导读:本文包含了原子团簇论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:南京大学教授,浦口,原子,学术性研究,孵化企业,大学物理,转化基地,终极梦想,基础研究,资深教授
原子团簇论文文献综述
吴晓倩,鲁舒婷[1]（2019）在《7院士聚浦口把脉精细制造》一文中研究指出本报讯（通讯员 吴晓倩 鲁舒婷） 17日，第一届原子团簇与器件制造研讨会暨“南京原子团簇与器件制造研究院”挂牌成立仪式在浦口经济开发区举行，来自浙江大学、复旦大学、南京大学等高校的7名中科院院士以及10余家高校院所资深教授参加研讨会。“原子(本文来源于《南京日报》期刊2019-11-19）
朱上,李志辉,闫丽珍,李锡武,黄树晖[2]（2019）在《Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响（英文）》一文中研究指出通过显微硬度、透射电镜和叁维原子探针表征测试手段,研究了Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响。结果表明,经100℃/3 h预时效处理后,含Zn和不含Zn合金中均形成了Mg-Si原子团簇。然而,与不含Zn的合金相比,含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,表明Zn添加促进了Mg-Si原子团簇的形成。经185℃/25 min烤漆处理后,2个合金在预时效过程中形成的Mg-Si原子团簇转变为具有明显增强效果的β″相,对应的烤漆增量也明显增加。由于预时效后的含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,这为烤漆过程中β″的形成提供了更多的形核核心。因此,含Zn合金β″相的尺寸更小,分布更致密,相对应的烤漆硬化响应速率也得以增强。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2019年11期）
杨健[3]（2019）在《基于MOFs以及氮化磷载体单原子团簇催化剂的制备及其催化性能研究》一文中研究指出自18世纪到21世纪以来,人类先后经历了四次工业革命,他们的标志分别是第一次的瓦特的蒸汽机的使用,第二次的电力广泛应用,第叁次的原子能,电子计算机和空间技术的广泛应用以及最后一次的能源和环境危机导致的新能源时代。通过这四次的工业革命,使得人类社会的生产力得到了空前的解放,社会的物质文明和精神文明推到了一个前人所无法想象的新高度。然而,经历这样几百年的粗犷的发展,一系列非常棘手的社会问题已经出现。例如,大量的化石能源消耗不仅使得珍贵的资源面临枯竭,更严重的是造成严重的大气污染,二氧化碳的过量排放,造成全球温度升高等等,这一系列问题正逐步威胁着人类赖以生存的脆弱的生物圈。作为化学科研工作者的我们,如何通过改变催化路径,降低反应的活化能垒,来实现温和的反应条件同时又高效的催化剂是我们所面临的挑战。氨气作为合成人工化肥中最基本的原料,对人类社会发展,尤其在人口增长显示出非常的重要的地位。然而,在合成氨反应中,目前广泛所采取的是Haber-Bosch方法,该方法所需的催化的条件是150-350个大气压同时需550℃高温的苛刻条件。要创造出如此极端的条件必然要消耗大量的宝贵的能源,据统计,仅仅在合成氨工业上,每年消耗的能源占据世界总能源的1-3%左右,同时温室气体二氧化碳的排放也是贡献全球总排放的1.6-3%左右。因此,寻求高效催化剂在低温,常压下催化该反应的进行是具有重要的意义。如何避免化石能源的消耗,其中一个方法即是使用替代的清洁能源。分子氢燃料因具有高能量密度和清洁燃烧特征,是很有希望替代化石能源。与来自消耗化石能源甲烷重整得到的氢气相比,电解水制氢由于更为经济,可持续性和清洁性,被认为是未来制氢的主要途径。然而目前该领域主要问题有:1.