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铀对α-Al_(2)O_(3)中氢与本征点缺陷相互作用的影响

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原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 123-129页

作者：杨飞龙向鑫胡立张桂凯陈长安中国工程物理研究院材料研究所江油621908

在长期高温服役过程中,铀床的氚渗透泄露问题是聚变堆涉氚系统中需要关注的焦点之一,而一种行之有效的解决思路是在内壁制备阻氚涂层.然而,服役过程中通过热扩散渗入涂层内部的铀可能在阻氚涂层氢行为中起作用,进而影响其服役可靠性.基... 详细信息

在长期高温服役过程中,铀床的氚渗透泄露问题是聚变堆涉氚系统中需要关注的焦点之一,而一种行之有效的解决思路是在内壁制备阻氚涂层.然而,服役过程中通过热扩散渗入涂层内部的铀可能在阻氚涂层氢行为中起作用,进而影响其服役可靠性.基于此,采用第一性原理计算方法,研究了铀对α-Al_(2)O_(3)中氢与本征点缺陷相互作用的影响.结果发现,铀对α-Al_(2)O_(3)中空位型本征点缺陷及氢相关缺陷的存在形式、电荷态及相对稳定性有重要影响.从形成能观点来看,铀对α-Al_(2)O_(3)中空位型本征点缺陷及氢相关缺陷的形成有利,且α-Al_(2)O_(3)中空位型点缺陷对氢的捕陷能力因铀的引入显著增加.研究结果对α-Al_(2)O_(3)基内壁阻氚涂层在氚工艺系统铀床中应用的可靠性评估具有重要的指导意义.

关键词：铀本征点缺陷氢相关缺陷相互作用 α-Al_(2)O_(3)

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极端条件下含能材料的模拟研究思考

高压物理学报 2025年第1期39卷 17-43页

作者：姬广富中国工程物理研究院流体物理研究所冲击波物理与爆轰物理全国重点实验室四川绵阳621999

含能材料在军事、民用和航天等领域具有广泛应用,极端条件下其物理化学性质会发生显著变化。通过模拟研究预测和优化含能材料性能具有重要意义,包括性能预测、优化设计、安全评估、成本效率控制等。为此,综述了极端条件下含能材料的研... 详细信息

含能材料在军事、民用和航天等领域具有广泛应用,极端条件下其物理化学性质会发生显著变化。通过模拟研究预测和优化含能材料性能具有重要意义,包括性能预测、优化设计、安全评估、成本效率控制等。为此,综述了极端条件下含能材料的研究背景、基本性质、模拟研究方法及进展、关键问题以及相关实验研究进展。其中,详细介绍了量子力学、分子动力学、蒙特卡罗和有限元等模拟方法及其研究进展,阐述了高压、高温、激光作用和界面效应等极端条件下模拟研究的关键问题,并列举了含能材料在撞击感度、化学释能规律、3D打印、绿色电合成、爆轰机理和超高含能材料合成等方面的实验研究进展。通过遴选代表性研究,展示了模拟研究在实际问题中的应用和解决方案。同时,介绍了一些最新研究成果,以反映该领域的最新进展和未来趋势。此外,详细讨论了跨学科研究的实现方式以及含能材料在极端条件下的安全性问题,包括可能的风险和预防措施。

关键词：含能材料极端条件模拟研究高压高温激光作用

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生物质转化制备含氮化合物研究进展

中国科学:化学 2025年

作者：朱文卿郭腾龙张波中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究中心

生物质作为一种重要的可再生资源,因其含有丰富的碳、氢、氧元素和环境友好的特性,是可能替代化石能源的主要可再生能源之一.目前,生物质资源可通过高值化转化制备生物基化学品、材料和燃料等,其中,含氮化合物是一类重要的有机含氮化学... 详细信息

生物质作为一种重要的可再生资源,因其含有丰富的碳、氢、氧元素和环境友好的特性,是可能替代化石能源的主要可再生能源之一.目前,生物质资源可通过高值化转化制备生物基化学品、材料和燃料等,其中,含氮化合物是一类重要的有机含氮化学品,在医药、农业和化工等领域具有重要应用价值.利用生物质资源制备含氮化合物不仅可以减少对化石资源的依赖,而且使生物质炼制产物更加多元化.本论文综述了近年来以生物质为原料合成含氮化合物的研究进展;根据底物及产物结构特点,系统介绍了从生物质平台分子包括生物质糖、糠醛、乙酰丙酸和木质素模型化合物及真实木质素为原料构建多种高附加值含氮化合物的最新研究成果;并且对生物基含氮化合物的催化体系和反应路径进行讨论,对该研究方向面临的主要挑战及未来趋势进行分析与展望.

