Mg_2Si的声子谱与力热性能的第一性原理计算

针对6xxx系铝合金的主要强化相Mg2Si的力热性能,采用密度泛函理论、第一性原理以及CASTEP软件进行了理论计算,得到了Mg2Si的平衡晶格常数、弹性系数、声子谱、声子态密度以及相关热力学参量,并对计算曲线进行了理论分析.结果表明:合金强化相Mg2Si的刚性较好,脆性较强,在合金中能起到强化作用.通过声子谱及声子态密度曲线可知,存在9条色散关系曲线,其中3条为声学波,6条为光学波,且频率在8.51 THz附近的格波振动较强.随着温度的增加,熵、焓均增加,而自由能减少.当温度低于200 K时,热容量随着温度的增加而明显增加;当温度高于400K后,热容量接近于常量,其计算结果与物理规律一致.     

金属Al电子结构与热力学性质的第一性原理计算

针对金属Al的电子结构与热力学性质,采用基于密度泛函理论的第一性原理以及CASTEP软件进行了理论计算,得到了金属Al的平衡晶格常数、相关弹性系数、电子能带、态密度、声子谱、声子态密度以及相关热力学参数,并对计算结果进行了理论分析.结果表明,金属Al具有明显的导电特性与良好的塑性.金属Al具有3条声学支波色散曲线与一个声子态密度峰.随着温度的增加,熵、焓均增加,而自由能减少.热容量随着温度的增加而迅速增加,当温度达到500 K后,热容量几乎不变,所得结论与物理规律相符合.     

LiNiP04声子谱和热力学性质第一性原理研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论,对LiNiPO。晶体的声子谱和热力学性质进行计算,并对其声子谱和声子态密度进行讨论．计算结果表明LiNiPO。的晶体结构是稳定的．3类不同位置的0原子所起的作用各不相同．声子谱声频支和光频支的低频部分主要来源于LiNi原子,光频支的高频部分主要来源于P原子．     

单壁碳纳米管的三声子倒逆过程

介绍了单壁碳纳米管的三声子倒逆过程弛豫率的计算,建立了倒逆过程的选择定则,提出了弛豫率的计算公式以及高温和低温极限下的近似计算公式.在线性色散关系下弛豫率在高温时与频率的平方成正比;在低温极限时弛豫率随温度的倒数是按指数律变化;在高温极限时,弛豫率随温度线性增长.在考虑全部色散关系时,随着散射通道的增加,横波声子的总弛豫率曲线随频率增长时出现大量不连续点,并且光学声子的加入使总弛豫率增长了至少一个数量级.     

常见错用的量的名称和符号例表(一)

法　定　的　量非　法　定　的　量名　称符　号名　称符　号说　　　　　　　　明物质的量ｎ,(ν)摩尔数,克分子数,克原子数,克离子数,克当量　ＳＩ单位为ｍｏｌ.“摩尔数”是在量的单位名称“摩尔”后加上“数”字组成量名称,这是错误的摩尔质量Ｍ克原子量,克分子量Ａ摩尔体积Ｖｍ克分子体积摩尔焓Ｈｍ克分子热焓摩尔热容Ｃｍ克分子热容摩尔定压热容ＣＰ,ｍ定压克分子热容摩尔定容热容ＣＶ,ｍ定容克分子热容摩尔熵Ｓｍ克分子熵　这7个量分别是质量、体积、焓、热容、定压热容、定容热容、熵被物质的量除所得的商,按规定,“摩尔”必须加在…     

基于平面波展开法的声学黑洞梁弯曲波带隙研究

为了进一步提高结构的减振能力,新型减振结构的研究已成必然趋势,声学黑洞作为连续幂律变截面结构,能较好地抑制结构中弯曲波的传播.为了扩展声学黑洞减振频带,本文考虑将声子晶体中周期性结构与声学黑洞结合,构造出以声学黑洞为原胞的一维声子晶体梁.基于欧拉梁理论,推导了该声子晶体梁的弯曲波带隙的平面波展开计算方法,分析了该方法的...     

