铁电薄膜平均极化性质的研究

应用Ginzburg-Landau-Devonshire(G-L-D)理论,研究由两种铁电材料组成的铁电双层膜系统的极化性质.通过引入的两个参量:参量α(描述铁电双层膜系统中两种铁电体的物理性能差异)和参量γ(描述铁电双层膜系统两种铁电体相变温度的差异),研究了不同的表面过渡层和双层膜系统厚度的条件下,铁电双层膜系统平均极化随这两个参量的变化情况.研究表明:参量α增大时,铁电双层膜系统的平均极化随之增大.当α取固定值时,平均极化随双层膜厚度L、表面自由能随位置变化的速度λ增大而增大;随着表面过渡层厚度Ls的增大而减小.参量γ增大时,铁电双层膜系统的平均极化减小.当参量γ取固定值时,平均极化随着表面过渡层厚度Ls的增大而减小;随着参量α、双层膜厚度L、表面自由能随位置变化的速度λ的增大而增大.     

地震作用下挡土墙主动土压力分布

在滑动楔体上沿竖向取水平薄层作为微分单元体,通过作用在单元体上的水平力、竖向力及地震力,建立挡土墙主动土压力基本方程,结合滑楔体力矩平衡条件,得到对应不同地震系数的侧压力系数,将其用于水平微分单元法,得到了地震荷载作用下挡土墙主动土压力理论公式.分析地震系数对土侧压力系数和土压力的影响,结果表明,土侧压力系数随水平地震系数增加而增大;当竖向地震系数小于零时,土侧压力系数随竖向地震系数增大而减小,当竖向地震系数大于零时,土侧压力系数随竖向地震系数增大而增大;随着竖向地震系数的增大,水平土压力强度最大值逐渐减小,随着水平地震系数的增大,水平土压力强度最大值先递减后增大;随着竖向及水平地震系数的增大,水平土压力最大值位置向墙顶方向移动,靠近墙底处土压力强度相对减小,靠近墙顶处土压力强度相对增大.     

人工复合铁电薄膜的相变性质研究

建立3层铁电复合薄膜的理论模型,在G inzburg-Landau-Devonsh ire（GLD）唯象理论的框架下,引入局域分布函数描述不同材料间过渡层的性质,重点研究具有不同相变温度的铁电材料复合而成的铁电薄膜的相变性质.通过改变3种不同铁电材料的相变温度,计算复合铁电薄膜内部的极化强度分布和相变温度.研究表明：3种铁电材料相变温度的梯度变化导致了复合薄膜内部极化分布的梯度变化;在未达到薄膜的相变温度前,薄膜的平均极化强度的一阶导数出现了一个突降,造成了平均极化强度的极大降低;不同材料间过渡层厚度对薄     

表面等离子波导端耦合腔系统中表面等离子激元传输性质的研究

用表面等离子波导端耦合两个表面等离子腔组成非厄米量子系统,研究该系统中表面等离子激元的传输性质,并通过求解系统的本征值方程得到表面等离子激元的透射和反射振幅.通过分析表面等离子波导系统的反射率和透射率随参量变化的关系图表明:随着表面等离子激元波导与腔耦合强度的增加,反射峰和透射峰逐渐变宽; 随着腔损耗的增大,反射峰的峰值明显减小,而透射峰的峰值明显增加; 随着腔间耦合系数g的增加,两个反射峰/透射峰之间的距离变宽.     

沥青混合料导热系数测试及其影响因素分析

由于沥青混合料为多相体,其热物理特性参数的测试较为困难.随着对抗车辙等沥青混合料高温特性研究的深入,发现针对沥青混合料导热系数等热物理参数测试方法相关研究很少.基于瞬态热线法,采用TC3000导热系数仪,针对四种典型沥青混合料进行导热系数测试.试验结果分析发现就内部组成因素而言,沥青混合料导热系数随着空隙率增大而减小,随4.75 mm以下细集料通过率增大而减小,随沥青用量增大而减小,但其减小不显著.另一方面,在外部环境变化时,混合料导热系数随温度增加有先减小后增大的趋势,浸水时较干燥时导热系数也提高,压力水平变化对导热系数测试结果影响不大.     

