非金刚石衬底生长金刚石薄膜中过渡层存在的机理研究

 应用界面能量理论，研究了非金刚石衬底低压气相生长金刚石薄膜中的过渡层问题。提出了过渡层存在的理论机制，较好地解释了一些关于过渡层研究的实验现象。     

爆轰波在楔面上反射数值分析

应用基元反应模型和频散可控耗散格式(DCD)对氢氧爆轰波在楔面反射进行了数值模拟,计算中氢氧混合物的化学反应采用了8种组分20个反应方程式,在处理化学反应引起的刚性问题时采用了时间算子分裂的方法,模拟了爆轰波在楔面反射由马赫反射向规则反射转变的过程,得到了反射转变临界角,同时考虑了初始压力和组分的影响,并和实验及理论分析结果进行了比较,结果是令人满意的。     

等离子体CVD生长金刚石薄膜中衬底负偏压增强成核机制

 提出了近年来实验发现的在等离子体化学气相沉积（PCVD）金刚石薄膜中衬底负偏压增强成核效应的理论模型，给出了偏压增强成核效应与沉积参数诸如反应压强和碳源浓度等的关系，解释了在负偏压增大时，反应压强和碳源浓度的变化对成核增强强度的影响，并且讨论了阈值负偏压问题。本模型得到的理论结果与文献中的实验结果基本一致。     

以非晶碳作硅基红外增透膜的实验研究

在室温下，用激光烧蚀石墨靶方法在单晶硅衬底表面沉积了不同厚度的非晶碳膜。对膜进行了表面形貌观察，测试并分析了膜的拉曼散射光谱和傅里叶变换红外光谱。发现膜同晶石墨杂质较少，观察到1200cm^-1附近的非晶金刚石拉曼峰，膜层在红外的光透过率高，在硅衬底上适宜于制作波长短于8μm的红外增透膜。     

含色散特异材料三明治结构的量子悬浮效应

在金属板与电介质材料板基底间插入色散特异材料板形成三明治结构,并对其Casimir作用力进行了研究.基于Casimir-Lifshitz理论,通过麦克斯韦应力张量计算了真空涨落的辐射压,并对三明治结构利用电磁模式传输矩阵方法进行了数值计算分析.计算结果表明,原本两板结构中存在的Casimir吸引力,在插入特异材料板后的三明治结构中将转变为斥力,从而使轻薄的金属板产生量子悬浮效应。讨论了特异材料板的色散电磁响应特性以及电介质板基底的影响,结果表明特异材料磁等离子频率越大、磁共振频率越小以及电介质板基底的介电常数越小时,三明治结构中获得的斥力越大.此外,板间距增加到一定范围时,三明治结构中将出现Casimir平衡回复力.特异材料填充因子越小、三明治结构中层距和层厚越大时,三明治结构间的回复力会出现在较长距的位置.三明治结构中的量子悬浮效应与平衡回复力可保证微纳米机械系统稳定性,展现出基于真空辐射压的应用前景.     

高速列车地面效应数值模拟研究

采用定常RANS方法对高速列车的地面效应进行分析,研究地面效应影响下高速列车气动力的变化规律.研究地面效应对不同侧偏角下高速列车气动力的影响,发现地面效应对073176;侧偏角下的气动力影响最大,并随着侧偏角的增大地面效应的影响逐渐变小;研究当列车与地面相对高度发生变化时高速列车气动力的变化规律,数值模拟结果揭示了高速列车气动升力存在的升力翻转效应,并对不同高度下列车底面的压力脉冲变化规律进行分析.     

求解非线性反问题的大范围收敛梯度正则化算法

基于同伦映射的思想,改进了求解非线性反问题的梯度正则化算法。通过路径跟踪有效地拓宽了梯度正则化算法求解的收敛范围。对于正则化参数的修正,通过引入拟Sigmoid函数,提出了一种下降速率可调的连续化参数修正方法,在保证迭代稳定的条件下,得到较好的计算效率,同时保证该算法具有很好的抵抗观测噪声能力。实际算例表明,该方法收敛范围宽,计算效率高,在存在较强观测噪声的条件下也能得到很好的反演结果。     

脉冲激光诱导液-固界面反应合成金刚石纳米晶中的结构相变模型

 探讨了脉冲激光诱导液-固界面反应法（PLIR: Pulsed-Iaser Induced Liquid-Solid Interface Reaction ）制备金刚石纳米晶的物理化学机制,提出了金刚石纳米晶的成核机理,即由激光诱导石墨六方结构原子团过渡到石墨菱方结构、然后转变成立方金刚石晶核,以及由石墨六方结构直接转变成六方金刚石结构的相变模型,并讨论了基于液-固界面反应的纳米晶生长动力学,较好地从动力学上解释了合成金刚石纳米晶的物理化学机制。     

脉冲激光诱导液-固界面反应制备立方相C3N4纳米晶

β-C3N4是由Liu和Cohen等[1～3]从第一性原理出发计算而预言的一种新型超硬材料,据Liu等提出的经验公式计算认为,β-C3N4的硬度为427 GPa,具有接近金刚石的体模量(理论值为435 GPa,实验值为443 GPa).     

Laser fragmentation in liquid synthesis of novel palladium-sulfur compound nanoparticles as efficient electrocatalysts for hydrogen evolution reaction

One promising way to tune the physicochemical properties of materials and optimize their performance in various potential applications is to engineer material structures at the atomic level. As is well known, the performance of Pd-based catalysts has long been constrained by surface contamination and their single structure. Here, we employed an unadulterated top-down synthesis method, known as laser fragmentation in liquid (LFL), to modify pristine PdPS crystals and obtained a kind of metastable palladium-sulfur compound nanoparticles (LFL-PdS NPs) as a highly efficient electrocatalyst for hydrogen evolution reaction (HER). Laser fragmentation of the layered PdPS crystal led to a structural reorganization at the atomic level and resulted in the formation of uniform metastable LFL-PdS NPs. Noteworthy, the LFL-PdS NPs show excellent electrocatalytic HER performance and stability in acidic media, with an overpotential of -66 mV at 10 mA· cm^-2, the Tafel slope of 42 mV· dec^-1. The combined catalytic performances of our LFL-PdS NPs are comparable to the Pt/C catalyst for HER. This work provides a top-down synthesis strategy as a promising approach to design highly active metastable metal composite electrocatalysts for sustainable energy applications.