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金属铁中空位团簇演化行为的相场研究

物理学报 2013年第18期62卷 122-131页

作者：梁林云吕广宏北京航空航天大学物理科学与核能工程学院北京100191

构建了一个定量化的相场模型,用于研究金属铁(Fe)中空位团簇的演化行为.基于理想气体自由能函数构造了体系的总能量,并给出了将相场模型中的计算参数与实验数据相结合的方法.此相场模型能够定量描述空位团簇在金属Fe中生长和粗化的过程... 详细信息

构建了一个定量化的相场模型,用于研究金属铁(Fe)中空位团簇的演化行为.基于理想气体自由能函数构造了体系的总能量,并给出了将相场模型中的计算参数与实验数据相结合的方法.此相场模型能够定量描述空位团簇在金属Fe中生长和粗化的过程以及晶界对于空位团簇演化过程的影响.这些结果为进一步研究金属Fe中氢/氦等杂质原子与空位之间的相互作用及其演化行为提供了途径.

关键词：铁空位团簇演化相场方法

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W中H行为的计算模拟研究

金属学报 2018年第2期54卷 301-313页

作者：周洪波李宇浩吕广宏北京航空航天大学物理科学与核能工程学院北京100191

采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法和基于Newton力学的分子动力学方法,对H在W中的溶解、扩散、聚集、形核等行为及H对W性能影响进行系统研究,发现了H在W中占位和聚集的"最佳电子密度"规则,揭示了W中H泡形核的空位捕获机制;发现了... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法和基于Newton力学的分子动力学方法,对H在W中的溶解、扩散、聚集、形核等行为及H对W性能影响进行系统研究,发现了H在W中占位和聚集的"最佳电子密度"规则,揭示了W中H泡形核的空位捕获机制;发现了H聚集诱发的各向异性应变可降低H在W中的溶解能,从而产生H溶解增强效应,藉此提出H泡生长的应变级联机制;提出通过惰性气体/合金化元素掺杂改变W中缺陷处的电子密度,有效阻止H2分子在缺陷处的形成和聚集,从而抑制W中H泡形成的方法。本文对这一系列的工作进行了综述。这些研究成果将为未来聚变堆用W-PFM的设计、制备和应用提供重要参考。

关键词： W H 面对等离子体材料聚变能计算模拟

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钨中氘氦行为的高分辨热脱附谱实验方法研究

原子能科学技术 2018年第6期52卷 1049-1055页

作者：傅青伟程龙王军袁悦吕广宏北京航空航天大学北京100191

氢同位素在材料中的扩散、捕获和滞留等行为可通过热脱附谱实验方法进行研究。为实现对同时含有氘氦的钨材料进行热脱附测量并研究钨中氘氦滞留行为,搭建了1套基于高分辨四极质谱仪的热脱附实验系统HiTDS。HiTDS实现了1.2×10^(-6) Pa... 详细信息

氢同位素在材料中的扩散、捕获和滞留等行为可通过热脱附谱实验方法进行研究。为实现对同时含有氘氦的钨材料进行热脱附测量并研究钨中氘氦滞留行为,搭建了1套基于高分辨四极质谱仪的热脱附实验系统HiTDS。HiTDS实现了1.2×10^(-6) Pa的高本底真空度,速率为1K/s的精确线性升温,最高加热温度达1 423K,能准确测量样品中气体元素的脱附速率和脱附量。通过配备高分辨四极质谱仪,HiTDS可快速分辨氘氦元素并测量其脱附速率。HiTDS经过调谐校准、标定系数标定后,对氘氦等离子体辐照钨样品进行了热脱附测量。测得的氘氦热脱附谱显示,纯氘脱附量与剂量正相关,而氦的引入显著抑制氘滞留并使其趋于饱和。热脱附实验结果与类似辐照条件的其他研究成果基本一致,检验了该实验方法的有效性。

