公度-无公度相变与朗道的相变唯象理论

本文主要介绍晶体中公度-无公度相变。无公度相是结构相变的产物,它与软模概念有着紧密联系。应用朗道的相变唯象理论可以相当好地解释这一相变行为,本文将给予详细综述。基于朗道自由能公式,讨论了无公度相的热力学性质,介电性质和弹性性质,以及杂质和缺陷将影响相变过程,杂质的“钉扎”效应导致各种观察量在相变过程中出现滞后现象。最后,无公度相中的新元激发-振幅子和相位子的色散特性,也从唯象观点作了讨论。主要的理论结果将与有关的实验数据和曲线进行比较,同时指出理论不完善之处以及尚待进一步研究的课题。     

公度-无公度相变与朗道的相变唯象理论

本文主要介绍晶体中公度-无公度相变。无公度相是结构相变的产物,它与软模概念有着紧密联系。应用朗道的相变唯象理论可以相当好地解释这一相变行为,本文将给予详细综述。基于朗道自由能公式,讨论了无公度相的热力学性质,介电性质和弹性性质,以及杂质和缺陷将影响相变过程,杂质的“钉扎”效应导致各种观察量在相变过程中出现滞后现象。最后,无公度相中的新元激发-振幅子和相位子的色散特性,也从唯象观点作了讨论。主要的理论结果将与有关的实验数据和曲线进行比较,同时指出理论不完善之处以及尚待进一步研究的课题。     

NiTi合金相变过程中界面动力学的内耗研究

本文采用同时测量内耗、模量及电阻的方法,对NiTi合金变温过程中所发生的正、反马氏体相变及可逆I/C相变进行了系统的研究。结果表明,变温马氏体相变及I/C相变过程中内耗均为粘弹性型内耗,是相界面在克服粘滞性阻力而运动时引起的。从界面动力学出发,研究了相变过程中界面的运动动力学行为。由实验数据求得了马氏体相变过程中界面动力学关系的具体表达式为:V=V^*exp(—△G^*/△G—△G_R);相变过程内耗表达式为:Q^-1=(n²)/2·(μ△G^*)/((△G—△G_R)²)·(dF)/(dT)·T/ω;相变阻力△G_R约为10cal/mol的数量级。讨论了相变过程中的“软模”效应。马氏体相变过程中的模量“软化”来自声子模的软化和界面运动引起的附加模量亏损两个方面。关键词：     

NiTi合金中应力诱导的I/C相变及其界面动力学的研究

在改装了的拉力试验机上,以不同的拉伸速率ε(0.79—18×10^-5s^-1)进行加、卸载试验,并用中间扭摆和四端电位法同时测量了Ni-49at％Ti合金丝在应力诱导I/C相变过程的内耗Q^-1、模量M/M₀、电阻率ρ/ρ₀和应力-应变曲线。研究了应力循环和应变速率的影响。在Q^-1-ε曲线上出现Q^-1峰,而在f²-ε曲线上出现与之相对应的模量极小。内耗峰的高度Q_p^-1和模量亏损值均随ε增大而增大。根据界面动力学模型和内耗的实验数据,计算得应力诱导I/C相变过程界面的动力学关系为V=V^*(△G—△G_R)^m,V^*和m为动力学参数,△G_R为相变过程中运动相界面所受的阻力,计算得△G_R≈1cal/mol。讨论了内耗和模量亏损、软模效应之间的关系。关键词：     

相变温度场中无网格伽辽金法的应用

简述了无单元法的基础理论,推导出相变温度场的无单元法计算公式,采用罚函数法引入了第一类边界条件,编制了相应的计算程序.通过经典相变的应用例子,和有限元计算结果及解析解的比较,说明了无单元法应用于相变温度场具有连续性好,精度高,前后处理简单等优点.     