双层亚铁磁性超晶格的零温磁矩

采用海森堡模型,利用线性自旋波近似、傅立叶变换和格林函数技术对双层亚铁磁超晶格进行理论研究,推导出零温磁矩表达式,分析了系统的各个参数(自旋量子数、层间交换耦合系数、层内交换耦合系数、外磁场及各向异性参数)对系统零温磁矩的影响.结果表明,系统的各个参数对系统零温磁矩有重要影响;系统的零温磁矩随层内交换耦合系数、各向异性参数的增加而增加,随层间交换耦合系数的增加而先增加后减小.当两层的自旋量子数S1,S2相等时,两条零温磁矩曲线重合;相反,当两层的自旋量子数S1,S2不等时,两条零温磁矩曲线分开.     

强迫与混合对流条件下水流顺掠冰柱传热特性

通过实验研究了对流与混合对流条件下水流顺掠冰柱融化过程的相界面移动规律及传热特性。改变冰柱初始尺寸、初始冰柱温度、水流速度与温度等参数,采用工业摄像机记录了冰柱相界面的移动规律,构建了影像实验数据与冰柱相界面传热系数之间的映射关系。通过对实验结果的分析与讨论,获得结论如下：不同速度条件下的平均相界面位置变化趋势相似,相界面随时间呈单调递减幂函数形式变化;平均对流换热系数随水流速度或水流温度的增加而增大,且平均对流换热系数随时间呈递增趋势变化;在不同水流速度或水流温度条件下,Nu 随着Gr／Re 2先增大经过最高点后再减小;获得了水流顺掠冰柱融化过程 Nu 与Gr 、Re 、Pr 及 Ste 之间的经验关联式。     

含杂质CO2干气密封运行工况点物性参数计算及密封温度场分析

在“碳达峰、碳中和”背景下,二氧化碳（CO₂）捕集利用与封存（carbon capture, utilization and storage,CCUS）技术作为减少CO₂排放的最有效策略已成为世界关注的热点。针对应用于CCUS技术中的离心式压缩机,以螺旋槽干气密封为研究对象,含杂质CO₂为润滑介质,基于EOS–CG（equation of state for combustion gases and combustion gas-like mixtures）模型获得干气密封运行工况范围内含杂质CO₂混合物密度、焓值、声速及焦耳–汤姆逊系数等热力学参数;考虑实际气体效应、黏温压效应、阻塞流效应、离心惯性效应及润滑介质与密封端面间的对流换热,采用有限差分法耦合求解雷诺方程、能量方程及密封环热传导方程,获得含杂质CO₂干气密封压力场、温度场、开启力、泄漏率等稳态性能参数。结果表明：当温度一定时,密度随压力的增大而增大,焓值、焦耳–汤姆逊系数随压力的增大而减小;当压力一定时,密度随温度的增大而减小,焓值随温度的增大而增大,在较低压力区域,声速随温度的增大而增大,焦耳–汤姆逊系数随温度的增大而减小;当密封进口压力为12 MPa、进口温度为380 K、转速为15 000 r/min时,含杂质CO₂干气密封出口压力为1.9 MPa,气膜进出口温差约为23 K,密封环端面内外径温差约为10 K;以转速、进口压力、进口温度为变量时,气膜温度、密封环端面温度随转速、进口温度的增大而增大,随进口压力的增大而减小;开启力随转速、进口压力、进口温度的增大而增大;泄漏率随转速、进口温度的增大而减小,随进口压力的增大而增大。     

温度-压力耦合下原煤中CO_2渗流行为试验研究

利用煤岩力学-渗流试验系统TAWD-2000,对平顶山矿、长治矿和金佳矿的三类原煤试样开展了温度、气压和围压耦合下的CO_2渗流行为试验研究,系统分析了三类原煤试样的渗透率随温度、气压和围压的演化规律及影响因素.结果表明:原煤渗透率随气压的增大呈指数增大趋势,低围压下,指数增长趋势明显,高围压下,增长趋于线性;原煤渗透率随围压的增大呈指数减小趋势,当围压较低时,煤样渗透率对围压变化非常敏感,渗透率随着围压的增大迅速减小,随后趋于稳定;原煤的渗透率随温度的升高大多呈减小趋势,但也可能出现先减小后增大的趋势,这是原煤热膨胀、CO_2解吸和裂隙残余水分蒸发耦合作用的结果.     

