分子动力学模拟尺寸对纳米Cu颗粒等温晶化过程的影响

采用分子动力学方法和镶嵌原子势, 模拟了4000个Cu原子和13500个Cu原子(简称Cu₄₀₀₀和Cu₁₃₅₀₀)组成的纳米颗粒以及块体Cu的等温晶化过程. 通过对这些颗粒在晶化过程中结构和动力学行为的分析研究, 发现低温时, 不同尺寸的纳米Cu颗粒均出现多步晶化, 且晶化时间的分布曲线远比高温时范围大; 除了温度, 颗粒尺寸对晶化行为也有重要的影响, 尺寸越大, 晶化时间越长, 最终的晶化程度越高; 但是晶化时间随尺寸增大而增加的趋势不会一直持续, 发现存在一个临界尺寸r_c, 小于r_c时, 晶化时间随颗粒尺寸增大而增加, 大于r_c时,晶化时间随尺寸增大而减小.     

分子动力学模拟Cu(010)基体对负载Co-Cu双金属团簇熔化过程的影响

纳米团簇负载到基体上的结构演化和热稳定性是其走向技术应用的关键. 本文用分子动力学结合嵌入原子方法模拟了具有二十面体初始结构的Co₂₈₁Cu₂₈₀ 混合双金属团簇在Cu(010)基体上的熔化过程, 考察了基体的Cu原子可以自由移动(自由基体)和固定(固定基体)两种条件对负载团簇熔化的影响. 发现基体条件对团簇的熔化有明显的影响. 在自由基体上团簇原子的温度-能量曲线存在明显的团簇熔化时的能量突变点, 熔点为1320 K, 低于固定基体上团簇的熔点1630 K. 在升温过程中团簇的二十面体结构会在基体表面发生外延生长. 外延团簇随着温度增加发生表面预熔, 预熔原子会逐渐向基体表面扩散形成薄层, 直至完全熔化. 自由基体上团簇原子的嵌入行为会使原子的分布状态产生不同于固定基体上的演变.     

稀有气体原子在纳米碳管中的周期性振荡

采用TLHT势和经典分子动力学方法研究了稀有气体原子进入单壁纳米碳管(SWCNT)的动力学过程，计算得出SWCNT能吸入稀有气体原子(He，Ne，Ar，Kr，Xe)的管径阈值r₀分别为6.3 ?，7.0 ?，8.6 ?，8.6 ?，8.6 ?，同时计算了对应的每种稀有气体原子能封装在不同管径的SWCNT中的最大初始动能E_k0.计算给出有趣的结果是封装在纳米碳管中的稀有气体原子在管中不停地作周期性振荡，振荡周期与原子进入管中的能量无关，振幅与原子进入管中的能量有关，即振幅随着入射能量的增加而增加.分析表明：给定合适类型的碳管，具有很小初始动能的稀有气体原子可在碳管中稳定的周期性振荡，其振荡频率可达GHz.     

不同晶相结构和形貌TiO2负载Ru催化剂的CO选择甲烷化

用水热法得到的钛酸纳米纤维前体,通过不同后处理方法合成了多种纳米结构的TiO₂．采用N₂等温吸附和BET比表面、X射线衍射、透射电镜和能量分散X射线分析表征了TiO₂及负载Ru催化剂的微结构,包括比表面、晶相结构和形貌以及Ru纳米颗粒尺寸分布等．对负载Ru催化剂在富氢条件下CO选择甲烷化反应活性测试表明：金红石相TiO₂和TiO₂-B为载体负载的Ru催化剂比锐钛矿相TiO₂负载的Ru催化剂表现出更高的反应性能．其活性区别说明了不同晶相结构和形貌TiO₂载体与Ru纳米颗粒的相互作用存在差异．     

