闪光Ⅰ号应用于X射线爆轰照相——研究金属射流的穿甲效应

闪光X射线照相技术是研究动载荷及其效应的重要测试手段,特别适用于研究物质在爆炸作用下的瞬变过程,本文介绍了闪光Ⅰ号加速器应用于X射线爆轰照相的基本状况,以及用于观察金属射流穿过高密度物质钨靶的实验技术。     

对碰爆轰波驱动下几种金属平面飞层的动载行为

两相向传播的滑移爆轰波相互碰撞时，被其驱动的飞层内会产生急剧升高的压力和剪切流变。这种加载条件与被驱动飞层材料动载性能耦合，可能在飞层相应局域引发特殊的表面喷射、变形失稳、断裂等动载行为。本课题选择铅和无氧铜作为研究对象，采用光学分幅和脉冲X光照相技术，对Pb和Cu平面飞层在爆轰波对碰驱动下的动载行为进行观测，对相关物理机制进行分析。     

脉冲电流波形对固体电枢滑行性能的影响

利用一种小型脉冲功率系统的脉冲形成网络进行波形调制,得到了锯齿、凸顶和平顶脉冲电流波形,利用这三种脉冲电流开展了导轨型电磁驱动系统中的固体电枢滑行实验,通过测量电枢极限出口速度,比较了不同脉冲电流波形对固体电枢滑行性能的影响。结果表明：电流变化急剧的锯齿波形在较低的充放电能量下就会引起固体电枢与导轨界面接触失效,发生烧蚀现象,因而不利于固体电枢的滑行; 相同充放电能量条件下,凸顶波形比平顶波形得到的固体电枢出口测速高,即效率更好; 平顶波形可使固体电枢承受更高的充放电能量,且平顶波形比凸顶波形的极限出口测速高; 三者相比,平顶波形最有利于固体电枢与导轨良好接触,电枢的滑行性能表现得最好。     

材料特性对爆轰驱动飞层对碰凸起影响的数值模拟

应用多介质弹塑性L-R两步欧拉计算方法,对炸药两端起爆情况下柱面爆轰驱动飞层对碰凸起现象进行了数值模拟。在飞层为铅材料情况下,给出了铅飞层熔化区域及断裂图像,将对碰凸起计算结果与实验X光图像进行比较的基础上,进一步探索凸起现象的形成机制。从材料的熔点、弹塑性、密度、声速等方面对金属飞层对碰区凸起的影响进行了分析。综合分析几个计算模型的数值模拟结果,初步认为:材料强度大、密度大、熔点高能使飞层对碰凸起钝化,而材料声速较小会造成对碰区波系关系发生变化且正压作用时间增加,从而形成较严重的对碰凸起,材料声速大小对对碰凸起的影响较强度、密度等因素更明显。     

爆轰波对碰驱动下加环紫铜圆管对碰区的变形特性

爆轰波对碰驱动下金属圆管对碰区易出现过早断裂现象，为了推迟圆管对碰区的断裂时间，文中在紫铜圆管对碰部位设计了铝保护环结构，以研究加环后紫铜圆管对碰区的膨胀变形特性及其对圆管对碰部位破裂时间的影响。采用高速分幅摄影、脉冲x光照相两种观测技术，对加环紫铜圆管在爆轰波对碰驱动下的膨胀变形及破坏过程进行了观测。实验装置示意图及高速分幅摄影实验结果见图I。     

起爆方式对非圆截面装药结构释能特性的影响

为了研究不同起爆方式下非圆截面装药结构的释能规律,采用AUTODYN软件开展了非圆截面装药结构在不同起爆方式下的释能特性数值模拟,分析了起爆方式对爆轰波形演变、破片质量、破片初速的影响。结果表明：由于装药结构的特殊性,采用端部单点起爆时装药能量分布不均匀,部分区域产生大量的无效小质量破片,且不同位置处的破片初速波动较大;采用端部两点和端部三点起爆时,能够对爆轰能量起到匀化效果,减少无效破片数量,提升破片初速的一致性。由此证明通过调整起爆方式可以对非圆截面装药结构的能量输出结构进行有效调控,对其周向能量场起到匀化效果。     

