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扫描隧道显微镜针尖调制的薄膜表面的原子扩散

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物理学报 2011年第11期60卷 510-514页

作者：黄仁忠刘柳杨文静沈阳师范大学物理科学与技术学院沈阳110034 德国马克思-普朗克微结构物理研究所哈勒d06120

采用原子尺度的模拟方法,探讨了在零偏压下扫描隧道显微镜(STM)针尖调制的金属表面岛上原子运动及岛边的层间质量输运.研究结果显示STM的移动对岛上及岛边的原子扩散有重要的影响.针尖与吸附原子的交互作用及岛和基体中强的形状变化影... 详细信息

采用原子尺度的模拟方法,探讨了在零偏压下扫描隧道显微镜(STM)针尖调制的金属表面岛上原子运动及岛边的层间质量输运.研究结果显示STM的移动对岛上及岛边的原子扩散有重要的影响.针尖与吸附原子的交互作用及岛和基体中强的形状变化影响了岛上吸附原子的跳跃扩散及岛边的跳下扩散和交换扩散过程.研究发现,通过调节针尖与基体的垂直距离及针尖与吸附原子的水平距离,可以降低岛上吸附原子的跳跃扩散能垒及岛边的跳下扩散和交换扩散能垒,从而实现薄膜由三维生长模式向二维生长模式的转变.

关键词：扫描隧道显微镜原子运动质量输运

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可变旋翼式热量表的研制

西安交通大学学报 2002年第1期36卷 62-65页

作者：杨冠军黄仁忠韩峰李长久西安交通大学机械工程学院西安710049

突破了传统热量表的复杂结构 ,研制出了一种新型热量表 ,在现有热水表的基础上 ,对其旋翼进行了材料、结构的再设计和改造 ,使流量计实现了热量计量功能 .选用 5J11型双金属片改造旋翼式热水表 ,试制成功了热量表的样表 ,并以热水为热... 详细信息

突破了传统热量表的复杂结构 ,研制出了一种新型热量表 ,在现有热水表的基础上 ,对其旋翼进行了材料、结构的再设计和改造 ,使流量计实现了热量计量功能 .选用 5J11型双金属片改造旋翼式热水表 ,试制成功了热量表的样表 ,并以热水为热媒对其计量精度进行了初步测试 .测试结果表明 ,在 4 0～ 80℃的区间内 ,热量表的计量精度在± 5 %以内 .可变旋翼式热量表与其他热计量装置相比 ,结构大为简化 ,并具有突出的价格优势 ,适合国内推广应用 .

关键词：可变旋翼式热量表节能供热热计量结构设计集中供暖热水表计量原理

Co和Ni过量影响Co_(2)NiGa合金晶体结构及相稳定性的第一性原理研究

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物理学报 2023年第15期72卷 192-203页

作者：周金萍李春梅姜博黄仁忠沈阳师范大学物理科学与技术学院沈阳110034

采用精确的Muffin-Tin轨道结合相干势近似方法,系统计算研究了0 K下Co和Ni过量对Co_(2+x)Ni1–xGa,Co_(2+x)NiGa_(1-x),Co_(2)-xNi_(1+x)Ga和Co_(2)Ni_(1+x)Ga_(1–x)(0≤x≤0.4)合金晶体结构及原子占位、马氏体相变、磁矩和弹性常数的影响规律及其物理机理.研究结果表明:绝大多数合金奥氏体相均具有XA稳定结构,且过量Co和Ni原子均占据在不足原子位置,仅当Ni取代Ga时其处于反常占位;随x的增加,仅有两组Ga不足合金的L10相对于XA的电子总能逐渐降低,前者四方剪切弹性常数逐渐增加,而后者其则逐渐减小,在能量和力学上Co和Ni取代Ga均促进了马氏体相变的发生,并有望提高马氏体相变温度;各合金XA和L10相总磁矩(μtot)主要源于Co原子的贡献,Ni原子仅贡献较小部分,且两相μtot在四组合金中随x变化关系相同,在同一组分下,它们相差不超过约0.32μB;电子结构计算分析表明,相对于XA相而言,L10-Co_(2)NiGa合金的稳定性主要源于Co和Ni原子在费米能级附近自旋向下的电子态密度分布,即归结于Jahn-Teller效应.上述结果有望为实验上Co_(2)NiGa基三元合金结构与性能的优化设计提供理论参考.