Mn掺杂对Nd-Fe-B纳米复合永磁合金结构的影响

利用XRD和XAFS技术研究了淬火速度为20m/s的退火和未退火Nd₉Fe_85－xB₆Mn_x(x=0.5,1.0)样品的长程序结构和局域结构.结果表明:初始制备样品,微量Mn原子的掺杂有利于纳米复合Nd-Fe-B磁性材料中Nd₂Fe₁₄B硬磁相和α-Fe软磁相的结晶度增加,而随着Mn掺杂量的增加,Fe原子周围配位有序度升高;退火后,掺杂微量的Mn元素并没有进一步提高Nd₉Fe_85－xB₆Mn_x样品的结晶度,也没有生成新的物相.本文提出,在快淬制备过程中,微量的Mn原子进入纳米复合Nd-Fe-B磁性材料的磁体主相形成亚稳相;退火处理后,Mn原子退出初始的磁体主相而进入颗粒的晶界.     

金属玻璃Pd79.5Ni4Si16.5结晶化过程的慢正电子束研究

首次用单能慢正电子束研究金属玻璃的晶化过程.测量了金属玻璃Pd_79.5Ni₄Si_16.5淬火态、结构弛豫和结晶化状态样品的正电子湮没辐射多普勒展宽能谱与正电子入射能量的函数关系,结果表明,淬态金属玻璃Pd_79.5Ni₄Si_16.5中存在大量的空位型缺陷,其结晶化过程最先开始于表面层.单能慢正电子束是研究金属玻璃晶化过程的有效手段.     

溶剂热再结晶合成由纳米颗粒自组装成的一维CdS纳米棒

采用两种不同的溶剂热路径合成出了不同形貌和尺寸的CdS纳米晶, 一种是以无水乙二胺(en) 为溶剂, CdCl₂·2.5H₂O和硫脲(H₂NCSH₂N) 为镉源和硫源, 在不同反应温度(160 ℃-220 ℃ 下制备出了CdS纳米晶, 讨论温度对CdS纳米晶生长的影响; 另一种是以en为溶剂, 将在160 ℃下合成的产物在200 ℃下原位再结晶生长2-8 h, 分析原位生长时间对CdS纳米晶生长的影响. 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子电镜(SEM) 和透射电子电镜(TEM) 等表征产物的物相、 形貌和微结构, 分析可知: 两种路线合成的产物均为六方相CdS; 当温度为160 ℃时, 产物形貌为纳米颗粒状, 当温度高于160 ℃时, 产物为CdS纳米棒状; 同时, 在200 ℃下原位再结晶生长不同时间后发现产物形貌由纳米颗粒转变为纳米棒, 通过场发射扫描电镜(HRTEM) 分析可知: 纳米棒是由零维纳米颗粒自组装而成. 最后, 讨论了影响产物CdS纳米晶形貌转变的因素和纳米棒的生长机理.     

Superacid Catalyst SO42-/ZrO2-La2O3 Prepared by Ultrasonic Co-precipitation and Low Temperature Aging

低温陈化超声波共沉淀法制得SO₄^2-/ZrO^2-La₂O₃前驱体, 经H₂SO₄处理, 在不同温度下焙烧得到纳米晶催化剂SO₄^2-/ZrO^2-La₂O₃;用Hammett指示剂法测定其酸性. 用XRD、BET、TEM、IR和XPS对样品进行表征,其催化活性用醋酸和甘油的酯化反应进行了评价. 结果表明经超声波搅拌和低温(-15 ºC)陈化,650 ºC焙烧4 h得到的固体超强酸表现出较高催化活性.     

