永磁体外部磁场的不均匀性研究

从永磁体的分子电流观点、退磁场、工艺等出发, 以矩形永磁体为例, 从理论上分析了影响永磁体外部磁场不均匀性的各种因素.研究结果表明, 永磁体外部磁场宏观不均匀性(好场区均匀度和面积相对大小) 和空间距离及永磁体的外形设计密切相关. 退磁场对永磁体外部磁场微观不均匀性有着复杂影响. 永磁体工艺如粉末颗粒、取向度、烧结凝固、机械加工等将影响永磁体外部磁场的不均匀性, 如磁化偏角、对称性、光滑性等. 关键词： 永磁体 外部磁场 不均匀性 退磁场     

可压缩涡流场中空泡运动规律及声辐射特性研究

基于可压缩流体力学基本理论, 通过边界积分方程, 采用不同表面压力模型, 求解空泡在计及可压缩性的涡流场中的运动规律; 通过表面离散及坐标变换, 采用Kirchhoff动边界积分方程, 将空泡表面视为运动变形边界, 作为直接噪声源, 获得涡流场中空泡运动产生的时域声压分布; 分析了涡流场参数对空泡运动规律及声辐射特性的影响. 研究结果表明: 计及流场可压缩性, 空泡的脉动幅度会随时间减弱, 辐射声压幅值随之减小; 空泡在涡流场中会发生延展、 颈缩、 撕裂, 并在撕裂后子空泡中形成射流; 当流场中的压力减小时, 空泡运动过程中的最大半径与撕裂前的最大长度逐渐增加, 且当流场中压力较小时, 空泡撕裂时形成的子空泡增多; 空泡辐射声压的指向性较弱, 撕裂会使辐射声压产生突变, 形成极大峰值; 随着涡通量的增大或空泡数的减小, 空泡脉动周期及其诱导的辐射声压波动周期随之延长, 辐射声压峰值逐渐滞后并减小. 本文结果旨在为涡流场中空泡运动规律及声辐射特性的相关研究提供参考. 关键词： 可压缩 涡流场 空泡 声辐射     

稳恒磁场对Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶中间相生长的影响

本文考察了Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶在1200℃ 无磁场以及稳恒磁场下扩散层生长规律. 利用真空浇注强制冷却技术制备Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶, 将制备的扩散偶进行1200℃不同磁感应强度下的热处理. 对获得热处理后试样进行SEM与EDS线扫描分析, 结果表明, 无论无磁场还是稳恒磁场下Fe-Fe50 wt.%Si扩散偶均生成两个扩散层, 即FeSi相层和Fe-Si固溶体层, 并且发现0.8 T下的两个扩散层宽度均小于0 T磁场下试样. 按照抛物线规律, 计算了扩散偶中间扩散层的互扩散系数, 发现0.8 T磁场下FeSi相层和Fe-Si固溶体层的互扩散系数较无磁场下 分别降低了26.7%与34.1%. 通过对磁吉布斯自由能的计算, 发现0.8 T磁场对扩散激活能Q的影响不足以影响扩散过程. 但扩散过程中原子振动频率ν会受到磁场的影响, 进而影响扩散常数D₀, 磁场对原子振动频率的影响可以用拉莫尔旋进理论进行解释. 关键词： Fe-Fe50wt.%Si扩散偶 稳恒磁场 FeSi相 Fe-Si固溶体     

AB/CD嵌段共聚物共混体系多尺度结构的自洽场模拟

本文采用自洽场理论模拟了AB/CD嵌段共聚物共混体系的自组装. 改变组分B与D间的相互作用, 得到了不同空间尺度上的两种层状结构和只能在非对称组成情况才能得到的核壳结构. 结果表明, 这种多尺度结构的形成是因为BD间排斥作用的减弱或者吸引 作用的增强导致二者间相互融合程度的增加. 当BD间的相互融合程度与AB和CD间的相互融合程度相当时, 体系会发生宏观层状与微观层状结构间的转变. 此外, 本文还从能量角度揭示了体系发生这种结构转变的深层次原因. 关键词： 嵌段共聚物 共混 多尺度结构 自洽场     