析氢电位过高导致电能消耗过大,2.动力学缓慢即塔菲尔斜率过大。理想催化剂铂虽然展现出惊人的催化效率,然而它的价格严重制约了其工业化进程。因此设计价格相对低廉,又高效催化阴极析氢催化剂显得格外重要。二氧化碳气体,被认为是造成地球环境温度升高的主要因素,被称为是温室气体。由于二氧化碳分子本身对称结构以及极高的碳氧键键能,在没有催化剂条件下直接活化二氧化碳分子是极为不易的事。最近,通过电化学还原二氧化碳合成有用的小分子被认为是可行的方法之一。该方法一方面可以消除空气中的二氧化碳,同时也进一步将二氧化碳回收重新利用。然而,作为在水相电还原上,析氢反应往往是其最大的竞争反应,会很大程度上降低二氧化碳电还原效率。因此设计高效,高选择性二氧化碳电还原阴极催化剂是整个催化中关键的步骤。在此,本文的主要内容包括合成了高活性钌钴团簇,钌以及镍单原子催化剂,该叁类催化剂在合成氨,电化学析氢以及电化学二氧化碳还原上表现出优异的性能。1.RuCo团簇催化剂在合成氨以及氨分解制氢催化中的应用。由于自身单个原子倾向于聚集以及重新排列最终形成热力学稳定的纳米颗粒。因此,精确控制亚纳米结构例如团簇具有极大地挑战性。想要实现在原子尺度上调制的亚纳米基催化剂的制备,在这其中主要考虑的因素是避免原子的过度生长和迁移。在此,我们利用了一种在沸石咪唑MOF的辅助下制备了一系列封装于多孔碳中钌基团簇催化剂。该限域策略类似于分子筛,即利用具有确定结构的叁原子羰基钌小分子团簇作为前驱体,在原位合成MOF时候引入引入进其孔腔内,同时由于羰基钌分子本身的配位饱和性,使得原位合成的MOF的骨架的完整性得以保持。在随后的惰性气氛下高温退火形成钌团簇物种,如果进一步的在MOF的框架中引入钴节点,则其原位与钴节点键合形成双金属钌钴团簇。之后,我们将合成的钌基催化剂用于氨分解的催化中。相对于钌钴纳米颗粒,钌颗粒以及钌团簇,钌钴团簇表现出显着的氨分解催化活性。在798,823以及848 K温度下,该钌钴团簇催化剂的TOF高达4600,7070和10750。由于氨分解反应是合成氨的逆反应,因此对于有着很高活性的氨分解催化剂也可能有很好的合成氨活性。在随后的低温合成氨性能测试中,钌钴团簇在碱促进下,其合成氨的速率高达40.2 umolNH3h-1 mgRu-1。2.Ru单原子负载于氮化磷载体催化剂以及其在酸性下析氢电催化中的应用。载体在催化上起的作用远远不止于提供大的比表面积,更重要的是能调控金属活性位点局部的几何和电子结构。在单原子催化剂上,载体效应则体现的更为显着。于此,我们利用了一种无定形非碳氮化磷纳米管载体作为稳定单原子金属位点的新型底物材料,通过钌原子的d轨道和氮化磷骨架中氮的孤对电子之间的相互作用,钌原子可以很好地被锚定在氮化磷载体上。更为重要的是,我们发现该催化剂可以作为一种优秀的电催化剂用于酸性析氢反应中,在电流密度为10 mA/cm2下,所需要的过电位仅为24mV,塔菲尔斜率为38mV/dec,该单原子催化性展现的性能几乎跟商业铂碳接近。而且,在随后的i-t模式下,在大电流160 mA/cm2能稳定超过24小时。在CV循环伏安法扫描模式下,该单原子催化剂能稳定超过5000圈。此外,该单原子催化剂展现了很高的TOF值,在过电压为25以及50 mV时候的单个活性位点产氢速率达到1.67和4.29 H2 s-1,优于大部分报道的酸性析氢催化剂的性能。密度泛函理论计算进一步证明了在氮化磷载体上的钌单原子吸附H*的吉布斯自由能相比于在其他载体上比如活性炭,氮化碳上更加接近于铂。3.表面富集的Ni单原子的催化剂在二氧化碳电还原中的应用。对于理想的非均相催化剂来说,载体上含有高度分散的活性物质以及足够的可接触表面以避免传质问题是两项基本的要求。因此,通过选取多孔载体不仅可以稳定反应位点,而且可以保证反应物和产物的快速吸附和解吸。最近,单原子催化剂由于其CO2电还原性能和原子经济性而引起了人们的关注。