Molecular Dynamics Simulations of Thermal Properties of Solid Uranium Dioxide

Molecular dynamics simulations are performed with the recently developed empirical interaction potential by Morelon et al. Thermodynamics properties of solid UO2 that have been assessed include melt point, density, enthalpy, heat capacity, lattice parameter variation with temperature, mean-square-displacement and diffusion coefficients of oxygen ion. The results are compared with the data in literature and it is suggested that the rigid ionic potential provides perfect results below the superionic range. The data showing thermodynamics properties will become unacceptable when the temperature is higher than 2500 K. Compared with the previous empirical potentials, the empirical potential developed by Morelon et al. improves the agreement of these data with the recommend ones.     

尖晶石锂锰氧化物锂离子嵌脱过程的交流阻抗谱研究

用粉末微电极研究了尖晶石锂锰氧化物在不同嵌锂状态下嵌脱锂过程的交流阻 抗图谱，提出了新的等效电路模型。描述锂离子在固体中扩散的Warburg阻抗与累 积或消耗的嵌入电容在Lix MnO4中的x≤0．5时串联，0．5＜x≤1时并联。用提出 的等效电路模型分阶段拟合了实验所得的交流阻抗谱，拟合值与实验值相当吻合， 由拟合结果得到不同电位下锂离子在表面膜中的迁移电阻和电容，界面电荷传递电 阻，双层电容，锂离子在固体中扩散系数和累积或消耗的嵌入电容。     

PS-PBA粒子分散系的介电弛豫谱解析——同、反离子对弛豫的影响及表界面电参数的计算

制备了近纳米级的聚苯乙烯-丙烯酸丁酯(PS-PBA)复合微球粒子,并在40Hz～110×106Hz的宽频范围测量了该粒子分散在9种电解质中时的介电弛豫谱,发现了与PS微球粒子分散系不同的特异介电弛豫:低频弛豫对反离子种类具有敏感性而高频弛豫则与电解质种类几乎无关;根据Shilov-Dukhin模型和M-W-O模型分别分析了高、低频率的弛豫机制,并通过对介电谱的Cole-Cole拟合获得了各体系的介电参数.进一步利用Hanai方法由介电参数计算获得了所有体系的相参数;详细分析了体系的内部参数受PS-PBA微球自身结构以及电解质种类影响的原因;讨论了离子扩散系数对介电参数的影响,从而得出了低、高频的弛豫特征时间分别由同离子的扩散系数和反离子的扩散系数所决定之结论.最后,结合Grosse宽频介电理论计算了粒子表面的以及双电层的主要电参数,并分析了电解质种类差异对这些电参数的影响.     

适用于不同厚度的聚苯胺膜电极循环伏安法理论

本文提出的循环伏安法理论, 它适用于不同厚度的聚苯胺膜电极, 理论与实验结果相符合。文中还列出了不同厚度的聚苯胺膜所得的扩散系数。     

温度对掺杂球形Ni(OH)_2质子扩散的影响

应用微电极恒电位阶跃法研究了在Ni(OH) 2 电极的阳极及阴极过程反应中 ,温度对球形Ni(OH) 2 的质子扩散系数和表观扩散活化能的影响 .研究表明 ,于Ni(OH) 2 中掺杂Co和Co +Zn后可降低其阳极和阴极过程的表观扩散活化能 ,增大质子扩散系数 ,掺Co的效果更加明显 ,而掺Zn则增大表观扩散活化能 ,降低了扩散系数 .这说明前者的掺入其作用是降低了质子扩散阻力使电极的反应活性增加、而后者的掺入则是增大了质子的扩散阻力而使电极反应活性降低 .     

含铅聚合物微凝胶与硫化氢反应前后在良溶剂中的分子扩散行为

用溶液聚合法制备出轻度交联的含铅微凝胶,用光子相关光谱技术测定其在良溶剂中与H₂S反应前、后的扩散行为,由外推法得到在浓度无限稀时的分子扩散系数,给出微凝胶的流体力学半径。结果表明:相同量的含铅微凝胶在不同的初始浓度下与H₂S反应,生成含PbS纳米微粒的凝胶;但其体积增大不同,这说明H₂S与含铅微凝胶的反应既可以在分子内也可以在分子间进行,分子间的反应使含硫化铅微凝胶扩散系数随浓度的变化曲线的线性范围变小。     

氢在钢管壁内的扩散及氢腐蚀实验研究

运输含氢气氛的钢管会发生氢腐蚀而性能受损。本研究通过分析原子氢渗透扩散机理,选取常用的三种钢管（20#,16Mn,X52）进行Devanathane–Stachurski渗氢实验。采用扫描电子显微镜分析渗氢后钢材形貌,并以动电位极化曲线比较渗氢前后自腐蚀电位和电流的变化。结果表明：20#钢的氢扩散系数最大,X52最小。随着充氢电流密度增大与充氢时间增长,钢材腐蚀程度也加剧。动电位极化曲线测试表明,16Mn自腐蚀电流上升两个数量级,性能下降明显;X52钢的抗腐蚀性较好,性能下降最少。

     

ZIF-8材料中CH4/H2吸附与扩散的分子模拟

采用平衡分子动力学和巨正则系综蒙特卡洛模拟方法对多孔沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)中CH4和H2分子的吸附与扩散特性进行了比较研究.结果表明,采用柔性力场能够很好地复制ZIF-8在不同压力或温度条件下的晶体结构,也能准确地计算不同温度下CH4和H2分子在ZIF-8中的扩散系数,特别是高温下CH4分子因能够摆脱ZIF-8骨架笼口的空间限制而使其扩散系数出现大幅提升.同时,该力场也能粗略地模拟CH4和H2分子在ZIF-8中的等温吸附曲线,通过自编程序得到吸附和扩散平衡时CH4和H2分子在ZIF-8单元晶胞内的几率密度分布数据,并利用VMD软件可视化.结果显示CH4和H2分子在ZIF-8中的优先吸附位置均在大孔中心靠近咪唑环的区域,但CH4分子的优先吸附位置有两个不同层次,而H2分子的优先吸附位置只有一个层次,说明CH4和H2分子在ZIF-8中存在着不同的吸附机理.     

极性和非极性溶剂在聚乙烯中的无限稀释扩散系数的测定

 气相法研究小分子溶剂与高分子聚合物材料之间的相互作用是一个快速、准确、方便的方法 ,可以测量多种小分子溶剂在聚合物中的溶解、扩散参数。通过气相法测定了 5种小分子溶剂 (正己烷、正庚烷、正癸烷、乙醇和水 )在固定液聚乙烯中的保留时间和半峰宽 ,运用vanDeemter模型进行数据处理 ,得到上述 5种小分子在聚乙烯中的无限稀释扩散系数 ,获得了十分有意义的结果。