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高速冲击波下的高温空气辐射光谱研究

光谱学与光谱分析 2024年第10期44卷 2739-2744页

作者：唐维鑫丁涛李东鲜张昌华李萍四川大学原子与分子物理研究所四川成都610065

飞行器再入地球大气层过程中,高速飞行器头部的温度可达到10000 K以上导致飞行器气动性能的变化。空气的辐射加热是飞行器表面传热的主要来源之一,对高速冲击波下的空气辐射光谱进行测量研究,是研究超高速飞行器飞行过程中辐射效应和动... 详细信息

飞行器再入地球大气层过程中,高速飞行器头部的温度可达到10000 K以上导致飞行器气动性能的变化。空气的辐射加热是飞行器表面传热的主要来源之一,对高速冲击波下的空气辐射光谱进行测量研究,是研究超高速飞行器飞行过程中辐射效应和动力学行为的重要基础。目前高温空气辐射光谱的测量数据依旧较少,还需要大量的实验数据对计算模型进行改进优化。利用氢氧爆轰激波管结合瞬态光谱测量系统获得了速度在3259~8218m·s-1下高温空气在紫外-可见区的辐射光谱,并对典型高温空气辐射光谱进行了特征光谱的光谱识别和模拟,模拟结果和实验结果吻合较好,验证了光谱识别的准确性和可靠性;同时探究了激波速度对于高温空气辐射特性的影响,并对特征光谱进行了动力学行为分析。结果表明,在波长225~675 nm范围内,特征光谱主要存在于波长小于500 nm的区域;不同速度下的辐射光谱中存在不同的特征光谱,通过光谱识别后发现随着激波速度的增加,先后出现OH(A-X)、NO(γ,ε,δ)、NH(A-X)、N_(2)(C-B)、N_(2)^(+)(B-X)和Hα等特征光谱,获得了辐射特性随激波速度的变化情况。还根据辐射光强度随时间变化曲线获得了波后空气激发的弛豫时间,随着速度的增加,弛豫时间在逐渐缩短,与速度近似呈现指数关系。研究了激波速度对高温空气辐射特性的影响,研究结果为飞行器热防护设计和超高声速再入大气层过程的计算模型的验证优化提供实验数据和参考。

关键词：高温空气辐射光谱弛豫时间激波管动力学分析

高压下ErNi_2B_2C弹性性质、电子结构和热力学性质的第一性原理研究

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物理学报 2013年第10期62卷 386-391页

作者：颜小珍邝小渝毛爱杰匡芳光王振华盛晓伟四川大学原子与分子物理研究所成都610065

采用密度泛函理论中的赝势平面波方法研究了高压下超导材料ErNi2B2C的弹性性质、电子结构和热力学性质.分析表明,弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量和弹性各向异性因子的外压力效应明显.电子态密度(DOS)的计算结果显示,在费米能级... 详细信息

采用密度泛函理论中的赝势平面波方法研究了高压下超导材料ErNi2B2C的弹性性质、电子结构和热力学性质.分析表明,弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量和弹性各向异性因子的外压力效应明显.电子态密度(DOS)的计算结果显示,在费米能级(EF)处的DOS峰随外界压强的增大显著降低,由于ErNi2B2C相对较高的超导温度(Tc)起因于EF处的DOS峰,因此推测压强增大可能会降低ErNi2B2C的Tc.类似的现象在超导材料MgB2和SrAlSi中已被发现.此外,基于准谐德拜模型,对ErNi2B2C在高温高压下的热力学性质的研究表明,在一定范围内,温度和压强将对其热膨胀系数和热容产生明显的影响.

关键词：高压弹性性质电子结构热力学性质

蓝宝石(α-Al_2O_3:Fe^(3+))体系基态分裂与局域晶格畸变的研究

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物理学报 2014年第1期63卷 300-306页

作者：武志燕邝小渝李辉毛爱杰王振华四川大学原子与分子物理研究所成都610065

2002年Scholz和Buzaré对蓝宝石晶体中Fe3+离子的基态分裂重新进行了EPR实验测量和研究,他们的初步分析表明在蓝宝石晶体中Fe3+离子的6A1基态分裂有可能同时与两个方向的畸变角(θ和φ)有关.本文采用对角化d5组态在C3点群对称下的252×... 详细信息

2002年Scholz和Buzaré对蓝宝石晶体中Fe3+离子的基态分裂重新进行了EPR实验测量和研究,他们的初步分析表明在蓝宝石晶体中Fe3+离子的6A1基态分裂有可能同时与两个方向的畸变角(θ和φ)有关.本文采用对角化d5组态在C3点群对称下的252×252完全能量矩阵的方法,对蓝宝石晶体中Fe3+离子的光谱和EPR谱进行了系统的研究.计算结果表明蓝宝石体系中Fe3+离子的6A1基态分裂确实将明显依赖于两个方向的畸变角θ和φ,这一理论结果与Scholz和Buzaré等的实验相符合.同时,通过拟合Fe3+离子在蓝宝石体系中的实验光谱和EPR参量,确定了蓝宝石晶体中(FeO6)9团簇局域晶格畸变角θi的范围.

