Fe/Cu纳米多层材料的电导行为

提出了描述纳米多层材料电导率同层间距及层厚比关系的数学模型，利用电子束物理气相沉积方法（ＥＢ－ＰＶＤ）制备了Ｆｅ／Ｃｕ纳米多层材料并测量了电导率同层间距离及层厚比之间的关系，测量结果表明，当层间距小于３０ｎｍ时，电导率随层间距的减小而急剧降低，层间距固定时，电导率随层厚比的增加而线性减小。通过对固定层厚比、不同层间距的Ｆｅ／Ｃｕ纳米多层材料的实测电导率进行拟合计算，获得了模型内的各参数值。利用获得     

C^＋离子注入改善C^＋注入多层TiN／Ti膜特性

用金属蒸发真空弧离子源（ＭＥＶＶＡ）引出的Ｃ＾＋注入多弧离子镀ＴｉＮ多层膜。Ｃ＾＋注入ＴｉＮ膜的硬度随注入量和束流密度的增加而增加，Ｘ射线分析（ＸＲＤ）表明，在注入的膜中ＴｉＣ相已经形成，退火前后ＴｉＮ（１１１）和ＴｉＣ（１１１）为优先生长相，Ａｕｇｅｒ分析表明在单层ＴｉＮ膜中碳原子按Ｇａｕｓｓ型分布，在多层ＴｉＮ／Ｔｉ膜中注入碳原子为多峰的分布。由此可见用Ｃ＾＋离子入形成Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）／ＴｉＮ／     

氮离子注入金刚石薄膜的研究

采用Ｒａｍａｎ光谱，四探针法，Ｘ射线衍射（ＸＲＤ），Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ背散射谱，Ｆｏｕｒｉｅｒ变换红外吸收光谱（ＦＴＩＲ）和Ｘ射线光电子能谱等手段研究了不同能量不同剂量的Ｎ＾＋注入对ＣＶＤ金刚石膜的结构和电学性质的影响。     

基于SHPB试验的高速铁路CRTSⅡ型CA砂浆动态性能

采用分离式霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)试验研究了高速铁路CRTS II型水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的动态力学性能,并建立了CRTS II型CA砂浆的动态本构关系模型.结果表明:随着应变率的增大,CRTS II型CA砂浆峰值强度逐渐增加,但增加速率随应变率的增大而减小,当应变率从44.17增加至54.79 s-1和从54.79增加至108.47 s-1时,峰值强度分别增加了初始峰值强度的52.28%和7.5%,弹性模量随应变率的变化规律性较差;应变率越大,破坏时的贯通裂纹越多,碎裂程度越大;CRTS II型CA砂浆的比能量吸收随着应变率的增大而增大.所建立的动态本构模型拟合曲线与试验曲线具有较好的一致性.     

金属熔体的形核和过冷度

将热力学和动力学因素对金属熔体形核过程的影响用过冷度统一起来,从理论上建立了过冷度的一般方程,并得到了确定一中的有效异质核心种类和数量的方法,结果表明：在异质核心种类一定的条件下,金属熔体的过冷度随异质核心总表面积（ＳＶＶ）的减小或冷却速度（ＲＣ）的增大而增大,当ＳＶＶ与ＲＣ的比值上到一临界值时,金属熔体的过冷度增大至其最大值,此最大过冷度的大小取决于金属熔体中原子无量纲扩散活化能因子与形核驱动力     

抗疲劳断裂的激光冲击强化技术研究

描述了激光冲击产生强应力波的机制，并用ＰＶＤＦ压电传感器对应力波进行了测量，建立了激光冲击强化效果的直观检验与控制方法。采用小型高功率调Ｑ钕玻璃激光装置进行激光冲击处理，大幅度地提高了铝合金的疲劳寿命，在９５％置信度下，激光冲埚２０２４Ｔ６２铝合金试件的中值疲劳是未冲击试件中值疲劳寿命的４．５￣９．８倍，对试件冲击前后的硬度，断口及增寿机理进行了对比研究，并分析了激光冲击强化技术的广阔的应用前景。     

NiAl合金原子间互作用势的拟合及点缺陷的计算

采用－ＦＳ多体势形式，拟合了Ｂ２型有序金属间化合物高温合金ＮｉＡｌ的势参数。并利用Ｒｏｓｅ等提出的经验Ｐ－Ｖ关系，对势函数进行了进一步修正。作为对势函数的验证和应用，运用分子动力学方法，计算了ＮｉＡｌ合金中点缺陷的性质。     

