The structural,elastic, and electronic properties of ZrxNbl-xC alloys from first principle calculations＊

The structural, elastic, electronic, and thermodynamic properties of ZrxNbl xC alloys are investigated using the first principles method based on the density functional theory. The results show that the structural properties of Zr~.Nb1 xC alloys vary continuously with the increase of Zr composition. The alloy possesses both the highest shear modulus （215 GPa） and a higher bulk modulus （294 GPa）, with a Zr composition of 0.21. Meanwhile, the Zr0.2! Nb0.79C alloy shows metallic conductivity based on the analysis of the density of states. In addition, the thermodynamic stability of the designed alloys is estimated using the calculated enthalpy of mixing.     

The variation of Mn-dopant distribution state with x and its effect on the magnetic coupling mechanism in Znl-xMnxO nanocrystals

Zn1-xMnxO （x = 0.0005, 0.001, 0.005, 0.01, 0.02） nanocrystals are synthesized by using a wet chemical process. The coordination environment of Mn is characterized by X-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy, and its X-ray absorption fine structure. It is found that the solubility of substitutional Mn in a ZnO lattice is very low, which is less than 0.4%. Mn ions first dissolve into the substitutional sites in the ZnO lattice, thereby forming Mn2＋O4 tetrahedral coordination when x ≤ 0.001, then entering into the interstitial sites and forming Mn3＋O6 octahedral coordination when x ≥ 0.005. All the samples exhibit paramagnetic behaviors at room temperature, and antiferromagnetic coupling can be observed below 100 K.     

可聚合型溶致液晶单体3,4,5-三(11-十一烷氧丙烯酰氧基)苯甲酸钠的自组装及紫外光固化性能

以3,4,5-三羟基苯甲酸为原料,依次经过酯化、醚化、酰氯化和钠盐化四步反应合成一种可聚合型溶致液晶单体3,4,5-三(11-十一烷氧丙烯酰氧基)苯甲酸钠,并对其结构进行了傅里叶变换红外与1H核磁表征. 在室温下研究了该单体在水中的自组装行为,组装体结构通过偏光显微镜与X射线衍射仪进行表征. 研究表明,单体与水比例为80:20时可自组装为层状(La)相,92:8时组装为反六方(H_II)相,这与临界堆积参数的理论计算相吻合,表明单体浓度是影响组装体结构的重要因素. 在组装的基础上研究了含不同光引发剂的溶致液晶体系的双键转化率及固化后组装体结构的保留. 经实时红外表征及溶胶-凝胶法的验证发现在光强为30 mW/cm²的365 nm下曝光30 min,含引发剂Darocur2959的溶致液晶体系双键转化率可达78%. 聚合之后La相与H_II相的纳米结构都得到了保留.     

La2Zr2O7:Eu3+纳米棒的合成、表征及其荧光性能

采用传统固相法和水热法成功地制备出棒状La₂Zr₂O₇:Eu³⁺荧光粉. 利用X射线粉末衍射仪、透射电镜和荧光光谱仪等分析了产物的结构、形貌和发光特性. 结果表明红色荧光粉La₂Zr₂O₇:Eu³⁺有良好的晶相,属于立方结构,空间点群为Fd3m; 其形貌主要为纳米棒, 平均直径约47 nm, 长度为50～700 nm. 并对纳米棒的生长机理进行了探讨. 在466 nm蓝光激发下,La₂Zr₂O₇:Eu³⁺荧光粉能发射出Eu³⁺的特征红色荧光,发射主峰位于616 nm处,归属于Eu³⁺的⁵DO_→⁷F2_{超灵敏电偶极跃迁.此外,在产物的发射光谱中能够观察到⁵D}1_→⁷FJ _{(J=0, 1, 2)跃迁和⁵D}1_→⁷FJ _{(J=1, 2, 4)跃迁的劈裂峰,这说明Eu³⁺处在低对称性的晶体场格位中.}     

六氟偏磷酸锂的热分解动力

采用在线耦合TGA-FTIR技术,分别研究了非等温和等温两种条件下六氟磷酸锂(LiPF₆)的热分解动力学和其气态产物. 结果表明LiPF₆分解反应为单步反应,其产物为固态LiF和气态PF₅. 在两种条件下,LiPF₆分解动力学均遵循基于柱坐标对称的二维相界面移动模型. LiPF₆分解活化能为104 kJ/mol(非等温)和92 kJ/mol(等温).     