关键词：氘氦热脱附高分辨

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Al晶界的第一性原理拉伸试验

物理学报 2006年第6期55卷 2901-2907页

作者：张颖吕广宏邓胜华王天民北京航空航天大学理学院北京100083

基于密度泛函理论和局域密度近似的第一性原理方法,进行了Al晶界的第一性原理拉伸试验.得到Al晶界的理论拉伸强度为9·5GPa,对应的应变为16%.根据价电荷密度、键长和原子构型随应变的变化,我们证实断裂发生在晶界面,其特征是所有界面键... 详细信息

基于密度泛函理论和局域密度近似的第一性原理方法,进行了Al晶界的第一性原理拉伸试验.得到Al晶界的理论拉伸强度为9·5GPa,对应的应变为16%.根据价电荷密度、键长和原子构型随应变的变化,我们证实断裂发生在晶界面,其特征是所有界面键的断裂.同时还发现在周围原子键的数目减少的情况下,界面重构的Al-Al原子键具有共价键的性质.因此Al晶界依然保持着较高的界面强度.

关键词： Al晶界第一性原理拉伸试验理论拉伸强度

实体动力学蒙特卡罗方法在核材料辐照损伤模拟中的应用

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原子能科学技术 2021年第1期55卷 62-75页

作者：潘卓楠杨章灿周洪波吕广宏华中科技大学湖北武汉430074 北京航空航天大学北京100191

实体动力学蒙特卡罗(OKMC)方法是模拟材料辐照微结构演化的有效工具,能够在保留缺陷空间关联性的前提下处理缺陷的扩散和缺陷之间的相互作用,并且具有足够大的时空尺度,使其模拟结果能够与实验值进行直接对比。本文首先详细地介绍了OKM... 详细信息

实体动力学蒙特卡罗(OKMC)方法是模拟材料辐照微结构演化的有效工具,能够在保留缺陷空间关联性的前提下处理缺陷的扩散和缺陷之间的相互作用,并且具有足够大的时空尺度,使其模拟结果能够与实验值进行直接对比。本文首先详细地介绍了OKMC方法和模型的构建。然后在不同时空尺度下,通过具体实例介绍了OKMC在缺陷阱吸收强度、级联内退火模拟、反应堆压力容器钢的脆化机理研究、杂质对微结构演化作用、空洞阵列模拟等材料辐照模拟方面的应用,并讨论了OKMC方法的优劣和未来发展可能需要解决的问题。结果表明,OKMC方法具备准确、灵活和大时空尺度的特征,可有效地应用于核材料辐照损伤模拟。另外,算法的并行化、如何解决OKMC方法对事件库的依赖从而使其可模拟更加复杂的系统、如何与其他尺度的方法结合是未来OKMC方法发展所需要克服的挑战。

关键词： OKMC 微结构演化模拟核材料多尺度计算机模拟聚变

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热冲击作用下钨钒合金的表面开裂及熔化行为

北京航空航天大学学报 2016年第9期42卷 1999-2007页

作者：丁丹张颖袁悦吕广宏刘翔周张健北京航空航天大学物理科学与核能工程学院北京100083 北京航空航天大学先进核能材料与物理北京市重点实验室北京100083 西南物理研究院成都610041 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

本文研究了机械合金化＋热压（HP）烧结制备的钨钒（W-V）合金在热冲击作用下的表面损伤行为。以合金中钒的质量分数作为变量,探究钒质量分数的变化（1%～10%）对钨钒合金抗热冲击性能的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、纳米... 详细信息

本文研究了机械合金化＋热压（HP）烧结制备的钨钒（W-V）合金在热冲击作用下的表面损伤行为。以合金中钒的质量分数作为变量,探究钒质量分数的变化（1%～10%）对钨钒合金抗热冲击性能的影响。利用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、纳米压痕仪等多种测试方式,分析表征了HP烧结钨钒合金的组织结构特征及其经过热冲击测试后的表面开裂及熔化行为特征。结果表明：在1 800℃、20 MPa的压力条件下保温2 h可以制备出致密度高、合金化程度高的钨钒合金,且随着钒质量分数的增加,合金样品的致密度有所提高;合金样品中钨基体硬度大于富钒相,在高能电子束模拟的国际热核聚变实验堆（ITER）边界局域模（ELMs）热冲击作用下,钨基体对裂纹扩展的阻碍作用明显强于富钒相;随着钒质量分数的升高,合金的开裂阈值和熔化阈值均降低,本文对相关机理进行了讨论。