金属隔层和空气间隙对钝感炸药冲击起爆的影响

为了确定空气间隙和金属隔层对冲击起爆的影响,采用火炮加载蓝宝石飞片冲击起爆Φ50 mm×30 mm的A型炸药,产生的冲击波通过空气间隙和金属隔层起爆Φ50 mm的台阶型B型炸药。在B型炸药的后界面粘贴镀膜氟化锂(LiF)窗口,使用光子多普勒测速仪(PDV)测量金属和B型炸药的后界面速度,进而计算得到金属和B型炸药的冲击波透射压力,再利用阻抗匹配计算得到金属和B型炸药的入射压力。结果表明:传爆药和金属隔层间的空气间隙使冲击压缩过程转变为准等熵压缩和冲击压缩两个过程,同时使冲击波的幅值减小;确定了金属隔层厚度为5 mm时冲击波压力的衰减范围;当使用A型炸药作为传爆药,空气间隙为0.3 mm,金属隔层厚度为5 mm时,B型炸药在7~10 mm之间开始反应。     

制作工艺误差对X射线组合折射透镜聚焦性能影响研究

本文主要介绍对X射线组合折射透镜的制作工艺误差对其聚焦性能影响的研究结果. 首先给出采用深度X射线光刻技术制作的PMMA材料圆柱面型X组合折射透镜的工艺测试结果,得出制作工艺误差值,定性分析制作工艺误差对X射线组合折射透镜聚焦性能的影响. 然后根据实际的制作工艺误差建模,给出详尽的理论分析和定量的理论模拟结果. 最后在北京同步辐射装置(BSRF)上,构建基于PMMA材料的圆柱面型X射线组合折射透镜的微束聚焦实验系统,实际测试了有明显工艺误差和尽量消除工艺误差的两种X射线组合折射透镜的聚焦性能,给出实测结果 关键词： X射线组合折射透镜 制作工艺误差 X射线聚焦性能 同步辐射     

Mn掺杂对ZnO薄膜结构及发光性能的影响

利用脉冲激光沉积的方法在Si衬底上生长出了c轴高度取向的Mn掺杂ZnO薄膜.X射线衍射表明所有样品都具有纤锌矿结构,没有发现其它相,随着掺杂量的增加,c轴晶格常数增大.原子力显微镜结果显示:Mn的掺杂引起了ZnO薄膜表面粗糙度的变化.由光致发光谱发现,在387 nm附近出现了由于近带边自由激子复合引起的紫外峰,还有以4...     

点缺陷对 L12-Al3Li金属间化合物热力学性能的影响

运用基于第一性原理的平面波赝势法研究了L12-Al3Li金属间化合物中Li原子空位和Al原子反位缺陷对Al3Li热力学性能的影响,结果表明：Al反位缺陷易与周围原子形成局域共价键,使晶体体积增大,而Li空位缺陷却减小了晶体体积。Li空位缺陷使L12-Al3Li的硬度增加,延展性降低,德拜温度值升高。Al反位缺陷降低了晶体的硬度,增加了延展性,降低了德拜温度值。在德拜温度以下,Li空位缺陷减小了L12-Al3Li的热容, 而Al反位缺陷使晶体热容增大。晶格畸变对L12-Al3Li晶体的热力学性能有重要影响     

δ掺杂对Si衬底GaN蓝光LED外延膜性能的影响研究

用X射线衍射方法通过不同晶面的ω扫描测试,分析了Si衬底GaN蓝光LED外延膜中n-型层δ掺杂Si处理对外延膜结晶性能的影响。报道了Si衬底GaN外延膜系列晶面的半峰全宽(FWHM)值。通过使用晶格旋转(Lattice-rotation)模型拟合,计算出样品的螺位错密度和刃位错密度。结果表明,δ掺杂Si处理后生长出的样品螺位错密度增大、刃位错密度减小,总位错密度有所减小。通过对未经δ掺杂处理和δ掺杂处理的GaN外延膜相应ω-2θ扫描半峰全宽值的比较,发现δ掺杂Si处理后生长出的样品非均匀应变较大;相应样品的LED电致发光光谱I、-V特性曲线显示δ掺杂后样品性能变好。     