关键词：第一性原理计算原子占位相稳定性 Co2NiGa 合金

氟和钛共同掺杂对NaMgH_3放氢性能的影响

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稀有金属材料与工程 2010年第10期39卷 1723-1726页

作者：李雪黄仁忠牛雪莲邓玉福沈阳师范大学辽宁沈阳110034

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,探讨Ti阳离子与F阴离子共同掺杂对氢化物NaMgH3放氢性能影响的内在机制。在F阴离子掺杂替代氢化物中的部分氢提高体系放氢性能的基础上,用Ti取代Na4Mg4H11F中的部分Na。电子结构分析... 详细信息

采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势(PW-PP)方法,探讨Ti阳离子与F阴离子共同掺杂对氢化物NaMgH3放氢性能影响的内在机制。在F阴离子掺杂替代氢化物中的部分氢提高体系放氢性能的基础上,用Ti取代Na4Mg4H11F中的部分Na。电子结构分析显示,F和Ti共掺杂后,氢的1s能级与Ti的3d能级强的交互作用导致原来靠近费米能级的氢的能级分为两部分:一部分左移远离费米能级;另一部分右移恰好跨越费米能级。同没有掺杂的NaMgH3相比,氢在氢化物中的稳定性降低,有利于氢化物的放氢。

关键词：阴离子掺杂放氢性能氢化物费米能级密度泛函理论子结构分析平面波赝势性能影响内在机制交互作用阳离子稳定性共掺杂体系取代跨越基础方法 DFT

锂离子电池纳米硅基负极的制备及电化学性能研究

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锂离子电池纳米硅基负极的制备及电化学性能研究

作者：黄仁忠湖北工业大学

学位级别：硕士

锂离子电池作为目前最具代表性的电化学储能装置,广泛应用于便携式电子设备和电动汽车。因此,开发高能量密度、高循环性和低成本的先进锂离子电池以满足日益增长的需求则显得至关重要。硅具有超高的理论比容量(4200mAh/g)和丰富的原料... 详细信息

