材料压电性能的第一性原理计算回顾与展望

第一性原理计算方法已被广泛应用于材料科学的各个领域. 大多数第一性原理计算都是基于密度泛函理论进行的. 本文从密度泛函理论的基本原理出发, 对第一性原理计算的理论基础作了详细的总结, 并介绍了如何使用密度泛函微扰理论计算材料的压电、介电张量、机电耦合系数以及如何用现代极化理论计算材料的压电性能. 对近期发表的材料压电性能第一性原理计算方面的文献进行了回顾与总结. 最后总结了目前材料压电性能计算方面存在的问题并对其发展前景进行了展望.     

硫化物晶体的生长习性

在自然界中硫化物晶体的种类较多,其结构较复杂,其中硫离子以S^2-和对硫S^2-₂形式存在．一部分晶体的生长习性得不到满意的解释．本文采用配位多面体生长习性法则合理地解释了MoS₂、ZnS、CuFeS₂和PbS晶体的生长习性．发现MOS₂晶体的生长习性为六方平板状｛0001｝,其各晶面的生长速度为：V_＜0001＞＜V_＜1010＞;CuFeS₂和ZnS晶体的生长习性为四面体,其各晶面的生长速度为：V_＜111＞＞V_＜001＞＞V_＜111＞;PbS晶体的生长习性为八面体｛111｝,立方体只是它的一种习性变化.     

氧化物晶体的成核机理与晶粒粒度

从微观动力学角度研究了晶粒的成核机理,认为晶粒的成核机理主要包括生长基元的形成,生长基元之间的氧桥合作用和Ｏ桥转变为ＯＨ桥。并从核核速度角度分析了影响晶粒粒度的主要原因,揭示了影响晶粒粒度的内部原因为生长基元的生成能、晶体的晶格能,由此总结出不同结构类型的氧化物粉体的晶粒粒度的相对大小,即具有ＣａＦ２或ＴｉＯ２结构的氧化物粉体的晶粒粒度比具有α－Ａｌ２Ｏ３结构的氧化的晶粒粒度小,具有α－Ａｌ２Ｏ３     

Si3N4晶体的压电性能第一性原理研究

Si3N4是一种具有多种优越物化性能的多功能材料.采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算对Si3N4的高低温相(β、α)进行了对比研究.对于α相,计算得晶格常数a=0.7678nm、c=0.5566nm,弹性刚度系数c11=4.232×1011N/m2、c33=4.615×1011N/m2,压电应变常量d33=0.402pC/N;而对于β相,a=0.7536nm、c=0.2874nm,弹性刚度系数c11=4.241×1011N/m2、c33=5.599×1011N/m2,压电应变常量则几乎为零.分析表明Si3N4的α、β两相均为高硬高强材料,这与其结构由四面体组成的网络架构有关.而Si3N4高低温相的压电性能都很差,特别是β相的压电系数几乎为零,这与其结构的对称性有关,高温相结构的对称性更高,形变引起的离子位移响应抵消更多.     

铸渗法制备颗粒增强钢基复合材料的研究

通过对负压铸渗理论的分析，得出了影响负压铸渗深度的因素及其影响规律（见式（９））；用碳化钨、镍包氧化铝及不同粒度氧化铝为陶瓷颗粒、耐热钢为基体进行了负压铸渗实验，得到了颗粒分布均匀的复合材料，揭示和证实了颗粒与金属液间的湿润特性及颗粒粒度对铸渗的影响规律。     

分布式三维电法在激发极化法中的应用

在地球物理中,二维电法经常遇到的问题是分辨率不够高,无法准确地判断地下金属矿三维形态。而三维电法能够较好地反应地质体形态,但是随着目标深度增加以及地质条件复杂化等,三维电法体现出很大的局限性,面临着采集成本高以及正反演算法不够成熟等问题。分布式电法仅需在常规三维电法中再多加入一个电极,即可多采集一倍数据,提高常规三维勘探的分辨率。以激发极化法为例,通过分析分布式电法在激发极化法中不同方向的正演结果,得出分布式电法能有效提高三维电法勘探的分辨率。     

晶体生长理论研究现状与发展

本文回顾了晶体生长理论研究的发展历史,对现有理论的局限性作了评述,认为现有理论的局限性主要表现为：对于环境相结构效应和生长条件变化的忽视,用平衡热力学和统计物理学解释非平衡态的晶体生长过程;对于浓厚相和多元晶体生长缺乏理论模型,并对今后的发展方向提出看法。     

胶带输送机廊道混凝土柱头裂缝分析和加固处理

较为详细的叙述了小龙潭矿务局布沼坝露天煤矿地面生产系统中的M117胶带输送机廊道纵向框架梁裂缝的检测结果,结合胶带输送机的实际情况分析了裂缝产生的原因,并给出了具体的加固处理措施。     

Hydrothermal preparation and formation mechanism of titanium dioxide microcrystallites

Hydrothermal preparation experiments of TiO_2 microcrystallites were carried out. The formation of TiO_2 microcrystallites of polymorpbic forms was related to the precursor types and the basicity or acidity of reaction mediums under hydrothermal conditions. Based on the "growth unit" model, the space lattice graphs of growth units responding to different polymorphs were established. The stable energy of growth unit was calculated for different basicity or acidity of reaction mediums. The formation of polymorphic TiO_2 microcrystallites under hydrothermal conditions was discussed based on the experimental results.