导读:本文包含了轻元素论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:金属硼化物,金属氮化物,高压,超硬材料
轻元素论文文献综述
郑旭[1]（2019）在《二元轻元素（硼、氮）金属化合物的合成及物性研究》一文中研究指出二元金属硼化物和氮化物是一类具有卓越物理化学性能的,由轻元素(硼和氮)与金属形成的同时含有离子键和共价键的功能性材料。由于硼和氮原子半径小、结构种类多并且属于缺电子状态的非金属元素,因此这两种元素极易填充在金属晶格中或者通过共价键组成原子团簇与金属原子相互键合形成二元金属硼/氮化合物。这类二元金属硼/氮化合物往往具有高硬度、高弹性模量、良好的电学性质和热力学稳定性。不仅如此,有些金属硼化物和氮化物同时也具有磁性和超导性等一系列良好的物理性能。理论计算表明,压力是促进硼化物和氮化物合成的有效途径,同时在避免引入杂质的情况下,压力也是进行材料物性探索非常简洁有效的手段。因此,本文基于大体积压机和金刚石压砧提供的压力环境,合成了AlB_(15)单晶、MnN单晶和MoN单晶,并对这叁种轻元素金属化合物的物性进行了系统的研究,得到的以下叁个创新性的研究成果:(1)我们合成出AlB_(15)单晶。通过维氏硬度的测试表明AlB_(15)单晶属于超硬材料,是目前发现的最硬的透明半导体化合物。AlB_(15)的直接带隙为2.3 eV,10μm厚度的AlB_(15)单晶的透射率超过了90%,涵盖了从459纳米到1000纳米这样一个包含可见光的范围。同时,AlB_(15)还是一种p型半导体材料,空穴载流子浓度为7.5×10~(15) cm~(-3)。AlB_(15)具有很好的物理和化学稳定性,40 GPa的压力环境下均未观察到结构相变。这种集超硬、透明、宽半导体等优异性能于一体的材料为接下来的电子电路器件和极端条件下器件的发展提供了重要基础。(2)我们合成出了MnN单晶。通过对MnN单晶/多晶进行了高压电阻、磁阻和同步辐射的表征,观察到了34 GPa下反铁磁(AFM)向铁磁(FM)的磁结构转变并且伴随着从面心四方到面心立方的一级结构相变。MnN已经在理论计算中广泛用于探讨Mn掺杂进入III-V族化合物形成稀磁半导体GaMnN的研究中。然而,以往的理论计算中已经多次提到晶胞参数和磁性是相关的,但很少有实验证明晶格常数变化导致了MnN的磁相变。第一性原理计算表明:当MnN的体积压缩到16?~3时,MnN磁结构的转变驱动了结构相变,和实验结果保持了一致,说明我们实验结果的合理性。根据海森堡模型对电子结构和磁相互作用的分析表明:由于Mn的e_g轨道的双交换机制,在[001]平面上存在强FM的相互作用。随着Mn-N键长在高压下的减小,FM双交换相互作用的增强会引起AFM向FM的磁相变,进而导致结构由面心四方结构向立方结构的转变。这些结果为进一步对GaMnN等一系列的稀磁半导体的研究奠定了坚实的基础。(3)我们合成出了γ-MoN_(0.67)单晶。X射线粉末和单晶衍射、X射线能量色散以及透射电镜等实验手段确定我们合成的样品为高含氮(x=0.67)的γ-MoN_x。经过纳米硬度的测试,该氮化物具有较高的硬度。同时发现γ-MoN_(0.67)呈现出金属行为,不具有超导性。而理论预测的γ-MoN在29 K左右会发生超导,但却是一种不能稳定存在的相,与我们的实验结果恰好相反。根据实验结果的推测和密度泛函理论计算发现:随着含氮量的增大,晶体中氮的空位减少,进而可以有效的抑制晶体内部的自旋涨落,该自旋涨落会破坏形成超导的电子对。因此氮含量x比较小的γ-MoN_x相是存在超导的,x比较大的γ-MoN_x是不存在超导的。此外,第一性原理计算表明MoN的基态为反铁磁,是一种在动力学和热力学上都十分稳定的结构,并且很容易发生反铁磁到顺磁态的转变。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