锂离子电池作为目前最具代表性的电化学储能装置,广泛应用于便携式电子设备和电动汽车。因此,开发高能量密度、高循环性和低成本的先进锂离子电池以满足日益增长的需求则显得至关重要。硅具有超高的理论比容量(4200mAh/g)和丰富的原料储备一直被认为是最有前景的负极材料之一。然而,硅基负极材料由于其相当低的离子扩散系数,较差的导电性,尤其在充放电循环过程中因锂离子的嵌入和脱出伴随的巨大体积膨胀(≈400%)而阻碍了其应用。同时,剧烈的体积效应产生的应力会使得材料逐渐粉化,导致集流体与活性材料之间的导电网络遭到严重破坏,造成结构坍塌。此外,体积膨胀效应致使硅在电解液中难以形成稳定的SEI膜,最终造成了电池的循环寿命、容量保持率低等不足。为了解决这些问题,本论文围绕缓解硅的体积效应、提高其电导率两个方面开发了两种硅基复合材料。首先设计聚苯胺(PANI)以共价键的形式连接包覆于纳米硅表面的复合材料(Si-NH@PANI)。通过APTES的修饰作用在纳米硅表面嫁接氨基基团,随后通过原位的化学氧化聚合,形成高电导率的聚苯胺壳层。电化学测试表明,Si-NH@PANI复合材料的初始放电比容量高达2135 mAh/g,在0.1 A/g的电流密度下经过100次充放电循环后可逆比容量保持在848 mAh/g。纳米硅表面修饰氨基基团后一方面可以改善碳层聚苯胺壳的均匀性;另一方面,以共价键的方式在硅表面连接PANI可维持复合材料结构的完整性。硅和PANI之间的共价键可将聚苯胺紧密地固定在纳米硅颗粒上,使得聚苯胺能够更加有效地抑制硅在脱/嵌锂离子过程中的体积效应,同时也避免了其从硅表面的脱落。电化学阻抗证实该PANI层能促进电子和锂离子的传输。其次,开发了一种碳层中氮元素掺杂水平可调的Si@void@C复合材料的合成方法。首先采用St?ber法在硅与碳之间引入可牺牲的二氧化硅模板作为空隙层,再以苯胺(An)与邻苯二胺(OPD)的共聚物作为碳源和氮源得到氮掺杂的碳壳保护层。电化学测试表明,通过调控空隙层以及碳层的合成条件有效地提高了材料的循环性能。此外,通过调节单体苯胺与邻苯二胺的相对浓度,实现氮元素掺杂量可调,也进一步提高了材料的电化学性能。空隙层的引入可以使硅在脱/嵌锂离子过程中自由膨胀/收缩而避免外层碳壳的破坏,而外层碳壳可以作为保护层避免内层硅核暴露在电解液中。最重要的是,碳层的氮掺杂提高了材料导电性,此外氮元素周围能够造成缺陷,这些缺陷能够为材料提供额外的储锂能力。

关键词：锂离子电池硅聚苯胺聚邻苯二胺

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汽车自适应照明系统开发

汽车自适应照明系统开发

作者：黄仁忠大连理工大学

学位级别：硕士

传统的汽车照明系统主要由前照灯系统,信号照明系统,车内照明系统三大部分组成。随着科技的进步,传统照明系统也经历了长足的发展,但是实际的使用中,传统的前照灯系统依然存在着诸多问题,在面对复杂的道路条件和行车状况时,交通安全仍... 详细信息

传统的汽车照明系统主要由前照灯系统,信号照明系统,车内照明系统三大部分组成。随着科技的进步,传统照明系统也经历了长足的发展,但是实际的使用中,传统的前照灯系统依然存在着诸多问题,在面对复杂的道路条件和行车状况时,交通安全仍然存在巨大的隐患。因此,如何使传统汽车照明智能化,驾车更安全,更舒适就成为一个十分紧迫而又有重大现实意义的课题。通过对现有汽车智能照明方案的分析,本课题提出了一种能够实现恶劣天气照明、弯道随动转向、车身纵倾调光、故障诊断四大主要功能的汽车自适应照明方案。与各大汽车厂商的方案相比,本系统集成了更多的智能照明设计,功能更为全面。而且本方案是基于AT89S51单片机开发的低成本、低功耗系统,性价比更为出色。本文首先介绍了汽车自适应照明系统ALS(Adaptive Lighting System)的产生、发展和应用状况,分析了ALS的组成、功能和工作原理,在详细分析了系统功能需求的基础上设计了基于AT89S51单片机的汽车自适应照明系统。该系统包括数据采集处理、电机总成、故障诊断和传感器等模块。在文章的硬件部分,详细设计了ALS主控制器及外围电路、电源模块、执行器模块、传感器模块、电机驱动电路以及故障检测电路。在软件部分,设计了系统软件的整体流程,算法程序等软件模块,实现了一个完整的整车照明系统。通过最后的系统调试,保证了车辆在各种状态下总能为驾驶员提供最佳照明,并能够及时发现整车车灯的各种故障,表明了本设计方案的可行性和正确性。在论文的最后,对研究工作进行了总结,提出了诸多尚待解决的问题,为今后系统的进一步完善提出了参考意见。

