Melting kinetics of bulk SiC using molecular dynamics simulation

The melting kinetics of bulk SiC is studied by using classical molecular dynamics simulation.The mean square displacement,diffusion coefficient,Lindemann index and non-Gaussian parameter are used to analyze the melt nucleation and macrokinetics in the melting process.Melting occurs when the superheated crystal spontaneously generates many Lindemann particles in which they coalesce together to form melt nucleation inside the crystal.The melting process is similar to the solidification process,but also experiences three processes such as nucleation,growth and relaxation.The melting process can be divided into premelting,accelerated melting and relaxation stages.Using the sectional method can properly reflect the kinetic characteristics of the melting process.     

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从Braginskii冷离子流体模型出发,利用准环坐标系,导出了轴对称(环向模数为零的)扰动密度和扰动电位所服从的两个二维线性偏微分本征波方程。采用WKB法及Langer变换,解出了测地声模过转向点一致有效的整体模结构和分立本征频率谱;论述了不存在连续谱解的原因;指出Schrödinger意义下的径向高激发态对应了近零频模;论证了与测地声模定级分析的自洽性将导致“蝌蚪”定域化;并讨论了“蝌蚪”定域化理论与实验上所观察到的“多个测地声模共存”现象之间的关係。     

热泵热水器变工况性能的无量纲对比态分析法

本文介绍一种热泵热水器性能的无量纲对比态分析法,该方法采用不同工况的热泵热水器性能参数与标准设计工况的参数对比的无量纲参数来描述实际工况性能。分别导出了理论和实际的描述热泵热水器变工况性能的无量纲表达式,给出了环境气温从-5～40℃,进水温度从5～30℃的无量纲性能曲线,以及两种型号的实验机的结霜温度区的实验结果无量纲对比性能。研究发现,热泵热水器的对比热水流量m_w是体现变工况性能的极为敏感和重要的参数,只有用m_w和COP相结合,才能全面反映热泵性能。     

Study of superradiance based on a low-voltage backward wave oscillator

According to the small size requirement for wide-band high-power microwave radiation, a superradiance backward wave oscillator (BWO) is proposed to generate such high-power microwave radiation with a low voltage (～20 kV) pulse power supply and low guiding magnet field (～0.1T). In order to get a high-efficiency C-band superradiance BWO with a low beam voltage and a low guiding magnet field, the mechanism of superradiance in a BWO is explored in particle-in-cell simulation. With the oversized structure, the simulation shows that a microwave power of 405 kW with a frequency of 5.6 GHz and a spectrum width of 500 MHz can be obtained with a voltage of 23 kV and magnetic field of 0.1 T.     

对称广义中心对称半正定矩阵模型修正的矩阵逼近法及其应用

设X,B分别是实测的位移矩阵和载荷矩阵, C是有限元模型估计,找对称广义中心对称半正定矩阵(A)使‖C-(A)‖F=min(A:AX=B)‖C-A‖F.我们证明这样的(A)存在唯一,并应用它来修正动力模型.数值结果证明方法是行之有效的.     

TiO2/CNTs复合材料涂覆隔膜的制备及在锂硫电池中的应用

以金属有机框架材料MIL-125(Ti)为模板制备了多孔TiO₂, 同时引入碳纳米管, 得到碳纳米管交联包覆多孔TiO₂的三维导电复合材料. 将该复合材料涂覆在隔膜表面并应用于锂硫电池. 利用透射电子显微镜(TEM)、 扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对材料的结构和组成进行了表征. 电化学测试结果表明,在0.5C(1C=1675 mA/g)倍率下, CNTs/S复合正极材料表现出高达1051.1 mA·h/g的放电容量, 循环150周后仍可保持在904.8 mA·h/g. 在1C倍率下, 放电容量最高可达1036.9 mA·h/g, 循环250周后仍有763.0 mA·h/g, 展现出了良好的倍率性能和循环稳定性.     