关键词：生物质催化转化含氮化合物

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高亮度蓝光半导体激光器研究进展

激光与光电子学进展 2025年

作者：钟李鑫郭林辉谢鹏飞覃祖彬蒋全伟谭昊孙堂友高松信武德勇唐淳桂林电子科技大学信息与通信学院中国工程物理研究院应用电子学研究所中国工程物理研究院研究生院先进激光与高功率微波全国重点实验室

蓝光半导体激光器目前在铜、金等有色金属及其复合材料的加工上发挥着重要作用。行业越来越期望开发高亮度蓝光半导体激光器，因此，高亮度蓝光激光芯片和激光合束技术这两方面得到了国内外机构广泛的关注。本文综述了高亮度蓝光半导体... 详细信息

蓝光半导体激光器目前在铜、金等有色金属及其复合材料的加工上发挥着重要作用。行业越来越期望开发高亮度蓝光半导体激光器，因此，高亮度蓝光激光芯片和激光合束技术这两方面得到了国内外机构广泛的关注。本文综述了高亮度蓝光半导体激光器在上述方面的发展近况，简要讨论了高亮度蓝光激光芯片亮度的提高，以及各种合束技术的原理和相关研究工作。其中，文章特别聚焦于基于光栅光谱合束的蓝光激光器，因为光栅光谱合束是目前亮度提升最为显著的技术路线。最后，总结了高亮度蓝光激光器面临的挑战，并对未来进行了展望。

关键词：高亮度蓝光半导体激光器激光合束光谱合成

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石墨烯高次谐波中焦散效应的取向依赖

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 97-103页

作者：董福龙闫嘉宇刘杰河北大学物理科学与技术学院中国工程物理研究院研究生院

本文利用两能带密度矩阵方程计算了红外线偏振激光辐照石墨烯时取向依赖的总高次谐波谱.不同于原子中谐波焦散效应出现在截止频率处,数值结果表明石墨烯中焦散增强谐波的能量明显偏离谐波谱截止频率,且具有显著的取向依赖.通过求解鞍点... 详细信息

本文利用两能带密度矩阵方程计算了红外线偏振激光辐照石墨烯时取向依赖的总高次谐波谱.不同于原子中谐波焦散效应出现在截止频率处,数值结果表明石墨烯中焦散增强谐波的能量明显偏离谐波谱截止频率,且具有显著的取向依赖.通过求解鞍点方程,揭示了焦散效应取向依赖的机制源于当激光偏振方向变化时,第一布里渊区两个Dirac点的不等价性.我们也研究了不同取向角下焦散谐波能量对激光强度的依赖,发现当激光偏振方向逐渐偏离石墨烯“扶手椅”方向时,其对激光强度的依赖逐渐减弱.本文中焦散效应取向依赖的研究可能在确定石墨烯晶格取向方面具有潜在的应用价值.

关键词：高次谐波焦散效应石墨烯取向依赖

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NbTe2/MXene超结构钾离子电池负极的制备及其性能研究

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现代化工 2025年第01期 112-115+122页

作者：董臻吴邦军王重权许冠南刘争张业龙五邑大学应用物理与材料学院澳门大学应用物理及材料工程研究院

针对较大尺寸的钾离子在钾离子电池充放电过程中导致负极扩散动力学缓慢并伴随着剧烈的体积变化问题，制备了NbTe2纳米针垂直生长在MXene纳米片上的三维超结构NbTe2/MXene。结果表明，该三维超结构具有优异的循环稳定性和倍率性能，在0.... 详细信息

针对较大尺寸的钾离子在钾离子电池充放电过程中导致负极扩散动力学缓慢并伴随着剧烈的体积变化问题，制备了NbTe2纳米针垂直生长在MXene纳米片上的三维超结构NbTe2/MXene。结果表明，该三维超结构具有优异的循环稳定性和倍率性能，在0.2 A/g的电流密度下循环150圈后，可逆比容量仍达到306.8 mAh/g,容量保持率为68.4%,平均每圈容量损耗率仅为0.21%。即使在20 A/g的大电流密度下仍展现出139.8 mAh/g的可逆容量。该超结构具有比表面积大、良好的电子导电性和多活性位点等诸多优势，能够提高钾离子电池的性能，为高性能负极材料的开发提供参考。

关键词：钾离子电池负极材料 MXene NbTe2

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橡胶的高温压缩永久变形

高分子材料科学与工程 2025年

作者：谢可勇安琪孙岩王登霞李家恺山东非金属材料研究所

为了分析造成橡胶高温压缩永久变形的主要因素，开展了不同方式的橡胶高温压缩永久变形试验，明确了不同试验方式测得的压缩永久变形的涵义，对导致橡胶材料高温压缩永久变形的化学因素和物理因素进行了量化分析。结果显示，极性高的橡... 详细信息