二维十字排列椭圆孔声子晶体带隙研究

采用有限元及实验方法,研究二维十字排列椭圆孔声子晶体中弹性波传播的带隙以及人为引入的夹杂对带隙的调控. 当声子晶体薄板沿板厚方向均匀施加面内激励时,将激发面内的动力响应,对应于平面应力状态. 基于逆向思维,针对二维十字排列椭圆孔声子晶体薄板,建立平面有限元模型,计算该模型沿晶格ΓX方向的波动传输特性,分析孔洞长短轴之比、孔隙率和线缺陷等因素对带隙及弹性波传播特性的影响. 制作与计算模型同尺寸的声子晶体试样进行传输特性实验,测试结果与有限元仿真结果吻合. 结果表明,带隙的宽度随着椭圆孔长短轴比例的增加而增大,可以通过引入合适的线缺陷来反向调控声子晶体的带隙.     

纤锌矿型GaN电子迁移率的计算

考虑了对纤锌矿型氮化镓低场电子输运影响最为显著的4种散射机制——电离杂质散射,极化光学波散射,声学波压电散射和声学声子形变势散射的单个平均动量驰豫时间,采用Mattiessen's rule计算了不同补偿率以及不同载流子浓度条件下,氮化镓电子漂移迁移率,霍耳因子以及霍耳迁移率随温度的变化．计算表明,温度小于200K时总霍耳因子随温度的增加而增加,200K时达到峰值1.22,温度大于200K后霍耳因子则随着温度的增大而减小．此外,在包括室温在内的较高温度下,极化光学波散射对电子迁移率的变化起决定作用．温度较低时,声学波压电散射对电子迁移率的影响较大．     

水和水蒸汽物性参数计算程序开发

水和水蒸汽物性参数的准确计算对核动力系统热工水力特性模拟是必不可少的.基于IAPWS-IF97标准,开发了求解热物性参数(压力、热力学温度、比热容、比焓、比熵、比内能、比定压热容、比定容热容)、输运物性参数(导热系数、动力粘度)和表面张力的程序.其功能:给定饱和压力或者饱和温度求解饱和水、饱和蒸汽的其他物性参数;给定压力、温度求解水在各个区域的物性参数;给定压力、焓求解水在各个区域的物性参数以及给定任意2个参数求解其他物性参数.并将实例计算结果与上海发电设备成套设备研究所杨宇开发的物性参数计算程序的计算结果进行了比较,基本相同.     

赝势对金刚石声子结构影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了赝势对金刚石晶体声子谱的影响。研究结果表明:采用不同的赝势,晶格常数、声子谱频率均有差别,且频率越高,差别越大。表明计算材料的与声子谱相关的硬度以及热导等性质时,要选择合适的赝势。     

流固混合声子晶体中负折射与导波特性研究

针对声子晶体中负折射现象产生的原因以及调控波导的方法,本文研究了工字型钢在空气中正方形排布所形成流固混合型声子晶体的波动特性。数值计算是通过有限元方法进行的。根据等频率曲线确定声子晶体产生负折射的频率,并进行模拟验证。通过引入线性缺陷,设计直线和折线型波导,调控波的传播。并通过引入耦合共振缺陷,研究结构中耦合共振波导的波动特性。结果表明：在?=0°的声子晶体中,5 255 Hz时波仅沿y方向传播。在?=45°的声子晶体中,3 045 Hz时波的传播会出现负折射现象。只有在特定的频率范围内,波在Z型线性波导中能够较好地传播。在不同的频率范围内,波在2种直线型耦合共振波导中均能够较好地传播。相关结果为流固混合型声学器件的设计提供一定的数值基础。     

纤锌矿氮化物三元混晶中的光学声子

在长波近似条件下,采用修正的无轨离子位移模型研究纤锌矿氮化物三元混晶中的光学声子模。并对纤锌矿三元混晶体AlxGa1-xN中的光学声子进行计算,结果表明光学声子的频率、振子强度、介电常数随组份菇出现明显的线性变化,但当组分增加到一定程度又呈现明显的非线性变化。计算结果与紫外共振喇曼散射观测到A1（LO）,A1（TO）一阶声子散射峰符合的较好。     

三维晶体位移相变的大振幅晶格动力学模型

本文提出了一种处理金属中位移相变形核机制的理论方法.认为晶体中声子可分为普通声子和大振幅声子两类,其中大振幅声子存在失稳机制可能带来晶格失稳导致相变.相变位移波的传播只限于有限几个特殊方向.切变方向也只有有限个,与波矢相对应.据此,给出了位移波矢及切变方向应满足的方程.     

