外电场对不同组分比例的HMX/NQ共晶炸药感度影响的理论研究

借助分子动力学方法对不同电场不同组分比例的HMX/NQ共晶炸药晶体表面成键能和力学性质进行了研究。利用B3LYP和MP2(full)的方法在6-311++G(d,p)和6-311++G(2df,2p)水平上计算了HMX/NQ(1:1)复合物中不同电场HMX中N–NO_2键离解能和撞击感度h50。结果表明:1:1比例的共晶炸药最稳定、力学性质较好。共晶主要发生在HMX(0 2 0)和(1 0 0)晶面上。共晶复合物的形成使HMX引发键N–NO_2增强,感度降低。正方向外电场增大了晶面成键能和N–NO_2键离解能,升高了h50值,降低了HMX的撞击感度;而负方向外电场对其影响正好相反。正方向外电场使剪切模量G和拉伸模量E值增大,炸药延展性下降。     

H2O和O2在Al(111)表面吸附的密度泛函理论研究

采用第一原理密度泛函理论中的广义梯度近似计算方法对H2O和O2分子在Al(111)表面的吸附性质进行了结构、能量和电子分析,系统研究了这2种气体分子在Al(111)表面的吸附行为及其与Al(111)表面的相互作用机理。计算结果表明：H2O分子易在Al(111)表面的top位吸附且构型倾斜时最稳定,整个吸附过程为弱的化学吸附;吸附过程中表面铝原子的电子向H2O分子发生转移,H2O分子自身的构型仅受微扰作用。O2分子在Al(111)表面的吸附倾向于以分子键平行于表面,表面铝原子向O2分子的电荷转移是O2分子解离的驱动力,吸附过程中O2分子易发生解离,解离后的氧原子稳定吸附于fcc位,其次为hcp位,整个吸附过程为强的化学吸附。     

F~-在γ-Al_2O_3(110)表面吸附的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论广义梯度近似平面波赝势法结合周期平板模型,研究F离子在γ-Al_2O_3(110)非极性表面的吸附行为,分析了F~-离子在其表面不同吸附位以及不同覆盖度下吸附构型和电子特性。结果表明:表面配位不饱和的Al为F~-离子活性吸附位,F离子在γ-Al_2O_3(110)表面化学吸附后形成F-Al键促使F~-离子活化;F~-离子在Al_Ⅲ(1)桥位吸附时最稳定。随着覆盖度增加,吸附能增大,F离子与表层原子的距离(d_(F~--surf)缩短:同时表面吸附F离子引起表层及次表层原子层间距发生不同程度偏移,最大幅度为10.07%。差分电荷密度与电子态密度分析指出,F离子在γ-Al_2O_3(110)表面吸附主要是由F~-离子2s和2p轨道与γ-Al_2O_3基底Al的3p轨道相互作用所致。     

HF在Cu(100)和SiO2(100)晶面吸附的蒙特卡罗模拟

HF 同固体表面的相互作用,在腐蚀、催化和电化学等领域都有重要的意义.为了研究在低温低压条件下,HF 在 Cu 和 SiO2晶体表面的吸附情况,本文采用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟法,计算模拟 HF 在 Cu(100)和SiO2(100)晶体表面的吸附行为.结果表明:本文所模拟的属于物理吸附.在 150 K、46.62 Pa 以上时,HF 可以在 Cu 晶体表面上发生吸附,如压力降低,则吸附大大降低,在 100 K 以下、1 Pa 以上时,均能发生吸附.在相同条件下,HF 与SiO2 比与 Cu 晶面的吸附能力强,且更易发生物理吸附,在 150 K 以下,1 Pa 以上时,HF均可与SiO2晶面发生吸附.本文的结果为在低温低压下 HF 与 Cu 和SiO2 晶体表面的吸附实验提供一定的理论指导.     

CO_2在Fe(111)表面吸附的密度泛函理论研究

采用量子化学的密度泛函理论,研究二氧化碳在Fe(111)表面的可能吸附态(M1-M5),计算出稳定的吸附构型和吸附能.结果表明,当CO2的O与表面形成强O-Fe双吸附键(M2,M5)时,吸附能最大,为强化学吸附;形成较弱双吸附键C-Fe及配位键O-Fe(M3)时,吸附能次之;当CO2垂直底物表面吸附(M4)时,氧原子只能与Fe原子形成单键,吸附力很弱,为弱物理吸附;在M1吸附模式中,CO2分子的C原子吸附在Fe原子上,M1的吸附能也不太大,约为1.87 ev,属于弱化学吸附.Mullik-en电荷计算表明,当吸附分子CO2电荷愈负,与底物的吸附力愈强,与吸附能的计算结果相一致,同时由于电子转移形成CO2x-,导致金属失去电子而易被腐蚀.     