然而,大多数单原子催化剂的合成方法都是基于自下而上的策略,其中金属离子吸附在含有缺陷的基质上,然后在整个载体中还原形成单个原子。基于这种自下而上的方法,多孔载体不能将大多数原子金属物质限制在表面,因为其难以避免金属在载体基质内迁移,使得单金属位点是在整个基质内而不是在表面上均匀分布,并导致大量传质问题以及催化过程的失活。因此,寻找一种合适的合成方法,使得单原子金属能够尽可能分布在载体表面是至关重要。我们提出一种自上而下合成单原子催化剂的策略,镍颗粒在载体的表面通过原位热扩散的方法,实现了镍原子可以均匀分布于载体氮碳的表面。在具有丰富缺陷的氮掺杂碳的辅助下,上述合成工艺不仅可将纳米颗粒转化为单原子,而且还产生许多孔隙以促进溶解的CO2和单一镍位点的接触。CO2电还原测试表明,富含镍单原子的表面比负载的镍纳米颗粒以及其他同类催化剂具有更好的性能。在电位相对于RHE为-1.0 V时,其法拉第效率以及反应的TOF分别高达88%以及47805 h-1,远远超过镍单原子分布在整个载体上的性能。其超高的单个原子活性进一步的证实了我们提出表面富集策略的优越性。总之,通过以上的实验结果,我们系统的探索了钌基团簇,单原子以及镍基催化剂在合成氨,电化学析氢和二氧化碳电还原上的应用。这些结果显示出单原子,团簇这样亚纳米结构在催化上具有广阔的应用前景,为后续工业化进展迈出重要的一步。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-01）
本刊编辑部[4]（2019）在《原子团簇吸附/掺杂转角双层石墨烯的量子反常霍尔效应实验研究》一文中研究指出我校物理电子工程学院孙海斌博士2018年获批国家自然科学基金面上项目:原子团簇吸附/掺杂转角双层石墨烯的量子反常霍尔效应实验研究,项目编号:11874317.量子反常霍尔效应是当前凝聚态物理和材料物理领域的一大研究热点,它不依赖于强磁场而由材料本身的自发磁化产生,能够极大地克服摩尔定律的极限,(本文来源于《信阳师范学院学报(自然科学版)》期刊2019年02期）
付露露[5]（2018）在《磁性超原子团簇低维自组装与学生物理思维培养探索》一文中研究指出当前我国基础教育的教学观已从传统的重视知识传授转变为重视学生学习能力的培养。物理学作为自然科学的一门基础学科,对其他理工科的学习有着重要的作用,因此培养学生物理思维能力对提高学生的科学素养是至关重要的。本论文研究内容主要如下:1.为了研究如何培养学生的物理思维能力,本文首先演示了以磁性超原子为构建单元利用自组装和表面支撑组装方法构建一类二维铁磁材料的过程,再以磁性超原子类比为一个具有个性特色学生个体,而构建的新型二维铁磁材料可类比为一个具有活力的集体,受磁性超原子从单体磁性到组装材料磁性的效应启发,我们体会到在教学过程中可以利用班级集体的协调效应和目标效应,发挥学生个性特色,去培养学生物理思维能力。2.利用自旋极化密度泛函理论(DFT)方法,首先系统研究了MnSr_9超原子的低维自组装结构的几何、电子结构和磁性质,然后进一步研究了VLi_8超原子在石墨烯表面的电子结构和磁性质。得出如下结论:(1)通过DFT,第一性原理分子动力学和蒙特卡罗模拟方法系统地研究了MnSr_9超原子自组装的叁种不同二维(2D)结构(正方形,叁角形和六边形)的稳定性、磁性和电子特性。结果表明我们组装的叁个2D团簇片在室温下都是具有热力学稳定的本征铁磁材料,其中六角蜂窝结构具有接近室温的居里温度(Tc~273K)。(2)利用VLi_8超原子吸附在石墨烯表面构建了两种磁性增强的2D铁磁薄膜。文中考虑了VLi_8超原子与石墨烯表面接触的四种典型构型。结果表明,无论吸附构型如何,VLi_8超原子在石墨烯表面上均能保持其结构稳定性,与孤立VLi_8超原子(5μ_B)相比有一个增强的磁性(约6μ_B/cell)。并且Vli8超原子之间有非常强的铁磁耦合。(本文来源于《西北大学》期刊2018-12-01）
