一、固液相变温度的林德曼实验定律的理论解释(论文文献综述)
梁添寿[1](2019)在《银纳米材料特性及其等离子激元连接机理研究》文中指出利用纳米制造技术来实现新一代电子器件制造是突破摩尔定律描述的物理极限问题的一个前沿课题,而充分了解纳米材料特性和准确掌握纳米材料连接方法是纳米制造技术的两个重要内容。银纳米材料具有力、光、电,磁和热等方面的优异特性,被广泛关注并应用于微电子器件的制备。鉴于当前研究银纳米材料特性及其连接方法正处于实验研究阶段,本文采用分子动力学方法进一步深入研究银纳米材料的力学和热力学特性,并采用基于分子动力学的无网格方法研究银纳米材料的等离子激元连接过程与机理。(1)采用分子动力学方法对一系列不同长度的五重孪晶银纳米线实施拉伸模拟实验,发现了断口形态与断裂模式的相关性,揭示了银纳米线拉伸失效过程的原子行为与机理。研究发现,长纳米线发生脆性断裂,并产生较长的断口尺寸和锥形断口形态;短纳米线发生延性失效,而产生更小的断口尺寸和带凹坑的断面形态。对拉伸过程中的原子行为分析表明,五重孪晶银纳米线的拉伸失效过程由多种机理控制:短纳米线的失效机理是第一阶段的稳定位错成核到第二阶段的孔隙扩展辅助的稳定位错运动;长纳米线的断裂机理分别是第一阶段的不稳定位错成核和第二阶段的快速颈缩断裂。此外,提出了预测纳米线断裂模式的数学模型,计算结果能够准确预测分子模拟与文献实验测量结果。该模型不仅适用于缩颈方式失效的纳米线,还适用于以滑移带方式断裂的情况。(2)研究了银纳米材料尺寸相关的热力学熔化行为及其机理。采用原子结构特征和原子键涨落信息,并结合提出的归一化“林德曼指数”方法,验证了银纳米颗粒“熔点下降”的尺寸效应,得到了尺寸相关的熔化模式。从原子物态的角度,分析了银纳米颗粒熔化过程中原子物态的演变过程,揭示了不同熔化模式下的原子熔化行为与本质。进一步研究发现,较小银纳米颗粒的热不稳定性是导致固-固转变现象发生的原因,而较大银纳米颗粒表面各种晶体学面片存在不同的熔化特性。研究还验证了银纳米颗粒固液界面的形成及其运动是由热激活产生的“点缺陷”所造成的结果。此外,还分析了不同晶体结构银纳米线的熔化过程及其瑞利不稳定性。(3)研究了基于等离子激元光-热效应的银纳米颗粒连接行为规律与机理。首先,采用有限元方法定性分析了光电场中银单纳米颗粒/双球纳米颗粒的光谱分布、光-热效应、局部电场增强和热点分布,得到了银纳米颗粒与光电场之间相互作用的特点。然后,通过引入自适应能量转换因子,改进了局部双温模型的分子动力学计算方法,实现了银纳米颗粒电子和晶格的热传导过程以及能量转换的稳定求解过程,解决了纳米材料的无网格多物理场耦合求解问题。最后,对双球银纳米颗粒进行了等离子激元连接模拟,结果表明电子子系统的热导率对晶格子系统的温度变化过程的影响可以忽略不计;光通量大小对纳米颗粒连接行为有显着的影响;在飞秒到几个皮秒的脉冲宽度范围内,银纳米颗粒连接过程与脉冲宽度大小没有显着的相关性;在大于数皮秒的脉冲宽度下,脉冲宽度越大纳米颗粒的连接过程越滞后,而连接结果基本一致。(4)研究了同轴五重孪晶和单晶银纳米线基于等离子激元光-热效应的连接过程,揭示了不同条件下纳米线连接行为及其机理。首先,利用有限元方法定性分析了纳米线的局部电场增强与端面几何形态之间的相关性,结果表明纳米线端面局部曲率越大电场增强程度越大;然后,根据等离子激元光-热效应作用对纳米线的连接过程具有自限制的特点,提出了间隙大小相关的能量作用因子的数学模型,模拟结果表明该模型能够成功实现纳米线连接过程的自限制作用。研究结果表明,在一定的能量大小区间范围内,五重孪晶银纳米线连接后能够恢复规则的原子晶格和孪晶晶界,这是由于无序原子在低能密排晶面发生逐层沉积的结果;当间隙大于一定值时,纳米线将发生烧蚀熔断。最后,在相同条件下对单晶银纳米线的连接过程进行对比研究,结果表明连接区域形成晶界缺陷,而无法恢复规则晶格。通过本文的研究,完善了银纳米材料的力学和热力学的基础理论,揭示了等离子激元光-热效应下的银纳米材料连接行为与机理。研究结果为将来开发基于等离子激元的纳米连接技术,促进新一代电子器件制造技术发展提供理论基础和依据。
刘诗宇[2](2019)在《右旋布洛芬液体复杂性对熔化过程和玻璃转变过程的影响》文中研究指明固液转变包括熔化和玻璃转变。关于固液转变机理的研究在科学上和工程上都有着极为重要的意义。在科学上,对于固液转变本质问题的理解促进了拓扑相变,准晶,金属玻璃等的发现。在工程上,对于固液转变路径的研究对于促进蛋白质药物的研发,促进高性能相变存储器的研究,提升冶金技术,开发新能源材料等也有着重要的意义。传统的熔化理论从晶格振动,剪切模量,界面,缺陷等角度研究了晶体结构在熔化过程中如何破缺。经典的玻璃转变理论从过冷液体的势能景图,密度涨落,构型熵,自由能景图等出发研究了过冷液体的动力学和热力学特征的演化。值得注意的是,这些理论中关于液体的认识基本建立在标准液体理论的基础上。标准的液体理论认为液体是无序均一的简单液体,仅仅通过密度这一序参量就足以描述液体。这就导致在固液转变的理论中,往往忽略了液体复杂性对固液转变过程的影响。近年来的研究成果表明,液体可能是包含有多种局域结构的,不均一的复杂系统。这一认识不仅仅使得传统的液体理论出现了更新,比如在单组元的液体体系能够形成不同的液体相,也使得传统的固液转变理论受到挑战。为了研究液体复杂性对固液转变的影响,本文选取具有典型复杂液体结构的右旋布洛芬(英文名(S)-(+)-ibuprofen,简称SIBP)体系为研究对象,采用差示热差分析(DSC),核磁共振(NMR),高精度密度测试,和拉曼散射(Raman)等实验手段,并辅以数值计算等模拟方法,系统研究了SIBP熔化和玻璃转变过程中的结构,热力学和动力学变化,主要包括:一.为了系统研究SIBP液体复杂性对熔化过程的影响。本文利用差示热差分析仪,固体核磁共振谱仪以及高精度密度计等实验手段,研究了SIBP晶体熔化过程中液体的热力学,动力学和结构的演化特点。实验结果表明:与传统理论所预期的晶体直接熔化形成稳态液体这一单步过程不同,SIBP的熔化路径表现为一个两步过程。SIBP晶体处首先转变为一种亚稳态液体然后再转变为稳态液体。同稳态液体相比,这种亚稳态液体具有数量更多的局域取向结构,因而表现出较高的密度。同时这种亚稳态液体的弛豫时间很长,只有通过升高温度才能使得亚稳态高密度液体迅速转变为稳态低密度液体。这一转变过程具有调幅转变的特征并且伴随着长程的涨落。这使得SIBP晶体熔化温度并不是一个点而是一个区间,其结束的温度为一个调幅相变点。这些发现表明液体的局域取向结构对熔化过程具有显着的影响,并暗示着三维晶体熔化很可能并不是一个突变过程,而是一个连续变化的过程。这一结果对于完善液体相变理论,补充熔化的理论认识和揭示熔化的本质有着重要的科学意义。二.目前玻璃转变过程的吸热曲线与升温速率的变化规律仍缺乏系统性研究。本文通过数值模拟计算对简单液体的玻璃转变吸热曲线与升温速率的关系进行了系统研究,阐明了在简单液体假设的前提下,玻璃转变的吸热曲线随升温速率的变化规律:(1)在等升降温速率的情况下,热容曲线仅发生平移而形状不发生变化;(2)不改变降温速率的情况下,热容曲线的极大值随升温速率的增加而升高;(3)脆性指数曲线为一条直线;(4)平均结构弛豫时间随温度指数变化。三.本文系统研究了液体复杂性对玻璃转变过程的影响。以SIBP为模型体系,研究了玻璃转变过程中的热力学,动力学和结构变化。实验结果表明:SIBP玻璃转变过程中出现了一个亚稳态过冷液体,使得SIBP老化过程表现为两步弛豫过程。首先从非平衡玻璃态弛豫到亚稳态过冷液体,再从亚稳态过冷液体转变为过冷液体,其中第二个过程表现出调幅转变的特征。脆性指数曲线和平均结构弛豫时间随温度的变化关系上出现跳变,同时伴随着微观结构上的突变。这说明SIBP过冷液体的自由能图景在调幅转变温度附近有着质的差异,这很可能促进SIBP玻璃转变过程的出现。此外,本文还研究了一系列其它有机分子的玻璃转变行为,均发现了脆性指数曲线突变的现象。这说明液体复杂性对玻璃转变过程的影响在有机分子体系中可能具有一定的普遍性,同时也为进一步揭示玻璃转变的本质提供了实验支持。
