快压法制备非晶聚醚醚酮的应变诱导结晶行为

利用快速增压和淬火2种方法分别制备了非晶聚醚醚酮(PEEK), 并利用二维广角X射线衍射(WAXD)研究了2种非晶样品在不同拉伸温度(T_d)和不同应变速率(v)条件下的结晶行为. 结果表明, 在相同拉伸温度及应变速率条件下, 快压样品的临界结晶应变明显低于淬火样品; 随着拉伸温度和应变速率的升高, 2种样品的临界结晶应变均逐渐降低; 在相同应变条件下, 拉伸温度对PEEK材料结晶度的影响很大, 而应变速率对其影响较小.     

电沉积Ni81.32Mo18.68非晶/纳米晶镀层的晶化动力学

在碱式碳酸镍为主的盐溶液中用电沉积法制备出含Mo原子分数为18.68%的Ni-Mo合金镀层.X射线衍射(XRD)表明该镀层为非晶/纳米晶混合结构;用差示扫描量热法(DSC)对这种非晶/纳米晶混合结构的合金进行了晶化动力学研究,测得其晶化激活能(E)为3.84x105 kJ·mol-1;晶化开始温度约为440℃,与非晶态结构Ni-Mo合金镀层相比,晶化温度提高了约13℃.热处理过程发现,非晶/纳米晶混合结构镀层中少量纳米晶的存在阻止了非晶态相转变的可能性,提高了混合结构镀层的热稳定性和晶化温度;镀层在450℃热处理过程中有新相产生,其不仅提高了镀层的密实度,同时也阻止了非晶态相的转变,提高了镀层的热稳定性.     

Fe基非晶和纳米晶合金晶化及电化学腐蚀行为

应用单辊甩带法制备非晶态Fe78Si13B9和Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1薄带,并以非晶晶化退火法制备出纳米晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1薄带.利用X射线衍射(XRD)仪和示差扫描量热计(DSC)对该非晶薄带的非晶特性及其晶化过程进行了研究.并用电化学极化曲线的方法和电化学阻抗技术研究了非晶态Fe78Si13B9和纳米晶Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1合金在1mol/LNaOH溶液里的电化学腐蚀行为,用SEM对极化测试后的试样形貌进行了观察;同时还研究了不同的热处理温度对材料结构及在1mol/LNaOH溶液里耐腐蚀性能的影响.结果表明,该非晶薄带的晶化过程分为两步;纳米晶比非晶合金的耐腐蚀性要好;且随着热处理温度的升高,非晶和纳米晶的耐腐蚀性能都得到提高.     

电沉积Ni81.32Mo18.68非晶/纳米晶镀层的晶化动力学

在碱式碳酸镍为主的盐溶液中用电沉积法制备出含Mo原子分数为18.68%的Ni-Mo合金镀层. X射线衍射(XRD)表明该镀层为非晶/纳米晶混合结构; 用差示扫描量热法(DSC)对这种非晶/纳米晶混合结构的合金进行了晶化动力学研究, 测得其晶化激活能(E)为3.84×105 kJ·mol-1; 晶化开始温度约为440 ℃, 与非晶态结构Ni-Mo合金镀层相比, 晶化温度提高了约13 ℃. 热处理过程发现, 非晶/纳米晶混合结构镀层中少量纳米晶的存在阻止了非晶态相转变的可能性, 提高了混合结构镀层的热稳定性和晶化温度; 镀层在450 ℃热处理过程中有新相产生, 其不仅提高了镀层的密实度, 同时也阻止了非晶态相的转变, 提高了镀层的热稳定性.     

离子束混合条件下Fe—Dy多层膜的非晶化

在超高真空（１０＾－７Ｐａ）条件下用双源蒸镀法在单晶Ｓｉ和ＮａＣｌ衬底上制备了一系列Ｆｅ，Ｄｙ原子配比的成分调制多层膜。用卢瑟福背散射（ＲＢＳ）和俄歇能谱（ＡＥＳ）分析成分沿厚度的分布，并用掠入射Ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）离子束混合前后的结构。结果表明，随Ａｒ＾＋离子剂量的增加混合量增加，在１０＾１７Ａｒ＾＋／ｃｍ＾２达到均匀混合，同时混合还诱发非晶化，平均成分约为Ｆｅ６０Ｄｙ４０的多晶膜完全转变为     