关键词：热压(HP)烧结钨钒合金热冲击开裂熔化

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我国开展农业LCA研究的对策建议

中国软科学 2003年第5期 7-11页

作者：杨印生盛国辉吕广宏吉林大学生物与农业工程学院吉林长春130025 日本东京大学国际产学共同研究中心

农业LCA作为一种综合地定量评价与分析农业生产或者农业活动全生命周期过程的资源利用与环境负荷或环境影响的手段,对其研究和应用是一项复杂的系统工程,需要国家政府、生产农户、农业研究机构和社会的良性互动。本文从农业可持续发展... 详细信息

农业LCA作为一种综合地定量评价与分析农业生产或者农业活动全生命周期过程的资源利用与环境负荷或环境影响的手段,对其研究和应用是一项复杂的系统工程,需要国家政府、生产农户、农业研究机构和社会的良性互动。本文从农业可持续发展的观点出发,结合国外农业LCA的研究现状,首次概括了农业LCA的定义、阶段步骤以及技术体系;针对我国农业LCA的研究实际,从必要性、可能存在的问题论述了我国开展农业LCA研究的意义以及应该采取的对策。

关键词：中国农业LCA 可持续发展 LCA 技术体系农业生产环境负荷生命周期评价

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第一原理方法在材料科学中的应用

北京工业大学学报 2004年第2期30卷 210-213页

作者：严辉杨巍宋雪梅吕广宏北京工业大学薄膜材料实验室北京100022 犹他大学材料科学与工程系盐湖城ut84112

为了从理论上阐明材料结构与其特性的关系,应用第一原理方法计算材料的电子状态,可以获得材料的特征参数,从而能够表征、预测甚至设计材料的结构与性能.选择密度泛函理论和基于第一原理的赝势方法,计算得到了Al、Si、BN等的晶格常数、... 详细信息

为了从理论上阐明材料结构与其特性的关系,应用第一原理方法计算材料的电子状态,可以获得材料的特征参数,从而能够表征、预测甚至设计材料的结构与性能.选择密度泛函理论和基于第一原理的赝势方法,计算得到了Al、Si、BN等的晶格常数、体弹性模量、电子密度分布和能带结构,并介绍了这些基态物理性质在材料科学中成功应用的典型事例.

关键词：第一原理密度泛函理论赝势材料科学

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半导体量子点形成临界尺寸的定量预测

物理 2006年第6期35卷 447-450页

作者：吕广宏刘锋美国犹他大学材料科学与工程系

半导体量子点是一类具有显著量子效应的零维量子结构,自组的模型系统,表现为Stranski-Krastanov型生长.其特征为,当超过3—4个Ge单原子层(浸润层)时,则由二维层状生长转变为三维岛状生长.Ge/Si量子点是初期形成的与衬底共格无位错的三维... 详细信息

半导体量子点是一类具有显著量子效应的零维量子结构,自组的模型系统,表现为Stranski-Krastanov型生长.其特征为,当超过3—4个Ge单原子层(浸润层)时,则由二维层状生长转变为三维岛状生长.Ge/Si量子点是初期形成的与衬底共格无位错的三维岛,岛表面由{105}晶面组成.文章作者利用第一性原理计算和介观理论模拟相结合的连续式多尺度(sequential multi-scale)方法,第一次对纯Ge和GeSi合金量子点在Si(001)表面的成核临界尺寸进行了定量的理论预测,同时研究了岛边缘的应力不连续对量子点稳定性的影响,实现了对Ge/Si量子点的形成和稳定性定量的理论研究.

关键词： Ge/Si量子点临界尺寸第一性原理连续体计算模型