一种青藏高原冻结砂土蠕变本构模型

为描述青藏铁路沿线冻结砂土的蠕变特性,建立一个考虑应力和时间耦合的蠕变本构模型.首先进行一系列不同温度、干密度条件下的冻结砂土三轴蠕变试验;其次以Nishihara模型为基础,考虑应力和时间对模型元件的耦合影响,将黏弹性元件中定常的黏滞系数修正为时间和应力的函数,引入损伤变量改进黏塑性元件,构建新的冻结砂土蠕变本构模型;最后基于试验数据验证其科学性.结果表明:试验数据与拟合数据吻合良好,改进模型能较好地描述不同温度和应力水平下冻结砂土的衰减、稳态和加速蠕变特性;改进模型中黏弹性元件的黏滞系数、剪切模量和黏塑性元件的黏滞系数均随温度升高和应力水平增大而减小,损伤变量参数随着温度升高、应力水平增大而增大.成果可为冻结砂土蠕变沉降预测提供一种新的选择,为蠕变理论研究积累资料.     

钙钛矿型铁电薄膜疲劳特性研究进展

针对铁电薄膜极化疲劳的问题,详细综述了其疲劳机理及其影响因素.给出了影响铁电薄膜疲劳的因素,该因素可分为内在因素和外在因素两大类.重点讨论了外在因素元素掺杂、电极、界面层优化、温度及气氛等的影响,并提出了相应的改善薄膜疲劳性能的措施.比较实用有效的方法是在金属电极和薄膜之间沉积一层与薄膜晶格参数接近的界面层.最后结合自身研究工作,指出建立界面层设计-微结构演变-疲劳性能之间的关系是我们以后重点关注的问题.     

局域畸变结构对铁电薄膜极化性质的影响

引入描述薄膜内部极化强度的分布函数,采用GLD（Ginzburg-Landau-Devonshire）唯象理论,研究非铁电性局域畸变结构对铁电薄膜极化性质的影响.研究结果表明,非铁电性局域畸变结构的存在降低了铁电薄膜的极化强度和相变温度,并破坏了极化强度在薄膜内部的均匀分布.薄膜内部局域畸变结构厚度的增加及铁电性结构区域至非铁电性结构区域过渡层厚度的增加,都会导致薄膜极化强度的降低.     

铁电极化调控SnSe薄膜光电性质研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术在铌酸锂基片上沉积SnSe薄膜,研究了不同极化方向的铁电基片对SnSe薄膜光电性质的影响.控制PLD沉积时间,在铌酸锂基片上沉积出不同厚度的SnSe薄膜.X射线衍射和X射线光电子能谱的结果显示制备了高取向的单相SnSe薄膜.薄膜横截面高分辨透射电镜结果显示了薄膜具有较高的结晶质量.在无光照情况下,当铁电极化方向指向薄膜时,极化场可向SnSe薄膜中注入电子,使p型SnSe薄膜的电阻增加;当极化方向背离薄膜时,极化场可向SnSe薄膜中注入空穴,使p型SnSe薄膜的电阻降低.当用仅能使SnSe薄膜发生电子-空穴分离的632 nm激光照射时,不同极化方向的样品都表现出光电导增加的现象.当用405 nm激光照射时,不同极化方向的铌酸锂与薄膜界面处发生的电子-空穴分离使SnSe薄膜表现出完全不同的光电导效应.利用能带模型解释了不同铁电极化方向的铁电基片对SnSe薄膜光电导性质调控的机理.     

温度梯度铁电薄膜中的量子起伏效应研究

在平均场近似的理论框架下,采用拓展的横场伊辛模型理论,通过研究不同边界条件下的BaTiO3温度梯度铁电薄膜内的极化分布来探讨薄膜内部的量子起伏效应．研究表明：量子起伏效应对温度梯度铁电薄膜的极化性质有重要影响,它显著降低了薄膜内的极化强度;量子起伏效应在薄膜低温区的影响比在高温区的影响显著;对固定边界条件下的薄膜的影响要高于对自由边界条件下的薄膜的影响;对下温度梯度铁电薄膜的影响要大于对上温度梯度薄膜的影响;当量子起伏效应足够强时,下温度梯度铁电薄膜内的极化分布将会出现一个临界点,临界点前后极化偏移的方向发生了改变．     