杨丽娜[2]（2019）在《微量轻元素对若干典型金属薄膜的力学性能调控》一文中研究指出金属材料由于其本征优异的延展性和简便的加工过程,在国防、工业、电子信息等各个领域,都占据着明显的性价比优势和广阔的发展前景。随着航空航天、能源工业等行业的迅速发展,我们逐渐产生了对金属材料的新需求和新技术。特别是对于关键部件的使用寿命问题,科研工作者倾向于研究包括硬度和韧性在内的力学性能,因为两者都是影响材料是否发生灾难性失效的重要物理量。然而,硬度和韧性通常为一对矛盾体,即高的硬度往往伴随着高的脆性(差的断裂韧性)。因此,解决硬度-韧性矛盾并实现材料综合性能的提高极具挑战,但意义重大。已经报道的改性金属的手段中,可以通过金属大原子合金化达到增强增韧的目的,但是这种强化作用并不显着。针对以上问题,本论文从另一个角度出发,基于若干典型的金属材料(第六副族过渡金属、轻金属Mg和导电性Cu金属),运用非平衡的磁控共溅射技术,巧妙地将轻元素(B和C)引入到金属薄膜中进行改性。结果表明,通过小原子B掺杂到金属W晶格中,可诱导大幅度的晶粒细化和固溶强化,达到硬度和韧性的同时提高,与相应的纯金属薄膜相比,其硬度提高了两倍以上。进一步,我们探究了这种含有小原子的金属薄膜的摩擦学行为,并揭示了既硬又韧的薄膜材料能够同时表现出优异的摩擦学性能。我们随即借助不同的金属-小原子体系,如W-B、Mo-B和Cr-C,提出了这种强韧化效应的普适性。相比于传统含有金属重原子的合金材料,小原子掺杂形成的固溶体结构能够诱导更大程度的晶格扭曲,进而最大程度上发挥固溶强化作用。同时,诱导的细晶粒也可以起到明显的韧化效果。更重要的是,基于非平衡的溅射方法,我们可实现在金属晶格中相比于平衡态更大的杂质固溶度,即有望获得过饱和固溶体结构,促进强韧化作用。针对轻质Mg金属材料,我们通过引入微量的B原子(6.6at.%)构建了超细的Mg(B)间隙固溶晶粒(直径~5 nm)嵌入到薄的非晶基质(~2nm厚)的特殊纳米结构,实现了近四倍提高的硬度,同时Mg金属本征的延展性得以保留。另一方面,我们还考虑了金属和小原子不相容的情况,对典型的导电Cu金属薄膜进行了不同B含量的掺杂改性研究。结果表明,通过更大浓度的B原子引入,我们设计并合成了超细的Cu(B)间隙固溶体晶粒(直径~5 nm)嵌入到湍流状B基质的特殊微结构。这种结构能够结合两相的优势,充分发挥强化效果,使Cu金属展现类陶瓷的高硬度(~10.3 GPa,比纯Cu高叁倍)和优异的耐磨损性能,同时,该结构保持了Cu本征的金属延展性和高的弹性回复。更神奇的是,该结构对Cu的导电性基本无影响,使其成为高强且高导电的Cu材料。我们相信,本论文的发现为开发新型的高性能且多功能的金属基合金材料提供了一条新思路。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-05-01）
赵同新[3]（2019）在《超轻元素Be的电子探针定量测试问题及解决方案》一文中研究指出针对电子探针微区定量分析轻元素及超轻元素的难点进行了总结,结合岛津电子探针EPMA的仪器特点,给出岛津EPMA在测试轻元素及超轻元素方面提供的解决方案和技术优势,并解释了设计的意义所在。以绿柱石和铍方钠石矿物为测试超轻元素Be的实际案例,给出了测试思路和分析方法,并强调了测试过程中的一些注意事项。(本文来源于《电子显微学报》期刊2019年02期）
