铝酸钙熔体结构的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟研究了xCaO-(1-x)Al₂O₃(x代表成分的变化)高温熔体中Al的配位数及其两性、微结构单元分布等结构性质。在采用BMH势函数的基础上,将计算所得的Al-O、Ca-O和O-O的偏径向分布函数的第一峰的位置(1.76、2.34和2.91)以及Al、Ca的配位数与X射线衍射实验(1.765、2.36和2.885)及中子散射实验(1.759、2.337和2.898)进行比较,吻合很好,证明模拟非常成功,然后在此基础上,发现Al在体系中主要起阿格形成子的作用,其微观结构单元呈四面体结构,也就是说,Al的平均配位数为4,这一点与硅酸盐中Si-O的结构单元非常相似,在统计了平衡时微结构单元Q_i的分布之后,总结了铝酸钙熔体的微观结构单元分布随宏观组分变化的规律。     

SiO2-Al2O3-MgO-F系微晶玻璃的形变析晶

采用高温熔融法制备了SiO2 -Al2O3 -MgO-F系玻璃样品,应用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了该微晶玻璃在自由形变时的析晶特征,得到了微晶玻璃自由形变析晶的规律.结果表明:在热处理过程中随着温度的升高,基础玻璃的黏度逐渐降低,可以在析晶前施加压力使之发生变形.在自由形变的前提下,微晶玻璃析出的晶体在垂直压力和平行压力方向上没有出现定向析晶.显微硬度测试结果也表明在微晶玻璃中没有明显的各向异性特征,不会带来材料性能在不同方向上的差异,为形状复杂、均质同性微晶陶瓷的制备提供了一个有效途径.     

不同形态SiO2改性钙硅硼系微晶玻璃结构与性能

分别研究了高硅氧玻璃(96wt%SiO2,非晶态)与二氧化硅(99wt%,石英相)的添加对CaO-SiO2-B2O3(CSB)微晶玻璃微观结构、烧结性能以及介电性能的影响.结果表明:不同形态SiO2的添加均可以有效地降低介电常数,同时高硅氧玻璃的引入增加了试样的介电损耗.添加15wt%SiO2、850℃低温烧结试样,在10MHz下,介电常数为6.01,介电损耗1.2 × 10-3,且在5～40MHz频率范围内,介电常数随频率的变化不大.烧结试样的主要晶相为Quartz、CaSiO3和CaB2O4.     

Na2O对低SiO2保护渣理化性质的影响

高铝钢中活泼元素Al易与保护渣中的SiO2发生氧化还原反应,导致致使保护渣的各种理化性质显著改变,连铸工艺难以稳定。于是设计了低SiO2保护渣,并研究了Na2O含量对其熔融特性、粘度特性、及结晶特性渣的影响。结果表明：当w（Na2O）从6％增加到12％,保护渣熔化温度、粘度、粘流活化能均降低;保护渣的等温转变曲线向孕育时间增加的方向移动。     

TiO 2 /SiO 2 复合薄膜对玻璃透光和隔热性能的影响

以正硅酸乙酯（TEOS）、钛酸丁酯（TBOT）为前驱体,采用溶胶 - 凝胶法,经高压喷涂工艺和 450 ℃热处理,在透明玻璃表面涂覆 TiO 2 /SiO 2 复 合薄膜。利用扫描电子显微镜（SEM）,X 射线衍射（XRD）和傅里叶红外 光谱（FTIR）对 TiO 2 /SiO 2 复合薄膜表面形貌和组织结构进行表征;结合膜 层表征结果,借助可见分光光度计和自制玻璃隔热装置对玻璃透光和隔热性 能进行检测和分析。实验结果表明：玻璃表面涂覆 TiO 2 /SiO 2 复合薄膜后,可 见光范围内（400~800 nm）玻璃透光率在 80% 以上;相对于空白玻璃,玻 璃的隔热温度达 4.5 ℃。     

NaAlO2含量对ZAISil2Cu2Mgl铝合金Na2SiO3微弧氧化陶瓷膜性能的影响

为了进一步探明添加剂种类及含量对ZAlSil2Cu2Mgl铝合金微弧氧化陶瓷膜性能的影响,在Na2SiO,电解液中,添加不同浓度的NaAlO2进行了微弧氧化,利用能谱仪（EDS）分析了陶瓷膜表面元素含量,用扫描电镜（SEM）观察其表面形貌,以x射线衍射仪（XRD）分析了膜的相组成,并测试了膜的厚度、硬度和极化曲线;研究了NaALO2添加量对微弧氧化陶瓷膜特性的影响。结果表明,随着NaAlO2添加量的增加,陶瓷膜表面微孔尺寸变小,表面Al,O元素含量下降;起弧电压和最终氧化电压下降;陶瓷膜厚度增加,硬度和耐蚀性先提高后下降;陶瓷膜的相组成改变不明显。NaALO2添加量为1g／L时陶瓷膜的综合性能最好。     