基于碳纳米管／壳聚糖／纳米金活性界面的辣根过氧化物酶传感器研制

利用壳聚糖(Chitosan)的成膜性能以及碳纳米管在其中良好的分散性,在玻碳电极表面首先形成碳纳米管/壳聚糖膜,通过膜表面丰富的氨基与纳米金的强静电吸附,在玻碳电极表面获得稳定的纳米Au修饰层,吸附固定辣根过氧化物酶(HRP),制得无需电子媒介的H2O2生物传感器.循环伏安曲线显示,当加入H2O2溶液后,阴极峰电流增大,而阳极电流相应减少,表明通过碳纳米管/壳聚糖/纳米金活性界面固定在玻碳电极表面的HRP与电极之间有良好的直接电子传导能力,对H2O2的还原具有良好的电催化活性,H2O2的测定线性范围为5×10-5～2.7×10-3mol/L.     

TiO_2表面氧吸附模拟与氧敏特性研究

根据经典的统计理论,并结合麦克斯韦速率分布律得出吸附过程中O2吸附量的理论模型,从而获得氧吸附面密度与温度、氧分压的理论变化规律。在活化能Ea=0.30 eV的情况下,TiO2对氧气吸附的温度敏感区域在120~410K之间,最佳吸附温度为370K,这与由金红石相TiO2所制成氧敏元件的最佳灵敏度所处的工作温度(378K)相近。并由模拟理论推测O2在半导体表面的吸附面密度与氧分压呈线性增加。     

氧分子在镍钛合金(100)表面吸附行为的研究

NiTi形状记忆合金作为一种广泛使用的生物医学材料，表面形成的氧化膜是其具有良好生物相容性的基础。氧分子在NiTi合金表面的吸附是其形成氧化膜的关键，应用离散变分Xα方法，首次对O2分子在B2结构NiTi(100)表面的吸附过程进行了理论研究，分别计算了在两种不同的O2分子吸附方式中Ti-O原子间的键级和电荷分布。结果表明：O2分子垂直接近NiTi(100)表面对其发生吸附更为有利。在吸附过程中，O2分子中只有一个氧原子被其最近邻的一个表面铁原子所吸附，而合金中其它表面原子及体相原子的电子结构没有变化。Mulliken集居数及局域态密度分析表明，吸附过程中铁原子与氧原子之间的相互作用主要是由2p(O)电子和4s，4p(Ti)电子贡献。     

量子化学计算苄嘧磺隆的晶体结构

制备苄嘧磺隆的单晶并用X射线衍射测定晶体结构。苄嘧磺隆晶体属于单斜晶系,C2/c空间群。晶胞参数为:a=33.831(7),b=6.902 0(14),c=16.021(3),α=90.00(3)。,β=104.48(3)。,γ=90.00(3)°,V=3 622.1(13)~3。晶体分子内通过N-H…N氢键和C-H…0氢键形成2个六元环,使分子结构较稳定。苯环平面和嘧啶环平面之间的夹角为50.00(15)°。晶体以1中心对称二聚体为基本重复单元。2个分子间以N-H…O氢键和C-H…O氢键连接。晶体由这些二聚体以范德华作用力堆积而成。使用Gaussian 03程序,用B3LYP/6-31G(d,p)法计算分子的优化结构、电荷分布、稳定性、前沿轨道布居分析和3D示意图。算得分子的键长键角数据和X射线衍射的晶体结构数据基本相符。键长和键角的计算值与X射线衍射数据之差证实晶体中分子间的氢键。     

氧原子在δ-Pu(111)表面的吸附结构和电子态

采用周期性密度泛函理论研究氧原子在δ-Pu(111)表面的吸附行为,方法为广义梯度近似(GGA),考虑了自旋极化和自旋限制不同情况.结果表明O在δ-Pu(111)面的吸附属于较强的化学作用,吸附稳定性为心式1≈心式2>桥式>顶位.2种心式位的吸附能和平衡结构几乎没有差别,化学吸附能为-6.153 eV(自旋极化)和-7.454 eV(自旋限制),O都距离表面0.131 nm.与O配位的Pu原子数目是决定化学吸附过程的主要因素,配位的数目越多,化学成键越稳定.Mulliken电荷布局分析表明,Pu和O的作用主要发生在第1层,另外2层没有影响.O原子的吸附使钚金属表面功涵增加.O的吸附为较强的离子键作用,电子相互作用主要为O2p与Pu5f、Pu7s、Pu6d杂化轨道相互作用.     

