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纳米尺度摩擦过程的分子动力学模拟

刘小明 , 由小川 , 柳占立 , 庄茁

金属学报

利用分子动力学方法模拟了刚性金刚石压头在Ni单晶体上的滑动过程, 讨论了压入深度对 摩擦力的影响(压入深度对滑动过程中压头下方的微结构演化(能否发射位错环)有很大影响). 结 合摩擦过程中的塑性行为和能量耗散机制, 解释了产生摩擦力锯齿形曲线的原因, 证实了位错的形 核及湮灭是黏--滑机制的原因之一. 不同滑动速度对摩擦力影响的模拟表明, 压头的滑动速度决定 了压头下方位错环的运动和演化形式: 在高速滑动下, 形成的位错环依次沿着滑移面很快向Ni单晶 基体内扩展; 在低速滑动下, 压头下方产生的位错环互相发生作用, 在材料的亚表面形成较低能量的 大位错环, 由此产生的塑性变形主要集中在材料的亚表面.

关键词: 纳米尺度 , Friction , Molecular dymamics , Stick-slip mechanism , Dislocation loop

稀土(Ce/La)对碳素钢耐海洋性大气腐蚀影响的电化学研究

汪兵 , 刘清友 , 刘小明 , 毛新平 , 王向东 , 董瀚

材料保护

稀土元素提高钢铁材料耐大气腐蚀性能的机理已有多种解释,但它本身所具有的缓蚀特性对提高钢铁材料耐候性的机理没有深入研究报道.为此,使用极化曲线、交流阻抗测试、锈层微观分析等方法研究了Ce/La混合稀土对碳素结构钢耐海洋性大气腐蚀性能的影响.结果表明:在中性氯化钠溶液中,钢中加入稀土后自腐蚀电位负移,阴极反应受到阻碍;随着稀土含量的增加,试验钢的锈层变得较为致密,厚度减薄,裂纹和空洞也明显减少,锈层中的电荷传递电阻呈上升趋势,而锈层电阻成下降趋势.对稀土提高钢铁材料耐候性的缓蚀机理进行了讨论.

关键词: 混合稀土 , Ce/La , 碳素结构钢 , 耐海洋性大气腐蚀 , 电化学

纳米尺度摩擦过程的分子动力学模拟

刘小明 , 由小川 , 柳占立 , 庄茁

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.09.001

利用分子动力学方法模拟了刚性金刚石压头在Ni单晶体上的滑动过程,讨论了压入深度对摩擦力的影响(压入深度对滑动过程中压头下方的微结构演化(能否发射位错环)有很大影响).结合摩擦过程中的塑性行为和能量耗散机制,解释了产生摩擦力锯齿形曲线的原因,证实了位错的形核及湮灭是黏-滑机制的原因之一.不同滑动速度对摩擦力影响的模拟表明,压头的滑动速度决定了压头下方位错环的运动和演化形式:在高速滑动下,形成的位错环依次沿着滑移面很快向Ni单晶基体内扩展;在低速滑动下,压头下方产生的位错环互相发生作用,在材料的亚表面形成较低能量的大位错环,由此产生的塑性变形主要集中在材料的亚表面.

关键词: 纳米尺度 , 摩擦 , 分子动力学 , 黏-滑机制 , 位错环

纳米Ni薄膜在摩擦过程中塑性行为的分子动力学模拟

刘小明 , 由小川 , 柳占立 , 聂君锋 , 庄茁

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.02.002

用分子动力学模拟研究了金刚石压头在Ni晶体薄膜上的摩擦过程和薄膜塑性变形行为的纳观机制.结果表明:在摩擦过程中,穿晶层错和棱形位错环是纳米薄膜结构传递塑性变形的两种载体,纳米薄膜晶界捕获位错阻滞了塑性变形向薄膜晶界下方材料中传播.摩擦过程中易在较薄的薄膜表面和薄膜晶界之间产生穿晶层错,穿晶层错的产生增加了薄膜蓄积塑性变形的能力,从而抑制材料表面摩擦力在黏滑过程中的振荡幅度;在比较厚的薄膜中不易生成穿晶层错,在摩擦过程中位错环依次向体材料发射,并与晶界反应,湮灭于晶界,黏滑动摩擦响应与单晶相似.由于不同厚度薄膜塑性变形产生的位错结构不同,使得在摩擦过程中亚表面微结构的演化亦不同.

关键词: 摩擦 , 分子动力学模拟 , 纳米薄膜 , 晶界 , 位错

新型等离子光催化剂纳米金-钛酸锌复合物的制备与光解水制氢性能

史建建 , 刘小明 , 唐星华 , 李帅龙

应用化学 doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2016.05.160123

利用溶胶-凝胶法及光沉积法制备纳米金-钛酸锌(Nano Au-ZnTiO3)复合等离子光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外可见漫反射光谱、荧光光谱、光电流密度、光催化制氢性能等技术手段和测试表征了样品的结构及性能.结果表明,ZnTiO3在900℃煅烧下呈立方相和六角相的混合相,其形貌呈近似球形,粒径约为50 ~ 100 nm.由于纳米金(Nano Au)的表面等离子共振效应,Nano Au-ZnTiO3复合材料在可见光区有较强的吸收,吸收峰位于525 nm处.Nano Au-ZnTiO3复合等离子光催化剂在可见光激发下呈现出优良的光催化分解水制氢活性.

关键词: 溶胶凝胶 , 光沉积法 , 纳米金-钛酸锌 , 等离子光催化剂

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