熔体初始温度对液态金属Ni凝固过程中微观结构演变影响的模拟研究

采用量子 Sutton-Chen多体势, 对熔体初始温度热历史条件对液态金属Ni快速凝固过程中微观结构演变的影响进行了分子动力学模拟研究. 采用双体分布函数g(r)曲线、键型指数法、原子团类型指数法和三维可视化等分析方法对凝固过程中微观结构的演变进行了分析. 结果表明: 熔体初始温度对凝固微结构有显著影响, 但在液态和过冷态时的影响并不明显, 只有在结晶转变温度T_c附近才开始充分显现出来. 体系在1×10¹² K/s的冷速下, 最终均形成以1421和1422键型或面心立方(12 0 0 0 12 0)与六角密集(12 0 0 0 6 6) 基本原子团为主的晶态结构. 末态时, 不同初始温度体系中的主要键型和团簇的数目有很大的变化范围, 且与熔体初始温度的高低呈非线性变化关系. 然而, 体系能量随初始温度呈线性变化关系, 初始温度越高, 末态能量越低, 其晶化程度越高. 通过三维可视化分析进一步发现, 在初始温度较高的体系中, 同类团簇结构的原子出现明显的分层聚集现象, 随着初始温度的下降, 这种分层现象将被弥散开去. 可视化分析将更有助于对凝固过程中微观结构演变进行更为深入的研究. 关键词： 液态金属Ni 熔体初始温度 微观结构 分子动力学模拟     

基于电化学与热能的耦合关系演算聚合物锂离子动力电池的温度状态及分布

基于电化学-热耦合模型研究聚合物锂离子动力电池放电过程热行为, 分析了放电倍率、冷却条件对电池放电过程的温度变化及分布的影响规律. 结果表明: 3C放电时, 模型计算结果与实测结果的平均偏差为0.57 K, 方差为0.15, 说明模型准确度较高. 电芯的平均生热率在整个放电过程中呈现出增加的趋势, 初期和末期增长较快. 大倍率放电时, 与电流密度的平方呈正比的不可逆热所占的比重较大, 小倍率放电时, 电化学反应可逆热占主导. 改善冷却条件能降低电池放电过程的平均温度, 对流传热过程的表面传热系数为5 W/(m²·K), 1 C, 3 C, 5 C放电结束时, 电芯的平均温升为分别为6.46 K, 17.67 K, 27.53 K, 当对流传热过程的表面传热系数增加至25 W/(m²·K)时, 温升比自然对流条件下相同倍率放电时的温度分别降低了2.91 K, 4.68 K, 5.62 K, 但电芯温度分布的不一致性也会加剧. 关键词： 电化学 耦合 锂离子动力电池 温度分布     

国产六面顶压机多晶种法合成宝石级金刚石单晶

对国产六面顶压机平台下使用多晶种法合成宝石级金刚石单晶进行了系统的研究. 通过合理调整温度梯度法的合成腔体组装, 采用多晶种法, 探索多晶种法金刚石合成的压力和温度区间, 在单个合成腔体内放置3–5颗金刚石晶种, 成功合成出多颗(3–5)优质Ib型宝石级金刚石单晶. 多颗晶种的引入, 单次实验合成的多个金刚石晶体晶形及品质一致; 同时, 晶体的整体生长速度也有明显的增大. 多晶种法金刚石单晶合成的研究, 可以有效地利用腔体空间、提高单次金刚石单晶合成的效率, 解决压机大型化下高温高压资源利用率低的问题; 同时, 为宝石级金刚石单晶商业化生产提供重要的依据. 关键词： 金刚石 国产六面顶 多晶种 温度梯度法     

电场诱导氧化石墨烯的极化动力学特性研究

本文通过外加电场改变氧化石墨烯团簇分子的共振能量,利用激光激发氧化石墨烯产生的共振荧光特性测量氧化石墨烯在电场作用下的极化动力学特性. 发现存在外加电场使得荧光共振峰的半高全宽趋于饱和的时间特性,而不同的氧化石墨烯团簇分子的荧光共振峰的暂态特性同时反映了电场对氧化石墨烯产生定向极化和变形极化的动力学特性. 关键词： 氧化石墨烯 团簇分子 电场 极化动力学     

Force-field dependence of the conformational properties of α,ω-dimethoxypolyethylene glycol

A molecular dynamics (MD) study of α,ω-dimethoxypolyethylene glycol has been carried out under various conditions with respect to solvent composition, ionic strength, chain length, force field and temperature. A previous MD study on a 15-mer of polyethyleneglycol (PEG) suggested a helical equilibrium structure that was stabilised by hydrogen bonding and bridging water molecules. Experiments show that PEG is highly soluble in water, and indicate that clustering is not favoured. In the present study using different force fields, the GROMOS force fields 45A3 and 53A6, a variation on the latter 53A6_OE, and a force field by Smith et al. produced different results. For the GROMOS force fields 45A3 and 53A6 no helical structure was found, but formation of more or less compact random coils in aqueous solution due to hydrophobic interactions was observed. For the other two force fields used, α,ω-dimethoxypolyethylene glycol stayed flexible and more or less elongated in aqueous solution, more in agreement with experimental observations and the previous MD study.