谭媛,刘华,刘晓艳,王爱琴,刘昌俊[6]（2018）在《常压低温等离子体有效去除催化CO氧化的金原子团簇的保护剂（英文）》一文中研究指出采用介质阻挡放电等离子体技术可以在低温、常压下实现对纳米金催化剂中保护基团的有效去除.本文通过对不同保护基团(聚乙烯吡咯烷酮和半胱氨酸)保护的金催化剂进行等离子体预处理,发现采用该技术能有效去除载体中的层间阴离子,还可能将金原子与保护基团之间的化学键打断.通过X射线粉末衍射对等离子体处理后的样品和未经处理的样品进行表征,发现经等离子体处理后的样品,载体从水滑石结构变为复合氧化物结构,这说明等离子体处理可将载体中的羟基和羰基除去,从而引起载体结构变化.热重分析结果显示,经等离子体处理后的样品失重量(19%-23%)与未处理样品的失重量(31%)相比差10%左右,这说明采用该方法可以在一定程度上去除纳米金表面保护基团和载体的层间阴离子.用紫外-可见光谱和高角环形暗场像-扫描透射电子显微镜对催化剂中金颗粒的尺寸分布和平均粒径进行分析,发现金颗粒在等离子体处理过后其粒径没有发生严重聚集,平均粒径由未处理时的1.4-1.7 nm轻微长大至2.4-3.7 nm.以含硫醇化合物(半胱氨酸)保护的金原子团簇催化剂为例考察了等离子体不同处理时间的影响,发现随着处理时间从25 min延长至150 min,样品的颜色从浅紫色变为暗紫色.结合XRD和TGA等结果可知,随着处理时间的延长,催化剂中保护基团的去除度逐渐提高.CO氧化反应活性评价结果显示,与未经处理的样品相比,经等离子体处理后的样品催化CO氧化反应活性有明显提高,且随预处理时间延长,活性有提高的趋势.动力学测试结果表明,经等离子体处理后的样品催化CO氧化的表观活化能低至1.2-2.9 k J/mol,接近于文献中报道的Au/TiO_2催化剂.这说明作为一种催化剂处理方法,介质阻挡放电等离子体技术可以有效去除催化剂中的保护剂,且因其处理条件相对温和,可在一定程度上保持金颗粒尺寸的稳定,这对于控制合成负载型小尺寸的金催化剂具有重要意义.(本文来源于《催化学报》期刊2018年05期）
樊白[7]（2018）在《过渡金属混合原子团簇的结构、偏析效应和磁性的理论研究》一文中研究指出双金属团簇因其独特的光学、磁性和催化等性质,而具有潜在的应用价值。双金属团簇的性质与团簇的结构和化学组分有着密切的关系。由于原子间相互作用强度的不同,对双金属团簇的稳定结构的形貌影响很大,目前的理论研究已经发现,Co-Cu团簇系统中出现明显的偏析效应,而Ag-Pt团簇系统中Ag和Pt原子在团簇表面具有较大混合程度时,团簇更稳定。为了更清晰的理解双金属团簇的结构形貌和团簇稳定性之间关系,则需要检索研究更多的异构体。由于双金属团簇的结构复杂性,全局搜索双金属团簇的异构体一直是团簇物理学科寻求解决的研究内容。由于双金属往往具有大量的异构体,尤其是具有相同的几何结构情况下,很多异构体之间的能量差异往往很小,因此在分子动力学模拟过程中实现团簇系统的快速高度收敛是十分必要的。此外,随着团簇尺寸的增加,合金团簇的稳定结构往往呈现明显的核壳特征。理论上往往采用基于经验势函数的分子力学模或遗传算法等方法检索稳定的核壳结构。但是随着团簇尺寸的增加,计算量也随之增加,进而影响计算效率。如何快速而高效地搜索到稳定的核壳结构团簇也是一个需要解决的研究内容。本文,在计算方法上,我们提出了固定结构双金属团簇的全局快速检索方法。我们还发展了核壳结构团簇的高效计算方法。利用新的计算方法并结合第一性原理计算,我们分别研究了二十面体PdxAg13-a(x-0-13)和CuxAg13-x(x=0-13)团簇的结构,磁性以及偏析效应等性质。我们还研究了叁层核壳结构的B@Fe8@Mg10和B@Mn8@Mg10团簇的结构和磁性,并计算了以其为结构单元的纳米链的磁矩,主要内容如下:我们提出了一个修正的Velocity-Verlet算法,实现了团簇结构的快速高度收敛的分子动力学模拟计算。在此基础上,我们发展了一个针对固定结构的双金属团簇异构体检索方法。