非晶纳米Ni500团簇等温晶化过程中的结构与动力学研究

采用分子动力学方法和镶嵌原子势, 模拟了500个Ni原子(简称Ni₅₀₀)组成的纳米团簇的等温晶化过程. 通过对纳米Ni团簇的动力学行为和微观结构演变的研究, 发现Ni₅₀₀在高温时是一步晶化的, 在低温时则呈现出多步晶化的特征. 在多步晶化的过程中, 团簇结构会陷入多个亚稳态结构, 经过原子重排, 进入能量更低的亚稳态, 最后完成晶化. 在多步晶化过程中, 原子的位置重排是通过协同跳跃运动实现的, 其协同运动方式不但有常见的线型协同运动, 也有多个原子的集体平移运动等其他形式. 关键词： 分子动力学模拟 纳米Ni团簇 协同运动     

海胆状CoCu双金属纳米复合材料的合成及其在甘油氢解制丙二醇中的催化性能

以Ru为多相成核剂和硬脂酸为表面活性剂,在多元醇溶液中合成了CoCu双金属纳米复合物,并在甘油选择性氢解制丙二醇中评价了其催化性能．结果表明,硬脂酸作为结构导向剂可诱使Co纳米晶沿着一维方向生长,形成纳米线．当Co²⁺和Cu²⁺共存于多元醇溶液中,由于Cu²⁺较高的氧化还原电位,首先被还原成Cu⁰,进而增长成100～300 nm的球形粒子．在Cu粒子表面,Co²⁺被还原成核,在表面活性剂的结构导向作用下生长为长度为100～500 nm的纳米棒,从而形成海胆状CoCu双金属纳米复合结构．在甘油选择性氢解制丙二醇反应中,海胆状CoCu双金属复合催化剂的单位表面活性与丙二醇选择性均明显高于单金属Co纳米线和Cu球形粒子,在Co₉₀Cu₁₀催化剂上获得33%的丙二醇收率．这可能是由于Co和Cu界面的协同效应促进了甘油的转化所致．     

非晶态Cu56Zr44合金的结构及其等温退火晶化过程的研究

利用X射线衍射技术、差示扫描量热分析技术和透射电子显微镜研究了非晶态Cu₅₆Zr₄₄合金的结构及其等温退火条件下的晶化过程.实验结果表明,非晶态Cu₅₆Zr₄₄合金在室温下的短程结构类似于硬球无规密堆积分布.在703K过冷液相区内等温退火时发现,当退火时间为3min时,晶化产物主要为Cu₈Zr₃相;当退火时间为6min时,Cu₈Zr₃关键词： 非晶态 56Zr₄₄合金')" href="#">Cu₅₆Zr₄₄合金 结构 等温退火     

低温下Cu13团簇负载于Cu(001)表面上结构变化的分子动力学研究

应用分子动力学方法研究温度为10和50 K时具有二十面体结构的Cu₁₃团簇以不同接触条件与Cu（001）表面结合后的结构变化,原子间的相互作用势采用Johnson的嵌入原子方法模型.通过基于原子密度分布函数的分析表明,负载团簇与表面的结合能主要受团簇与载体相接触的最低层原子数及这些原子所具有的不同几何构型影响,同时更高层的原子呈现出不同的几何结构.温度为10 K时,负载团簇的初始位置对团簇几何结构和结合能影响较大. 关键词： 分子动力学 团簇 表面 计算机模拟     

Kinetic consideration for the incubation of the phase transformation and its application to the crystallization of amorphous alloy

Though much progress has been made on the phase transformation kinetics model, little attention has been paid to the incubation reaction before the transformation initiates. In this study, the kinetics characteristics of the incubation time during isothermal reaction and the onset temperature during isochronal one are indicated. A model is established with the consideration of the incubation time corresponding to its annealing temperature during the isothermal case and the onset temperature corresponding to its heating rate during the isochronal case, from which a correlation between the incubation time and the onset temperature can be drawn. Finally, the proposed model has been applied well to the crystallization of Mg₆₅Cu₂₅Y₁₀ amorphous alloy.     