金属Ti热学性质第一原理研究

应用基于密度泛函与密度泛函微扰理论的平面波赝势方法计算一组不同晶格常数下六角密堆积（hcp）结构金属Ti的声子谱及相应的静态总能，由此得到不同晶格常数下的自由能，由准谐近似及自由能极小判据得到自由能与温度的关系，进而计算热膨胀系数、定容摩尔热容及定压摩尔热容与温度的关系，对热膨胀系数及定容摩尔热容的第一原理计算值与德拜理论计算值进行比较。结果表明：295K下声子谱理论值与实验值除在[001]方向上的光学纵模有少量偏差外，其余部分符合得很好；hcp结构金属Ti有一定程度的各向异性热膨胀，沿c轴方向与口轴方向的热膨胀系数比值为1．5左右；热膨胀系数、定容摩尔热容及定压摩尔热容第一原理计算值在较宽的温度范围内与已有的实验数据相符；热膨胀系数的德拜理论值仅在室温以下温区与实验结果相符；定容摩尔热容的第一原理计算值与德拜理论值在中温区有少量偏差，在低温及高温区非常接近。     

计及次近邻原子作用平面正三角晶格振动的色散关系

采用晶格动力学理论推导了计及次近邻原子作用下平面正三角晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中三种特殊对称方向的色散关系表达式;每一对称方向有两支声学波,其中Γ-M和Γ-K方向有一支纵波和一支横波,且纵波的频率高于横波的频率,而M-K方向两支声学波既非纵波、又非横波.探讨了次近邻原子作用对色散关系的影响,结果表明：在缺乏次近邻原子作用下,最近邻原子间作用足够在整个第一布里渊区产生振动频谱;随着次近邻原子间作用的增强,声子频率不断增大,Γ-M和M-K方向两声学支的频率间隙不断减小,Γ-K方向部分横波声子频率逐渐趋近于最近邻原子作用下的纵波声子频率,而其纵波声子频率的极大值显著增大.次近邻原子之间的相互作用对色散关系有显著的影响,但是声子频率在Γ和K点始终不变并分别简并.     

声子晶体角式组合杆的减振性能研究

针对声子晶体直杆减振效果不理想的问题,提出了一种具有宽频多维减振能力的声子晶体角式组合杆.采用传递矩阵法进行了理论分析,在MATLAB中进行了数值计算,最后通过仿真和实验加以验证.分析结果表明:声子晶体角式组合杆能够实现弯曲带隙内的三维减振和纵向带隙内的二维减振性能,是一种良好的宽频多维减振元件;夹角和加载角对声子晶体角式组合杆的减振性能有重要影响.     

三维立方晶体声子谱的严格解析解

只考虑次近邻相互作用情况下,利用晶格动力学严格求解三维立方晶体声子谱的严格解析解与其对应的极化向量.并在第一布里渊区的全空间讨论声子谱的特性,指出声子谱能量只在第一布里渊区的主要对称点线面上具有简并现象,并按其极化向量判断纵向声子与横向声子的特性.给出非简并情况下的声子谱能量及其极化向量的严格解析解.     

四氯乙烷脱氯化氢制三氯乙烯反应的热力学分析

利用Benson基团贡献法计算了四氯乙烷脱氯化氢制三氯乙烯反应中部分物质的热力学函数熵Sθ、热容Cp、Gibbs自由能及反应的焓变ΔrHθm、熵变ΔrSθm、Gibbs自由能变ΔrGθm、反应平衡常数Kp及四氯乙烷的平衡转化率.结果表明,反应温度高于460 K时,四氯乙烷脱氯化氢制三氯乙烯反应在热力学上是可行的.     

合成邻氯苯甲醚反应体系的热力学计算与分析

采用基团贡献法估算了反应体系中邻氯苯酚(OCP)和邻氯苯甲醚(OCA)在298 K标准状态下的生成焙和标准熵,并且估算了这两种物质的热容随温度变化的关系式,计算了不同温度条件下反应的吉布斯自由能和标准平衡常数.通过对该反应体系的热力学分析发现,当达到平衡时该反应几乎可以进行到底,从而验证了该反应在热力学上的可行性.     

三维面心立方晶体声子谱的严格解析解

在第三近邻相互作用情况下,利用晶格动力学严格求解三维面心立方晶体声子谱的严格解析解与其对应的极化向量.并在第一布里渊区的全空间讨论声子谱的特性,指出声子谱能量只在第一布里渊区的主要对称点线面上具有简并现象,并按其极化向量判断纵向声子与横向声子的特性.