为了分析造成橡胶高温压缩永久变形的主要因素，开展了不同方式的橡胶高温压缩永久变形试验，明确了不同试验方式测得的压缩永久变形的涵义，对导致橡胶材料高温压缩永久变形的化学因素和物理因素进行了量化分析。结果显示，极性高的橡胶材料分子间作用力强，易产生物理压缩永久变形；键能高的橡胶材料不易产生化学压缩永久变形。随试验温度升高，橡胶材料物理压缩永久变形和化学压缩永久变形均增加，但高温条件下，化学老化未必是导致橡胶材料发生压缩永久变形的主要原因。对橡胶材料压缩永久变形原因进行量化分析，可以在橡胶配方和硫化工艺设计、橡胶高温压缩状态下老化动力学研究等方面提供帮助。

关键词：橡胶物理压缩永久变形化学压缩永久变形量化分析

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钠离子电池正极预钠化技术进展

储能科学与技术 2025年

作者：李昱李丹丹谢飞唐彬容晓晖梁沁沁胡勇胜中国科学院物理研究所广西电力装备智能控制与运维重点实验室广西电网有限责任公司电力科学研究院

钠离子电池凭借原材料来源广泛、成本低廉等优势，被视作下一代非常重要的电化学储能技术。预钠化技术可通过引入额外的钠源，对首周充电时因生成界面而不可逆消耗的钠离子进行有效补充，进而有效提升电池的循环寿命与能量密度，在钠离... 详细信息

钠离子电池凭借原材料来源广泛、成本低廉等优势，被视作下一代非常重要的电化学储能技术。预钠化技术可通过引入额外的钠源，对首周充电时因生成界面而不可逆消耗的钠离子进行有效补充，进而有效提升电池的循环寿命与能量密度，在钠离子电池实际生产应用中具有重要价值。预钠化技术主要分为负极预钠化技术和正极预钠化技术，正极预钠化技术里的自牺牲型补钠剂预混法，因其操作简便，无需额外增添设备，有利于大规模推广。本文首先简单介绍了补钠剂的分类，然后梳理了这一方法在实际生产应用过程中存在的问题，具体涵盖生产储存环节的安全性与稳定性问题、电极制造过程中补钠剂的碱性以及粒径大小的问题，还有电池循环时分解电位过高、分解产物及其分解后对极片产生的影响等问题。随后本文归纳了近年来预钠化相关文献与专利中对应的解决方案，还对这一方法在无负极钠电池中的应用情况作了介绍。最后，本文对未来补钠剂的开发提出了相应的设计原则，并有望为正极预钠化技术的应用提供一定的指导与启发。

关键词：钠离子电池预钠化自牺牲型补钠剂专利分析

内爆炸准静态压力对球形容器弹性动态响应的影响

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含能材料 2019年第8期27卷 698-707,I0005页

作者：孙琦董奇杨沙张刘成中国工程物理研究院化工材料研究所

将球形容器内爆载荷简化为首个冲击波和准静态压力两部分,利用单自由度模型对球壳弹性动态响应过程建立力学分析模型并推导出径向位移响应解,LS-DYNA数值模拟结果与力学分析结果吻合较好,验证了该分析方法的可靠性。通过对所得到的球壳... 详细信息

将球形容器内爆载荷简化为首个冲击波和准静态压力两部分,利用单自由度模型对球壳弹性动态响应过程建立力学分析模型并推导出径向位移响应解,LS-DYNA数值模拟结果与力学分析结果吻合较好,验证了该分析方法的可靠性。通过对所得到的球壳径向位移响应公式进行分析,获得了内爆炸准静态压力对位移响应的影响效应。研究发现,首个脉冲作用时间和准静态压力存在临界值,对最大位移出现时刻具有决定性影响,其中首个脉冲作用时间临界值与结构固有频率有关,准静态压力临界值与首个脉冲压力峰值及作用时间、结构频率、壳体厚度、材料弹性模量和泊松比等因素有关;最大位移出现于准静态压力作用期间时随准静态压力增大而增大,出现在首个脉冲作用期间时则不受准静态压力影响;最小位移随准静态压力增大而增大,后续等幅振幅值随准静态压力增大而减小。研究结果表明,采用多次使用型容器开展有限空间内爆炸效应威力评估时,不仅应考虑爆炸载荷首个脉冲冲量与后续准静态压力的具体细节,还应与结构动态响应历程和结构自身参数分析紧密结合。

关键词：有限空间内爆炸爆炸容器准静态压力冲击载荷动态响应

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