跨临界CO2旋流喷射器的数值模拟研究

本文利用ANSYS CFD软件根据已有的热泵试验台建立了无旋喷射器的数值模型,在相同工况下的模拟数值与试验台数据的最大误差为5.61%。用Spaceclaim建模软件将无旋喷射器改造成旋流喷射器,并在旋流喷射器主动喷口外侧切槽来强化旋流。模拟结果表明,相较于无旋喷射器,加入旋流后喷射器进出口的质量流量Q_m、喷射系数μ、二次流入口压力P₂和混合流体出口P_o等均有明显的提升,旋流还可以改善喷射器内部流场,使喷射器内部湍流分布更为均匀,有助于两相流体之间的动量交换和互相掺混。     

纳米SiO2复合对Mg3Sb2基材料热电性能的影响

Mg₃(Sb,Bi)2基热电材料由于其优异的热电性能和较低的成本近来受到广泛的关注.本研究通过将纳米SiO₂复合进成分为Mg_3.275Mn_0.025Sb_1.49Bi_0.5Te_0.01的基体相中,考察其热电输运性能的变化及机制.结果表明,当SiO₂复合进Mg₃Sb₂基材料中时,由于引进大量的微小晶界,能有效地散射声子,促使晶格热导率降低,优化热输运性能,如SiO₂体积含量为0.54%时,室温时热导率由复合前的1.24 W/(m·K)降至1.04 W/(m·K),降幅达到15%;同时其对电子也产生强烈的散射作用,导致迁移率和电导率大幅下滑,结果表现为近室温区功率因子剧烈衰减,恶化了电输运性能.电性能相对于热性能较大降低幅度使得材料在整个测试温区的热电优值没有得到改善.纳米SiO₂作为Mg₃Sb₂     

水平螺旋管内超临界CO2冷却换热的数值模拟

采用RNG k-ε 湍流模型对超临界CO₂流体在内径为4 mm, 长度2000 mm, 节距为10 mm, 曲率为0.1的水平螺旋管内的冷却换热进行了数值模拟.研究了质量流量、热流量以及压力对换热系数的影响, 并和超临界CO₂在水平直管内的冷却换热进行了对比.研究结果表明, 超临界CO₂在水平螺旋管内流动产生的二次流强于水平直管内的二次流, 前者的换热系数大于后者; 换热系数随质量流量的增加而增大; 在似气体区, 换热系数随着热流量的增加而增大, 而在似液体区, 热流量对换热系数几乎没有影响; 换热系数峰值点随着压力的升高而下降, 并向高温区偏移.     

1.06 μm连续激光辐照TiO2/SiO2/K9薄膜元件温升规律研究

利用1.06 μm连续激光在不同强度下辐照TiO2/SiO2/K9薄膜元件,实验中用红外热像仪测量激光辐照在TiO2/SiO2/K9元件表面引起的温升随时间的变化,通过数据处理,获得激光辐照区域最高温度随辐照时间的增加而增加。同时,给出材料温升随材料发射率的变化关系。并用程序模拟不同激光强度下薄膜温度场的分布,通过实验测量数据校正数值模拟计算结果,给出TiO2/SiO2/K9薄膜元件温度随激光辐照强度和辐照时间的变化规律。并且获得在薄膜厚度方向：薄膜表面温度最高,基底与薄膜接触处温度最低;沿径向：激光辐照中心温度最高,边沿温度最低。     

激光辐照金属/炸药复合介质温度场的数值模拟

当激光辐照金属/炸药复合介质外表面时,在变物性及界面有接触热阻的条件下,用二维线性瞬态导焓方程,数值计算了介质内部温度场时空分布。作为特例,将常物性及无接触热阻下的数值解与相同条件下的二维线性瞬态导热方程的解析解相比较,结果表明数值法的计算程序及结果是可信的。     

添加Nb对CaCu3Ti4O12陶瓷介电性能的影响

采用固相反应法制备了CaCu₃Ti_4-xNb_xO₁₂(x=0，0.01，0.04，0.08，0.2)陶瓷，样品在x取值范围内形成了连续固溶体.在40Hz—110MHz频率范围对样品进行了介电频谱分析，实验结果表明，与纯CaCu₃Ti₄O₁₂不同，含Nb试样除了在频率大于10kHz范围内出现的德拜弛豫 关键词： 巨介电常数 德拜弛豫 阻挡层电容 等效电路     

激光辐照金属/炸药复合介质温度场的数值模拟

 当激光辐照金属/炸药复合介质外表面时,在变物性及界面有接触热阻的条件下,用二维线性瞬态导焓方程,数值计算了介质内部温度场时空分布。作为特例,将常物性及无接触热阻下的数值解与相同条件下的二维线性瞬态导热方程的解析解相比较,结果表明数值法的计算程序及结果是可信的。     