Mg65Cu15Ag10Y10非晶合金的晶化动力学

采用DSC方法研究了Mg65Cu15Ag10Y10非晶态合金的晶化动力学. 结果表明, 在连续加热条件下, 随升温速度的加快, 特征温度Tg, Tx, Tp均向高温区移动, 其过冷液相区的宽度也逐渐增加. 利用Kissinger法得出合金的晶化激活能为134.8 kJ·mol-1;用Johnson-Mehl-Avrami方程描述合金的等温晶化过程, 在不同等温温度下计算得出的Avrami指数相差不大, 大约为2.7, 不同等温温度下, 合金的主要晶化过程是三维晶粒长大过程. 在Arrhenius方程的基础上, 得出合金的晶化激活能为206.3 kJ·mol-1, 并得到合金的阶段晶化激活能随晶化体积分数变化的关系曲线.     

离子束混合条件下Fe－Dy多层膜的非晶化

在超高真空（１０￣（－７）ｐａ）条件下用双源蒸镀法在单晶Ｓｉ和ＮａＣｌ衬底上制备了一系列Ｆｅ、Ｄｙ原子配比的成分调制多层膜。用卢瑟福背散时（ＲＢＳ）和俄歇能谱（ＡＥＳ）分析成分沿厚度的分布，并用掠入射ｘ射线衍射分析（ＸＲＤ）离子束混合前后的结构。结果表明，随Ａｒ离子剂量的增加混合量增加，在１０￣（１７）Ａｒ／ｃｍ￣２达到均匀混合，同时混合还诱发非晶化，平均成分约为Ｆｅ＿（６０）Ｄｙ＿（４０）的多晶膜完全转变为非晶态，Ｆｅ含量高于６０ａｔ％，有残余ｂｃｃ－Ｆｅ，反之，Ｄｙ含量高于４０ａｔ％，有残余ｈｃｐ－Ｄｙ．     

高分子粗粒化分子动力学模拟进展

模拟与理论、实验相互补充,彼此验证,使我们在原子和分子尺度上理解相关实验现象中的微观物理机制。结合高性能计算机和计算技术的发展,模拟已发展成为独特的高分子科学研究手段,在高分子材料优化设计和性能与结构问的性能关系研究中起重要作用。高分子具有不同层次的结构,材料的性质和功能不仅取决于化学结构和分子性质,而且很大程度上取决...     

非晶固体高分子表面的低温流动特性

高分子低温加工是材料领域重大挑战。相较于本体分子,位于材料表面高分子链的玻璃化转变温度降低、黏度减小、塑性增强,为高分子材料低温加工提供了可能途径。本文总结了近年来对非晶固体高分子表面分子运动的研究成果,从表面分子动力学的角度阐述了高分子表面低温流动性的起源及其影响因素,举例介绍了表面低温流动特性在高分子材料低温粘结、自愈合以及加工成型等方面的应用,并对未来研究及前景进行了展望。希望通过本文加深对高分子表面低温流动行为的认识和理解,促进高分子材料加工和成型新方法和新概念的发展。     

耐高温高塑性应变高聚物及其酰亚胺化特征

本文介绍了最近研制成功并用于材料热强度应变测量、耐热300℃、灵敏系数K>1.85和应变极限ε>8％,具有独特力学性能的耐高温高塑性(大)应变胶粘剂。以Ⅳ号胶为代表着重研究了这些溶液型共聚-共混聚酰胺酸在热酰亚胺化为最终产物过程中,各个阶段的特征及对性能的影响。结果发现,急剧酰亚胺化(155℃附近)之后,聚合物的T(>280℃)便已接近最大值,认为继续的酰亚胺化反应至完全(225℃附近)是在软玻璃态中进行的。文中确定了该胶粘剂呈现优良应变特性和粘结性的热-酰亚胺化温度是250—260℃。     

First and Second Hydration Shell of Ni2+ Studied by Molecular Dynamics Simulations

Molecular dynamics simulations of a Ni²⁺ ion in water have been carried out to investigate the structure and dynamics of water molecules around the nickel, extending the analysis to the second hydration shell. The structural parameters as well as the motions of water molecules in various sub-structures of the solution have been evaluated giving a detailed picture of the motional modes of water molecules     

升温速率对金属铅的熔化和过热行为的影响

采用分子动力学方法和QSC(quantum Sutton-Chen)力场研究了升温速率对金属铅的熔化和过热行为的影响.模拟中考虑了缺陷和表面对熔化和过热行为的作用.结果表明，升温速率对金属铅的熔化和过热行为影响很大，随着升温速率的升高，金属铅的熔点有所升高.快的升温速率会导致金属铅体系内部无序化程度增加，进而使体系能量增加，降低了熔化相变的能垒.升温速率导致的金属铅的过热极限大约为780 K.     