BaFe12O19/SiO2-B2O3微晶玻璃陶瓷的制备和微波性能

采用柠檬酸sol-gel工艺合成了BaFe12O19/SiO2-B2O3微晶玻璃陶瓷，研究了SiO2-B2O3玻璃的含量，Ba/Fe原子比和热处理温度对体系析出晶相的影响，以及介电常数和磁异率在1MHz-6GHz频率范围的变化规律，结果表明，休系中SiO2-B2O3玻璃的含量和Ba/Fe比越高，BaF312O19相的析出越困难，前驱体合适的热处理温度为1000℃，介电常数和磁导率基本上随测试频率的增而加下降；介电损耗的最大值为0．43，磁损耗较小。     

CaO/SiO2质量比对不锈钢渣微晶玻璃析晶及性能的影响

以不锈钢渣、废玻璃为原料,采用熔融法制备了主晶相为硅灰石相的微晶玻璃.利用DSC、XRD、SEM等测试分析手段研究了CaO/SiO2质量比对微晶玻璃物相组成、显微结构及理化性能的影响.结果表明:随CaO/SiO2质量比增加,玻璃转变温度和析晶放热峰温度逐渐降低,且析晶放热峰变尖锐;硅灰石相XRD衍射峰强度先增强后减弱;显微结构由表面析晶向整体析晶过渡,晶粒形状由球形颗粒变为针叶状晶,最后发育成片状晶,晶体尺寸先增加后减小;当CaO/SiO2质量比为0.72时微晶玻璃性能达到较优,显微硬度为6.49 GPa,密度为3.11 g/cm3,吸水率为0.11％,耐酸性96.51％,耐碱性99.92％.制备出的微晶玻璃有望应用在建筑装饰材料领域.     

TiO_2掺杂对SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃结构和力学性能的影响

采用传统熔体冷却法制备TiO_2掺杂量为0~1.8wt%的TiO_2/SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃,探讨了不同TiO_2质量分数对玻璃体积密度、弯曲强度、压缩强度、压缩模量和结构稳定性的影响规律。结果发现:当TiO_2含量小于1.5wt%时,TiO_2/SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃的光学带隙随着TiO_2含量的增加而减小、玻璃结构更加稳定,其体积密度、弯曲强度、压缩强度以及压缩模量均随着TiO_2含量的增加而上升;当TiO_2含量超过1.5wt%后,该玻璃体系的结构稳定性和力学性能均随着TiO_2含量增加而下降;当TiO_2的质量分数为1.5wt%时,玻璃的光学带隙达到最小值为3.75eV,各项力学性能达到最优,其弯曲强度为110.36 MPa、压缩强度为240.18 MPa、压缩模量为115.03GPa。适量TiO_2的掺杂,减少了玻璃网络结构中非桥氧的数量,使孤立的岛状网络单元重新聚合,从而显著提高了玻璃的结构稳定性和力学性能;但过量的TiO_2迫使TiO_2/SiO_2-Al_2O_3-MgO系玻璃结构中的桥氧键断裂生成非桥氧,由此显著降低了其结构稳定性和力学性能。     

Computerized Simulation of Structure of NaAIO_2 Melt

The structure of NaAlO_2 melt has been studied by computerized simulation using Monte Carlomethod.The radial distribution functions and Local structure of this melt are calculated.It has beenfound that NaAlO_2 melt contains ionic clusters formed by corner-sharing AlO_4 tetrahedra,sodiumions and xNa~+.yO~(2-) ionic clusters.     

Molecular Dynamics Study on Interfacial Energy and Atomic Structure of Ag/Ni and Cu/Ni Heterophase System

The results of molecular dynamics calculations on the interfacial energies and atomic structures of Ag/Ni and Cu/Ni interfaces are presented. Calculation on Ag/Ni interfaces with low-index planes shows that those containing the (111) plane have the lowest energies, which is in agreement with the experiments. Comparing surface energy with interfacial energy, it is found the order of the interfacial energies of Ag/Ni and Cu/Ni containing the planes fall in the same order as solid-vapor surface energies of Ag, Cu and Ni. In this MD simulation, the relaxed atomic structure and dislocation network of (110)Ag||(110)Ni interface are coincident to HREM observations.     

