Study of the double rectangular waveguide grating slow-wave structure

A slow-wave structure (SWS) with two opposite gratings inside a rectangular waveguide is presented and analysed. As an all-metal slow-wave circuit, this structure is especially suited for use in millimetre-wave travelling wave tubes (TWTs) due to its advantages of large size, high manufacturing precision and good heat dissipation. The first part of this paper concerns the wave properties of this structure in vacuum. The influence of the geometrical dimensions on dispersion characteristics and coupling impedance is investigated. The theoretical results show that this structure has a very strong dispersion and the coupling impedance for the fundamental wave is several tens of ohms, but the coupling impedance for --1 space harmonic wave is much lower than that for the fundamental wave, so the risk of backward wave oscillation is reduced. Besides these, the CST microwave studio is also used to simulate the dispersion property of the SWS. The simulation results from CST and the theoretical results agree well with each other, which supports the theory. In the second part, a small-signal analysis of a double rectangular waveguide grating TWT is presented. The typical small-signal gain per period is about 0.45 dB, and the 3-dB small-signal gain bandwidth is only 4\%.     

FeN4掺杂对富勒烯催化特性调制的第一性原理研究

因其较好的稳定性和催化活性,非金属N与金属共掺杂的富勒烯（C60）作为新型氧化还原反应（ORR）催化剂受到了人们的广泛关注。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统地研究了FeN4掺杂对C60催化特性的调制规律,揭示了O2在FeN4掺杂的C60上的吸附和氢化特性。结果表明：（1）O2倾向于以side-on模式吸附在Fe的顶位上,O-O键平行于C60的球切面,与Fe形成O-Fe-O三元环结构,对应的吸附能为1.48 eV。（2）O2的氢化反应路径可以分为两条：（i）O2先解离为O + O,然后氢化为O + OH。O2的解离为反应的速控步,势垒为2.82 eV。（ii）O2先氢化形成OOH结构,然后解离。氢化为反应的速控步,势垒为2.83 eV。     

第一性原理研究O2在CrN4掺杂石墨烯上的氢化

掺杂是调制graphene催化特性的有效方法. 掺杂的Graphene, 因其具有对氧还原反应具有较高的活性, 而作为一种新型高效质子交换膜燃料电池阴极材料. 采用包含色散力校正的第一性原理的密度泛函理论方法(DFT-D)系统的研究了O2在CrN4掺杂的Graphene上的吸附和氢化特性. 结果表明: (1) O2倾向于以side-on模式吸附在Cr顶位, 形成O-Cr-O三元环结构, 吸附能为1.75 eV; (2) O2在CrN4-Gra上更倾向于直接分解成O+O, 并进一步氢化为O+OH, 反应的限速步为O2的分解, 相应的反应势垒为0.48 eV.     

单层石墨烯水分子吸附对其光学性质的影响

用MS软件对水分子吸附在单层石墨烯表面进行计算,采用第一性原理中的密度泛函理论。使用广义梯度近似和周期性平面模型,得到不同数量的水分子吸附在石墨烯表面上的吸附能,并且计算了相对应的光学性质。得到的结果是吸附能很小,主要是范德瓦尔斯相互作用。石墨烯具有高疏水性,水分子在石墨烯表面对石墨烯的电子结构几乎没有作用,吸附不同个数的水分子后对石墨烯的光学性质有一定影响,其中吸附单个水分子后变化并不明显,吸附2或3个水分子后吸收率和光电导率略有下降;折射率和消光率下降不明显,说明吸附水对石墨烯的透明度影响不大;介电函数的实数部分变化趋于平缓,虚数部分有明显下降;能量损失增加。     

由一道习题引发的实验探究与思考

一道经典习题, 因对平行于透镜主轴的光线经透镜折射后形成亮斑的差异认识不足, 被误讲多年. 本 文以实验为依据, 对其中的问题精准剖析     

Al掺杂ZnO纳米粉体的EPR谱研究

采用溶胶凝胶方法制备了Al掺ZnO纳米粉体.并用X射线衍射仪(XRD)和电子顺磁共振(EPR)对样品进行表征.结果表明:Al以替位形式掺入ZnO,未改变原有结构,掺杂Al离子浓度为2;时,其结晶性最好.Al掺杂ZnO粉末在g=1.96和2.00处具有明显信号峰.g=1.96位置的信号是制备过程中产生的Zn-H键的信号位置,该信号与ZnO导电特性有密切关系;g=2.00是晶体中锌空位对应的信号.g=1.96处信号峰强度与煅烧时间的长短无关;煅烧时间越长越有利于晶体结构的完善,减少空穴的产生;Al的掺入不仅替代了部分Zn的位置,也填补了部分的锌空位;温度变化起到了和Al离子同样的功效,Al离子的掺入增强了温度变化对ZnO的影响.     

膨胀着的球面的相对论变换

分析了膨胀着的球面的相对论变换.     

多普勒效应公式的简便推导

基于把多普勒效应理解为波频率的坐标变换,由洛伦兹变换推导出适用于任何波的多普勒效应公式。     

计算二维Cauchy主值积分的多元样条方法

本文采用非均匀２－型三角剖分上的样条函数空间Ｓ２＾１（Δｍｎ＾２）中的拟插值方法，构造了一类计算二维Ｃａｕｃｈｙ主值积分的数值求积公式，并对其逼近误差进行了研究。同时通过算例验证了此方法的有效性。     

低温冲击试验中样品的温度变化

本文报告了lCr18Ni9Ti奥氏体不锈钢、45号钢、优质碳素钢和铝标准样品(10 x 10×55mm)和宽度减薄样品(7.5 x 10×55mm及5.0 x 10×55mm)分别从213、173和77K的冷剂中取出置于293K大气中的试验机铁砧上、测得了样品在3秒和5秒时的温度变化.用15Mn26A14奥氏体低温钢标准样品测量了从20到293K、3秒和5秒样品的温度变化. 提出了一种适于20到293K温区内、任意温度下冲击试验样品简易可行的保温方法.给出了铝样品在213和173K冲击撕裂过程中的温度变化曲线.