进一步利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,我们研究了二十面体的PdxAg13.x(X = 0-13)团簇。经过DFT优化,这些团簇都保持良好的二十面体,其原因是由于Pd和Ag原子间很强的s-d杂化效应。当Pd原子处于团簇中心的时候,团簇更稳定。当团簇表面的Pd和Ag原子的混合程度越大,团簇越稳定。我们发现当X = 5时,PdxAg13-x团簇的磁矩淬灭。当0≤x≤5,随着X逐渐增加,磁矩从5μB线性减小到0。当5≤x≤13,随着X逐渐增加,磁矩从0线性增加到13μB冲。通过计算PDOS,我们发现当0≤x≤5,团簇的磁矩主要来自Ag原子的s电子,当5≤x≤13,团簇的磁矩主要来自Pd原子的d电子。利用修正的Velocity-Verlet算法和固定结构的双金属团簇异构体检索方法,我们还研究二十面体的CuxAg13-x(X = 0-13)团簇。经过DFT优化后,绝大多数的Cu-Ag团簇均保持良好的二十面体结构。对于二十面体Cu-Ag团簇,当Cu占中心时,并且偏析程度越高的团簇越稳定。很强的Cu-Cu相互作用,导致二十面体的CuxAg13-x团簇因中心原子不同而出现一个明显的结合能之差。通过计算偏析程度最高的二十面体CuxAg13-x团簇的HOMO-LUMO能隙(最高占据轨道与最低未占据轨道能量之差),发现团簇的能隙随着Cu含量的变化出现较大的变化,并与团簇的平均键长和键比例密切相关。在所有计算的Cu-Ag团簇中,我们发现当Cu原子具有最大聚集程度的Cu7Ag6团簇具有最大能隙。我们提出了逐个微位移压缩膨胀模型,并在此基础上,发展了快速高效的核壳结构团簇的计算方法。这种计算方法不依赖于初始团簇结构,并且实现了上百个原子的大尺寸核壳团簇结构的快速计算。由于只有压缩膨胀两种操作,其简洁性使得计算过程的设计可以更加灵活多变,从而更加丰富了计算结果。通过对大量己知稳定团簇结构的快速计算,我们发现稳定核壳结构团簇中的外部原子往往是在核团簇势场下的最优排列。利用该计算方法,我们计算得到了一个新的叁层核壳结构A@B8@C10团簇,并计算了 B@Fe8@Mg10 B@Mn8@Mg10的结构和磁性,发现最稳定结构中的磁性为:中间层的Fe/Mn原子磁矩轴向平行,而内层B原子和外层Mg原子的磁矩方向与Fe/Mn磁矩方向相反。B@Fe8@Mg10的总磁矩为17μB,Fe原子的局域磁矩为2.1～2.44μB,B@Mn8@Mg10的总磁矩为23μB,局域磁矩为2.689～3.028μB。以A@B8@C10团簇为单元,我们设计并研究了 Fe/Mn磁矩轴向平行的Mg2BN-1(Fe4Mg4)N和Mg2BN-1(Mn4Mg4)N(N = 2-8)纳米链。经过DFT计算后,发现两个纳米链均保持良好的结构对称性,而且总磁矩随着单元数目近乎线性增加。(本文来源于《南京大学》期刊2018-05-01）
蔡引江,程龙玖[8]（2017）在《原子团簇转变拓扑图的表征》一文中研究指出原子团簇是由一定数目原子相互作用形成的稳态聚集体。原子团簇的数目和结构直接影响其物理性质和化学性质。对原子团簇结构和性质的研究以及预测不同数目下团簇的全局最优结构是各科研究领域中的热点,反映原子团簇能量信息的势能图更是理解一些分子现象的重要关键~([1])。本文在同一方法下,通过对相同原子数目下不同结构团簇间转变的路径的表征,来具体化出原子团簇的势能图。此外,由团簇间转变拓扑图可以得出各结构间转变的最易转变路径,从而有望根据已有的最优结构信息预测出较大数目下的团簇最优结构或者其结构类型范围。对于38原子团簇,我们采用Funnel hopping~([2])方法来进行优化。在优化过程中保留每次优化的前五个优解,如此迭代至优化完成。通过记录下的每条优化路径信息我们可以得到此次优化中出现的各结构间的大致拓扑结构,并用其绘制出拓扑路径图,图1即为38原子团簇优化的拓扑路径图。图中各圆表示优化过程中出现的一种结构,叁角表示优化时的一系列结构。由图1中的局部最优解和全局最优解间的转变拓扑路径可以看出,全局最优解作为一支较孤立分支验证了其结构较难找到的计算结果。同时,在局部最优解之间存在着复杂的拓扑路径,并且其中有着特征较为突出的拓扑节点。这些节点作为各局部最优解间转换路径中的能量最高点连接着大量的拓扑路径,其对于团簇结构间的转变有着指向性的作用。(本文来源于《中国化学会第14届全国计算(机)化学学术会议暨分子模拟国际论坛会议手册》期刊2017-11-17）