Ta和TaN底电极对原子层淀积HfO2介质MIM电性能的影响

以Ta,TaN为衬底,采用原子层淀积方法制备高介电常数HfO₂介质,比较研究了不同衬底电极对金属-绝缘体-金属（MIM）电容的性能影响.结果表明,采用TaN底电极能够获得较高的电容密度和较小的电容电压系数（VCC）,在1MHz下的其电容密度为7.47fF/μm²,VCC为356ppm/V²和493ppm/V,这归因于TaN底电极与HfO₂介质之间良好的界面特性.两种电容在3?V时漏电流为5×10^-8关键词： 高介电常数 MIM电容 2薄膜')" href="#">HfO₂薄膜 电极     

掺CH4的SiCOH低介电常数薄膜结构与介电性能研究

以十甲基环五硅氧烷和甲烷作为反应气体，采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-C VD)方法制备了k = 2.45，485℃下的热稳定性优良的SiCOH低介电常数薄膜.通过薄膜结构的 FTIR谱分析，比较了十甲基环五硅氧烷(D5)液态源和不同甲烷流量下制备的薄膜的键结构差 异，发现在沉积过程中甲烷含量的增大，一方面有利于D5源环结构的保留，另一方面有利于 薄膜中形成高密度的CH_n基团.高密度碳氢大分子基团的存在降低了薄膜密度， 结合薄膜中形成的本构孔隙、低极化率Si—C键以及—OH键减少的共同作用，导致薄膜介电 常数的降低. 关键词： 低介电常数 SiCOH薄膜 碳氢掺杂     

CaCu3Ti4O12-MgTiO3陶瓷的介电性能与I-V非线性特征

采用固相反应法制备了一系列CaCu₃Ti₄O₁₂-xMgTiO₃(x = 0, 0.25, 0.5, 1.0)复相陶瓷,研究了MgTiO₃掺杂对CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)陶瓷相结构、显微组织、介电性能和I-V非线性特征的影响.研究发现:MgTiO₃掺杂不仅使CC 关键词： I-V非线性系数')" href="#">I-V非线性系数 巨介电常数 压敏电压     

Fe掺杂CaCu3Ti4O12陶瓷的介电性能与弛豫特性研究

采用固相反应法制备了CaCu₃Ti_4-xFe_xO₁₂(0≤x≤0.2)陶瓷,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、介电频谱和阻抗谱等手段研究了Fe对CaCu₃Ti₄O₁₂陶瓷的结构和介电性能的影响.研究发现：CaCu₃Ti_4-xFe_{x关键词： 巨介电常数 双阻挡层电容模型 界面极化}     

非简谐振动对SiC的热膨胀系数数和介电性能的影响

利用抛物型电子能谱模型,考虑到原子的非简谐振动,求出了SiC中原子振动的简谐系数与非简谐系数,用固体物理理论和方法,得到了SiC的热膨胀系数和格林乃森参量以及介电常数随温度变化的解析式,探讨了原子非简谐振动对的影响。结果表明：的格林乃森参量和热膨胀系数均随温度升高而非线性增大,而介电常数随温度升高而非线性减小;原子振动的非简谐项（特别是第二非简谐项）对的热膨胀等热学性质和介电性能有重要影响,温度愈高,非简谐振动项的影响愈大。     

溶胶-凝胶法制备纳米多孔SiO2薄膜

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料，采用旋转涂敷的方法，结合溶胶-凝胶技术在硅衬底上制备超低介电常数多孔SiO₂薄膜.采用两种不同的改性方法对薄膜表面进行改性，傅里 叶变换红外光谱分析发现改性后薄膜中含有大量的—CH₃键，从而减少了孔洞塌陷.用扫 描电子显微镜观察薄膜的表面形貌，发现薄膜内孔洞尺寸在70—80 nm之间.调节溶胶pH值，发现pH值越小凝胶时间越长.对改性样品热处理的结果表明，在300 ℃时介电常数最低达2.05. 关键词： 2')" href="#">多孔SiO₂ 低介电常数 溶胶-凝胶     