杨秀南[3](2019)在《胶体玻璃和过冷液体中的结构序》文中研究表明由混乱的微观结构组成并不断向平衡态演化的非平衡体系统称为玻璃态物质,包括生活中常见的硅氧化物玻璃,金属玻璃和各种常见的聚合物玻璃等。看似无序的结构令玻璃的组织结构与性能之间的关系不像晶体材料一样有迹可循,很多玻璃系统的典型特征都还没有明确的结构起源,例如很难从结构角度理解为什么玻璃转变过程中动力学会迅速变慢,不清楚玻璃形变过程中的局域重排起源于哪些结构,也不知道玻璃老化和逆转老化(年轻化)的根源是什么。首先我们通过显微成像和粒子跟踪技术测量了不同体积分数的无序二元胶体玻璃和液体中的局域结构限制,计算了玻璃转变过程中局域限制与动力学之间的时空关联。研究发现,在林德曼判据(晶体熔化判据)的尺度上,局域结构限制和动力学的关联达到最大,对应液体开始过冷,表现玻璃动力学。通过局域结构限制,我们找到了液体中的类固区,并且证明在玻璃转变附近发生了类固区的逾渗相变,同时动力学不均匀性也明显增加。我们的结果表明应该把更多的注意力放在局域结构限制上,而不是纯几何排列,因为前者比后者能更好地与玻璃和过冷液体的性质关联起来。接下来,我们研究了周期变温过程中胶体玻璃形变单元(局域重排)的结构特征。测量发现,胶体玻璃中的结构重排与结构熵存在明显的关联,高结构熵的地方对应结构关联比较弱的粒子团簇,容易发生重排,与晶体中的位错等结构缺陷类似。高结构熵的缺陷区可以稳定存在,也可以随涨落产生湮灭:稳定的高结构熵缺陷可以在重排之前很长时间预测重排,而涨落形成的高结构熵区域可以预测相邻周期的重排。常用的几何参数,例如自由体积也与重排有一定关联;但是自由体积预测重排的能力远不如结构熵强。我们的实验提供了识别玻璃中缺陷区域的结构参数,可以有效预测玻璃中的局域重排,同时也表明玻璃中定义结构参数应该充分考虑空间关联。最后,我们通过周期性温度循环逆转了玻璃的老化过程,实现了玻璃的年轻化,并系统测量了玻璃年轻化过程中的统计性质和粒子层面的结构演化。弹性模量和波色峰等热力学量随周期变温组数增加持续年轻化;而系统的均方位移等动力学量在不同组的温度循环之间不停涨落。热力学量与动力学量对温度循环的不同依赖关系表明不同的玻璃性质可能起源于不同的微观本源。周期变温引发玻璃中少量局域重排,局域重排既可以改变整个连续弹性介质,造成热力学量稳定持续地年轻化;又可以迅速激发或湮灭重排附近很小区域的快动力学团簇,造成动力学大的涨落。我们的实验结果对于理解宏观玻璃年轻化背后的微观机理提供了完整的理论图像,也可以帮助材料学家有针对性地调制不同的玻璃性能。
冯珊珊[4](2019)在《近代西方热学在中国的传播(1855-1902)》文中研究说明19世纪下半叶,来华西方传教士在中国扮演着科学知识传播者的重要角色,翻译出版了很多着作、创办报刊、开办学堂等,为我国近代科学教育事业做出了重要贡献。本文在查阅原始文献和相关资料的基础上,采用文献分析和比较法,旨在考察这一时期通过传教士着作传入的热学知识的内容水平、翻译情况、存在的问题、特色、以及影响等。此外,还探讨了传教士着作对清末民初我国物理学教科书编写的影响。本文所做的具体工作及取得的主要成果有:1.较为完整的收集和分析了晚清来华传教士翻译出版的物理学着作及报刊,介绍了这些译着的底本信息、原作者、译者、出版背景和缘由等,将其所载热学知识分为热本质、传热学、胀缩知识、量热学、相变等几部分,并对比了中译本与底本在结构和内容方面的差异。2.考察了传教士对热本质问题的介绍。其中,《博物新编》的作者持热质说观点,《格致启蒙》较早引入了热动说。重点分析这两部着作对热本质的论证,并结合其他着作论述传播特点。研究认为,晚清传入的热学内容很多是陈旧的、不完善的,以现在的认知水平看,还有不少错误,这是当时科学传播的特点之一。3.考察了胀缩知识传播的特点。《物体遇热改易记》是晚清出版的学术水平最高的热学着作,原着是19世纪下半叶西方重要的化学辞典。在掌握一些原始材料的基础上,首先对原书的作者与底本、内容和特色、翻译等问题进行了研究。其次,分析了书中的胀缩实验和计算,指出了实验和计算中存在的不足。此外,还考察了晚清期刊及着作对温度计的介绍,分析了温度计在原理、制作、类型等方面的特点。认为晚清传入的温度计知识非常全面,是当时西学传播的重要组成部分。而且温度计知识对清末民国社会也产生了积极的影响,是当时民众学习、认识科学的标志性事件之一。研究表明,像温度计这类简单、实用、有一定文化内涵的科学知识较那些需要高等数学才能解决的物理难题来说,更适宜在晚清的社会及知识背景下传播。4.考察汉语热学概念和术语的形成及演变情况。热学中如温度、热量、潜热、热值、比热容等核心概念是较难理解的、极易混淆的。早在西方量热学发展初期,将这些概念区分开就用了很长时间。晚清来华传教士最早创立了热学相关译名,曾出现过表述上不合理、不恰当、不一致的情况。对此进行研究有益于了解晚清汉语科学语言形成及统一工作的重要性。5.考察了传教士译书工作的意义和影响。法国教育家阿道夫·迦诺的《基础物理学》在晚清有三个中译本,分别是赫士的“揭要”系列物理教科书、李杕的《形性学要》、伍光建的《最新中学教科书·物理学》。首先介绍《基础物理学》原着的风格和特点,其次考察了李杕的《形性学要》和伍光健《最新中学教科书》使用的底本及在晚清的编辑出版情况。最后以热学为例,分析了中译本与底本在内容和翻译方面的差异,并以此为基础,探讨了传教士译书对清末国内学者编写教科书的影响。6.文章从内容的来源、内容的时效性、内容的优缺点等三方面概述了传教士译书的特点,并整理了叶企孙、王冰、胡化凯等学者对传教士译书工作的评价。通过与清末译自日本的教科书做对比,认为从大纲内容看两者相差不多,教授的知识范围基本一致。传教士着作不如日译教科书印刷精美、书写规范、层次感强。综上,来华传教士的汉译近代西方科技书籍的工作促进了晚清科学思想的启蒙,对中国物理教育的诞生和发展起了举足轻重的作用,影响深远。
刘甲林[5](2021)在《金属纳米晶体材料力学性能和变形机制的分子动力学模拟研究》文中研究表明金属纳米晶体与传统金属相比具有独特的力学性能,例如金属纳米晶体的强度一般要远高于同种材料的强度,因此在很多领域都有潜在的应用。然而,由于材料制备方法和测试技术的不足,目前在金属纳米晶体的研究中,还存在诸多问题,例如,关于晶粒的尺寸减小到20 nm以下会出现反Hall-Petch关系,就颇有争议。纳米晶体金属和薄膜在制备中不可避免地会引入空位缺陷,同时最近的研究特意制备多孔材料以减轻材料的质量,然后利用其纳米多孔特性应用于其它领域,如催化等,这些潜在的应用引入了一些新的研究课题,其中,在力学方面,一个基本的问题就是空位缺陷与力学性能的关系。此外,纳米晶体结构的断裂极限以及退火对纳米晶体材料力学性能的影响等问题也亟待解决。随着计算技术的提高,分子动力学模拟可以探索百万以上原子体系的结构演变及其力热性质,特别是与晶界相关的力学问题,为弥补实验研究上的不足,提供了一种重要的分析手段。本文以上面提到的金属纳米材料中存在的重要的基本问题为研究动机,以金纳米晶体结构(包括块体和薄膜)为典型模型,通过分子动力学模拟研究在单轴拉伸下,其晶粒尺寸、应变率、薄膜宽度、纳米孔和退火温度对其力学性能和变形机制的影响。主要取得以下创新性结果:1.发现在Hall-Petch区和反Hall-Petch区之间存在混合区。通过模拟不同晶粒尺寸(2.65 nm-18 nm)金纳米晶体的拉伸变形过程,发现晶粒尺寸在10 nm-18 nm之间,其流变应力没有明显变化,并且在应变为14%时晶界原子分数和堆垛层错原子分数几乎相等,位错活动和晶界滑移相互竞争控制着塑性变形,我们称此区间为混合区。对于晶粒尺寸在5 nm-10 nm之间,当晶粒尺寸增大时,样品的流变应力会快速增大,晶界原子分数比堆垛层错原子分数大,晶界滑移是主要的塑性变形机制,此区间被认为是反Hall-Petch区。因此,在通常的Hall-Petch区到反Hall-Petch区之间,存在一个混合区,在该区,流变应力不随晶粒尺寸明显变化。这可以解释早期理论模拟提出的反Hall-Petch区的存在和实验上没有观测到其存在的这一矛盾现象。2.发现金纳米晶体薄膜宽度为130 nm时失效应变最大,其失效应变可高达96.1%。通过分子动力学模拟研究了不同宽度纳米晶体薄膜的力学行为。通过分析薄膜宽度与失效应变的关系发现,当金纳米晶体薄膜宽度小于80 nm时,其失效应变随着宽度的减小而减小,断裂是由晶界滑动引起颈缩所致,并伴随着堆垛层错运动。当样品宽度大于130 nm时,其失效应变随纳米晶体薄膜宽度增大而缓慢减小,其应力集中和局部变薄可以促进形成剪切带。当样品宽度在80 nm到130 nm之间时,它们具有良好的延展性和较大的失效应变,我们发现宽度为130 nm纳米晶体薄膜的失效应变最大,其最大失效应变超过96.1%。