一维锰氧化物纳米棒在以O2为氧源的苯甲醇氧化反应中的催化性能

采用水热法合成MnOOH一维纳米线,通过MnOOH在不同气氛和温度中煅烧得到尺寸和形貌相似的不同锰氧化物,并用于以O₂为氧源的苯甲醇液相氧化反应. 结果表明,MnO₂对苯甲醇氧化反应具有较高的催化活性. 通过XPS、SEM、TEM和H₂-TPR等手段对催化剂的形貌和结构进行了表征,并讨论了可能影响反应活性的一些因素. MnO₂的良好催化性能可能与其晶格氧具有较高的迁移率以及氧化还原能力有关. 通过简单的焙烧处理,可以使MnO₂催化剂在苯甲醇氧化反应中具有良好的重复使用性.     

封装椭圆形C70的手性纳米管的理论表征

应用第一性原理计算,研究了椭圆形的C₇₀分子在碳纳米管中的可能取向．采用(14,7)单壁纳米管为原型材料,发现纳米管和C₇₀分子的弱化学相互作用是决定分子取向的决定因素．通过模拟扫描隧道显微镜图像和计算光学性质,发现封装的椭圆体C₇₀分子的局域电子结构敏感地依赖于分子取向     

四维超快电子衍射及显微成像：机遇与挑战

随着近年来超快电子衍射和电子显微镜的发展,一个崭新的结构动力学时代即将到来,这对中国和世界都是一个令人激动的时刻,同时也意味着巨大的机遇。本文将介绍该项新技术的最新进展,以及从物理、化学到生物方面的最新突破。各种机遇和挑战也将会在报告中提到。     

晶体相场方法研究二维六角相向正方相结构转变

应用双模PFC模型,计算二维PFC相图,模拟二维六角晶格向正方晶格的结构转变过程, 观察新相(二维正方相)的形核、长大特点,以及相结构转变的动力学特征. 结果表明:六角结构相向正方结构相的转变,正方相最易在六角相晶界处, 尤其是在三晶粒的交汇处首先生成正方相的晶核,之后是正方相逐渐通过吞噬六角相的边缘, 向六角相内部推进,并不断长大.对于结构转变生成的正方相晶粒,其晶粒取向几乎是随机的, 与原先六角相晶粒取向角没有明显的关系.正方相转变的面积分数随时间变化的动力学曲线 呈现典型的"S"形.由Avrami曲线可将相变曲线看成由两阶段组成. 计算模拟得到的Avrami曲线的第二阶段直线斜率K的范围在2.0和3.0之间, 与JMAK理论的指数n相符合. 关键词： 结构转变 晶体相场 相图 晶粒取向     

Ni熔体凝固过程中临界晶核和亚临界晶核的分子动力学模拟

本文用分子动力学模拟研究了Ni熔体以不同冷速凝固后微观结构的演变规律, 并通过理论计算确定出了Ni熔体凝固后获得理想非晶的临界条件. 模拟结果发现冷速小于10¹¹ K/s时, Ni 熔体凝固后形成晶态组织; 冷速在10¹¹ K/s到10^14.5 K/s之间时, Ni熔体凝固后形成由晶态结构与非晶态结构组成的混合组织. 冷速小于10¹⁰ K/s, Ni 熔体凝固后形成的晶态组织具有fcc结构; 冷速在10¹⁰ K/s到10^14.5 K/s之间时, Ni熔体凝固后组织中的晶态由fcc和hcp结构层状镶嵌排列构成. 通过分析模拟结果和计算结果, 确定出了Ni熔体凝固后形成理想非晶的临界冷速为10^14.5 K/s. 并发现Ni熔体中临界晶核(冷速等于10^14.5 K/s)和亚临界晶核(冷速大于10^14.5 K/s) 均由fcc和hcp组成层状偏聚结构, 这表明Ni熔体中生长的晶体、临界晶核和晶胚的结构是相同的. 关键词： 分子动力学模拟 晶体团簇 临界冷速 结构