分子动力学模拟不同入射能量的SiF2与SiC的相互作用

采用分子动力学模拟方法研究了入射能量对SiF2与SiC样品表面相互作用的影响。本次模拟选择的入射初始能量分别为0.3,1,5,10和25 eV。模拟结果显示SiF2分解率与Si和F原子的沉积率有密切的关系。沉积的Si和F原子在SiC表面形成一层SixFy薄膜。随入射能量的增加,薄膜厚度先增加后减小,薄膜中Si-Si键密度增大。构成薄膜的主要成分SiFx(x=1~4)中主要是SiF和SiF2,随入射能量的增加,薄膜成分由SiF2向SiF转变。     

MoS2基板上外延生长C60薄膜的分子动力学模拟

外延生长异质薄膜通常要求材料之间晶格匹配 ,然而利用范德瓦尔斯作用外延生长时 ,晶格匹配要求显著降低。实验上已经得出了在MoS2 基板上外延生长C60 薄膜的结果 ,本文用分子动力学计算机模拟方法对MoS2 基板上外延生长C60 薄膜进行了研究 ,证实范德瓦尔斯外延可以克服较大的晶格失配问题。     

AlF3—CdF2—PbF2—LiF玻璃的X射线衍射和分子动力学研究

采用Ｘ射线衍射和分子动力学计算机结构模拟（ＭＤ）等手段，研究了ＡｌＦ３－ＣｄＦ２－ＰｂＦ２－ＬｉＦ玻璃的结构。研究表明Ａｌ原子为６配位，Ｃｄ原子取６，７和配位，ｉ原子为４，５或６配位，Ｃｄ－Ｆ的平均键长力１．１５Ａ。在ＡＤ计算的玻璃中存在着很少的桥Ｆ（Ｆｂ），大量的非桥Ｆ（Ｆｎｂ），并出现了较多的游离Ｆ，Ｆｆ和Ａｌ原子成键。玻璃结构可以看到是由Ｃｄ＾２＋连接的孤立的「Ａｌ２Ｆ１１」等形式的多面体堆     

AgSnO_2触头材料电弧侵蚀特征的分子动力学模拟

研究电接触材料电弧侵蚀作用过程中灭弧过程的微观机理,采用分子动力学和实验的方法对反应合成的AgSnO2电接触材料的熔池行为进行模拟。结果表明:根据起弧时的物相所构建的模型,能够准确地模拟熔池特征,熔池内部物质运动和存在状态是决定耐电弧侵蚀的关键因素。可通过增加反应合成AgSnO2电接触材料与基体浸润的氧化物组分,以及氧化物发生物态变化、化学分解过程来达到熄弧的目的。     

纳米TiO_2光催化还原Hg~(2+)的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了Hg2+在TiO2表面上光催化还原反应中的运动过程,结果表明,在TiO2表面的水分子会形成局部有序的类冰结构,这种类冰结构限制了材料表面附近水分子的移动,也阻碍了Hg2+向TiO2表面的运动,是影响光催化效率的一个重要因素。同时,还模拟了TiO2表面光生电子密度和表面掺杂Fe3+对类冰结构的影响,结果表明,TiO2表面掺杂Fe3+抑制了类冰结构的形成,有利于提高光催化效率。     

纳米复相锌铁氧体的隧道结构与相变动力学分析

采用sol—gel方法制备了ZnFe2O4／Fe2O3纳米复相铁氧体，利用X射线衍射，高分辨电镜(HREM)对样品的结构进行了分析。结果表明，复相锌铁氧体是形成隧道结构的必要条件；伏安曲线和磁电阻效应等从性能上说明复相锌铁氧体具有隧道磁电阻的特性；HREM直接观测到复相锌铁氧体形成隧道结构，其中绝缘层α—Fe2O3位于晶界处，从相变动力学分析中，也证实了α-Fe2O3是由ZnFe2O4晶界或表面控制的析晶，位于晶界处。     

一种组成的CaF2-Al2O3-SiO2系玻璃结构研究

使用DTA、IR光谱、Raman光谱、光电子能谱、XRD、SEM和EDAX等分析方法研究了一种组成的CaF2-Al2O3-SiO2系玻璃的结构，发现玻璃的结构是由［SiO4］和［AlO4］以顶角相连的方式构成基本网络骨架，Ca2＋处于网络间隙，F-有一部分取代O2-进入玻璃网络，另一部分停留在网络间隙，Al3＋也有一部分处于网络间隙．F-取代O2-进入玻璃网络，削弱了玻璃的网络结构，使玻璃发生了分相，其中一相富含Si4＋和Al3＋，另一相富含Ca2＋和F-，热处理时，CaF2晶体首先从这一相中析出．