魏庆华
,
汪焰恩
,
杨明明
,
柴卫红
,
张映锋
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.15.013
采用分子动力学的理论方法,从微观分子相互作用的层面研究了 PAM/PVA 共混体系,分别从组分间的相容性、结合能以及对相关函数分析3方面阐述了共混体系间相互作用的机理及本质,通过对组分不同质量配比体系的静态力学分析,研究了组分不同质量配比对体系力学性能的影响。结果表明,PAM 与PVA 组成的共混物相容性极好,而体系中单组分间的结合能随着 PVA 含量的增加反而减小,主要原因是质量相同的 PAM 链所含极性官能团的数目要高于 PVA链；此外,对相关函数分析表明,单组分间主要是通过氢键形成相互作用,且共混体系中酰胺基(—NH 2)、羰基(—C ??O)、羟基(—OH)官能团与周围 H 原子形成氢键的可能性关系为 O (－C＝O)＞ O (－OH)＞N(－NH2),这也是酰胺基(—NH 2)、羰基(—C ?? O )、羟基(—OH)官能团极性强弱关系的反映；单组分不同质量配比模型的静态力学分析表明,随着共混体系中 PVA组分含量的增加,体系弹性系数、各项工程模量、柯西压值均呈上升趋势,即 PVA 含量的增加可以明显改善PAM 的力学性能及其延展性。
关键词:
聚丙烯酰胺
,
聚乙烯醇
,
分子动力学
,
相容性
,
结合能
,
对相关函数
,
力学性能
汪焰恩
,
魏庆华
,
杨明明
,
魏生民
材料研究学报
基于羟基磷灰石陶瓷微球人工骨支架的制备工艺,用分子动力学(MD)方法研究了羟基磷灰石(HA)的三个晶面(001)、(100)、(110)分别与生物胶黏剂α-氰基丙烯酸正丁酯(NBCA)相互作用后混合体系的结合能,并计算分析了(110)晶面的力学性能和径向分布函数.结果表明,三晶面所对应结合能关系为HA(110)＞ HA(100)＞ HA(001);HA(110)晶面与NBCA之间粘结强度高于HA(100)和HA(001)晶面;对聚合度为40的NBCA聚合物与HA相互作用的MD计算表明,HA(110)/NBCA混合体系的力学性能比单组份HA体系有所下降,但满足人工骨对力学性能的要求;元素之间的径向分布函数揭示了混合体系HA/NBCA组分之间的相互作用机理,NBCA与HA(110)晶面存在较强的相互作用.其主要原因是,NBCA中的N原子和羰基中的O原子分别与HA中的H原子形成的氢键,进而说明了HA对NBCA的强吸附作用.
关键词:
材料科学基础学科
,
羟基磷灰石
,
α-氰基丙烯酸正丁酯
,
分子动力学
,
结合能
,
力学性能
,
径向分布函数
陈雾
,
段海涛
,
顾卡丽
,
向亚玲
,
商宏飞
,
李健
高分子材料科学与工程
将多壁碳纳米管(MWNTs)以不同浓度与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粉料共混,通过热模压成型的方法制备MWNTs/UHMWPE复合材料.利用分子动力学模拟对MWNTs/UHMWPE复合材料的粘附机理进行了深入研究,并预测出MWNTs对UHMWPE的摩擦学性能的改性作用;通过摩擦磨损试验系统研究了不同质量分数MWNTs对UHMWPE复合材料摩擦学性能的影响.结果表明:MWNTs可以作为有效填料用以制备UHMWPE复合材料;随着MWNTs含量的增加,MWNTs/UHMWPE复合材料表面硬度有少量增加,摩擦系数的变化并不显著;当MWNTs质量分数为0.3％时,复合材料表现出较小的摩擦系数和优异的抗磨性能.
关键词:
超高分子量聚乙烯
,
多壁碳纳米管
,
分子动力学模拟
,
摩擦磨损
,
结合能
魏庆华
,
汪焰恩
,
杨明明
,
魏生民
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.21.008
基于HA/PLA复合材料可以在很大程度上实现 HA与PLA两者的优势互补,有望成为一种理想的骨替换材料。运用分子动力学(MD)方法,从分子理论的角度研究了羟基磷灰石(HA)的3个晶面(001)、(100)、(110)分别与聚乳酸(PLA)相互作用后混合体系的结合能,并对(110)晶面径向分布函数和力学性能进行了计算分析。结果表明,3晶面所对应结合能大小为 HA(110)>HA(100)>HA(001)；其相互作用主要源自PLA中的O 原子分别与HA中的H 原子形成的氢键以及 Oa1-Ca之间形成了离子键；PLA 组分能够对 HA的力学性能起到明显的加强作用,且 HA/PLA混合体系在各个方向的力学性能较单组分 HA更为接近,从而克服了因材料各向异性而导致的缺陷。
关键词:
羟基磷灰石
,
聚乳酸
,
分子动力学
,
结合能
,
径向分布函数
,
力学性能
宁华
,
彭雯琦
,
肖萌
,
郭进
稀有金属材料与工程
运用第一性原理和密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,计算研究了过渡金属M(=Ti,V Mn,Co)替代LiNH2中的部分Li原子对LiNH2的晶体结构、结合能、电子结构和空位形成能的影响.结果表明,部分Li原子被替代后,Li(M)NH2材料的稳定性均降低,同时N-H键能变弱且容易断裂,可释放出H原子.计算得到Li(M)NH2/M (=Ti,V,Mn,Co)的空位形成能分别为1.365、0.829、0.486和-0.079 eV.过渡金属元素M替代Li原子导致Li(M)NH2解离H原子的能量降低,使得其释氢性能得到提高,其中Li(Ti)NH2材料比Li(V)NH2、Li(Mn)NH2、Li(Co)NH2材料的释氢性能要强.