静电场中水分子的扩散与液固相变

扩散与相变是本科阶段基础物理教学的重要内容.本文以体相水分子系统为例,基于分子动力学模拟,研究静电场环境下水分子的扩散和相变.在较小电场强度情况下,水分子表现出显著的大角度跳跃转动,且转动频次随电场呈先增加后减小的非单调行为.这种大角度跳跃转动的反常电场依赖性与水分子扩散系数随电场强度变化的非单调性存在较强相关性.在电场强度较大时,水分子系统发生液固相变,即电致结冰,并观察到了两种冰相沿电场方向的层状混合堆叠结构.该分子动力学模拟有助于学生从微观层次理解分子扩散与相变等物理现象的分子机制,可作为教学实例培养本科生的科研实践能力.     

半导体硅重构表面及其相变动力学的研究进展

简单介绍了文章作者在半导体硅重构表面及其相变动力学研究方面的进展.近期si(111)(7×7)-(1×1)相变的实验研究发现,将温度升高到相变温度以上时,7×7岛面积以恒定的衰减速率随时间减小至零,且初始面积越大的岛这个衰减速率就越大.文章作者分析了大量的实验事实,由此提出了一个双速相场模型来解释这个重要而令人困惑的现象.模型重点是:在相变过程中,7×7关键结构变化较快,随后的层错消解过程要慢得多.这个模型完美地解释了相关实验现象,说明该模型抓住了关键物理要素,这种相场方法也可以用于其他半导体表面相变研究.     

半导体硅重构表面及其相变动力学的研究进展

简单介绍了文章作者在半导体硅重构表面及其相变动力学研究方面的进展.近期Si(111) (7×7)-(1×1)相变的实验研究发现,将温度升高到相变温度以上时,7×7岛面积以恒定的衰减速率随时间减小至零,且初始面积越大的岛这个衰减速率就越大.文章作者分析了大量的实验事实,由此提出了一个双速相场模型来解释这个重要而令人困惑的现象.模型重点是：在相变过程中,7×7关键结构变化较快,随后的层错消解过程要慢得多.这个模型完美地解释了相关实验现象,说明该模型抓住了关键物理要素,这种相场方法也可以用于其他半导体表面相变研究.     

黑磷中基于热驱动金属扩散诱导的相变

二维(2D)材料具有原子级平整、可范德华堆叠集成的性质,同时蕴含了丰富的物理现象与优异的电学性质,对其相变行为的研究一直是凝聚态物理与材料科学领域的前沿。本研究中,我们在黑磷(BP)中首次实现了基于热驱动金属扩散诱导的阶段式可控相变。通过对BP-In界面的热退火处理,我们观察到了从BP纯相到BP/InP混合相,再到InP纯相的阶段式相变现象。利用透射电子显微与拉曼光谱等表征技术,我们对诱导相变产生的机制进行了深入剖析,揭示了BP-In中热驱动的金属扩散行为是诱导相变发生的主要原因。通过对热驱动中影响能量供给的两个自由度(温度与时间)的精准调控,得到了阶段式相变过程中两个关键的阈值温度(相变启动与实现纯相转变)分别为300与350℃。本研究为2D材料体系中相变工程相关的研究提供了新的思路,也为拓展BP在电子学与光电子学器件中的应用提供了更多的可能性。     

氢及其同位素在聚苯乙烯与Cu界面的扩散

为了探索气体在固体表面高分子链中的扩散,使用分子动力学（MD）的方法,对H2,D2,T2在聚苯乙烯与金属铜（PS-Cu）界面的扩散进行了计算模拟,通过所得到气体的均方位移计算了气体在不同金属表面与聚苯乙烯界面中的扩散系数。结果显示:气体在界面的扩散系数比在聚苯乙烯本体中的扩散系数小,气体在PS-Cu(110)界面的扩散系数最大,在PS-Cu(111)界面的扩散系数最小。计算和分析了PS与金属表面的相互作用,发现其相互作用能越大,气体在此界面的扩散系数越小。同时,金属表面的晶面密度对气体在界面中的扩散也有一定的影响。