高应变率下RPC动态力学性能的试验研究

利用5种钢纤维掺量活性粉末混凝土(RPC)圆柱形试件的SHPB冲击压缩实验研究了10×100~1.1×102s?1应变率范围内RPC的动态力学性能,分析了不同应变率和钢纤维掺量下RPC的应力波动特征、破坏模式、强度及耗能能力的变化规律以及应变率和钢纤维掺量的影响.提出了不同应变率和钢纤维掺量条件下RPC动态应力-应变响应的基本模式与本构模型.研究表明:应力波作用下素RPC的应力响应高于应变响应,脆性特征显著.掺入适量钢纤维后,RPC碎裂时的应变率和变形能力较素RPC有明显提高.相同钢纤维掺量下,应变率增加时,RPC的峰值抗压强度、峰值应变和残余应变均有不同程度的提高,其中残余应变提高的幅度最大.相同应变率条件下,提高钢纤维掺量对于改善RPC碎裂后的残余变形能力作用不大.钢纤维对RPC峰值抗压强度和峰值变形能力的影响不同,相同应变率下,钢纤维率不超过1.75%时,峰值抗压强度随纤维率增加而增加;纤维率超过1.75%后,峰值抗压强度开始逐步下降;峰值应变随钢纤维掺量增加而持续增大.相同应变率下,从冲击开始至残余变形阶段RPC的总耗能Edisp随钢纤维掺量增加而逐步提高,但纤维率超过2%后总耗能Edisp则开始逐步下降.不同变形阶段钢纤维对RPC耗能所起的作用不同.钢纤维率不超过2%时,钢纤维对提高峰值变形前耗能的作用大于对提高峰值变形后耗能的作用.应变率对总耗能和各阶段耗能均有显著影响,应变率越高,各阶段的耗能越大,动态冲击时的韧性越好.给出了RPC峰值抗压强度、峰值变形、残余变形,以及各阶段耗能随应变率和钢纤维率变化的经验模型.采用标准化的应力和应变作为广义应力与广义应变,以应变率和钢纤维率为界,将RPC的动态应力-应变响应模式简化为4类基本模型,并给出了每类模型的数学表达式.     

α-铁和钒中级联碰撞的分子动力学模拟研究

低活化铁素体／马氏体钢（α-Fe）和钒合金都是重要的聚变堆第一壁候选结构材料．在高能中子辐照条件下，第一壁材料中缺陷的产生和微结构的演化极大地影响着其使用性能，因此相关研究具有重要意义．本文应用分子动力学方法详细模拟研究了BCC结构的α-铁和钒在辐照环境中的离位级联碰撞及其缺陷结构演化过程，发现铁和钒中的自间隙原子和空位缺陷数目有类似的变化规律，即在级联碰撞最初极短的时间内自间隙原子和空位缺陷数目就达到最大值，随后自间隙原子和缺陷发生复合并在2 ps内迅速减少，平衡后仅有少量弗兰克尔缺陷对存在．研究还发现提高温度和增大初级离位原子的能量都将延迟级联碰撞热峰的出现时间，并使热峰出现时的缺陷数目增多．两种材料的不同之处是在铁中进行的级联碰撞过程比钒中的更加剧烈，且铁中自间隙原子的稳定结构为〈110〉方向排列的哑铃状结构，在扩散迁移时旋转至〈111〉方向并以挤列子的形式沿着〈111〉方向迁移，最后又旋转至稳定的〈110〉方向；而在钒中自间隙原子的稳定结构为〈111〉方向排列的哑铃状结构，并很容易以挤列子的形式沿着〈111〉扩散．     