朱志豪[4]（2018）在《轻元素激光探针分子光谱检测研究及应用》一文中研究指出轻元素的应用十分广泛,在农业,医药,冶金,核工业等方面扮演着重要角色,而轻元素的种类及含量是影响产品品质的重要因素。因此,对轻元素快速和准确分析具有重要意义。传统成分分析技术通常需要样品预处理和真空环境,耗时长,操作复杂。激光探针技术作为一种光谱分析技术,具有全元素分析、无需样品制备,无需真空和快速原位探测等独特优点,在轻元素的快速检测具有广泛的应用前景。然而,目前激光探针原子光谱在分析轻元素时存在的自吸收效应,以及同位素分析时由于原子谱峰间隔极窄导致易重迭等难题。因此,本文采用分子光谱代替传统的原子光谱对轻元素硼、碳及其同位素进行分析研究,主要取得的成果和创新点如下:(1)通过研究自吸收评价函数SA,发现减小谱线的粒子数密度和振子强度能简单有效地抑制自吸收效应。因此选择粒子数密度和振子强度相对较小的分子光谱对轻元素硼进行定量分析。实验表明B~2Σ~+→X~2Σ~+(0,2)λ=255.14 nm和B~2Σ~+→X~2Σ~+(1,3)λ=258.80 nm两条硼分子谱线R~2分别为0.9723和0.9857。为进一步提高硼分子光谱的定标准确度,提出利用应用多变量定量的GA-PLSR模型进行分子光谱定量。结果表明R~2,RMSEC,RMSEP和ARE等评价指标分别改善为0.9888,0.2187 wt.%,0.8667 wt.%和10.9685%。(2)在采用GA-PLSR算法方法提高分子光谱定量准确度的基础上,针对其无法有效提高检测极限的问题,提出自由基共振激发技术(LIBS-LIRF)进一步提高分子光谱的强度,以改善其定量灵敏度和准确度。结合理论对两种共振激发模式LIRFG和LIRFE进行对比研究。实验结果表明,两种方法均能有效提高轻元素激光探针的灵敏度和准确度,其中LIRFE更具准确度,其RMSECV为0.2514 wt.%;LIRFG具有更好的灵敏度,其LoD为0.0993 wt.%。(3)将分子光谱技术应用于轻元素同位素分辨,提出利用LIBS-LIRF增强分子光谱并消除光谱干扰,分别对同位素~(11)B,~(10)B和~(12)C,~(13)C进行定性定量分析。结果表明,硼和碳同位素(~(11)BO,~(10)BO,~(12)CN,~(13)CN)的检测限(LoDs)分别提升至0.9858 at.%,0.8470 at.%,1.606 at.%和1.193 at.%。本论文研究的激光探针分子光谱技术能有效地解决轻元素自吸收问题,并结合算法和自由基共振激发技术,提高分子光谱定量的精确度与灵敏度。在此基础上,分子光谱结合自由基共振激发技术成功应用与轻元素同位素的分析。这些结果表明激光探针分子光谱技术在检测轻元素及其同位素方面具有十分广阔的应用范围和前景。也为轻元素激光探针检测提供了全新的研究思路和方法。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-05-01）
付涛,付月丹[5]（2017）在《增强质子背散射方法对薄靶中轻元素的测定》一文中研究指出本文采用能量为2Me V的质子束入射Mo基底表层Ti(He)薄靶,测量了散射角160°方向上的背散射能谱,用SIMNRA进行了拟合。SIMNRA虽然在计算多次散射影响时采用了双散射近似,并且使用元素的卢瑟福散射截面代替非卢瑟福散射截面。研究表明对He、O、Si这类较轻的非卢瑟福散射元素,SIMNRA能够较好地处理对其的模拟。(本文来源于《建材与装饰》期刊2017年40期）