关键词:
第一性原理
,
LiNH2
,
结合能
,
电子结构
,
态密度
夏文宝
,
姜宏
,
鲁鹏
,
何威
,
有学军
,
邹世峰
材料科学与工程学报
实验室制备高铝硅酸盐玻璃,通过光电子能谱分析法对其进行测试,对玻璃中铝的配位进行了探讨[1].结果表明:(1)铝元素在高铝硅酸盐玻璃中以两种配位形式存在,即四配位的铝氧四面体[AlO4],和六配位的铝氧八面体[AlO6].随着玻璃中铝含量增加,Al2p谱峰向结合能增大方向移动.铝含量较低时,样品中的铝主要进入四配位,铝含量较高时,样品中的铝呈四、六配位混合.(2)随着铝含量的升高,玻璃中铝的平均配位数增加,六配位铝的相对含量逐渐增大,基本呈现匀速增长,当Al2O3含量约为12％时,四配位铝的相对含量与六配位铝的相对含量相等,随后六配位含量超过了四配位.
关键词:
高铝硅酸盐玻璃
,
XPS
,
结合能
,
配位
孟婧
,
王海龙
,
龚谦
,
封松林
量子电子学报
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2013.03.019
在有效质量包络函数理论下,利用变分法计算了未加电场以及加入电场后GaN/AlxGa1-xN双量子阱中施主杂质各种情况下的束缚能,讨论了双量子阱中间势垒高度、施主杂质位置对杂质束缚能的影响.给出了加入电场后施主位置不同时的束缚能和波函数,以及量子阱宽度不同时的束缚能,并且计算了未加电场和加入电场后中间势垒高度变化以及宽度不同时的束缚能.当双量子阱中间垒宽一定时,束缚能随着阱宽的变化会出现一个峰值.在阱宽一定时,随着中间垒宽度的增加,束缚能逐渐减小,并在垒宽增加到一定宽度时双量子阱情况与单量子阱情况相似,束缚能不再明显变化.计算结果对设计和研究GaN/AlxGa1-xN量子阱发光和探测器件有一定的参考价值.
关键词:
光电子学
,
束缚能
,
中性施主
,
变分法
,
打靶法
,
对称双量子阱
张金凤
,
王海龙
,
龚谦
连铸
doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2015.05.019
在有效质量近似下采用变分法计算了Cd1-xMnxTe/CdTe抛物量子阱内不同Mn组分下激子的结合能,给出了结合能在不同Mn组分下随阱宽、垒宽、外加电场的变化情况.结果表明:激子结合能是阱宽的一个非单调函数,随阱宽的变化呈现先增加后减小的趋势,而且随着Mn组分增大,激子结合能达到最大值的阱宽相应变小,这与材料的带隙改变有关;激子结合能随垒宽逐渐增大然后趋于稳定值,这与波函数向垒中的渗透有关;在一定范围内电场对激子结合能的影响很小,而且Mn组分越大对激子结合能影响越小,但电场强度较大时会破坏激子效应.计算结果可以为基于半导体抛物形量子阱发光器件设计制作提供一些理论依据.
关键词:
光电子学
,
结合能
,
变分法
,
激子
,
Cd1-xMnxTe/CdTe抛物量子阱
任玉梅
,
陈宁
,
赵海雷
,
王丽君
,
李福燊
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12589
基于材料基因组计划(MGI)研究方式,利用密度泛函理论(DFT)的第一性原理的总能量计算方法,以K2NiF4型La2BO4(B∶B位元素)相关的几种相结构为计算模型,针对4～6周期48种B位金属元素替换,进行几何优化的总能量计算,得到这些相关虚拟相结构的结合能随元素的变化规律.通过层状相La2BO4与立方相LaBO3的比较,着重讨论了一些重要B位元素(Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se)对稳定La2BO4复合氧化物相稳定性的影响作用和趋势.结合相关的实验数据,进一步讨论了掺杂B位元素的优化稳定区域.本定量分析方法为此类材料的合成和成份优化设计提供了一种行之有效的分析方法.
关键词:
第一性原理
,
结合能
,
材料优化设计
,
材料基因组计划