Adsorption behavior of acetone solvent at the HMX crystal faces: A molecular dynamics study

Molecular dynamics simulations have been performed to understand the adsorption behavior of acetone (AC) solvent at the three surfaces of 1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetraazacyclooctan (HMX) crystal, i.e. (011), (110), and (020) faces. The simulation results show that the structural features and electrostatic potentials of crystal faces are determined by the HMX molecular packing, inducing distinct mass density distribution, dipole orientation, and diffusion of solvent molecules in the interfacial regions. The solvent adsorption is mainly governed by the van der Waals forces, and the crystal-solvent interaction energies among three systems are ranked as (020) ≈ (110) > (011). The adsorption sites for solvent incorporation at the crystal surface were found and visualized with the aid of occupancy analysis. A uniform arrangement of adsorption sites is observed at the rough (020) surface as a result of ordered adsorption motif.     

功能-结构一体化NiCr/NiSi薄膜热电偶的制备

采用多层薄膜结构制备了NiCr/NiSi薄膜热电偶,该薄膜热电偶依次由Ni基超合金基片、NiCrAlY过渡层、Al2O3热氧化层、Al2O3绝缘层、NiCr/NiSi薄膜热电偶层以及Al2O3保护层构成.主要研究了热电偶层薄膜厚度和时效处理对热电偶性能的影响以及温度对Al2O3绝缘层绝缘性的影响.静态标定结果表明,热电...     

多孔硅的表面状态和吸附性能的研究

用原子簇模型模拟纳米多孔硅表面及其吸附状态,并用量子化学方法计算了多孔硅表面与氢原子、氢分子、氧分子、硝酸根、二氧化硫的吸附,计算主要采用HFR方法,基组为6-31G(d)。结果表明除氢分子外,表面硅原子与吸附物质之间均产生明显的相互成键作用,在多孔硅表面生成更多活性的物质,改变了多孔硅表面状态,产生新的性能,从而可广泛用于含能材料的领域。     

炼铝中高铁熟料配方的模式识别优化及其热力学

用模式识别总结联合法赤泥铁铝比等因素与最佳配方的关系,表明高铁原料宜用高钙低碱配方,根据无机热化学数据库估算有关烧成反应的自由能,对优化模型作了热力学解释。     

CTR的导电机理研究

为了优化CTR(Critical Temperature Resister)产品性能,从微观上分析CTR晶粒体相变临界特征和粒界的电势垒,得出CTR临界阻温特性是由晶粒体导电性能和粒界电势垒共同决定,即"晶粒体-粒界"模型.运用此模型对不同配料比样品的临界阻温特性进行分析,得出V2O5:P2Os:Fe2O3配料比是影响CTR性能的关键因素.     

模式识别分析在氧化铝溶出中的应用

我们尝试用模式识别方法初步研究了烧结法熟料成份对氧化铝溶出率(标溶)的影响,使用九个变量建立了模式空间,并通过映射降维在模式空间中找到一个区分高溶出区和低溶出区的判别面。发现各样本点离判别面的距离与氧化铝标溶有很好的相关。由此得出的数学模型有益于辅助生产工艺优化。     

Low temperature Si/Si wafer direct bonding using a plasma activated method

Manufacturing and integration of micro-electro-mechanical systems (MEMS) devices and integrated circuits (ICs) by wafer bonding often generate problems caused by thermal properties of materials. This paper presents a low temperature wafer direct bonding process assisted by O₂ plasma. Silicon wafers were treated with wet chemical cleaning and subsequently activated by O₂ plasma in the etch element of a sputtering system. Then, two wafers were brought into contact in the bonder followed by annealing in N₂ atmosphere for several hours. An infrared imaging system was used to detect bonding defects and a razor blade test was carried out to determine surface energy. The bonding yield reaches 90%–95% and the achieved surface energy is 1.76 J/m² when the bonded wafers are annealed at 350 °C in N₂ atmosphere for 2 h. Void formation was systematically observed and elimination methods were proposed. The size and density of voids greatly depend on the annealing temperature. Short O₂ plasma treatment for 60 s can alleviate void formation and enhance surface energy. A pulling test reveals that the bonding strength is more than 11.0 MPa. This low temperature wafer direct bonding process provides an efficient and reliable method for 3D integration, system on chip, and MEMS packaging.     

在线黑体空腔精确度的试验研究

本文在锻造炉上选择SiC管和Al_2O_3管作为在线黑体空腔，通过测量腔体的温度分布，并利用传统的方法和精度公式法，对上述在线黑体空腔的精度等级进行了评价。     

Hydrogen generation from methylamine using silicon carbide nanotubes as a dehydrogenation catalyst: A density functional theory study

The adsorption and decomposition of methylamine on the surface of a pristine silicon-carbide nanotube (SiCNT) are investigated by density functional theory calculations. The adsorption energies of possible stable configurations and the activation energies for possible elementary reactions involved are obtained in the present study. The most favorable reaction channel that generates a hydrogen cyanide molecule and four hydrogen atoms is slightly endothermic; the energy barrier for the decomposition of the CH₃NH₂ molecule is about 45 kcal/mol. Since the activation energy for the side reaction that generates CH₃ and NH₂ fragments is relatively high, the generation of side products may be depressed by decreasing the temperature.