薄膜厚度对铁电薄膜铁电性能的影响

为研究薄膜厚度对外延铁电薄膜铁电性能的影响,应用与时间有关的Ginzburg-Landau方程,在同时考虑应力和表面效应的条件下,获得了不同应力情况下,不同厚度铁电薄膜的电滞回线及蝶形应变迟滞回线.计算结果显示,处于不同应力值下的铁电薄膜,剩余极化强度和场致应变随着薄膜厚度的增加而增加.而矫顽场随着薄膜厚度的增加而减小.证明了不同应力情况下,薄膜厚度对剩余极化强度和矫顽场的影响是不能忽略的.这种变化趋势与实验结果的情况是一致的.     

溶胶-凝胶法制备高透光SiO2/ATO-SiO2双层疏尘薄膜

为了避免灰尘在户外玻璃上的粘附导致透过率下降的现象,采用溶胶一凝胶法在石英玻璃上制备高透光SiO2/ATO-SiO2双层疏尘薄膜,研究SiO2基层薄膜对薄膜组织和性能的影响;利用原子力显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、霍尔效应测量仪、自制落灰实验装置对薄膜的三维表面形貌进行表征,并对其光电性能、疏尘性能进行了测试....     

双层亚铁磁磁性薄膜的磁矩研究

采用Heisenberg模型,利用线性自旋波近似和格林函数技术研究双层亚铁磁薄膜的磁矩,分析自旋量子数、层间交换耦合、各向异性参数及温度对双层亚铁磁薄膜磁矩的影响.零温时,层内交换耦合和各向异性不影响薄膜的磁矩.低温时（温度小于等于居里温度的三分之一）,当两格点的自旋量子数相等时,薄膜的磁矩不受层间交换耦合的影响,但随各向异性的增加而增加;当两格点的自旋量子数不等时,薄膜的磁矩随层间交换耦合和各向异性的增加而增加.零温时,两格点的自旋偏差（或量子波动）相等.     

温度对UHMWPA6纤维解络合效果及结构性能的影响

以甲酸为溶剂,相对黏度18.85的超高相对分子质量的UHMWPA6为溶质制备纺丝液,同时加入络合剂CaC l2并经干法纺丝制备PA6纤维.考察了初生纤维经初拉伸后不同解络合温度对其结构及性能的影响.结果表明：随着解络合温度的升高,纤维的断裂强度和初始模量呈先下降后升高趋势;纤维的结晶度变化不大,γ晶型与α晶型共存,γ晶型相对含量减少,α晶型相对含量增加;纤维残余络合剂（氯元素）的含量逐渐降低,不同解络合温度下试样的DSC曲线均呈明显双峰特征;酰胺官能团的伸缩振动峰逐渐接近于纯PA6纤维.     

紫外分光光度法测定γ-聚谷氨酸的含量

建立紫外分光光度法测定γ-聚谷氨酸含量的方法。利用γ-聚谷氨酸水解成谷氨酸,在pH9．6硼砂缓冲溶液中,能与四氯对苯醌形成1：1的络合物,该络合物在波长350nm处有最大吸收,通过测定其吸光度确定γ-聚谷氨酸含量。结果表明,γ-聚谷氨酸在8～12μg／mL范围内线性关系良好（r为0．9981）,平均回收率为99．5％,相对标准偏差为1．0％。该方法简便准确、重现性好,可作为γ-聚谷氨酸含量的测定方法。     

BiMnO3的铁电铁磁机制,轨道有序和自旋有序的第一原理

为了探讨多铁材料铁电畸变的根本机制及其电子结构对于性能的影响,采用基于密度泛函理论的广义梯度近似方法,对多铁材料BiMnO3的高温顺电顺磁相、室温铁电顺磁相和低温铁电铁磁相的电子结构做了第一原理计算.对态密度、电子密度以及Mulliken电荷等计算结果的分析表明:Bi-6p轨道与O-2p轨道间的选择性共价作用增强是铁电畸变的首要引发因素,6s电子的极化也是其导致的效应之一.对与多铁现象共生的轨道有序和自旋有序的研究指出了去中心化的晶格畸变、Jahn-Teller畸变和自旋失措引发的晶格畸变三者之间的相互耦合以及耦合对铁电铁磁性的影响.