3.发现金纳米晶体多孔材料的力学规律和变形机制在相对质量密度为94%两侧是不同的。通过模拟,研究了金纳米晶体闭孔材料在拉伸过程中的力学性能,统计了相对质量密度与力学性能的关系。发现闭孔材料的杨氏模量随相对质量密度的变化规律类似于开孔材料的变化规律,但是闭孔材料的强度比开孔材料的强度大。对于孔仅存在于晶界附近的结构来说,相对质量密度为0.94是材料杨氏模量、最大应力、流变应力和变形机制的转折点。当相对质量密度超过0.94时,晶界阻止了位错运动,从而导致材料的流变应力增强,而纳米孔的存在降低了这种位错相互作用效果,从而导致流变应力的减小。当相对质量密度小于0.94时,纳米孔主要控制了变形机制,这和开孔材料的变形机制是一致的,并且纳米晶体闭孔材料的力学性能符合修正后的Gibson-Ashby关系。4.发现小晶粒尺寸的金纳米晶体的熔点不变。通过分子动力学模拟,计算了不同晶粒尺寸的金纳米晶体的熔点,分析了熔点和晶粒尺寸之间的关系。我们从熔点和晶粒尺寸的关系上发现,当晶粒尺寸大于7.7 nm时,其熔点与晶粒尺寸的倒数之间呈线性关系,当晶粒尺寸减小到7.7 nm时,样品的熔点和晶粒尺寸的关系开始偏离线性关系,而当晶粒尺寸小于4 nm时,样品的熔点几乎是一个常数,约为1070 K。并且我们通过分析晶粒尺寸小于4 nm金纳米晶体的晶粒大小和晶界原子分数随温度升高的变化过程,发现小晶粒尺寸的金纳米晶体熔点保持不变的原因是晶粒发生了生长现象。
曾祥明[6](2017)在《高指数晶面铂族金属纳米粒子的表面结构与热稳定性研究》文中研究表明铂族金属纳米粒子由于具有优异的催化性能,已被广泛地应用于燃料电池,石油化工,汽车催化转化器等领域。但是,稀缺的资源及昂贵的价格严重地限制了它们的应用。为了满足工业上日益增长的需求,如何提高它们的催化活性和催化效率就成为了它们在工业催化领域应用的一个关键问题。高指数晶面纳米粒子的成功合成为解决这一问题提供了一条新的途径。高指数晶面是指密勒指数{hk1}中至少有一个指数大于1的晶面。这类晶面拥有高密度的低配位原子,这些原子分布在具有高活性的催化位点,如台阶、棱边和扭结位点处。因此,高指数晶面纳米粒子表现出了极大的应用潜力。本文应用分子动力学方法,对高指数晶面铂族金属纳米粒子的结构稳定性和热稳定性进行了系统的研究,研究内容主要有以下三个方面:在第一部分中,应用分子动力学模拟系统地研究了不同高指数面的Pt纳米粒子的结构稳定性、热稳定性以及结构演化,这些高指数面分别是由{hk0}所围成的二十四面体,由{hkk}面所围成的偏方三八面体,由{hhk}面所围成的三八面体。计算的结果表明:由{221}面所组成的三八面体纳米粒子具有最好的结构稳定性和热稳定性,而由{410}面所组成的二十四面体具有最差的结构稳定性和热稳定性。这些纳米粒子的形状稳定性一般是遵从由偏方三八面体、二十四面体、三八面体依次降低的顺序。对于相同形状的多面体,它们的结构稳定性,热稳定性以及形状稳定性都遵从{2kl}>{3kl}{4kl}的顺序依次降低;进一步的分析发现,更大比例的表面高配位数原子(配位数>=9)有利于提高纳米粒子的热稳定性和形状稳定性;通过总结不同高指数面的热力学稳定性和形状稳定性的规律,对高指数面金属纳米粒子的表面结构和热力学演化提供了一个更为深入的理解。第二部分运用分子动力学模拟研究了高指数面围成的Rh二十四面体纳米粒子的热力学稳定性和形状演变。林德曼指数,扩散系数和形状因子被用于探究加热过程中纳米粒子的熔化行为和形状演变过程。计算结果表明,{210}面构成的二十四面体的热力学稳定性和形状稳定性比{310}和{830}面的更好,而{310}和{830}面围成的二十四面体的热力学稳定性和形状稳定性基本相同。由于{830}面是由{210}和{310}子面构成,因此{830}面的二十四面体的稳定性主要由稳定性较低的{310}子面决定,这个规律也可以推广到其它复杂高指数面的金属纳米粒子中。进一步的分析发现,更高的表面原子配位数导致了更低的表面扩散率,从而增强了它们的热稳定性和形状稳定性;本章的研究对高指数面Rh纳米粒子的热力学性质提供了一些更深入的了解,从而对复杂高指数面金属纳米催化剂的开发和设计具有重要的指导意义。第三部分应用分子动力学模拟系统的研究了不同成分比例的Au@Pd@Pt核壳结构三金属纳米粒子的热力学稳定性,采用共近邻分析法和林德曼指数描述了它们在加热过程中的熔化行为和局部结构变化。计算的结果表明:Au@Pd@Pt纳米粒子的热力学稳定性强烈的依赖Au和Pt的比率;当Au核的厚度不变时,纳米粒子的熔点随着Pt层厚度的增加而升高;相反地,当Pt层厚度固定时,纳米粒子的熔点随着Au层厚度的增加而降低;此外,对于大部分的纳米粒子,它们的熔化过程都是从表面开始并逐渐向内部扩散;然而,当Au核的厚度较大时,熔化过程将会起始于内部;由于Au,Pd,Pt的晶格常数差异,在较大或中等厚度Au核的纳米粒子中出现了堆垛层错;随着温度的升高,这些堆垛层错在700K左右开始逐渐减少并在熔点附近完全消失。这些结果表明Au@Pd@Pt纳米粒子的热力学稳定性可以通过控制三种成分的比例而进行有效的调控。由于核壳结构多元纳米粒子的潜在应用前景,这为合成具有良好催化性能和高稳定性的三金属甚至多金属纳米粒子提供了一定的理论指导。
石锋,韩秀君,张灵翠,徐越,张川江[7](2021)在《固体物理学发展简史》文中研究指明固体物理学研究多体问题,是物理学的重要分支,涉及面极其广泛,也是包括材料科学等在内的多个技术学科的基础。本文论述了固体物理学的发展简史,包括初期发展史、对热性质研究、魏德曼–弗兰兹定律、晶体微观几何结构的研究历程、自由电子气体模型、固体能带论、对固体磁性的研究、信息时代、中国固体物理学的发展、固体物理学教材等多个部分,简述了固体物理学发展中的大事件和具有较大影响力的科学家及其贡献。
杨贵钦[8](2015)在《互不固溶的Ta-Cu系统非晶及界面体系结构与行为的分子模拟》文中研究说明Ta与Cu在平衡条件下互不固溶,使得Ta成为微电子器件中Cu导线与Si/SiO2基体间扩散阻挡层的优选材料。然而,目前对于Ta-Cu系统以及其它生成热为正的合金体系所形成的非晶合金的微观结构、界面体系结构与行为等尚缺乏系统、全面的研究。而对此类问题的认知,对于完善相关基础理论体系,促进高性能非平衡材料的开发都具有非常重要的价值。本论文以生成热为正的Ta-Cu体系为研究对象,以基于角度相关势函数的原子尺度分子动力学模拟为主要手段,对该体系的非晶微观结构特征、热力学性能、动力学行为、晶体/非晶界面结构、界面性能与行为、Ta/Cu固液界面的微观结构、热力学性能与动力学行为等开展研究,以期深入对上述问题的理解和认识。论文研究取得的主要成果有:对Ta-Cu系统非晶合金的分子动力学模拟研究发现,其微观结构和动力学行为与负生成热系统的非晶合金有显着不同。对构建的一系列超饱和固溶体高温弛豫后的微观结构分析发现,超饱和固溶体在很大的成分范围内都能转变为非晶态结构,且存在比较显着的成分偏聚即相分离现象。高温熔融后快速凝固获得的Cu50Ta50非晶合金中相分离现象更为显着,呈现双相非晶结构。这种双相非晶在高温退火过程中会发生晶化,但晶化只发生在富Ta相中,富Cu非晶相的晶化被抑制。对退火后试样进行拉伸变形发现,机械变形进一步促进了富Ta相的晶化,但富Cu相中依然没有发生晶化现象。这些现象表明,玻璃转变温度较高的富Ta相所构成的空间包络结构的存在,有效地抑制了具有较低Tg温度的富Cu相的动力学行为,从而阻碍了其晶化的发生。对三个不同位向BCC Ta晶体与Cu50Ta50非晶之间界面微观结构的分子动力学模拟发现,由于受到Ta基体的影响,界面附近的Cu50Ta50非晶区域出现了层状有序化、晶化、混溶以及成分偏聚等现象,并且这些界面行为与基体Ta的晶体位向密切相关。总的来说,界面附近非晶相中的层状有序化行为主要取决于基体Ta的晶体层间距,能否发生混溶即合金化现象则取决于Ta晶体层的开放程度,而成分偏聚则在各位向的界面中都存在。除此之外,三个位向界面模型在界面区域都含有大量Voronoi多面体指数为<0,5,2,6>和<0,4,4,6>的团簇,它们的存在有助于促进非晶和BCC晶体之间结构的过渡。对BCC Ta三个低指数晶面与液相Cu之间形成的固-液界面的研究表明,与固相Ta相邻的液相Cu中也会出现层状有序化现象,且依赖于相邻Ta基体的位向。界面结构对晶体位向的依赖性最终导致了界面宽度、界面能量、界面应力、界面原子扩散系数等的位向依赖性。对界面区原子分布、界面能量、界面应力、界面附近原子层层内结构等参量的分析表明,一些位向的界面附近Cu原子发生了预结晶现象,从而使界面区域实质上存在双界面,即晶态Ta与预结晶Cu之间的固固界面以及预结晶Cu与液相Cu之间的固液界面。特别的,界面区域Cu原子的扩散系数存在两种位向依赖性:扩散系数的大小不仅与界面体系中晶体相的位向有关,还与扩散原子运动的方向有关,沿界面法线方向的扩散系数远小于平行界面的层内扩散系数。