关键词：智能照明 ALS 电机总成故障诊断

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外力作用下反馈耦合布朗棘轮的定向输运

物理学报 2013年第7期62卷 55-60页

作者：王莉芳高天附黄仁忠郑玉祥沈阳师范大学物理科学与技术学院沈阳110034 复旦大学光科学与工程系上海200433

本文研究了处于外力作用下双阱棘轮势中两个反馈耦合布朗粒子的定向输运性能.通过对过阻尼朗之万方程的数值求解,详细讨论了外力、热噪声与势阱的不对称参数等对耦合布朗粒子的平均速度、有效扩散系数及Pe数的影响.研究发现,平均速度随... 详细信息

本文研究了处于外力作用下双阱棘轮势中两个反馈耦合布朗粒子的定向输运性能.通过对过阻尼朗之万方程的数值求解,详细讨论了外力、热噪声与势阱的不对称参数等对耦合布朗粒子的平均速度、有效扩散系数及Pe数的影响.研究发现,平均速度随外力呈周期性的变化规律.同时耦合系统存在最优噪声强度会使定向输运达到最强.值得指出的是棘轮系统可通过改变双阱势的结构来获得较强的定向流.

关键词：耦合布朗棘轮外力双阱棘轮势平均速度

三乙醇胺增敏火焰原子吸收光谱法测定地质样品中的钼

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岩矿测试 2009年第6期28卷 587-589页

作者：黄仁忠环闽矿业有限公司福建福州350008

样品经王水分解,加入适量的三乙醇胺增敏,用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定地质样品中的钼。选择了三乙醇胺的最佳用量;比较了钼在盐酸-磷酸-铝盐、盐酸-三乙醇胺、盐酸-三乙醇胺-磷酸、盐酸-三乙醇胺-磷酸-铝盐等4种不同介质中的特... 详细信息

样品经王水分解,加入适量的三乙醇胺增敏,用空气-乙炔火焰原子吸收光谱法测定地质样品中的钼。选择了三乙醇胺的最佳用量;比较了钼在盐酸-磷酸-铝盐、盐酸-三乙醇胺、盐酸-三乙醇胺-磷酸、盐酸-三乙醇胺-磷酸-铝盐等4种不同介质中的特征浓度。结果表明,在盐酸-三乙醇胺-磷酸-铝盐介质中,钼的质量浓度≤40 mg/L内线性良好,方法检出限为0.2 mg/L,相对标准偏差为5.2%（n=6）,加标回收率为96%-102%。对国家一级标准物质进行测定,结果与标准值相符。

关键词：三乙醇胺火焰原子吸收光谱法钼地质样品

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冷喷涂技术的研究进展与应用

中国表面工程 2020年第4期33卷 16-25页

作者：黄仁忠孙文郭双全谢迎春刘敏广东省科学院新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广州510650 成都航利(集团)实业有限公司成都611730

近年来,冷喷涂技术是一门备受关注的新兴技术,冷喷涂过程中超音速金属粒子以固态形式碰撞基体后产生剧烈的塑性变形从而形成沉积。由于冷喷涂的沉积可以实现连续堆积而逐层增厚,从而使该技术从一种涂层加工技术发展成为一种快速的增材... 详细信息

近年来,冷喷涂技术是一门备受关注的新兴技术,冷喷涂过程中超音速金属粒子以固态形式碰撞基体后产生剧烈的塑性变形从而形成沉积。由于冷喷涂的沉积可以实现连续堆积而逐层增厚,从而使该技术从一种涂层加工技术发展成为一种快速的增材制造技术。经历了30多年的迅猛发展,冷喷涂技术的研究方向正在从基础理论研究转变到应用开发,其中一些应用已经实现工业化量产。文中介绍了冷喷涂的技术及工程化应用特点,展示了典型冷喷涂涂层性能等基础研究以及冷喷涂涂层应用等开发方面的工作,并且重点介绍了冷喷涂技术在航空航天、能源动力、电子电力、增材制造等领域的应用研究方面所取得的一些新进展。

关键词：冷喷涂技术研究进展典型冷喷涂涂层工业化应用