金刚石/金属触媒界面表征及金刚石生长的热力学分析

利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了高温高压触媒法合成金刚石后金刚石/触媒界面的物相组成,发现铁镍元素与碳元素的原子比为3.1: 1,并分析得出高温高压下界面中存在Fe3C、Ni3C物相结构.据此,利用热力学中经典的ΔG<0判定法,计算Me3C(Me:Fe,Ni)物相分解出金刚石的自由能变化.结果表明:在触媒法合成金刚石条件下(1500～1700 K、5～6 GPa),Me3CC(金刚石)+3Me比石墨金刚石的ΔG更负.因此,从热力学角度看,Me3C的形成,尤其是铁基触媒中Fe3C、Ni3C的形成,说明触媒法合成金刚石单晶是来自于Me3C型碳化物的分解,而并非石墨结构的直接转变.     

五嗪含氮取代基衍生物结构和性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)方法在B3LYP/aug-cc-pvDZ理论水平上研究了CN, NO₂, NH₂, N₃, N₂H, NHNH₂, N₄H和N₄H₃等含氮取代基取代五嗪环上的氢原子生成的衍生物, 预测了它们的分子构型、分解能及含能性质. 对衍生物分解能的研究结果表明, CN和NH₂取代的衍生物的分解能比未取代时更高, 而其余基团的取代使分解能降低; 取代基化合物的生成热越大, 取代五嗪中的氢原子后生成衍生物的生成热也越大. N₄H₃, NO₂, H, N₂H, N₄H, N₃和CN取代的五嗪衍生物的单位原子生成热为72.6～108.9 kJ, 比文献报道的三叠氮基-均三嗪的(70.2 kJ)更高. 对于CN, N₂H, N₄H₃, N₃和N₄H取代的衍生物, 其生成热为871.4～1159.3 kJ•mol^－1, 但N₄H和N₄H₃的分解能较小, 稳定性较差. 因此, N₃, N₂H和CN取代的衍生物可能成为高能量、低感度的含能材料.     

旋流阻塞与旋流扩散复合内消能泄洪洞的壁面压强特性

结合雅砻江两河口水电站3#导流洞改建的水工模型试验,研究了新型旋流阻塞和旋流扩散复合内消能泄洪洞的壁面压强特性。研究结果表明:在淹没堰流流态时,壁面压强在进口的堰面、竖井段和旋流洞段因阻塞的顶托作用整体增大;在起旋器出口下游侧的旋流洞的顶部仍然存在局部范围的低压区或负压区;在旋流阻塞段,流速增大,壁面压强减小,水流空化数降低;在旋流扩散段,壁面压强略大于或小于大气压。     

含斜裂纹剪切型橡胶减振垫的断裂分析

通过非线性有限元方法分别对含角斜裂纹和含边缘斜裂纹的剪切型橡胶减振垫分别进行了数值计算,橡胶材料采用Mooney本构模型。对受剪切载荷作用的减振垫,分别给出了减振垫的切向刚度和撕裂能随裂纹倾角、裂纹深度、载荷大小的变化规律。研究表明,随着裂纹长度的增加,撕裂逐渐增加,两者基本显非线性关系。     

炭纤维增强双基体炭/碳化硅(C/C-SiC)制动材料的性能

以针刺炭纤维整体毡为预制体,采用呋喃树脂加压浸渍、加压固化和炭化制得密度为1.45g/cm3的多孔体C/C材料,然后熔融渗硅制得密度为2.37g/cm3的炭纤维增强双基体炭/碳化硅(C/C-SiC)材料.结果表明:熔融渗硅中反应生成的SiC基体主要分布在胎网层、针刺纤维附近以及无纬布层的纤维束间;C/C-SiC材料的弯曲强度为165MPa,垂直和平行于无纬布铺层方向的压缩强度分别为210和196MPa;C/C-SiC材料的摩擦性能稳定,平均动摩擦系数为0.38,静摩擦系数为0.40,和对偶件的线磨损率分别为5.3和3.7μm/(面.次),其磨损过程是由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损共同作用的结果.     

扩散铝涂层对TiAl合金摩擦磨损性能的影响

利用多弧离子镀技术在TiAl合金表面制备镀铝层,分别进行720℃×2 h和840℃×2 h高温扩散处理.采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织及相组成,并测试了显微硬度和耐磨性.结果表明:扩散层由氧化表层和扩散内层组成,不含纯铝相;与基体相比,扩散层的表面显微硬度和耐磨性显著提高,其中840℃扩散层的耐磨性优于720℃的扩散层.     

Ⅰ阶梯度损伤理论

从热力学基本定律出发,将应变张量、标量损伤变量、损伤梯度作为Helmholtz自由能函数的状态变量,利用本构泛函展开法在自然状态附近作自由能函数的Taylor展开,未引入附加假设,推导出Ⅰ阶梯度损伤本构方程的一般形式．该形式在损伤为0时可退化为线弹性应力-应变本构方程,在损伤梯度为0时可退化为基于应变等效假设给出的线弹性局部损伤本构方程．一维解析解表明,随着应力增大,损伤场逐步由空间非周期解变为关于空间的类周期解,类周期解的峰值区域形成局部化带．局部化带内的损伤变量将不同于局部化带外的损伤变量,由此可以反映出介质的局部化特征．损伤局部化并不是与损伤同时发生,而是在损伤发生后逐渐显现出来,模型的局部化机制开始启动;损伤局部化的宽度同内部特征长度成正比．     

平衡问题变分包含问题及不动点问题的二次极小化

借助预解式技巧,寻求二次极小化问题minx∈Ω‖x‖2的解,其中Ω是Hilbert空间中某一广义平衡问题的解集,与一无穷族非扩张映像的公共不动点的集合,以及某一变分包含的解集的交集．在适当的条件下,逼近上述极小化问题的解的一新的强收敛定理被证明．     

走滑式断层地震的折迭突变模型

利用过势函数微分形式的途径,计入远场外力功的影响,对走滑式断层地震机制进行分析．研究表明:突变理论中折迭突变模型展示的性状,与走滑式断层地震的主要特征之间一一对应．折迭突变可对包括震前、震后围岩-断层系统稳定性描述在内的断层失稳起、终点位置、断层失稳错距等作出描述．给出3种性状可相互印证的断层失稳围岩弹性能释放量图解．走滑式断层地震强度与围岩压力及围岩断层的刚度比等有关,围岩压力大、刚度比小、主切应力轴与发震断层面夹角大,则地震强度大．     

InAs晶体二维自旋磁极化子自陷能的磁温效应

 在同时考虑磁场和高温高压的情况下,应用么正变换和线性组合算符法,研究了电子自旋对弱耦合二维磁极化子自陷能的影响。对InAs半导体所作的数值计算结果表明,不同方向的电子自旋使弱耦合二维磁极化子的自陷能分裂为二。分裂的程度随磁场的加强而加剧。随着磁场或温度的增加,磁极化子的自陷能减小而电子自旋能量与磁极化子自陷能之比增大。当磁场足够强或温度足够高时,电子自旋能量与磁极化子自陷能之比是很大的。