碳纳米墙场发射冷阴极电场性质研究

利用静电场理论求解拉普拉斯方程,给出了碳纳米墙冷阴极的电势分布。根据电势和场强的梯度关系得到场强分布,发现在碳纳米墙顶端附近场强相对背景场有较大增强;在与碳纳米墙垂直方向上,场强较迅速地恢复为背景场;纳米墙顶端至阳极方向上,场强随场点与碳纳米墙的顶端距离的增大而迅速减小至一个固定值;纳米墙越高,场增强因子越大,尖端效应越明显,所得结论为碳纳米墙或碳纳米管作场发射材料提供了理论参考。     

单壁碳纳米管静、动态屈曲问题的分子结构力学模型

采用分子结构力学方法研究单壁碳纳米管的静、动态屈曲问题.用分子框架结构模型模拟碳纳米管的原子结构,碳原子之间的共价键被模拟为框架梁单元,碳原子被模拟为单元节点.通过能量等价原理建立基于分子结构力学的局部原子势和计算结构力学单元应变能之间的关系,得到梁的截面参数.建立了单壁碳纳米管等效梁单元空间框架的静、动力屈曲有限元模型,研究了单壁碳纳米管在轴向载荷作用下的屈曲变形和临界屈曲应变,并与连续介质力学模型及分子动力学的结果进行了比较.     

扶手椅型单壁碳纳米管π电子能带及其曲线计算

为了研究单壁碳纳米管（SWNTs）的电学特性及其应用,对扶手椅型单壁碳纳米管π电子能带进行了计算.从紧束缚模型出发,利用量子理论和固体理论导出了单壁碳纳米管中π电子的能带表达式.在此基础上,利用波恩 卡门周期性边界条件和布洛赫定理建立了在管的圆周方向上波矢的量子化公式,得出了扶手椅型单壁碳纳米管中π电子能带表达式及其在布里渊区的能带曲线,并对其结果进行了深入分析和讨论,为单壁碳纳米管π电子结构的研究提供了必要且有价值的理论依据.     

锯齿型、螺旋型单壁碳纳米管的能带计算

在紧束缚近似方法得到的扶手椅型单壁碳纳米管能带的基础上,通过坐标变换得到了锯齿型和螺旋型单壁碳纳米管能带的数学表达式,对结构参数为（9,0）、（10,0）、（7,4）和（9,6）型单壁碳纳米管的能带曲线进行了计算,并对能带曲线的特征进行了深入讨论和分析.研究表明,当结构参数满足|m-n|=3J （J=整数）时为金属型碳纳米管,当不满足上式时为半导体型碳纳米管.由于固体的许多基本物理性质可以由固体的能带理论阐明和解释,因此,该结论对单壁碳纳米管π电子结构以及物性研究提供了有益的理论参考.     

背压差影响下压力旋流式喷嘴喷雾性能的实验研究

为了研究背压差对压力旋流式喷嘴雾化性能的影响规律,实验分析了背压差对压力旋流式喷嘴喷雾形成雾滴的索特尔平均直径(Sauter mean diameter,SMD)、雾滴速度以及喷雾锥角的影响以及SMD、雾滴速度在雾场轴向和径向的分布特性.结果表明:随着背压差的增加,喷雾锥角和雾滴速度随之增大,而SMD不断减小.背压差分别高于0.32、0.30 MPa时,SMD、雾滴速度和喷雾锥角的变化率均小于5%.当背压差为0.30 MPa时,随着轴向距离的增大雾滴速度减小,而SMD呈先增大后减小的变化趋势;SMD和雾滴速度随着径向距离的增大而增加.     

铁催化高压歧化生成的单壁碳纳米管氢等离子体的微波损耗机理

运用双流体理论,在同时考虑了单壁碳纳米管中氢等离子体的电子碰撞吸收和氢离子碰撞吸收的基础上,理论推导出了铁催化高压歧化生成的单壁碳纳米管中氢等离子体的微波衰减系数公式,数值计算了0.2~18 GHz频段的微波衰减系数.计算结果表明,铁催化高压歧化生成的单壁碳纳米管中氢等离子体对2.45 GHz的微波产生强烈损耗.理论值与实验数据相吻合.     

局部径向基点插值法模拟裂纹尖端附近应力场

通过在径向基插值过程中添加奇异函数项γ(γ为计算点到裂纹尖端的距离),提出奇异局部径向基点插值法(S-LRPIM)。研究发现,相比只在径向基插值过程中添加多项式的常规局部径向基点插值法,奇异局部径向基点插值法可以更好的模拟裂纹尖端附近的应力场。     

碳纳米管冷阴极场发射的研究进展

碳纳米管具有大的表面比和纳米级尖端且易制备，作为冷阴极场发射材料在平板显示邻域有潜在的应用价值。文中对近年来国内外有关碳纳米管制备方法、场发射实验与机理的研究现状进行了综述。     

裂纹尖端附近应力场和位移场精确解分析

断裂力学中,对裂纹尖端附近应力场及位移场的确定多采用近似解,但在求解基于裂纹尖端附近精确解的物理量时,则会引起较大误差.基于断裂力学基本理论及Westergaard函数法基本原理,推导得出裂纹尖端附近三种类型裂纹任意角度方向应力场和位移场的精确解表达式.并以θ=π/6为算例,计算得出三种不同类型裂纹尖端应力场和位移场近似解的修正公式,给出了相应的曲线、数表及逼近公式.结果表明:所推导的精确解计算公式可准确描述裂纹尖端附近应力场及位移场,采用该公式求解相关物理量时,可有效提高求解的可靠度和精确度.     

小直径螺旋型单壁碳纳米管电子结构的计算

针对结构参数（m,n）为（4,1）、（4,2）和（5,2）等小直径螺旋型单壁碳纳米管的电子结构,采用密度泛函理论、第一性原理以及ABINIT软件进行了理论计算,得到了上述管的电子能带及其态密度曲线,并分析了这些管的导电性能.计算结果表明：（4,1）和（5,2）这两种单壁碳纳米管无能量禁带,均属于金属型;而（4,2）管有能量禁带,属于半导体型.此结论与用金属型单壁碳纳米管的判据|m-n|=3J（J=0,1,2,3,…）给出的结果一致.