大离子诱导聚电解质/表面活性剂复合物的解离

采用分子动力学模拟方法研究了大离子与聚电解质/表面活性剂复合物的相互作用, 考察了大离子的电性、直径、表面电荷、浓度等对其与复合物相互作用的影响. 结果表明, 与聚电解质所带电性相同的大离子对复合物作用不明显, 只有当大离子所带电荷较多时, 才会引导少量表面活性剂从复合物中脱离. 当大离子所带电荷与聚电解质所带电荷电性相反时, 大离子的加入会诱导复合物的解离, 表面活性剂从复合物中释放出来, 甚至导致聚电解质/表面活性剂复合物的完全解离, 从而形成聚电解质/大离子复合物; 大离子所带电荷越多, 诱导作用越明显. 大离子的直径及浓度对其与复合物之间的作用也有很大的影响, 对于所带电荷数相同的大离子而言, 直径越小, 其与复合物的作用越显著, 越容易引导表面活性剂从复合物中解离, 若大离子的表面电荷密度相同, 大离子直径越小, 反而与复合物的作用越弱; 大离子浓度越高, 越易引起复合物的解离, 复合物中聚电解质链上结合的大离子数增多直至饱和, 相应的会出现电荷反转现象.     

静电排斥表面诱导溶菌酶分子站立

抑制蛋白质聚集是应用基因重组技术生产药用蛋白质过程中的关键. 实验研究发现与蛋白质带同种电荷的离子交换介质能够通过静电排斥作用有效抑制蛋白质折叠中间体的聚集. 但其微观细节尚不明晰, 且利用现有实验技术很难直接阐释. 分子动力学模拟是研究微观过程的有力工具. 因此, 本文构建了静电排斥表面模型以模拟同电荷离子交换介质, 采用分子动力学模拟和全原子模型, 研究溶菌酶在静电排斥表面上的空间取向及其变化过程, 并考察表面所带电荷数的影响规律. 结果表明, 溶菌酶受到表面的静电排斥作用而远离. 在此过程中, 溶菌酶逐渐“站立”, 形成其偶极和表面相站立垂直的空间取向. 而当蛋白质远离表面时, 由于静电排斥作用衰减, 形成“站立”取向的趋势减弱. 同时, 研究发现静电排斥表面所带电荷数增加有利于蛋白质形成“站立”取向. 本文的模拟结果从微观揭示蛋白质在静电排斥表面上的空间取向及其影响因素, 将有助于推动蛋白质在荷电表面折叠和分子相互作用研究.     

金属Ni熔化前后结构变化的分子动力学模拟

使用Tight-binding势函数, 对FCC-Ni升温熔化过程的结构变化进行了分子动力学模拟. 在定压条件下模拟得到的Ni的熔点在1850 K与1900 K之间. 计算得到了体系在各温度下的径向分布函数和配位数分布等静态结构信息以及动力学性质. 计算得出的液体Ni的扩散系数在1900 K时约为5.02×10−9 m2•s−1, 与实验数据相符. 对液态体系中FCC短程有序结构可能发生的畸变以及由此导致的H-A键型变化进行了分析, 结合配位体构型搜索和键对分析方法计算了各温度下不同短程有序结构的分布. 计算表明, Ni在熔化之后仍保留有部分晶态短程结构, 但发生了较大的畸变, 同时液态中有少量的缺陷二十面体结构存在. 而液体Ni中大多数的配位体的几何构型介于FCC与缺陷二十面体之间.     

Aggregation of Glycerol Induced by Carbon Nanotubes in Aqueous Solution and Its Influencing Factors

Carbon nanotubes(CNTs) have received wide application and investigation because of their unique electronic, chemical and mechanical properties. But the self-aggregation of CNTs limits their practical application and study. In order to disperse CNTs effectively, polymers, such as polyglycerol and its derivatives, are adopted as dispersants in view of their strong interaction with CNTs. In order to understand the interaction between CNTs and glycerol in water in detail, a series of simulations has been conducted to investigate the interaction between them and analyze the influences of CNTs diameter and temperature. All the analyses indicate that the glycerol molecules are prone to aggregate around CNTs with the addition of CNTs. This is mainly due to hydrophobic interaction. It is confirmed that this aggregation is influenced by CNTs diameter and the temperature to some degree. This work will establish the basis for the exploration of polyglycerol and its derivatives interacting with CNTs and provide an invaluable guide to seek for emergent dispersants for CNTs.     

