O2分子在Al(110)表面选择吸附性的对比研究

采用密度泛函理论中广义梯度近似(GGA)计算方法对比分析了 O2分子在 Al(110)面3个不同吸附位(顶位、桥位和穴位)的吸附性质,通过吸附能的比较,桥位的吸附能高于顶位和穴位,是最佳的吸附位。吸附质的态密度、吸附物 O2分子轨道电荷分布的变化以及金属表面原子轨道电荷分布的变化揭示了吸附过程中电荷的转移趋势。计算结果表明,通过分析吸附质的原子轨道电荷分布和电子态密度,发现 O2在 Al(110)表面吸附的过程中,主要是 O 原子的2P 轨道和 Al 的3S 轨道的电子相互作用,并展示出较强的化学吸附。     

纳米铝粉在环氧丙烷快速反应中的热学行为研究

研究了入射激波作用下平均粒径75 nm左右纳米铝粉与环氧丙烷快速反应中的热学特征.用光谱技术测定入射激波作用下纳米铝粉在环氧丙烷快速反应的点火延迟时间约为8 μs; 利用标定的ICCD光学系统采集到的AlO(B2Σ -X2Σ )光谱数据,计算纳米铝粉反应温度约为3189 K.对反应生成物的形貌特征进行了研究,测试结果表明: 反应产物多为球状颗粒,部分为絮状和针状,其平均粒径约为70 nm,小于反应前纳米铝粉的平均粒径,粒径明显减小是烧结塌陷致密所致;少部分产物粒径大于100 nm, 粒径增大是反应物凝聚所致.     

甲烷在硅(110)圆孔表面物理吸附特征的对比

基于第一性原理广义梯度近似的方法(GGA)对比研究了甲烷分子在多孔硅(110)不同位置分布的圆孔表面物理极化特征.计算结果表明:相邻孔的位置分布及其内部吸附的甲烷分子间的作用会影响甲烷在圆孔表面的吸附特征.吸附后甲烷的C-H键布局增加,C-H键长变化很小,圆孔表面硅原子的少量电子转移至甲烷,甲烷成键轨道的态密度的离域性增加.同时发现单个甲烷分子在竖直分布圆孔表面吸附时,甲烷吸附能较大而且系统的结构相对稳定.     

基于移动火源的隧道拱顶温度分布规律实验研究

为掌握行进中的着火机动车对隧道拱顶温度场分布的影响规律,以公路隧道为原型建立了1∶20小尺寸实验系统,在隧道自然通风条件下,模拟了移动火源以0.5,0.8和1.0 m/s等不同速度在隧道中行进、停止直至熄灭的火灾过程。研究了移动火源进入隧道后的隧道温度场及火灾过程中隧道拱顶沿纵向温度分布特征、测点温度峰值及梯度变化等规律。研究结果表明：① 当火源行进速度为0.5 m/s时,燃烧更加充分,隧道拱顶温度达到峰值,比其余两组高40和50 ℃;② 移动火源的存在,打破了顶棚射流拱顶热烟气与下部冷空气的对流循环动态平衡,减弱了热对流效应,使得隧道内温度降低更缓慢。     

硝酸丙酯冲击点火的光谱研究

利用从头算起法计算了硝酸丙酯分子结构，计算表明：NO2基最容易脱落。实验上利用多种光谱技术确定硝酸丙醋冲击点火延迟时间的方法是：先用谱仪确定硝酸丙酯冲击点火最早出现的中间产物，对于硝酸丙醋NO2辐射总是先出现；把单色谱仪调至NO2（463nm）波长处，并利用压力传感器测得冲击波到达样品的时间便可确定硝酸丙酯冲击点火延迟时间。这种方法比国内外常用光电二极管（峰值波长约在800 nm）的方法更接近实际值。硝酸丙醋受冲击后，反应中间产物出现的时间不同，辐射强度也不同。在冲击波作用下出现的基团为NO2、O、C2、CH、CO、CO2、H2O等，而NO2基总是首先出现。采用理论和实验相结合的方法确定冲击点火延迟时间可明显减少实验量。     

煤对CH_4分子吸附平衡态位能曲线量化研究

以Van Der Waals力作用半径为边界条件,构建了煤大分子骨架模型及煤对CH4吸附的量子动力学模型;采用量子化学DFT方法,在6-311G++基组上对煤大分子骨架模型及煤对CH4分子吸附模型结构进行了优化,得到了多种吸附平衡态的几何构型以及吸附的稳定平衡结构;通过煤大分子骨架模型的Mulliken Atomic Charges分析,研究了煤分子对CH4分子的吸附中心,吸附位能曲线,以及CH4分子键长键角的变化。     

煤对CH_4分子吸附平衡态位能曲线量化研究

以Van Der Waals力作用半径为边界条件,构建了煤大分子骨架模型及煤对CH4吸附的量子动力学模型;采用量子化学DFT方法,在6-311G++基组上对煤大分子骨架模型及煤对CH4分子吸附模型结构进行了优化,得到了多种吸附平衡态的几何构型以及吸附的稳定平衡结构;通过煤大分子骨架模型的Mulliken Atomic Charges分析,研究了煤分子对CH4分子的吸附中心,吸附位能曲线,以及CH4分子键长键角的变化。     

纳米铝粉晶化高温热学行为研究

通过拟合温度得到了纳米铝粉在环氧丙炳快速反应中的反应率,结果表明:先前的理论模型不适用纳米铝粉的低点火温度原因的解释.在爆炸激波管内采集到了纳米铝粉多隙氧化物的辐射谱,通过对所得光谱的拟合,得出其反应温度约为3100K,误差不足100K.由于在谱的背景上,同时观察到了Al和AlO的线,AlO的谱强度随入射激波传播速度增大而加强.反应致密产物的辐射比相同温度下钨带灯的辐射要强.     

Ni定位掺杂4H-SiC(001)磁性与光学性质的研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了4H-SiC(001)定位掺杂Ni的磁性,结果表明相对于掺杂前表面悬挂键的存在使体系具有弱磁性,Ni定位取代Si位置后得到的体系更加稳定。对比分析了Ni定位取代不同数量的C与Si原子后,得出取代C原子比取代Si原子得到的磁矩大,而且奇数倍的取代较偶数倍取代得到的磁矩大。定位取代一个C与一个Si比单独取代一种原子得到的磁矩大,因此从稳定性与磁性方面考虑C与Si同时取代是最好的掺杂选择。在导电性方面,随着Ni掺杂原子数量增加光电导相应增加。     

纳米铝粉晶化高温热学行为研究

通过拟合温度得到了纳米铝粉在环氧丙炳快速反应中的反应率，结果表明：先前的理论模型不适用纳米铝粉的低点火温度原因的解释。在爆炸激波管内采集到了纳米铝粉多隙氧化物的辐射谱，通过对所得光谱的拟合，得出其反应温度约为3100K，误差不足100K。由于在谱的背景上，同时观察到了Al和AlO的线，AlO的谱强度随入射激波传播速度增大而加强。反应致密产物的辐射比相同温度下钨带灯的辐射要强。