水对无定形SiO2拉伸特性影响的反应分子动力学模拟

潮湿对SiO₂的强度有重要影响. 采用反应场分子动力学模拟方法,研究液态水对无定形SiO₂ （a-SiO₂）准静态拉伸特性的影响. 准静态拉伸模拟的结果表明,在干燥条件下,a-SiO₂的拉伸强度为9.4 GPa,而在含液态水时则下降为4.7 GPa,表明液态水使得a-SiO₂拉伸强度发生显著下降. 根据应力-应变曲线分析可知,干燥条件下a-SiO₂结构的刚度随着拉伸应变的增加保持稳定,而含液态水的a-SiO₂刚度随着拉伸应变的增加而逐步降低,并且应变为16%–20%时的应力-应变曲线类似于金属的屈服现象. 通过对拉伸过程的原子图像分析可知,含液态水a-SiO₂的拉伸过程并没有发生塑性变形,而是因为应力增大加速了水解反应,使得应力-应变曲线表现出上述塑性现象. 关键词： 2')" href="#">无定形SiO₂ 机械强度 水 分子动力学模拟     

脉冲形成线用CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷介电性能

设计了一种脉冲形成线用新型CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷体系,采用传统固相法通过优化组分和制备工艺,调控材料的微结构,获得了介电性能优异的介质陶瓷。其介电常数在15~35之间可调,介电损耗小于0.002,频率稳定性好。在厚度为1 mm时,介电强度高达50 kV/mm。研究了厚度对CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷介电强度的影响规律,当厚度从1 mm减小到0.1 mm时,介电强度呈非线性增大,从50 kV/mm（1 mm厚样品）提高到92 kV/mm（0.1 mm厚样品）,可见,CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷的电击穿与其机械损坏具有相似性。结合CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷的化学组分和微观结构,CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷优越的电击穿特性可以用弱点击穿理论解释。     

MoS2/SiO2界面黏附性能的尺寸和温度效应

探索二维材料与其衬底之间的黏附性能对于二维材料的制备、转移以及器件性能的优化至关重要.本文基于原子键弛豫理论和连续介质力学方法,系统研究了尺寸和温度对MoS₂/SiO₂界面黏附性能的影响.结果表明,由于表面效应引起的热膨胀系数、晶格应变和杨氏模量的变化, MoS₂/SiO₂界面黏附能随MoS₂厚度的减小而增大,而热应变使MoS₂/SiO₂界面黏附能随温度的升高而逐渐降低.此外,预测了在不同尺寸和温度下MoS₂在SiO₂衬底上的“脱落”条件,系统阐述了MoS₂与SiO₂衬底之间黏附性能的物理机制,为基于二维材料电子器件的优化设计提供了理论基础.     

脉冲形成线用CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷介电性能

设计了一种脉冲形成线用新型CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷体系,采用传统固相法通过优化组分和制备工艺,调控材料的微结构,获得了介电性能优异的介质陶瓷。其介电常数在15~35之间可调,介电损耗小于0.002,频率稳定性好。在厚度为1 mm时,介电强度高达50 kV/mm。研究了厚度对CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷介电强度的影响规律,当厚度从1 mm减小到0.1 mm时,介电强度呈非线性增大,从50 kV/mm（1 mm厚样品）提高到92 kV/mm（0.1 mm厚样品）,可见,CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷的电击穿与其机械损坏具有相似性。结合CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷的化学组分和微观结构,CaO-TiO2-Al2O3基介质陶瓷优越的电击穿特性可以用弱点击穿理论解释。     

(RbBi)1/2MoO4陶瓷微波介电性能的远红外反射谱研究

采用固相反应法制备了(RbBi)1/2MoO4陶瓷样品。室温下测量了(RbBi)1/2MoO4的红外反射谱,观察到15个振动模式;利用Kramers-Kronig(K-K)关系对样品的红外反射谱进行数据处理,获得材料的光频介电常数ε∞=2.17,微波频段的外推值为20.56,略小于实际测量值21.4;获得材料的本征品质因数Q×f为11 790GHz,高于实际测量值6 200GHz,说明陶瓷材料的品质因数还有较大提升空间。     

不同初始温度下H2/O2混合物等离子体的演化

本文对不同初始温度下,H₂/O₂混合物等离子体中主要粒子随时间发展的演化规律进行了数值模拟,得到了放电后等离子体中主要带电粒子和中性粒子密度随时间的变化规律.计算结果表明,H₂/O₂混合物等离子体中主要活性粒子密度随时间的增加减小,化学反应达到平衡所需的时间随初始温度升高逐渐减少.     

不同初始温度下H2/O2混合物等离子体的演化

本文对不同初始温度下,H₂/O₂混合物等离子体中主要粒子随时间发展的演化规律进行了数值模拟,得到了放电后等离子体中主要带电粒子和中性粒子密度随时间的变化规律.计算结果表明,H₂/O₂混合物等离子体中主要活性粒子密度随时间的增加减小,化学反应达到平衡所需的时间随初始温度升高逐渐减少. 关键词： 等离子体 化学过程 数值模拟 演化