Cr含量对ZB型半金属铁磁体CrxZn1-xSe磁电性能的影响

使用基于密度泛函理论的第一性原理方法,优化了闪锌矿结构的CrxZn1-xSe (x = 0.000,0.125,0.250和0.375)的2×2×2超胞的几何结构,计算了其自旋极化的态密度和能带结构、离子磁矩、电荷分布等磁电性能,详细分析了Cr含量对CrxZn1-xSe磁电性能的影响。结果表明,Cr掺杂后ZB型ZnSe具有明显的半金属特性;当x=0.125, 0.250和0.375时,CrxZn1-xSe均有较宽的半金属带隙,从而可能具有较高的居里温度;当x=0.125时,CrxZn1-xSe的半金属性最稳定;x=0.125, 0.250和0.375时,CrxZn1-xSe的超胞磁矩分别为整数磁矩4.0, 8.0和12.0 µB,而具有整数磁矩是半金属铁磁体非常重要的特征之一。CrxZn1-xSe的半金属性和磁性主要来源于Cr离子的自旋极化,Cr离子的电子结构为Cr e2g↑e1g↓t2g3↑。     

点缺陷对L1_2-Al_3Li金属间化合物热力学性能的影响

运用基于第一性原理的平面波赝势法研究了L12-Al3Li金属间化合物中Li原子空位和Al原子反位缺陷对Al3Li热力学性能的影响,结果表明:Al反位缺陷易与周围原子形成局域共价键,使晶体体积增大,而Li空位缺陷却减小了晶体体积.Li空位缺陷使L12-Al3Li的硬度增加,延展性降低,德拜温度值升高.Al反位缺陷降低了晶体的硬度,增加了延展性,降低了德拜温度值.在德拜温度以下,Li空位缺陷减小了L12-Al3Li的热容,而Al反位缺陷使晶体热容增大.晶格畸变对L12-Al3Li晶体的热力学性能有重要影响.     

Cr含量对ZB型半金属铁磁体Cr_xZn_(1-x)Se磁电性能的影响

使用基于密度泛函理论的第一性原理方法,优化了闪锌矿结构的Cr_xZn_(1-x)Se(x=0.000,0.125,0.250和0.375)的2×2×2超胞的几何结构,计算了其自旋极化的态密度和能带结构、离子磁矩、电荷分布等磁电性能,详细分析了Cr含量对Cr_xZn_(1-x)Se磁电性能的影响.结果表明,Cr掺杂后ZB型ZnSe具有明显的半金属特性;当x=0.125,0.250和0.375时,Cr_xZn_(1-x)Se均有较宽的半金属带隙,从而可能具有较高的居里温度;当x=0.125时,Cr_xZn_(1-x)Se的半金属性最稳定;x=0.125,0.250和0.375时,Cr_xZn_(1-x)Se的超胞磁矩分别为整数磁矩4.0,8.0和12.0μ_B,而具有整数磁矩是半金属铁磁体非常重要的特征之一.Cr_xZn_(1-x)Se的半金属性和磁性主要来源于Cr离子的自旋极化,Cr离子的电子结构为Cr e_g~2↑e_g~1↓t_(2g)~3↑.     

金属Nb的Finnis-Sinclair势开发及势函数形式对材料性能的影响

对于计算材料科学的研究者来说,经常由于找不到合适的原子间势而工作受阻.本文将在Finnis-Sinclair势的框架下,通过开发金属Nb的Finnis-Sinclair势而给出较详细的原子间势拟合、检验、修正的过程.首先建立原子间势与材料宏观性能之间的关系,然后通过再现金属Nb的结合能、体模量、表面能、空位形成能及平衡点阵常数的实验数据的方法拟合金属Nb的Finnis-Sinclair势.利用所构建的原子间势计算金属Nb的弹性常数、剪切模量及柯西压力来检验势函数.讨论势函数曲线形状对间隙形成能的影响,进而根据间隙能的计算数据修正已构建的原子间势.讨论截断距离的处理方法.本文的结果一方面为构建原子间势函数库提供资料,为构建与Nb相关的合金原子间势奠定基础;另一方面,为开发和改善原子间势质量提供方法和依据.     