于晓华[9](2014)在《纳米尺寸对材料力学与热力学特性影响的研究》文中认为尺寸效应是纳米材料研究的热点和难点问题,它是材料宏观特性与微观结构的桥梁。因此,在全世界范围内开展了大量的研究。目前,该领域的研究通常都是以材料的某一特性为研究对象,通过建立不同的理论模型和实验验证,研究纳米材料的尺寸效应。少量的研究涉及了材料某些特定参数之间的关系,如熵、焓、熔点等。本论文深入而系统的探讨了金属纳米材料的晶体学特性、动力学特性、热力学特性、力学特性和电阻率特性,取得了一些积极的成果。本论文通过从理想晶体(原子间距为2r0,平均密度为ρ0)中取出半径为R0的球形晶粒,形成纳米粒子(原子间距为2r0,平均密度为ρ,粒子半径为R),构建了晶体材料纳米粒子键能变化的物理模型;通过计算由于纳米粒子表面原子键发生断裂而产生的表面能和由于纳米粒子发生晶格畸变而产生的畸变能,建立了晶体材料纳米粒子单位能量的变化(△W/W0)与纳米尺寸(R)的关系。金属纳米粒子的单位能量的变化(△W/W0)与纳米尺寸(R)均呈现近似的反比例关系,尺寸越小其单位能量的变化越大。当纳米尺寸为2nm时,Co、Ni、Au和W纳米粒子的单位能量的变化分别为10.5%、9.56%、9.18%和10.9%;当尺寸为20nm时,分别为1.88%、2.16%、1.75%和2.07%;当尺寸为达到50nm时,分别为1.31%、1.67%、1.26%和1.48%。晶体结构对金属纳米粒子的单位能量的变化有明显的影响。研究了金属纳米材料晶格常数、晶格畸变、晶体密度、弹性模量、杨氏模量和表面张力等晶体学、力学参数与纳米尺寸的关系。研究结果表明,金属纳米材料晶体学和力学参数均随尺寸的减小而增加,当纳米尺寸较小时,呈线性关系急剧增加;当纳米尺寸在50nm以上时,晶体学和力学参数值变化不大。探讨了金属纳米材料熔点、结合能、吉布斯自由能、熵、焓、空位形成能和扩散激活能等热力学、动力学参数与纳米尺寸的关系。研究结果表明,吉布斯自由能包含两部分能量:一部分是能够用来做功的部分即焓,另一部分是不能用来做功的部分(热损耗)即熵。熵变非常小时,金属纳米材料的焓变与其熔点具有近似的正比例关系。也就是说,当熵变近似为零时,焓变近似等于吉布斯自由能的变化。讨论了晶体材料纳米粒子单位能量的变化与纳米尺寸的关系,以及纳米材料晶体学参数、力学参数和热力学参数之间的关系。研究表明,在微观上纳米材料特性参数与键能有直接的联系,表现在宏观上纳米材料特性参数之间也具有错综复杂的关系,因此通过材料的某一特性即可以计算出其它相关特性。初步探索了纳米材料电阻率、互扩散激活能与纳米尺寸关系,以及形状对纳米材料特性的影响。研究结果表明,键能变化的物理模型能够较好的反映纳米尺寸对性能的影响,与实验结果相吻合。
刘欣[10](2019)在《中国物理学院士群体计量研究》文中提出有关科技精英的研究是科学技术史和科学社会学交叉研究的议题之一,随着中国近现代科技的发展,中国科技精英的规模逐渐扩大,有关中国科技精英的研究也随之增多,但从学科角度进行科技精英的研究相对偏少;物理学是推动自然科学和现代技术发展的重要力量,在整个自然科学学科体系中占有较高地位,同时与国民经济发展和国防建设密切关联,是20世纪以来对中国影响较大的学科之一;中国物理学院士是物理学精英的代表,探讨中国物理学院士成长路径的问题,不仅有助于丰富对中国物理学院士群体结构和发展趋势的认识,而且有助于为中国科技精英的成长和培养提供相关借鉴;基于此,本文围绕“中国物理学院士的成长路径”这一问题,按照“变量——特征——要素——路径”的研究思路,引入计量分析的研究方法,对中国物理学院士这一群体进行了多角度的计量研究,文章主体由以下四部分组成。第一部分(第一章)以“院士制度”在中国的发展史为线索,通过对1948年国民政府中央研究院和国立北平研究院推选产生中国第一届物理学院士,1955年和1957年遴选出新中国成立后的前两届物理学学部委员、1980年和1991年增补的物理学学部委员、1993年后推选产生的中国科学院物理学院士、1994年后的中国科学院外籍物理学院士和中国工程院物理学院士,及其他国家和国际组织的华裔物理学院士的搜集整理,筛选出319位中国物理学院士,构成本次计量研究的样本来源。第二部分(第二至九章)对中国物理学院士群体进行计量研究。首先,以基本情况、教育经历、归国工作,学科分布、获得国内外重大科技奖励等情况为变量,对中国物理学院士群体的总体特征进行了计量分析;其次,按照物理学的分支交叉学科分类,主要对中国理论物理学、凝聚态物理学、光学、高能物理学、原子核物理学这五个分支学科的院士群体特征分别进行了深入的计量分析,对其他一些分支交叉学科,诸如天体物理学、生物物理学、工程热物理、地球物理学、电子物理学、声学、物理力学和量子信息科技等领域的院士群体的典型特征进行了计量分析,分析内容主要包括不同学科物理学院士的年龄结构、学位结构、性别比例,在各研究领域的分布、发展趋势和师承关系等;再次,在对各分支交叉学科物理学院士的基本情况和研究领域计量分析的基础上,对不同学科间物理学院士的基本情况进行比较研究,对中国物理学院士研究领域和代际演化进行趋势分析。第三部分(第十章)在第二部分计量分析的基础上,总结归纳出中国物理学院士的群体结构特征、研究领域和代际演化的趋势特征。中国物理学院士的群体结构呈现整体老龄化问题严重,但近些年年轻化趋向较为明显,整体学历水平较高,同时本土培养物理学精英的能力增强,女性物理学院士占比较低但他们科技贡献突出,空间结构“集聚性”较强,但近些年这种“集聚性”逐渐被打破等特征;中国物理学院士的研究领域呈现出,物理学科中交叉性较强的研究领域具有极大的发展潜力,应用性较强的研究领域产业化趋势明显,当代物理学的发展与科研实验设施的关系越发紧密等趋势特征;中国物理学院士的代际演化呈现出,新中国成立初期国家需求导向下的相关物理学科迅猛发展,20世纪80年代以来物理学院士研究兴趣与国家政策支持相得益彰,21世纪以来物理学院士个体对从事学科发展的主导作用越来越大等趋势特征。第四部分(第十一章)通过分析中国物理学院士群体的计量特征得出中国物理学院士的成长路径。宏观层面,社会时代发展大背景的影响一直存在,国家发展战略需求导向要素有所减弱,国家科技管理制度的要素影响有所增强,中国传统文化对物理学院士成长潜移默化的影响;中观层面,物理学学科前沿发展需求的导向要素显着增强,空间结构“集聚性”的影响逐渐在减弱,师承关系的影响主要体现于学科延承方面;微观层面,性别差异对物理学家社会分层的影响很弱,年龄要素对物理学院士成长具有一定的影响,个人研究兴趣对物理学院士的成长影响增强;可见中国物理学院士受社会时代背景、中国传统文化的影响一直存在,受国家发展战略需求的导向影响有所减弱,而受物理学学科前沿发展和物理学家个人研究兴趣的导向逐渐增强,进而得出中国物理学院士的社会分层总体符合科学“普遍主义”原则的结论。最后,在中国物理学院士的群体发展展望中,提出须优化中国物理学院士年龄结构和培养跨学科物理科技人才,辩证看待中国物理学院士空间结构的“集聚性”和师承效应,发挥中国物理学院士的研究优势弥补研究领域的不足,增加科研经费投入和完善科技奖励机制,不断加强国家对物理学的支持力度等建议,以促进中国物理学院士群体的良性发展和推动我国从物理学大国发展为物理学强国。
二、固液相变温度的林德曼实验定律的理论解释(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、固液相变温度的林德曼实验定律的理论解释(论文提纲范文)
(1)银纳米材料特性及其等离子激元连接机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 柔性电子器件及其制备 |
1.1.2 金属纳米材料的合成 |
1.1.3 金属纳米材料特性 |