柴油高压喷雾燃烧火焰碳烟颗粒形貌及其纳观结构分析

柴油机是热效率最高、单位体积和比功率密度最大、应用最广泛的动力装置之一.但柴油机喷雾混合扩散燃烧的本质会导致颗粒物的大量产生.为了深入了解柴油机缸内温度和压力条件下喷雾火焰中碳烟颗粒的生成及其演化的详细机制,本研究利用热泳探针采样及高分辨透射电子显微镜成像(HRTEM)的方法对定容燃烧弹(CVCC)中柴油喷雾火焰中生成的颗粒进行了采集并结合成像分析研究了其表观形貌、纳观结构的特性,并进一步提取了其形貌结构的参数.本文还详细考察了不同负荷(喷油量)对基元颗粒和团聚体的形态特征及分形几何参数的影响.结果表明,随着喷油量的升高,团聚体分形维数增加,团聚体颗粒结构越来越紧凑.不同喷油量下的基元粒径呈正态分布,粒径随喷油量的增加而增加.颗粒的微晶长度随喷油量增加而增加,但微晶曲率和微晶碳层间距随喷油量增加而减少,由此表明随着喷油量的增加,颗粒样品的石墨化程度提高,氧化活性下降.我们在此基础之上还进一步分析了回转半径、颗粒投影面积、圆度和球度、基元粒子数等相关参数的结果.     

FAD非晶金刚石薄膜的场电子限射性能研究

利用真空磁过滤弧沉积技术制备得到了无氢的非晶碳膜。由于非晶碳膜中数量极高的四面体键的存在，这种非晶碳膜也可被称作非晶金刚石薄膜。报道了这种非晶金刚石膜的场电子发射特性，并对其能带结构和发射机理进行了研究。实验结果表明，在阈值电场为１５Ｖ／μｍ的情况下，测得的场发射电流超过了２０μＡ，薄膜的电子发射行为符合Ｆｏｗｌｅｒ－Ｎｏｒｄｈｅｉｍ场发射理论，非晶金刚石膜是有负电子亲合势和较小的有效功函数，如此     

Fe-Mn-Si合金γ→ε马氏体相变Ms的热力学预测

借助于３种成分Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ２合金层错几纺的Ｘ射线测量,计算了层错几率与合金成分Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ三元系的层错几率的倒数１／Ｐｓｆ－一个表达式。结合层错形核的热力学模型,经回归得Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ合金γ（ｆ．ｃ．ｃ）→δ（ｈ．ｃ．ｐ）马氏体相变的临界相变驱动力和层错几率的关系为ΔＧＣ＝６７．４８７＋０．１７７５／Ｐｓｆ（Ｊ／ｍｏｌ）,显示临界相变驱动力与层错几率存在线性关系,并随层错几率下降而增加。     

断电热线法测量污染砂土热导率的实验研究

为研究污染物对砂土热导率的影响,自主设计自动测温断电热线法测试系统,对三种不同颗粒尺寸的砂土在汽油、乙酸铅及二者混合等污染条件下的热导率进行测定,获得砂土热导率与其含水率、污染物浓度之间的定量响应规律。研究结果表明:砂土热导率随含水率增大而非单调递增,随含油率的增加而线性递增,水对砂土热导率的影响程度大于油;砂土热导率随乙酸铅溶液浓度增加而线性递减,含铅砂样添加汽油后热导率随含油率的增加以对数形式递减,其降低幅度最少为38%,铅油混合物对砂土热导率的影响程度大于铅;油水污染砂样的热导率随含水率的变化较复杂。所设计的断电热线法测量系统简单易行,测得热导率结果与实际相符,可在工程实际中推广应用。     

人体行走下肢生物力学研究

采用运动图像采集系统、测力系统,获得人体行走过程中关节标记点坐标值及脚底力的变化信息,结合人体动力学模型,研究了不同负重（0,10,20,30kg）及不同行走速度（0.8,1.3,1.7m/s）对人体下肢运动学及动力学的影响.在人体行走矢状面内有下述研究结果.1）负重对人体行走运动学的影响为：踝关节在脚尖离地阶段的关节伸展角度随着负重增加而增加;膝关节的运动范围随着负重增加而减小;髋关节前屈角度随着负重的增加而增加,相反的髋关节的伸展角度随着负重的增加而减小.2）速度对人体行走运动学的影响为：踝关节运动范围随着速度增加而增加;膝关节最大伸展角度随着速度增加而增加;髋关节弯曲角及伸展角均随速度的增加而增加,且髋关节运动范围也随速度的增加而增加.3）负重及速度对人体行走动力学的影响为：踝关节、膝关节、髋关节力矩及功率均随负重、速度的增加而增加.研究结果可为人体下肢助力行走外骨骼机器人的设计与研究提供参考依据.     