退火温度及退火气氛对ZnO薄膜的结构及发光性能的影响(英文)

采用脉冲激光沉积技术在Si/蓝宝石衬底上制备了ZnO薄膜,结合快速退火设备研究了不同退火温度(500~900℃)及退火气氛(N2,O2)对薄膜的结构及其发光性能的影响。并优化条件得到具有最小半峰全宽及最大晶粒尺寸的薄膜。X射线衍射(XRD)结果表明:氮气氛下退火的ZnO薄膜最佳退火温度为900℃;氧气氛下退火的ZnO薄膜最佳退火温度为800℃。红外(IR)光谱中,退火后Zn-O特征振动峰红移,说明在退火过程中,原子重新排布后占据较低能量位置;同样的退火温度下,氮气氛下退火的薄膜质量更优。同步辐射光电子能谱(synchrotron-based XPS)分别表征了未退火及N2,O2下900℃退火的ZnO薄膜,分峰拟合结果表明氧气氛下退火产生更多的氧空位。结构表征结合光致发光(PL)谱表明绿光的发光峰与氧空位有关。     

梁山慈竹微纤丝角的X射线衍射技术解析及对拉伸力学的影响

采用X射线衍射技术对梁山慈竹微纤丝角(MFA)的变异特性进行了研究,并就微纤丝角对拉伸力学的影响进行了分析。结果表明,梁山慈竹微纤丝角随竹龄增加的变化较小,三年生竹的微纤丝角最大,为8.521°,二、三年生竹微纤丝角的平均值明显大于四、五年生竹,差异绝对值小于0.1°。竹秆基部、中部和上部微纤丝角的平均值分别为8.499°,8.497°和8.483°,变异系数在5%左右。微纤丝角从竹青到竹黄呈增大的趋势。方差分析表明,径向部位对微纤丝角有显著性影响,竹龄和纵向部位对微纤丝角无显著影响。顺纹拉伸强度和杨氏模量呈线性相关(r=0.57)。微纤丝角对力学性能有一定影响,拉伸强度和杨氏模量中分别有35%和43%的变异由微纤丝角引起。     

La0.8Ca0.2MnO3/SrTiO3薄膜厚度对其结构及磁学性能的影响

采用多种X射线衍射技术和磁电阻测量技术研究了不同厚度的La_0.8Ca_0.2MnO₃/SrTiO₃ (LCMO/STO)薄膜的应变状态及其对磁电阻性能的影响.结果表明，在STO(001)单晶衬底上生长的LCMO薄膜沿［00l］取向生长.LCMO薄膜具有伪立方钙钛矿结构，随着薄膜厚度的增加，面内晶格参数增加，垂直于面内的晶格参数减小,晶格参数a和b相近，略小于c.LC 关键词： X射线衍射 微结构 应变 物理性能     

热处理温度对La4/3Sr5/3Mn2O7的结构及电输运性质的影响

用溶胶-凝胶法并经过不同温度(TA)处理而制备出La4/3Sr5/3Mn2O7多晶样品.零场下阻温关系测量表明,较低TA处理的样品有较高的绝缘体-金属转变温度Tp,而对较高TA处理的样品,其Tp在表面和体内有较大差别,表面上有较高的Tp值,且电阻率较低,但在体内Tp低且电阻率高.结合结构分析,我们认为,较高温度处理有利于Sr3Ti2O7相的形成,但太高温度(如高于1450℃)处理的样品,虽然以Sr3Ti2O7相为主,但其表面易形成(La,Sr)MnO3相.