1.1.4 金属纳米材料连接 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 纳米材料的尺寸相关特性研究 |
1.2.2 纳米尺度连接方法与机理研究 |
1.2.3 纳米尺度连接的分子动力学研究 |
1.3 论文研究内容与框架 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 论文框架 |
第二章 本文研究相关理论和方法 |
2.1 表面等离子激元及其光-热效应 |
2.1.1 基本理论 |
2.1.2 局部电场增强 |
2.1.3 等离子激元光-热效应 |
2.1.4 截面系数及其因子 |
2.2 分子动力学理论和方法 |
2.2.1 系综理论 |
2.2.2 势函数 |
2.2.3 数值求解方法 |
2.2.4 分子动力学程序 |
2.3 模拟结果分析方法 |
2.3.1 径向分布函数 |
2.3.2 键序参数 |
2.3.3 林德曼指数 |
2.3.4 中心对称参数 |
2.3.5 回转半径 |
2.4 本章小结 |
第三章 银纳米线的拉伸失效模式与机理研究 |
3.1 模型建立与模拟方法 |
3.1.1 几何模型建立 |
3.1.2 势函数验证 |
3.1.3 模拟实验方法 |
3.2 拉伸失效模式及其机理 |
3.2.1 弹性性质和屈服分析 |
3.2.2 纳米线失效行为和机理分析 |
3.2.3 截面应力场和负泊松比 |
3.2.4 表面位错成核 |
3.2.5 局部应力集中 |
3.2.6 拉伸失效模式转变 |
3.3 失效模式的理论预测模型 |
3.3.1 颈缩方式失效的预测模型 |
3.3.2 滑移方式失效的预测模型 |
3.4 失效模式预测与对比分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 银纳米材料的熔化模式与机理研究 |
4.1 模型建立和分析方法 |
4.1.1 模型建立和模拟方法 |
4.1.2 原子物态鉴别方法 |
4.2 熔化模式及其热力学解释 |
4.2.1 纳米颗粒熔化过程 |
4.2.2 尺寸相关的熔化模式 |
4.2.3 熔化模式的热力学解释 |
4.3 尺寸相关的熔化机理 |
4.3.1 小尺度纳米颗粒熔化机理 |
4.3.2 大尺度纳米颗粒熔化机理 |
4.4 纳米线的瑞利不稳定分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 银纳米颗粒的等离子激元连接机理研究 |
5.1 纳米颗粒等离子激元与光-热效应有限元分析 |
5.1.1 纳米颗粒大小对共振频率(波长)的影响 |
5.1.2 纳米颗粒光-热效应与热传导 |
5.1.3 双纳米颗粒局部表面等离子激元 |
5.2 双温度模型 |
5.2.1 基本形式 |
5.2.2 模型基本参数 |
5.2.3 局部双温模型 |
5.2.4 自适应局部双温模型 |
5.2.5 高斯光源模型 |
5.3 纳米颗粒连接规律与机理分析 |
5.3.1 电子热导率对晶格温度变化的影响 |
5.3.2 光通量大小对纳米颗粒熔合过程的影响 |
5.3.3 高斯脉冲宽度对纳米颗粒熔合过程的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 银纳米线的等离子激元连接行为与机理研究 |
6.1 模型建立与模拟方法 |
6.2 局部电场增强与热点分布有限元分析 |
6.3 纳米线光-热效应的自限制连接分析 |
6.3.1 能量自适应的加载过程 |
6.3.2 连接过程中原子结构变化特点 |
6.4 纳米线连接行为和机理分析 |
6.4.1 能量通量对连接机理的影响 |
6.4.2 间隙大小对连接过程的影响 |
6.4.3 边界条件对连接行为的影响 |
6.4.4 单晶纳米线连接对比分析 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要研究结论 |
7.2 本文创新点 |
7.3 研究展望 |
附录 A 自适应局部双温模型的部分程序 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(2)右旋布洛芬液体复杂性对熔化过程和玻璃转变过程的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 熔化研究进展 |
1.3 玻璃转变研究进展 |
1.4 基于密度关联函数的液体描述方法 |
1.5 液体的复杂性研究进展 |
1.6 本研究的主要内容及意义 |
2 实验方法 |
2.1 材料和仪器选择 |
2.2 材料表征技术 |
3 右旋布洛芬的液体复杂性对熔化过程的影响 |
3.1 前言 |
3.2 实验部分 |
3.3 实验结果与分析 |
3.4 本章小结 |
4 基于TNM模型的玻璃转变过程的数值模拟计算 |
4.1 前言 |
4.2 实验部分 |
4.3 实验结果与分析 |
4.4 本章小结 |
5 右旋布洛芬液体复杂性对玻璃转变过程的影响 |
5.1 前言 |
5.2 实验部分 |
5.3 实验结果与分析 |
5.4 其他有机分子体系玻璃转变过程研究 |
5.5 本章小结 |
6 全文总结 |
6.1 全文主要内容 |
6.2 本文的创新点 |
6.3 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录Ⅰ攻读博士期间发表的论文和申请的专利 |
附录Ⅱ 数值模拟计算所用程序代码 |
(3)胶体玻璃和过冷液体中的结构序(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 玻璃和过冷液体中的科学问题 |
1.1 引言 |
1.2 玻璃转变 |
1.2.1 动力学变慢 |
1.2.2 动力学表征与解释 |
1.2.3 玻璃转变热力学 |
1.2.4 结构序的作用 |
1.3 玻璃形变与断裂 |
1.3.1 断裂力学基本原理 |
1.3.2 形变与断裂唯象学 |
1.3.3 局域重排与结构缺陷 |
1.4 玻璃老化和年轻化 |
1.4.1 玻璃老化 |
1.4.2 玻璃年轻化 |
第2章 温敏胶体玻璃实验系统 |
2.1 用胶体研究物理问题 |
2.2 胶体的相行为 |
2.3 温敏胶体的合成与表征 |
2.4 胶体粒子跟踪技术 |
第3章 玻璃转变与类固区的逾渗相变 |
3.1 引言 |
3.2 研究方法 |
3.3 实验结果 |
3.4 总结与讨论 |
第4章 玻璃元形变的结构特征 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 样品制备 |
4.2.2 光加热 |
4.2.3 定义重排 |
4.3 实验结果 |
4.4 总结与讨论 |
第5章 玻璃年轻化的结构根源 |
5.1 引言 |
5.2 研究方法 |
5.2.1 样品制备 |
5.2.2 循环变温 |
5.2.3 协方差矩阵方法 |
5.3 实验结果 |
5.3.1 热力学年轻化 |
5.3.2 动力学年轻化 |
5.3.3 热力学年轻化的微观起源 |
5.3.4 动力学年轻化结构起源 |
5.4 总结与讨论 |
第6章 总结与展望 |
参考文献 |
研究项目、论文、口头报告与获奖 |
致谢 |
(4)近代西方热学在中国的传播(1855-1902)(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 问题的提出 |
1.2 研究问题的界定 |
1.3 文献综述 |
1.4 研究方法 |
1.5 思路和框架 |
1.6 本文创新之处 |
第2章 热学着作概述(1855—1902) |
2.1 着作统计 |
2.2 传教士自编的着作 |
2.2.1 合信与《博物新编》 |
2.2.2 丁韪良的《格物入门》及其修订本 |
2.2.3 傅兰雅的《热学图说》和《热学须知》 |
2.3 传教士翻译的着作 |
2.3.1 最早的蒸汽机译着《汽机发轫》 |
2.3.2 最早的格致学译着《格致启蒙》 |
2.3.3 其他热学译着 |
2.4 小结 |
第3章 热本质说与传热学在晚清的传播 |
3.1 热本质说在晚清的传播 |
3.1.1 热本质说历史概述 |
3.1.2 《博物新编》对“热质说”的诠释 |
3.1.3 《格致启蒙》较早论证“热动说” |
3.1.4 传教士对热本质的认识 |
3.1.5 小结 |