纳米Al2O3颗粒对纯Fe液诱导凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)方法模拟了不同半径大小的纳米Al2O3颗粒夹杂在三个温度下(1750、1730和1710K)对纯Fe液的诱导凝固过程,并分析了作为诱导核心的纳米Al2O3颗粒的结构演变及其对Fe原子体系的凝固过程的影响.发现在诱导过程中,纳米Al2O3颗粒的内部保持较好的晶型结构,仅表面原子有结构变形;诱导凝固的Fe原子主要为面心立方(fcc)和密排六方(hcp)原子;纳米Al2O3颗粒的尺寸越大,发生诱导凝固的温度越高;诱导凝固得到的Fe晶体的晶格取向受纳米Al2O3颗粒在Fe液中的漂移程度影响.     

Large-Scale Molecular Dynamics Simulations of Energetic Ni Nanocluster Impact onto the Surface

On the atomic scale, Molecular Dynamics (MD) Simulation of Nano Ni cluster impact on Ni (100) substrate surface have been carried out for energies of E _a = 1–5 eV/atom and total energy of E _T = 195 eV (the total energy of cluster is E _T = nE _a, n is the number of cluster atoms) to understand quantitatively the interaction mechanisms between the cluster atoms and the substrate atoms. The many-body Embedded Atom Method (EAM) was used in this simulation. We investigated the maximum substrate temperature T _max and the time t _max within which this temperature is reached as a function of cluster sizes and the total energy E _T. The temperature T _max is linearly proportional to total cluster energy. For the constant energy per atom and for the cluster size increase, the correlated collisions rapidly transfers energy to the substrate, and the time t _max approached a constant value. For constant total energy the temperature T _max and the time t _max versus different cluster sizes was studied. We showed that the cluster implantation and sputtering atoms from the surface are affected by the cluster size and total kinetic energy of the clusters. Finally time dependence of the number N _dis of disordered atoms in the substrate was observed.     

不同孪晶界密度银纳米线拉伸形变行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了不同孪晶界密度银纳米线的拉伸形变行为, 分析了孪晶界密度对多晶银纳米线屈服强度、弹性模量和塑性变形机理的影响. 在弹性形变区域, 孪晶界的存在对杨氏模量变化的作用不明显. 在塑性形变阶段, 首先从表面边缘开始产生位错成核, 然后延伸并受阻于孪晶界. 在进一步拉伸载荷作用下, 孪晶界将作为位错源产生新的位错. 模拟结果表明, 银纳米线的强度与孪晶界和晶粒的尺寸有关. 孪晶界密度较小(即晶粒的长径比大于1)时, 此纳米线的屈服应力比单晶纳米线还要小, 只有当孪晶界密度较大时(即晶粒的长径比小于1), 孪晶界使得纳米线得到强化. 综合分析了孪晶界和晶粒尺寸对银纳米线的影响, 为构建高强度金属纳米线打下基础. 最后讨论了温度和拉伸速度对孪晶纳米线屈服应力所产生的影响, 随着温度的升高, 孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先升高后趋于稳定; 当拉伸速度逐渐增大, 孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先稳定后增大.     

不同孪晶界密度银纳米线拉伸形变行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了不同孪晶界密度银纳米线的拉伸形变行为,分析了孪晶界密度对多晶银纳米线屈服强度、弹性模量和塑性变形机理的影响.在弹性形变区域,孪晶界的存在对杨氏模量变化的作用不明显.在塑性形变阶段,首先从表面边缘开始产生位错成核,然后延伸并受阻于孪晶界.在进一步拉伸载荷作用下,孪晶界将作为位错源产生新的位错.模拟结果表明,银纳米线的强度与孪晶界和晶粒的尺寸有关.孪晶界密度较小(即晶粒的长径比大于1)时,此纳米线的屈服应力比单晶纳米线还要小,只有当孪晶界密度较大时(即晶粒的长径比小于1),孪晶界使得纳米线得到强化.综合分析了孪晶界和晶粒尺寸对银纳米线的影响,为构建高强度金属纳米线打下基础.最后讨论了温度和拉伸速度对孪晶纳米线屈服应力所产生的影响,随着温度的升高,孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先升高后趋于稳定;当拉伸速度逐渐增大,孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先稳定后增大.