Formation and crystallization of ZrCuTi metallic glasses

We report the suction casting of Zr₆₅Cu₂₇Ti₈ bulk metallic glasses with diameters up to 1?mm. While the substitution of Ti for Cu increases the glass forming ability significantly, the onset crystallization temperature and the width of the supercooled liquid region decrease. This decrease is due to the appearance of an icosahedral quasicrystal phase, which crystallises from the glass at a lower temperature than the Zr₂Cu devitrification product in the Zr₆₅Cu₃₅ glasses. Based on the results of recent structural studies of undercooled Ti/Zr-based alloys, this likely reflects the formation of icosahedral order in the undercooled liquid, which increases the nucleation barrier for the Zr₂Cu phase during the quench, making glass formation easier.     

The Melting Behavior of Poly(Ethylene Terephthalate)/SiO2 Nanocomposites

The melting and recrystallization behavior of poly(ethylene terephthalate) (PET)/SiO₂ nanocomposites after isothermal crystallization from the melt was studied by step-scan differential scanning calorimetry (SDSC). The influences of SiO₂ contents, crystallization temperature, and crystallization time on the melting process were examined. Two melting endotherms (in the SDSC C_P.A curves, reversible part) and one recrystallization exotherm (in the SDSC C_P.IsoK curves, irreversible part) of PET/SiO₂ nanocomposites after isothermal crystallization were observed during the melting process. All are ascribed to the melting–recrystallization mechanism. The low-temperature endotherm is attributed to the melting of initial crystals formed during the isothermal treatment and the high temperature endotherm to the melting of recrystallization materials. The reason why more recrystallization happened with the increase of SiO₂ content is given and the process of recrystallization was described in detail. The effects of crystal perfection and recrystallization were minimized by increasing crystallization temperature and time.     

Zr60Al15Ni25大块非晶合金晶化动力学研究

通过等温示差扫描量热法研究了Zr₆₀Al₁₅Ni₂₅大块非 晶合金的晶化动力学.实验结果表明，晶化过程的孕育期很短，即使在743 K这样低的温度下也不过0.52 min，而放热峰宽（反应整个晶化过程进行的时间）却随退火温度的降低明显增大，这说明了结晶过程是一个晶核长大控制的过程.Avrami指数表明在不同的退火温度，该合金的晶化机制发生了变化.晶化机制的变化是由于合金原子在不同温度下的扩散能力相差很大所致. 关键词： 晶化动力学 60Al₁₅Ni₂₅大块非晶合金')" href="#">Zr₆₀Al₁₅Ni₂₅大块非晶合金 示差扫 描量热法（DSC）     

Temperature-accelerated molecular dynamics simulation of the evolution of a low-energy incident Cu<Subscript>3</Subscript> cluster on the Cu(100) surface with a monoatomic step

The molecular dynamics simulation of the normal incidence of a Cu₃ cluster with an energy of 0.2–1 eV/atom on a Cu(100) substrate at an equilibrium temperature of 500–700 K is performed. This substrate contains a rectilinear step, whose height is one atomic layer. After 20-ps relaxation of the atomic cluster on the substrate, its further thermally activated motion on the surface is simulated using the method of temperature- accelerated molecular dynamics. The Cu₃ cluster mainly demonstrates rotational-translational motion. The time interval between two successive atomic transitions of the cluster is found to be reduced as the distance to the step is decreased.     

Effect of Fe on the glass-forming ability,structure and devitrification behavior of Zr–Cu–Al bulk glass-forming alloys

We report on the glass-forming ability and devitrification behavior of Zr₆₀Cu₃₀Al₁₀, Zr₆₀Cu₂₅Al₁₀Fe₅ and Zr_62.5Cu_22.5Al₁₀Fe₅ bulk glass-forming alloys on heating. The effect of Fe addition on the structure of Zr–Al–Cu alloys is also discussed. Crystallization kinetics and structural changes in the glassy alloys were studied using X-ray diffraction, transmission electron microscopy, differential scanning and isothermal calorimetry methods. The results indicate that good glass-formers, such as Zr_62.5Cu_22.5Al₁₀Fe₅, are located somewhat beyond the equilibrium eutectic point. Possible phase separation in the supercooled liquid on heating and electron beam-induced in situ crystallization are observed and discussed.