3.2 传热学知识在晚清的传播 |
3.2.1 传热学历史概述 |
3.2.2热传导的理论与实验 |
3.2.3热对流的理论与实验 |
3.2.4热辐射的理论与实验 |
3.2.5 小结 |
第4章 胀缩知识在晚清的传播 |
4.1 胀缩理论专着《物体遇热改易记》研究 |
4.1.1 《物体遇热改易记》的原作者和底本 |
4.1.2 《物体遇热改易记》的内容及特色 |
4.1.3 《物体遇热改易记》的翻译 |
4.1.4 小结 |
4.2 晚清传入的胀缩理论及计算 |
4.2.1 胀缩理论历史概述 |
4.2.2 固、液、气的胀缩原理 |
4.2.3固、液、气的胀缩实验 |
4.2.4 固、液、气的胀缩计算 |
4.3 胀缩理论的应用:温度计知识在晚清的传播 |
4.3.1 温度计的原理 |
4.3.2 温度计的制作 |
4.3.3 温度计的种类 |
4.3.4 小结 |
第5章 量热学与相变知识在晚清的传播 |
5.1 历史概述 |
5.1.1 量热学的早期发展 |
5.1.2 古代对气象的观测 |
5.1.3 “永久气体”的液化 |
5.2 比热容知识在晚清的传播 |
5.2.1 《博物新编》首先提出“本热”概念 |
5.2.2 《格物入门》最早表达“比热”涵义 |
5.2.3 比热容概念的翻译 |
5.2.4 比热容实验及应用 |
5.2.5 清末教科书中的比热容 |
5.3 相变知识在晚清的传播 |
5.3.1 相变的内涵与本质 |
5.3.2 相变术语的形成 |
5.3.3 相变潜热 |
5.3.4 水的相变与气象成因 |
5.3.5 小结 |
第6章 传教士译作的影响及评价 |
6.1 影响:以迦诺《基础物理学》的译介为例 |
6.1.1 《基础物理学》的成书背景及特色 |
6.1.2 《基础物理学》中译本的底本及出版情况 |
6.1.3 《基础物理学》中译本的翻译 |
6.1.4 小结 |
6.2 传教士热学译作(1855—1902)评析 |
6.2.1 内容特点及影响 |
6.2.2 翻译特点及影响 |
6.2.3 实验特点及影响 |
6.2.4 晚近学者的评价 |
第7章 结语 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
(5)金属纳米晶体材料力学性能和变形机制的分子动力学模拟研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 纳米晶体材料的研究历程 |
1.2.1 纳米晶体材料的发展 |
1.2.2 纳米晶体材料力学性能的研究现状 |
1.3 论文的选题依据及主要内容 |
1.4 论文的结构安排 |
第二章 理论基础 |
2.1 分子动力学模拟方法 |
2.1.1 基本原理 |
2.1.2 常用势函数 |
2.1.3 系综 |
2.2 纳米晶体模型的构建方法 |
2.3 原子结构及局部应变分析方法 |
2.3.1 公共近邻分析法 |
2.3.2 局部剪切应变不变量 |
2.3.3 多面体模板匹配法 |
2.3.4 位错提取算法 |
2.4 可视化软件和技术手段 |
2.5 本章小结 |
第三章 晶粒尺寸和应变率对金纳米晶体力学性能的影响 |
3.1 引言 |
3.2 计算方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 金纳米晶体的尺寸效应 |
3.3.2 金纳米晶体的应变率效应 |
3.4 本章小结 |
第四章 薄膜宽度对金纳米晶体薄膜力学行为的影响 |
4.1 引言 |
4.2 计算方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 小应变下宽度对力学性能的影响 |
4.3.2 大应变下的变形和断裂 |
4.3.3 断裂机制 |
4.4 本章小结 |
第五章 纳米孔对金纳米晶体力学性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 计算方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 孔对金纳米晶体块体的影响 |
5.3.2 孔对金纳米晶体薄膜的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 金纳米晶体的熔化机制和退火温度对纳米晶体材料力学性能的影响 |
6.1 引言 |
6.2 计算方法 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 金纳米晶体的熔化过程 |
6.3.2 退火温度对镍纳米晶体材料力学行为的影响 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
参考文献 |
作者简介 |
攻读博士学位期间公开发表的学术论文 |
致谢 |
(6)高指数晶面铂族金属纳米粒子的表面结构与热稳定性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 表面结构与晶体形状的关系 |
1.3 高指数表面的识别 |
1.4 高指数面纳米粒子的研究现状 |
1.5 高指数表面增强的催化性能 |
1.6 本论文的框架 |
参考文献 |
第二章 分子动力学方法 |
2.1 引言 |
2.2 分子动力学基本原理 |
2.3 运动方程的数值求解 |
2.4 分子动力学模拟的边界条件 |
2.5 嵌入原子势方法 |
2.6 分子动力学模拟的系综 |
2.6.1 控温方法 |
2.6.2 控压方法 |
2.7 结构分析技术 |
参考文献 |
第三章 高指数晶面Pt纳米粒子的结构稳定性、热稳定性以及形状演化 |
3.1 引言 |
3.2 计算方法和模型 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 结构稳定性 |
3.3.2 热稳定性 |
3.3.3 形状稳定性 |
3.4 小结 |
参考文献 |
第四章 高指数面Rh纳米粒子的热稳定性和形状稳定性 |
4.1 引言 |
4.2 计算方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.4 小结 |
参考文献 |
第五章 AuPdPt核壳结构三金属纳米粒子的热力学稳定性 |
5.1 引言 |
5.2 计算方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.4 小结 |
参考文献 |
第六章 总结 |
附录 本人攻读博士期间论文发表及获奖情况 |
致谢 |
(7)固体物理学发展简史(论文提纲范文)
目录 |
I.固体物理学概述 |
II.固体物理学萌芽阶段 |
III.晶体微观几何结构的研究历程 |
IV.固体的热性质研究 |
V.魏德曼–弗兰兹定律 |
VI.固体的X射线衍射研究 |
VII.自由电子气体模型 |
VIII.固体能带论 |
IX.晶格动力学理论 |
X.对固体磁性的研究经典时代 |
XI.对固体磁性的研究量子时代 |
XII.对固体磁性的研究实用化阶段 |
XIII.信息时代半导体技术 |
XIV.信息时代超导技术 |
XV.中国固体物理学的发展 |
XVI.固体物理学教材 |
(8)互不固溶的Ta-Cu系统非晶及界面体系结构与行为的分子模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景与研究意义 |
1.2 非晶合金研究进展 |
1.2.1 非晶合金的形成、制备方法和稳定性 |
1.2.2 非晶合金的结构特征和主要模型 |
1.2.3 非晶研究的关键问题 |
1.3 异质界面研究进展 |
1.3.1 晶体—非晶界面简述 |
1.3.2 固—液界面简述 |
1.4 本文研究思路 |
第2章 计算及分析方法简介 |
2.1 分子动力学模拟简介 |
2.2 ADP势函数简介 |
2.3 微观结构分析方法 |
2.3.1 双体分布函数(PDF) |
2.3.2 Voronoi多面体 |
2.3.3 局域序参数(LOP) |
2.3.4 中心对称参数(CSP) |
2.3.5 化学短程序参数(Chemical short range order,CSRO) |
2.3.6 平面结构因子 |
2.4 其它分析方法 |
2.4.1 原子数密度分布 |