高碱煤含钠矿物沉积层的高温熔融及多相反应过程分析

采用纯矿物试剂模拟燃用高碱煤时炉内受热面典型的灰沉积层化学组成,利用热机械分析（TMA）、TG-DSC分析、高温煅烧实验结合XRD、SEM-EDS表征方法研究了不同Na₂SO₄含量灰沉积层的高温熔融过程及矿物间的多相反应机理。结果表明,掺混Na₂SO₄后沉积层熔化特征温度显著降低,Na₂SO₄的主要反应途径与掺混比例有关,当掺混比低于20%时,Na₂SO₄与SiO₂、CaO、Al₂O₃反应主要转变为CaSO₄和钠的硅铝酸盐;掺混比大于40%时则主要与CaSO₄生成低熔点的钠钙复合硫酸盐。富Na₂SO₄沉积层颗粒在800℃时开始黏结;900-950℃时,霞石、钠长石等钠的硅铝酸盐发生低温共熔,同时Na₂SO₄和CaSO₄生成的复合硫酸盐开始熔融,逐渐形成液相;1200-1250℃时,镁黄长石与含钙矿物发生强烈共熔,温度超过1300℃后矿物完全熔融成为自由液相。     

镧钴镍复合氧化物催化剂的制备及催化甲烷燃烧活性研究

采用共沉淀法制备LaNi_1-xCo_xO₃系列催化剂(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0),研究B位离子Co的掺杂对单钙钛矿LaNiO₃催化甲烷燃烧性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、程序升温还原(H₂-TPR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG-DSC)等实验技术对催化剂的结构和性能进行考察,以催化甲烷燃烧为目标,考察其对催化剂性能的影响。研究结果表明：Co离子的掺杂会改变单钙钛矿的晶型结构,改善催化活性,当x=0.8时,LaNi_0.2Co_0.8O₃的催化甲烷燃烧活性最好,其比表面积为22.4 m^₂.g^_-1,T_10%(起燃温度)为475℃,T_90%(完全转化温度)为610℃,反应活化能最小,为91.4KJ/mol。     

手性有机小分子催化剂6,7-二氢-5H-吡咯并[1,2-a]咪唑的合成 ——介绍一个大学有机化学综合实验

介绍一个由科研成果转化形成的综合有机化学实验——一类手性双环咪唑类亲核有机小分子催化剂的合成及结构表征。该合成实验以咪唑和丙烯醛为原料,在催化量的乙酸存在下,合成手性双环咪唑醇外消旋体。然后利用固定化酶Nov435对该外消旋体进行乙酰化动力学拆分获得光学纯双环咪唑醇酯及醇类化合物。最后通过测定熔点、旋光度、红外(IR)光谱、核磁共振(~1H NMR、~(13)C NMR)和高分辨质谱仪(HRMS)对产物结构进行表征,并利用高效液相色谱仪(HPLC)对光学纯双环咪唑醇酯及醇类化合物的光学纯度进行了测定。本实验涵盖了合成、结构表征和光学纯度测定等实验技能训练及动力学拆分及不对称催化酶促反应等专业知识的学习,不仅有益于提高学生的综合实验能力,也可以开拓学生的视野。     

氨基化硅藻基As(Ⅴ)印迹复合材料的制备与性能

采用硅藻作为材料载体、选取氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)作为功能单体、As(Ⅴ)为模板离子、环氧氯丙烷(ECH)为交联剂通过表面印迹组合,制备了砷离子印迹复合材料,并将其应用于二元体系中对砷离子的选择吸附。采用扫描电镜、X射线光电子能谱、傅立叶变换红外光谱及N_2吸附-脱附实验对材料进行表征,探究了硅藻基表面印迹法的搭接方式:氨基丙基三甲氧基硅烷首先通过缩合反应脱去甲氧基,与硅藻表面的活性羟基形成了(Si-O)_3≡Si-R结构,在硅藻表面形成有效接枝,通过环氧氯丙烷与APS中的氨基交联形成印迹结合位点,从而在硅藻表面形成了具有As(Ⅴ)选择性的复合印迹孔穴。采用选择性系数法,得出离子印迹复合材料对砷离子(As(Ⅴ))的去除率为98%,相对选择性系数(k′)均大于1.5。