杨仕清[9]（2017）在《氢原子团簇与金属氢形成的芶氏理论的创新与实践及启示》一文中研究指出1前言今年4月14日是我们最崇敬的导师、我国着名物理学家和教育家芶清泉先生诞辰100周年纪念日.我从1987年考入芶先生所创建的成都科技大学高温高压与原子分子物理科学所硕士研究生以来,至今已达30周年.芶先生亲自给我们研究生讲授量子力学2(也就是量子矩阵力学)、原子结构的变分计算及有幸多次聆听芶先生重要学术讲座.我1990年攻读博士学位期间,他亲自指导我从事(本文来源于《原子与分子物理学报》期刊2017年02期）
文玉史[10]（2017）在《热与冲击波作用下典型炸药原子团簇演化过程研究》一文中研究指出原子团簇在自然界及人类实践活动中广泛存在,涉及燃烧、爆炸、催化、凝聚态成核、生长等过程和现象。在含能材料领域,某些炸药的燃烧及爆炸产物里含有较多的富碳原子团簇,它们的演化过程和机理对理解炸药爆轰成长过程、评估炸药爆轰、安全性能有重要意义。目前,炸药原子团簇的演化细节及其对反应区结构的影响机制尚不清楚。炸药爆炸具有高温高压及反应瞬时性,导致团簇演化信息很难通过实验获得。为此,本文采用基于反应力场的分子动力学模拟方法,对炸药反应过程中原子团簇的演化进行了研究,全文主要包括以下四个部分内容。第一部分为方法研究。在研究方法上,通过调研、摸索和对比,选择了 ReaxFF力场作为描述原子间相互作用的势函数,确定了热与冲击波的加载方法及其关键参数,建立了相关计算模型。在模型前处理及数据后处理方面开展了大量相关程序代码的编写或改写工作。第二部分为热加载下的团簇演化研究。为获得化学组份及温度对团簇演化的影响规律,分别对TATB、HMX、PETN叁种典型炸药在2000K,2500K和3000K恒温条件下的原子团簇演化过程进行了研究。结果显示,团簇的产生速度、团簇数量、团簇尺寸、团簇寿命和团簇在整个体系中的质量占比都是以TATB、HMX、PETN的顺序依次降低的。叁种炸药团簇演化情况的差异可以部分归因于炸药的氧平衡、分子间的碰撞概率、炸药密度和分子稳定性的不同。为获得加热条件对团簇演化的影响规律,研究了 TATB在程序升温,恒温加热和绝热加热叁种条件下团簇演化的规律。结果表明,温度和加热持续时间强烈地影响团簇的演化过程,其本质原因在于,团簇的产生和持续存在是分子间碰撞与分子分解两种彼此竞争的因素相互平衡的结果,过高或过低的温度都不利于团簇的形成。为获得炸药爆炸后期富碳团簇的演化情况,提出了一种针对复杂反应的顺序分子动力学模拟策略,利用该策略,通过加热、膨胀和冷却的顺序开展模拟,重现了 TATB爆炸后原子团簇充分扩散演化的过程,获得了 TATB石墨化的过程机理:TATB分解,原子聚集形成团簇,团簇结构调整形成碳层结构,碳层结构逐步生长、堆迭形成最终的石墨。第叁部分为冲击波加载下的团簇演化研究。冲击波具有方向性,为研究冲击波加载下团簇的演化,对TATB沿X(a轴)和Z(c轴)两个不同晶向开展了加载模拟研究。结果显示,相同速度冲击波加载下沿X方向加载时体系的温度、应力、体积压缩率、TATB分解速率、TATB多聚体产生的数量、团簇产生速率和团簇占比总体上明显高于Z方向。沿X方向加载时TATB的冲击波感度明显高于沿Z方向加载时TATB的冲击波感度。方向相关的可压缩性引起的温度上升差异是导致TATB晶体冲击波感度各向异性的重要原因。