2.4.2 过剩原子势能分布 |
2.4.3 界面应力分布 |
2.4.4 扩散系数 |
2.4.5 林德曼(Lindemann)指数 |
2.5 有限脉冲响应滤波方法 |
第3章 相分离Cu_(50)Ta_(50)双相非晶的结构及稳定性 |
3.1 引言 |
3.2 建模及模拟方法 |
3.3 结果及讨论 |
3.3.1 Ta-Cu体系非平衡微观结构结构特征 |
3.3.2 Cu_(50)Ta_(50)双相非晶结构特征 |
3.3.3 Voronoi多面体分析 |
3.3.4 平均原子势能 |
3.3.5 扩散系数和林德曼因子 |
3.4 小结 |
第4章 Ta-Cu_(50)Ta_(50)晶体-非晶界面微观结构与界面行为 |
4.1 引言 |
4.2 建模及模拟方法 |
4.3 结果以及讨论 |
4.3.1 中心对称参数 |
4.3.2 密度参数 |
4.3.3 界面区域的拓扑结构特征 |
4.3.4 界面层的层内结构 |
4.4 小结 |
第5章 Ta-Cu二元合金固—液界面微观结构与界面行为 |
5.1 引言 |
5.2 建模及模拟方法 |
5.3 结果以及讨论 |
5.3.1 结构参数 |
5.3.2 界面层的层内结构 |
5.3.3 界面区域的扩散系数 |
5.4 小结 |
第6章 结论 |
本文创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
致谢 |
(9)纳米尺寸对材料力学与热力学特性影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 纳米材料概述 |
1.1.1 纳米尺度 |
1.1.2 纳米技术 |
1.1.3 纳米材料 |
1.2 纳米材料尺寸效应的研究现状 |
1.2.1 晶体学特性 |
1.2.2 力学特性 |
1.2.3 动力学特性 |
1.2.4 热力学特性 |
1.2.5 电阻率特性 |
1.3 本文的研究意义及研究内容 |
第二章 纳米材料尺寸效应模型的建立 |
2.1 理论基础 |
2.1.1 双原子结合与势能函数 |
2.1.2 金属晶体的结合 |
2.2 键能变化物理模型的建立 |
2.3 键能变化物理模型的特性 |
2.3.1 纳米粒子的原子数精度 |
2.3.2 纳米粒子能量变化特性 |
2.3.3 纳米粒子的统计热力学特性 |
2.4 纳米材料结合能与性能的关系 |
2.5 本章小结 |
第三章 纳米尺寸对材料晶体学与力学特性的影响 |
3.1 纳米尺寸对晶格畸变的影响 |
3.1.1 晶格畸变与纳米尺寸的关系 |
3.1.2 纳米尺寸对晶格畸变率的影响 |
3.1.3 晶体结构对晶格畸变能的影响 |
3.2 纳米尺寸对表面张力的影响 |
3.2.1 表面张力与纳米尺寸的关系 |
3.2.2 纳米尺寸对比表面能的影响 |
3.2.3 纳米尺寸对表面张力的影响 |
3.3 纳米尺寸对晶体密度的影响 |
3.3.1 晶体密度与纳米尺寸的关系 |
3.3.2 纳米尺寸对晶体密度的影响 |
3.4 纳米尺寸对力学特性的影响 |
3.4.1 体弹性模量与纳米尺寸的关系 |
3.4.2 杨氏模量与纳米尺寸的关系 |
3.4.3 纳米尺寸对杨氏模量的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 纳米尺寸对材料动力学与热力学特性的影响 |
4.1 纳米尺寸对空位形成能的影响 |
4.1.1 空位形成能与纳米尺寸的关系 |
4.1.2 纳米尺寸对空位形成能的影响 |
4.2 纳米尺寸对扩散激活能的影响 |
4.2.1 扩散激活能与纳米尺寸的关系 |
4.2.2 扩散系数与纳米尺寸的关系 |
4.2.3 纳米尺寸对扩散激活能的影响 |
4.3 纳米尺寸对熔点和结合能的影响 |
4.3.1 熔点和结合能与纳米尺寸的关系 |
4.3.2 纳米尺寸对熔点的影响 |
4.4 纳米尺寸对德拜温度和热容的影响 |
4.4.1 德拜温度和热容与纳米尺寸的关系 |
4.4.2 纳米尺寸对德拜温度的影响 |
4.5 纳米尺寸对吉布斯自由能的影响 |
4.5.1 吉布斯自由能与纳米尺寸的关系 |
4.5.2 纳米尺寸对吉布斯自由能的影响 |
4.6 纳米尺寸对熵变的影响 |
4.6.1 熵与纳米尺寸的关系 |
4.6.2 纳米尺寸对熵的影响 |
4.7 纳米尺寸对焓变的影响 |
4.7.1 焓与纳米尺寸的关系 |
4.7.2 纳米尺寸对焓的影响 |
4.8 纳米尺寸对亥姆霍兹自由能的影响 |
4.9 本章小结 |
第五章 纳米材料特性参数关系的研究 |
5.1 熔点、德拜温度和热容与键能的关系 |
5.2 表面张力与熔点的关系 |
5.3 杨氏模量与键能的关系 |
5.3.1 杨氏模量与德拜温度的关系 |
5.3.2 杨氏模量与其它力学参数的关系 |
5.3.3 杨氏模量与表面张力的关系 |
5.4 密度与熔点的关系 |
5.5 空位形成能与熔点的关系 |
5.5.1 空位形成能与键能的联系 |
5.5.2 空位形成能与熔点的关系 |
5.6 扩散激活能与键能的关系 |
5.6.1 扩散激活能与熔点的关系 |
5.6.2 扩散激活能与焓的关系 |
5.7 纳米材料特性参数之间的关系 |
5.8 本章小结 |
第六章 纳米材料尺寸效应的应用 |
6.1 纳米尺寸对电阻率的影响 |
6.1.1 有效电子质量 |
6.1.2 费米能级和费米速度 |
6.1.3 电子有效自由程 |
6.1.4 电阻率与空位 |
6.2 纳米尺寸对合金扩散激活能的影响 |
6.3 形状对纳米材料特性参数的影响 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 攻读博士学位其间发表论文目录 |
附录B 攻读博士学位其间参与科研情况 |
附录C 攻读博士学位其间获奖励 |
(10)中国物理学院士群体计量研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
绪论 |
一、文献综述 |
二、论文选题和研究内容 |
三、研究的创新与不足 |
第一章 中国物理学院士的产生与本土化 |
1.1 民国时期中国物理学院士的产生 |
1.1.1 国民政府中央研究院推选产生中国第一届物理学院士 |
1.1.2 国立北平研究院推选出与“院士”资格相当的物理学会员 |
1.2 当代中国物理学院士的本土化 |
1.2.1 中国科学院推选产生物理学学部委员 |
1.2.2 中国科学院物理学院士与中国工程院物理学院士的发展 |
1.3 其他国家和国际组织的华裔物理学院士 |
1.4 中国物理学院士名单与增选趋势分析 |
1.4.1 中国物理学院士的名单汇总 |
1.4.2 中国本土物理学院士总体增选趋势 |
第二章 中国物理学院士总体特征的计量分析 |
2.1 中国物理学院士基本情况的计量分析 |
2.1.1 女性物理学院士占比较低 |
2.1.2 院士整体老龄化问题严重 |
2.1.3 出生地域集中于东南沿海地区 |
2.2 中国物理学院士教育经历的计量分析 |
2.2.1 学士学位结构 |
2.2.2 硕士学位结构 |
2.2.3 博士学位结构 |
2.3 中国物理学院士归国工作情况的计量分析 |
2.3.1 留学物理学院士的归国年代趋势 |
2.3.2 国内工作单位的“集聚性”较强 |
2.3.3 物理学院士的国外工作单位 |
2.4 中国物理学院士从事物理学分支交叉学科的计量分析 |
2.4.1 物理学院士从事分支交叉学科的归类统计 |
2.4.2 物理学院士获得国际科技奖励的计量分析 |
2.4.3 物理学院士获得国内科技奖励的计量分析 |
第三章 中国理论物理学院士群体的计量分析 |
3.1 中国理论物理学院士基本情况的计量分析 |
3.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“51-60 岁” |
3.1.2 博士占比52.83%,地方高校理论物理教育水平有所提高 |
3.2 中国理论物理学院士研究领域的计量分析 |
3.2.1 主要分布于凝聚态理论和纯理论物理等领域 |
3.2.2 20 世纪后半叶当选的理论物理学院士内师承关系显着 |
3.3 中国理论物理学院士的发展趋势分析 |
3.3.1 理论物理学院士的增选总体呈上升趋势 |
3.3.2 理论物理学院士研究领域的发展趋势 |
3.4 小结 |
