稀土金属La吸附掺杂BN纳米管储氢性能的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了稀土金属La吸附掺杂对单壁BN纳米管储氢性能的影响.通过分析计算结果得到,稀土金属La可以稳定吸附到BN纳米管上,每个La原子最多可以吸附六个氢气分子,系统的储氢量能达到4.50wt%,平均结合能为0.223eV.根据态密度图分析可知,由于La的5d、6s轨道与BN纳米管中B、N原子的2p轨道发生杂化,使得La原子与其周围的原子发生了电荷转移,带正电的La原子将会极化吸附在其周围的氢气分子,使得更多的氢气分子聚集在其周围.本文的研究对于实验上合成高性能的BN纳米管储氢材料具有一定的指导意义.     

强冲击下金属铜界面辐射特性测量研究

强冲击条件下金属温度是其重要的状态参量,由于冲击加载过程时间短以及辐射温度高等特点,导致常规静态测温方法不适用.本文利用二级轻气炮发射高速弹丸,与金属碰撞后形成冲击波对样品进行压缩,再利用多通道辐射高温计测试系统获取强冲击下金属铜的辐射信号.通过改进样品加工和靶体装配技术,成功获得了金属铜界面稳定的发光辐射历史.通过普朗克灰体模型拟合得到金属在冲击压缩下接近理想模型的辐射温度值.     

碳气凝胶储氢性能的理论研究

采用基于Metropolis蒙特卡罗和Reverse蒙特卡罗的杂化逆向蒙特卡罗方法,构建碳气凝胶的微孔结构模型,根据碳气凝胶的介孔尺寸构建介孔模型.设计不同形状、不同孔径的介孔模型,使用巨正则蒙特卡罗方法详细模拟在298 K和77 K下的储氢量.结果显示,在77 K时,所设计的碳气凝胶的储氢量几乎是室温下的4倍.在77 K,100 bar时,储氢量最高可达到11.12 wt%和45.68 g·L^-1.     

组合优化算法在冲击温度反演中的应用

冲击物理温度是武器弹药性能测试、极端环境材料状态的重要参量,温度的精准获取在国防建设和工业制造领域有重要意义。冲击过程由于持续时间短、较难接触式测量以及温度范围广等特性,常规测温方法较难满足要求。利用多光谱辐射测温法,获取材料辐射强度值,以普朗克辐射定律为基础建立温度反演模型,从而获取目标的冲击物理温度值。实际中,由于不同目标发射率存在一定随机性,在模型反演温度时误差较大。冲击压缩下材料的结构可能发生相变,发射率随之变化,因此直接将发射率模型假定用于冲击物理温度求解,很难准确的获取温度值。基于约束优化理论,将多光谱测温实验中温度求解问题转为约束优化问题。针对每个通道获取到的温度值应该相同,将物体发射率限制在特定范围,利用约束优化算法计算获取目标温度和发射率,克服了未知发射率对于冲击物理温度求解的障碍。同时,将平衡优化器算法(EO)与序列二次规划法(SQP)相结合应用于温度模型的求解中,避免了单一算法求解稳定性差和速度慢的缺点,提高了温度反演的效率和准确性。对四种常见的发射率模型在3 000 K时的发射率数据进行了仿真验证,结果表明温度反演误差均小于1%,反演时间小于3 s。最后利用本算...     

冲击压缩条件下熔石英对水的液-固相变的诱导

在气炮加载实验中,利用在线的光透射测量技术研究了水在多次冲击压缩过程中的液一固相变．实验研究结果表明当水夹于熔石英之间时,熔石英对水的液一固相变具有明显的诱导作用．经分析诱导原因是熔石英中的二氧化硅与水之间存在相互作用,使得熔石英表面的水分子具备了成核相变的条件．     

碳纤维复合材料的应变测量试验方法研究

碳纤维复合材料目前被广泛用于制造航空航天设备以及轻量化武器装备的承力结构件,它的力学性能测量试验研究具有重要的意义。本文利用万能材料试验机对碳纤维复合材料进行拉伸试验,通过在材料的同一位置粘贴电阻应变片,结合光纤光栅传感器和喷涂散斑高速摄像的方法对其进行了应变测量可行性验证。常温下,万能材料试验机以一定的加载速度加载,在不同拉力处获得了应变试验数据。结果表明材料在拉伸和卸载过程应变分别呈现线性上升和线性下降趋势,三种试验方法获得的实验结果具有较好的一致性,利用该方法,尝试了碳纤维复合材料的受热应变测试。     

A fiber-array probe technique for measuring the viscosity of a substance under shock compression

A fiber-array probe is designed to measure the damping behavior of a small perturbed shock wave in an opaque substance, by which the effective viscosity of substance under the condition of high temperature and high pressure can be constrained according to the flyer-impact technique. It shows that the measurement precision of the shock arrival time by using this technique is within 2 ns. To easily compare with the results given by electrical pin technique, the newly developed method is used to investigate the effective viscosity of aluminum （Al）. The shear viscosity coefficient of A1 is determined to be 1700 Pa.s at 71 GPa with a strain rate of 3.6× 10^6 s-1, which is in good agreement with the results of other methods. The advantage of the new technique over the electrical pin one is that it is applicable for studying the non-conductive substances.     

Structural,electronic,optical,elastic properties and Born effective charges of monoclinic HfO_2 from first-principles calculations

First-principles calculations of structural, electronic, optical, elastic, mechanical properties, and Born effective charges of monoclinic HfO2 are performed with the plane-wave pseudopotential technique based on the density-functional theory. The calculated structural properties are consistent with the previous theoretical and experimental results. The electronic structure reveals that monoclinic HfO2 has an indirect band gap. The analyses of density of states and Mulliken charges show mainly covalent nature in Hf-O bonds. Optical properties, including the dielectric function, refractive index, extinction coefficient, reflectivity, absorption coefficient, loss function, and optical conductivity each as a function of photon energy are calculated and show an optical anisotropy. Moreover, the independent elastic constants, bulk modulus, shear modulus, Young＇s modulus, Poisson＇s ratio, compressibility, Lam6 constant, sound velocity, Debye temperature, and Born effective charges of monoclinic HfO2 are obtained, which may help to understand monoclinic HfO2 for future work.