为研究晶体缺陷对团簇演化过程及冲击波感度的影响,对含孪晶HMX晶体和理想HMX晶体开展了冲击波加载模拟研究。结果表明,孪晶比理想晶体更容易产生团簇,对同种炸药而言,越容易产生团簇的状态也是越容易发生反应的状态。不论是对于孪晶还是理想晶体,冲击波速度越高体系产生的团簇越大。大部分团簇随着时间的推移逐渐分解,只有演化出稳定结构的团簇(比如石墨)才会成为最终产物。相同速度冲击波加载下孪晶体系的温度、分解速率和团簇产生速率总体上明显高于理想晶体,说明孪晶比理想晶体拥有更高的冲击波感度。在孪晶体系内,在冲击波加载初期围绕孪晶面存在一个温度梯度,孪晶面温度最高,意味着孪晶面容易形成热点,其根本原因在于孪晶面及其附近的原子具有更大的自由体积,这些原子更容易被加速到更高的振动速度从而发生断键,形成热点源,这也解释了为什么孪晶HMX晶体比理想HMX晶体拥有更高的冲击波感度。第四部分为团簇演化过程的应用研究。将本文获得的多种炸药在不同高温或不同冲击波作用下的主要初始反应及其频率、反应产物种类和分布、体系的温度和压力、团簇演化及能量释放速率等信息用于描述对应炸药的分解反应细节,用于刻画相应炸药反应区的精细结构,用于预估炸药安全性能及能量水平。用团簇演化过程解释了炸药反应区宽度排序,以TNT、HMX及CL-20为研究对象,对比了叁种炸药的团簇演化情况,推导出叁种炸药的反应区宽度排序,结果和试验值一致,都为TNT>>HMX>CL-20。使用本文研究含孪晶HMX的思路和方法研究了位错对RDX感度的影响。针对RDX来说其主要的晶体缺陷是刃型位错和螺旋型位错,含刃型位错晶体的感度明显高于含螺旋型位错晶体和理想晶体的感度。主要是因为刃型位错同螺旋型位错和理想晶体相比具有更大的自由体积。同时研究还发现,冲击下含位错缺陷RDX晶体更容易产生团簇。使用反应产物及团簇分析方法,研究了石墨烯团簇在硝基甲烷高温分解中的催化机理,发现石墨烯团簇的自功能化对其催化活性有重要贡献,功能基团和硝基甲烷之间的原子交换是石墨烯团簇出现催化活性的根本原因;研究了基于苯燃烧的有毒团簇的形成过程,发现苯高温裂解比苯燃烧产生的团簇更大;研究了高温反应性碳气体的降温演化过程,发现在特定温度下出现单壁碳纳米管的生长过程,并获得了相应生长机理。本文的研究思路和方法对研究炸药在热和冲击波刺激下的响应、对评估炸药的安全性能和能量水平、对研究炸药结构和性能各向异性之间的关系以及对探索各种晶体缺陷在外界刺激下对炸药感度的影响程度具有积极的借鉴和指导作用。(本文来源于《中国工程物理研究院》期刊2017-04-01）
原子团簇论文开题报告
（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：
通过显微硬度、透射电镜和叁维原子探针表征测试手段,研究了Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响。结果表明,经100℃/3 h预时效处理后,含Zn和不含Zn合金中均形成了Mg-Si原子团簇。然而,与不含Zn的合金相比,含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,表明Zn添加促进了Mg-Si原子团簇的形成。经185℃/25 min烤漆处理后,2个合金在预时效过程中形成的Mg-Si原子团簇转变为具有明显增强效果的β″相,对应的烤漆增量也明显增加。由于预时效后的含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,这为烤漆过程中β″的形成提供了更多的形核核心。因此,含Zn合金β″相的尺寸更小,分布更致密,相对应的烤漆硬化响应速率也得以增强。
（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。
原子团簇论文参考文献
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