第四章 中国凝聚态物理学院士群体的计量分析 |
4.1 中国凝聚态物理学院士基本情况的计量分析 |
4.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“51—60 岁” |
4.1.2 博士占比57.83%,国外博士学位占比将近80% |
4.1.3 女性物理学院士在凝聚态物理领域崭露头角 |
4.2 中国凝聚态物理学院士研究领域的计量分析 |
4.2.1 主要分布于半导体物理学、晶体学和超导物理学等领域 |
4.2.2 凝聚态物理学的一些传统研究领域内师承关系显着 |
4.2.3 凝聚态物理学院士集聚于若干研究中心 |
4.3 中国凝聚态物理学院士的发展趋势分析 |
4.3.1 凝聚态物理学院士的增选总体呈上升趋势 |
4.3.2 凝聚态物理学院士研究领域的发展趋势 |
4.4 小结 |
第五章 中国光学院士群体的计量分析 |
5.1 中国光学院士基本情况的计量分析 |
5.1.1 存在老龄化问题,当选年龄集中于“61—70 岁” |
5.1.2 博士占比54.84%,本土培养的光学博士逐渐增多 |
5.2 中国光学院士研究领域的计量分析 |
5.2.1 研究领域集中分布于应用物理学和激光物理学 |
5.2.2 光学院士工作单位的“集聚性”较强 |
5.3 光学院士的发展趋势分析 |
5.3.1 光学院士的增选总体呈上升趋势 |
5.3.2 光学院士研究领域的发展趋势 |
5.4 小结 |
第六章 中国高能物理学院士群体的计量分析 |
6.1 中国高能物理学院士基本情况的计量分析 |
6.1.1 老龄化问题严重,当选年龄集中于“51—60 岁” |
6.1.2 博士占比53.85%,国外博士学位占比超过85% |
6.2 中国高能物理学院士研究领域的计量分析 |
6.2.1 高能物理实验与基本粒子物理学分布较均衡 |
6.2.2 高能物理学院士的工作单位集聚性与分散性并存 |
6.3 中国高能物理学院士的发展趋势分析 |
6.3.1 高能物理学院士的增选总体呈平稳趋势 |
6.3.2 高能物理学院士研究领域的发展趋势 |
6.4 小结 |
第七章 中国原子核物理学院士群体的计量分析 |
7.1 中国原子核物理学学院士基本情况的计量分析 |
7.1.1 老龄化问题严重,80 岁以下院士仅有3 人 |
7.1.2 博士占比48.84%,国外博士学位占比超过95% |
7.1.3 女性院士在原子核物理学领域的杰出贡献 |
7.2 中国原子核物理学院士研究领域的计量分析 |
7.2.1 原子核物理学院士在各研究领域的分布情况 |
7.2.2 参与“两弹”研制的院士内部师承关系显着 |
7.3 中国原子核物理学院士的发展趋势分析 |
7.3.1 原子核物理学院士的增选总体呈下降趋势 |
7.3.2 原子核物理学院士研究领域的发展趋势 |
7.4 小结 |
第八章 其他物理学分支和部分交叉学科院士群体的计量分析 |
8.1 中国天体物理学院士群体的计量分析 |
8.1.1 天体物理学院士本土培养特征明显 |
8.1.2 天体物理学院士的增选总体呈平稳上升趋势 |
8.1.3 天体物理学院士研究领域的发展趋势 |
8.2 中国生物物理学院士群体的计量分析 |
8.2.1 群体年龄较小,当选年龄集中于“41—50 岁” |
8.2.2 生物物理学院士研究领域的发展趋势 |
8.3 中国工程热物理院士群体的计量分析 |
8.3.1 工程热物理院士内部师承关系十分显着 |
8.3.2 工程热物理院士研究领域的发展趋势 |
8.4 中国地球物理学院士群体的计量分析 |
8.4.1 主要分布于固体地球物理学和空间物理学研究领域 |
8.4.2 地球物理学院士研究领域的发展趋势 |
8.5 部分分支交叉学科院士群体的计量分析 |
8.5.1 电子物理学和声学院士的增选呈下降趋势 |
8.5.2 中国物理力学由应用走向理论 |
8.5.3 中国量子信息科技呈迅速崛起之势 |
第九章 中国物理学院士计量分析的比较研究和趋势分析 |
9.1 各分支交叉学科间物理学院士基本情况的比较研究 |
9.1.1 一些新兴研究领域物理学院士年轻化趋势明显 |
9.1.2 21世纪以来本土培养的物理学院士占比一半以上 |
9.1.3 女性物理学院士在实验物理领域分布较多 |
9.2 中国物理学院士研究领域的发展趋势分析 |
9.2.1 各分支交叉学科内的横向发展趋势分析 |
9.2.2 各分支交叉学科的纵向年代发展趋势分析 |
9.3 中国物理学院士代际演化的趋势分析 |
9.3.1 第一代物理学院士初步完成了中国物理学的建制 |
9.3.2 第二代物理学院士完成了中国物理学主要分支学科的奠基 |
9.3.3 第三代物理学院士在国防科技和物理学科拓展中有着突出贡献 |
9.3.4 第四代物理学院士在推进物理学深入发展方面贡献较大 |
9.3.5 新一代物理学院士科技成果的国际影响力显着增强 |
第十章 中国物理学院士的群体结构特征和发展趋势特征 |
10.1 中国物理学院士的群体结构特征 |
10.1.1 整体老龄化问题严重,但年轻化趋向较为明显 |
10.1.2 整体学历水平较高,本土培养物理学精英的能力增强 |
10.1.3 女性物理学院士占比较低,但科技贡献突出 |
10.1.4 空间结构“集聚性”较强,但近些年“集聚性”逐渐被打破 |
10.2 中国物理学院士研究领域发展的趋势特征 |
10.2.1 物理学科中交叉性较强的研究领域具有极大的发展潜力 |
10.2.2 物理学科中应用性较强的研究领域产业化趋势明显 |
10.2.3 当代物理学的发展与科研实验设施的关系越发紧密 |
10.3 中国物理学院士代际演化的趋势特征 |
10.3.1 新中国成立初期国家需求导向下的相关物理学科迅猛发展 |
10.3.2 20世纪80 年代以来院士研究兴趣与国家支持政策相得益彰 |
10.3.3 21世纪以来院士个体对学科发展的主导作用越来越大 |
第十一章 中国物理学院士群体的成长路径 |
11.1 影响中国物理学院士成长的宏观要素 |
11.1.1 社会时代发展大背景的影响一直存在 |
11.1.2 国家发展战略需求导向要素有所减弱 |
11.1.3 国家科技管理制度的要素影响有所增强 |
11.1.4 中国传统文化对物理学院士潜移默化的影响 |
11.2 影响中国物理学院士成长的中观要素 |
11.2.1 物理学学科前沿发展需求的导向要素显着增强 |
11.2.2 空间结构“集聚性”的影响逐渐在减弱 |
11.2.3 师承关系的影响主要体现于学科延承方面 |
11.3 影响中国物理学院士成长的微观要素 |
11.3.1 性别差异对物理学家社会分层的影响很弱 |
11.3.2 年龄要素对物理学院士成长具有一定的影响 |
11.3.3 个人研究兴趣对物理学院士的成长影响增强 |
11.4 结语与展望 |
附录 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
个人简况及联系方式 |
四、固液相变温度的林德曼实验定律的理论解释(论文参考文献)
- [1]银纳米材料特性及其等离子激元连接机理研究[D]. 梁添寿. 西安电子科技大学, 2019(02)
- [2]右旋布洛芬液体复杂性对熔化过程和玻璃转变过程的影响[D]. 刘诗宇. 华中科技大学, 2019(01)
- [3]胶体玻璃和过冷液体中的结构序[D]. 杨秀南. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2019(09)
- [4]近代西方热学在中国的传播(1855-1902)[D]. 冯珊珊. 内蒙古师范大学, 2019(07)
- [5]金属纳米晶体材料力学性能和变形机制的分子动力学模拟研究[D]. 刘甲林. 吉林大学, 2021(01)
- [6]高指数晶面铂族金属纳米粒子的表面结构与热稳定性研究[D]. 曾祥明. 厦门大学, 2017(08)
- [7]固体物理学发展简史[J]. 石锋,韩秀君,张灵翠,徐越,张川江. 物理学进展, 2021(04)
- [8]互不固溶的Ta-Cu系统非晶及界面体系结构与行为的分子模拟[D]. 杨贵钦. 上海交通大学, 2015(03)
- [9]纳米尺寸对材料力学与热力学特性影响的研究[D]. 于晓华. 昆明理工大学, 2014(04)
- [10]中国物理学院士群体计量研究[D]. 刘欣. 山西大学, 2019(01)