新型超硬材料氮化碳CNx的离子束合成的研究

报道了利用１００ｋｅＶ高剂量Ｎ＾＋在不同的温度条件下注入Ｃ膜合成新型超硬材料β－Ｃ３Ｎ４的新结果。对这种新材料进行了Ｘ射线光电子能谱、Ｆｏｕｒｉｅｒ变换红外光谱、Ｒａｍａｎ我谱、剖面透射电子显微镜、Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ背散射谱、Ｘ射线衍射及Ｖｉｃｋｅｒｓ显微硬度等测量。     

Fe—Al系金属间化合物的环境脆性机理研究

首先确定氢原子在Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ中占据间隙位置，然后根据计算的溶氢Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ的价电子结构和键能，研究Ｆｅ－Ａｌ系金属间化合物的环境脆性，分析得出，Ｆｅ－Ａｌ系金属间化合物中溶氢后原子状态发生变化，更多的晶格电子为了与氢原子成键转化为共价电子。使晶体内局域金属性下降，同时，由于氢原子参与成键，晶体内形成具有明显各向异性的键络，更易于解理，正是这些原因导致了Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ的环境脆性     

燃煤串行流化床置换燃烧分离CO2机理研究

提出燃煤串行流化床置换燃烧分离CO2机理，分析了水煤气反应、金属载氧体还原反应热力学关系特性；基于Aspenplus软件，NiO／Ni为载氧体，建立了串行流化床燃料反应器内各种物质的质量平衡、化学平衡和能量平衡模型，对煤置换燃烧分离CO2进行了模拟，研究了燃料反应器温度、水煤比和空气反应器温度对燃料反应器气体产物、载氧体循环倍率以及载氧体理论反应倍率等过程参数的影响；研究结果表明，随着燃料反应器温度的提高，燃料反应器气体产物中H2O体积含量略有升高，相应的CO2体积百分比下降，CO含量的上升比较迅速；煤中硫转化成SO2和H2S排出，两者随燃料反应器温度呈现轴对称、趋势相反的变化关系，SO2随反应温度升高而逐渐递增，而H2S逐渐递减；载氧体循环倍率随燃料反应器温度升高呈幂指数级增加，随空气反应器温度呈幂指数级递减，而与水煤比呈线性增加关系，研究结果为进一步试验研究提供了理论依据和参考．     

光学双重自变换函数

使用Ｄｉｒａｃ梳状函数和可Ｆｏｕｒｉｅｒ变换的周期偶函数构造数学上严格的自Ｆｏｕｒｉｅｒ－自Ｆｒｅｓｎｅｌ函数，给出数学证明和例子，随后给出光学上能实现的这种双重自变换函数。     

论奥氏体和马氏体中的Fe原子杂化状态的确定

以余（瑞璜）氏计算电子结构的理论为基础，应用程（开甲）氏提出“各原子相接触的表面上电子密度必须连接”的电子边界条件，确定了奥氏体含碳结构单元中的Ｆｅ＾ｃ，Ｆｅ＾ｆ原子的杂化状态及马氏体含碳结构单元中的Ｆｅ１，ＦｅＩＩ，ＦｅⅢ原子的杂化状态，其结果为，奥氏体中Ｆｅ＾ｃ，Ｆｅ＾ｆ原子的杂化状态分别为１３和１４阶，马氏体中Ｆｅ１，ＦｅⅡ、ＦｅⅢ原子的杂化状态分别为１２，１０和９阶，低碳时１１，１０，９阶     

基于(火积)耗散率最小的离散和连续变截面导热通道构形优化

应用基于离散变截面导热通道的(火积)耗散率最小构形方法,对变截面导热通道单元体进行了构形优化,并与基于定截面导热通道单元体所得优化结果相比较,结果显示:基于变截面导热通道单元体所得平均温差最小值随构形级数的增加而增加并趋近于定值,而基于定截面导热通道单元体所得平均温差最小值随构形级数的增加而减小并趋近于定值.两者的差异是由于第一级构形体的无量纲平均温差不同造成的.提出了普适的提高结构体传热能力的自相似构形优化方法及准则:将无量纲平均温差为α,长宽比(H/L)为β的矩形单元4个组合,热流节点间导热通道截面面积比为2:1,连续组合两次,得到(H/L)为β的下级构形体.若α(4+4β+β2)/9β,平均温差随着构形级数的增加而增加并逐步趋于定值;若α=(4+4β+β2)/9β,各级构形体平均温差相同;若α(4+4β+β2)/9β,平均温差随着构形级数的增加而减小并逐步趋于定值.应用基于(火积)耗散率最小的自相似构形优化方法,多级构造后构形体的平均温差趋近于定值.