包括,马帅领,徐春红,崔田[6]（2017）在《过渡金属轻元素化合物高硬度多功能材料的设计》一文中研究指出过渡金属在元素周期表中占有特殊位置,它们有较多的价电子、较高的电子密度、丰富的价态,通过在其中引入硼、碳、氮等易形成强共价键的轻元素原子形成化合物,是寻找新型多功能材料的重要手段.随着第一性原理计算理论的发展、电子计算机计算能力的提升、对硬度微观机制的理解的深入以及特定条件下物质对应的结构的预测软件的成熟,使得设计过渡金属化合物高硬度/超硬度新型多功能材料成为可能,目前这方面已经有了大量的工作.本文介绍了以硬度为主要性能的新型过渡金属化合物的设计基础,以及过渡金属轻元素化合物的研究现状,并对存在的问题进行了简述,可为新型高硬度多功能过渡金属化合物的设计及合成提供参考.(本文来源于《物理学报》期刊2017年03期）
贺端威[7]（2016）在《轻元素体系新型超硬材料的高压合成研究进展》一文中研究指出超硬材料一般由硼、碳、氮、氧等轻元素原子构成。这些轻元素原子,因原子半径小,相互键合能高,可形成高原子密度、叁维网络状、强共价键致密结构,因而具有极高的抗外界压/切应力能力。作为典型超硬材料的金刚石与立方氮化硼(c BN)及其复合材料,目前已广泛应用于高压装置压砧制备、油气地质钻探、采矿、以及各种材料的切、磨、削加工。金刚石、c BN及其复合材料,在工业应用上具有高效、节能、环保的特点,相对于传统硬质材料(如碳化钨硬质合金、(本文来源于《第十八届中国高压科学学术会议缩编文集》期刊2016-07-25）
郭秋娟,邵奎祥[8]（2016）在《钢中超轻元素C的能谱定量测试研究》一文中研究指出对7个C含量小于1%的标准钢样进行了测试研究,得到了不同C含量钢样准确定量所需的SEC因子以及C含量与SEC因子之间的关系,大大提高了利用能谱仪测量超轻元素C的准确性。(本文来源于《大型铸锻件》期刊2016年04期）
毛允静,廖乾初,赵向荣,谢立[9]（2015）在《电子散射模型及轻元素电子探针定量分析的软件程序》一文中研究指出一、本研究的主要贡献和特点1.基础理论(1)用单电子散射模型和蒙特卡罗模拟方法理论计算了超轻元素B、O和F的X射线的深度分布φ(ρZ),总结了在多元系中轻元素的K_α的φ(ρZ)和表面电离函数φ(O)随入射电子能量的变化规律。(2)给出了适用于轻元素用的平均电离能的计算公式。(本文来源于《中国分析测试协会科学技术奖发展回顾》期刊2015-07-01）
贾芮,曾国强,葛良全,赖茂林,罗耀耀[10]（2015）在《旋转式轻元素X射线荧光光谱测量装置的设计》一文中研究指出设计了一种旋转式轻元素X射线荧光光谱测量装置。该装置利用高性能硅漂移探测器(SDD)在真空条件下对样品中轻元素进行测量。该装置主要由真空腔和外围控制电路两部分组成:真空腔样品托盘一次可容纳10个样品,并可任意切换进行测量;外围电路主要由主控单元、电源模块、电机驱动模块、气压模块等组成,主要实现被测样品切换、滤光片切换、气泵的开启或停止以及对气压值实时读取等功能。该装置具有体积小、成本低、测量周期短和工作效率高等特点,满足野外轻元素X射线荧光光谱测量的要求。(本文来源于《核电子学与探测技术》期刊2015年06期）
轻元素论文开题报告
（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：
