300 K)KNO₂的德拜温度约为667.13K.     

普通物理力学与理论力学教学的衔接

以经典力学的产生和发展为背景,评价普通物理力学和理论力学课程的衔接,从教学目的、教学内容、方法特点和难度要求等四个方面分析教学衔接问题的要点。     

太阳能电池材料缺陷的理论与计算研究

缺陷调控是影响半导体太阳能电池光电转换效率的关键因素.缺陷与掺杂直接决定半导体中载流子的类型、浓度、传输以及光生载流子的非辐射复合.真实半导体中存在的缺陷种类繁多,浓度各异,使得缺陷,特别是单个点缺陷性质的实验表征非常困难,因而理论与计算在缺陷研究中起到了重要的作用.本文首先介绍了基于第一性原理的缺陷计算方法,然后以典型太阳能电池材料CdTe, Cu(In, Ga)Se2, Cu2ZnSnS(Se)4和CH3NH3PbI3为例,详细介绍了如何从理论计算角度认识和调控太阳能电池材料的缺陷性质.     

金属恒温塑性力学过程的热力学研究

由于弹性学的热力学函数不能对塑性学推广,本文用以位错为基础的热力学函数反映了塑性现象的位错实质,并以此热力学函数建立了金属恒温弹塑性力学过程的热力学基本方程,即赫姆霍兹自由能变化dF_T的熵产生表达、耗散表达及熵产生与耗散之间的关系;对于恒温弹塑性应力-应变循环,证明了无论它是否为热力学循环,循环功都是正塑性功,加载功常大于卸载功;对于热力学循环,塑性功全部耗散;对于非热力学循环,因自由能永动机不存在,塑性功未全部耗散.本文理论很可能为金属塑性力学过程研究提供一个不可逆过程热力学基础.     

数值计算与素质培养——理论力学教学改革取得突破性进展

把计算机数值计算方法引入理论力学教学，有利于提高学生素质，实现了使非线性力学成为课程新的基础知识的教学改革目标。     

石墨烯与金属的欧姆接触理论研究

石墨烯材料应用于多种电子器件时不可避免地要与金属电极接触,它们之间的接触电阻直接影响了器件的性能.为了揭示影响金属电极与石墨烯间接触电阻的因素,提出有效地抑制这些影响的措施,本文建立了一种求解接触电阻的物理模型,将载流子的输运分为金属与正下方石墨烯之间、正下方石墨烯与邻近石墨烯之间的两个过程,分别研究各个过程的输运概率;结合金属电极与石墨烯接触对载流子分布的影响分析接触电阻,据此分别探讨了金属电极材料、栅极电压、掺杂浓度、金属与石墨烯原子距离等对接触电阻的影响.为验证理论分析结果的正确性,制作了金与石墨烯接触的实验样品,实验测得的接触电阻与理论分析结果符合.理论分析结果表明,可通过选择与石墨烯功函数接近的金属材料,降低二氧化硅层厚度,增加载流子平均自由程,改进金属材料的表面形态使其更光滑,减小金属与石墨烯耦合长度等方法降低石墨烯与金属电极的接触电阻.     

过渡金属硼化物的结构与性质

过渡金属硼化物(TMBs)是一类具有强耐磨性、抗腐蚀性、耐高温、高硬度的多功能材料.过渡金属与硼原子间电荷转移量的多样性决定了过渡金属硼化物中化学键的成键方式和成键强弱,最终导致过渡金属硼化物丰富的结构以及潜在的多功能特性.过渡金属硼化物的制备、晶体结构和力学性能一直是该领域的研究热点.硼原子间的强共价键决定了过渡金属硼化物的合成需要高能量;晶体结构中化学键的强弱与过渡金属硼化物的硬度性质息息相关;多种化学键成键方式使过渡金属硼化物展现出了丰富的多功能性质.本文主要从过渡金属硼化物的合成、结构、硬度性质和多功能性质四个方面,以不同硼原子亚结构单元为出发点,总结和分析了过渡金属硼化物的研究现状.我们认为,利用高温高压制备TMBs,诱导过渡金属与硼原子之间的电子转移,构造(准)三维的化学键,是设计制备新型多功能硬质过渡金属硼化物的有效方法.     

基于案例式教学法力学与理论力学 课程关联教学的研究

根据当代教育的发展和理论物理教学中存在的问题, 针对工程人才短缺和本科生培养质量问题, 提出 基于案例式教学法在力学与理论力学课程关联教学的思想, 介绍了案例式教学法的基本内涵, 同时探索了案例式 教学法在力学与理论力学课程关联教学的研究, 为培养国家急需人才提供了理论与实践的保障     

用重离子束研究金属缺陷的生成

离子辐照金属产生缺陷研究的意义随着核科学技术的发展和应用,特别是加速器技术的发展,为离子束的应用研究提供了各种能量和各种元素的离子;以及各门学科的相互渗透,离子辐照效应研究已经在许多学科、领域中开展起来。     

超轻多孔金属的进展与物理学

简述了超轻多孔金属的结构、性能,研究从材料范畴发展为物理学范畴.发展的新趋势为,将国家高技术目标需求与科学前沿相结合,将认识与实践相结合.