金属材料由于其本征优异的延展性和简便的加工过程,在国防、工业、电子信息等各个领域,都占据着明显的性价比优势和广阔的发展前景。随着航空航天、能源工业等行业的迅速发展,我们逐渐产生了对金属材料的新需求和新技术。特别是对于关键部件的使用寿命问题,科研工作者倾向于研究包括硬度和韧性在内的力学性能,因为两者都是影响材料是否发生灾难性失效的重要物理量。然而,硬度和韧性通常为一对矛盾体,即高的硬度往往伴随着高的脆性(差的断裂韧性)。因此,解决硬度-韧性矛盾并实现材料综合性能的提高极具挑战,但意义重大。已经报道的改性金属的手段中,可以通过金属大原子合金化达到增强增韧的目的,但是这种强化作用并不显着。针对以上问题,本论文从另一个角度出发,基于若干典型的金属材料(第六副族过渡金属、轻金属Mg和导电性Cu金属),运用非平衡的磁控共溅射技术,巧妙地将轻元素(B和C)引入到金属薄膜中进行改性。结果表明,通过小原子B掺杂到金属W晶格中,可诱导大幅度的晶粒细化和固溶强化,达到硬度和韧性的同时提高,与相应的纯金属薄膜相比,其硬度提高了两倍以上。进一步,我们探究了这种含有小原子的金属薄膜的摩擦学行为,并揭示了既硬又韧的薄膜材料能够同时表现出优异的摩擦学性能。我们随即借助不同的金属-小原子体系,如W-B、Mo-B和Cr-C,提出了这种强韧化效应的普适性。相比于传统含有金属重原子的合金材料,小原子掺杂形成的固溶体结构能够诱导更大程度的晶格扭曲,进而最大程度上发挥固溶强化作用。同时,诱导的细晶粒也可以起到明显的韧化效果。更重要的是,基于非平衡的溅射方法,我们可实现在金属晶格中相比于平衡态更大的杂质固溶度,即有望获得过饱和固溶体结构,促进强韧化作用。针对轻质Mg金属材料,我们通过引入微量的B原子(6.6at.%)构建了超细的Mg(B)间隙固溶晶粒(直径~5 nm)嵌入到薄的非晶基质(~2nm厚)的特殊纳米结构,实现了近四倍提高的硬度,同时Mg金属本征的延展性得以保留。另一方面,我们还考虑了金属和小原子不相容的情况,对典型的导电Cu金属薄膜进行了不同B含量的掺杂改性研究。结果表明,通过更大浓度的B原子引入,我们设计并合成了超细的Cu(B)间隙固溶体晶粒(直径~5 nm)嵌入到湍流状B基质的特殊微结构。这种结构能够结合两相的优势,充分发挥强化效果,使Cu金属展现类陶瓷的高硬度(~10.3 GPa,比纯Cu高叁倍)和优异的耐磨损性能,同时,该结构保持了Cu本征的金属延展性和高的弹性回复。更神奇的是,该结构对Cu的导电性基本无影响,使其成为高强且高导电的Cu材料。我们相信,本论文的发现为开发新型的高性能且多功能的金属基合金材料提供了一条新思路。
（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。
轻元素论文参考文献
[1].郑旭.二元轻元素（硼、氮）金属化合物的合成及物性研究[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所).2019
[2].杨丽娜.微量轻元素对若干典型金属薄膜的力学性能调控[D].吉林大学.2019
[3].赵同新.超轻元素Be的电子探针定量测试问题及解决方案[J].电子显微学报.2019
[4].朱志豪.轻元素激光探针分子光谱检测研究及应用[D].华中科技大学.2018
[5].付涛,付月丹.增强质子背散射方法对薄靶中轻元素的测定[J].建材与装饰.2017
[6].包括,马帅领,徐春红,崔田.过渡金属轻元素化合物高硬度多功能材料的设计[J].物理学报.2017
[7].贺端威.轻元素体系新型超硬材料的高压合成研究进展[C].第十八届中国高压科学学术会议缩编文集.2016
[8].郭秋娟,邵奎祥.钢中超轻元素C的能谱定量测试研究[J].大型铸锻件.2016
[9].毛允静,廖乾初,赵向荣,谢立.电子散射模型及轻元素电子探针定量分析的软件程序[C].中国分析测试协会科学技术奖发展回顾.2015
[10].贾芮,曾国强,葛良全,赖茂林,罗耀耀.旋转式轻元素X射线荧光光谱测量装置的设计[J].核电子学与探测技术.2015