关键词： αAl2O3 Fe3+体系 6A1基态分裂局域晶格畸变电子顺磁共振谱

复合型多晶金刚石末级压砧的制备并标定六面顶压机6-8型压腔压力至35GPa

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物理学报 2013年第18期62卷 87-93页

作者：王海阔贺端威许超刘方明邓佶睿何飞王永坤寇自力四川大学原子与分子物理研究所成都610065

通过分析二级6-8型大腔体静高压装置八面体压腔的受力状况,研制了一种使用成本低、尺寸大且易于加工的多晶金刚石-硬质合金复合二级(末级)顶锤(压砧).采用原位电阻测量观测Zr在高压下相变(α-ω,7.96 GPa;ω-β,34.5 GPa)的方法,标定了... 详细信息

通过分析二级6-8型大腔体静高压装置八面体压腔的受力状况,研制了一种使用成本低、尺寸大且易于加工的多晶金刚石-硬质合金复合二级(末级)顶锤(压砧).采用原位电阻测量观测Zr在高压下相变(α-ω,7.96 GPa;ω-β,34.5 GPa)的方法,标定了由多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧构建的5.5/1.5(传压介质边长/二级顶锤锤面边长,单位:mm)组装的腔体压力.实验表明,自行研制的多晶金刚石-硬质合金复合末级压砧可使基于国产六面顶压机构架的二级加压系统的压力产生上限从约20 GPa提高到35 GPa以上,拓展了国内大腔体静高压技术的压力产生范围.应用这一技术,我们期望经过末级压砧材料与压腔设计的进一步优化,在基于国产六面顶压机的二级6-8型大腔体静高压装置压腔中产生超过50 GPa的高压.

关键词：二级6 8型大腔体静高压装置多晶金刚石一硬质合金复合末级压砧压力标定

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甲烷在外场作用下的光激发特性研究

物理学报 2005年第7期54卷 3087-3093页

作者：徐国亮朱正和马美仲谢安东四川大学原子与分子物理研究所成都610065

采用密度泛函B3LYP和组态相互作用方法在6311++G水平上计算了甲烷从基态到前六个激发态的跃迁波长,振子强度,自发辐射系数An0和吸收系数B0n(n=1—6).同时研究了外电场对甲烷分子的激发态的影响规律.结果表明,随外电场强度增大,系统总能... 详细信息

采用密度泛函B3LYP和组态相互作用方法在6311++G水平上计算了甲烷从基态到前六个激发态的跃迁波长,振子强度,自发辐射系数An0和吸收系数B0n(n=1—6).同时研究了外电场对甲烷分子的激发态的影响规律.结果表明,随外电场强度增大,系统总能量变化较小,同时最高占据轨道HOMO与最低空轨道LUMO的能隙gaps变小,费米能级Fermilevels略有下降.甲烷基态(X～1A1)在外场作用下,易于向高激发态产生跃迁.

关键词：外场作用特性研究光激发自发辐射系数最高占据轨道 B3LYP 跃迁波长作用方法密度泛函振子强度影响规律甲烷分子吸收系数电场强度能量变化 LUMO HOMO 费米能级高激发态外电场基态能隙

用代数方法精确研究HF分子B^1Σ的振转能谱

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物理学报 2008年第7期57卷 4110-4118页

作者：樊群超孙卫国渠双双四川大学原子与分子物理研究所成都610065

基于代数方法(algebraic method)可以获得双原子分子的包含最高振动能级在内的所有高阶振动能级的精确数值这一事实,又提出了一种新的代数方法(algebraic method 2)来精确研究双原子分子电子态的振转能谱和转动常数.以HF分子的B1Σ电子... 详细信息

基于代数方法(algebraic method)可以获得双原子分子的包含最高振动能级在内的所有高阶振动能级的精确数值这一事实,又提出了一种新的代数方法(algebraic method 2)来精确研究双原子分子电子态的振转能谱和转动常数.以HF分子的B1Σ电子态为例,应用algebraic method 2方法研究了该电子态的振动量子数从ν=0到ν=10的所有振转能谱,获得了与实验值符合得非常好的理论结果.

关键词：代数方法双原子分子振转能级

Al的微观组态与LaNi_(3.75)Al_(1.25)的结构和弹性第一性原理研究

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物理学报 2007年第4期56卷 2311-2317页

作者：周晶晶高涛张传瑜张云光四川大学原子与分子物理研究所成都610065

在全电子水平上,采用广义梯度近似密度泛函理论和全势能线性缀加平面波方法并结合二维立方拟合方法,对LaNi3.75Al1.25合金的晶体结构与弹性性质进行了理论研究.计算结果给出合金的晶格常数a=b=0.5137nm,c=0.4018nm,Al原子在晶胞中的微... 详细信息

在全电子水平上,采用广义梯度近似密度泛函理论和全势能线性缀加平面波方法并结合二维立方拟合方法,对LaNi3.75Al1.25合金的晶体结构与弹性性质进行了理论研究.计算结果给出合金的晶格常数a=b=0.5137nm,c=0.4018nm,Al原子在晶胞中的微观分布为同时占据部分3g和2c等价格位,弹性常数C11+C12=281.2,C13=82.3,C33=227.3,以及体弹性模量B=124.5、切变模量G=68.2GPa.还对态密度、能带结构和电荷密度进行了计算分析,并给出材料LaNi3.75Al1.25的电子线性比热系数23.45mJ/molK2.

关键词： LaNi3.75Al1.25 储氢合金全势能线性缀加平面波弹性常数

立方大腔体静高压装置中叶腊石的传压及密封性能研究

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物理学报 2024年第1期73卷 322-329页

作者：田毅杜明浩张佳威贺端威四川大学原子与分子物理研究所成都610065

本文基于高压研究及超硬材料生产所用的静高压立方大腔体(六面顶)压机的需要,制备了源于南非叶腊石矿的两种(A和B)叶腊石粉压块,并与同工艺国产(北京门头沟)黄色叶腊石粉压块进行比较,以此建立评估叶腊石传压及密封性能的实验方法与物... 详细信息

本文基于高压研究及超硬材料生产所用的静高压立方大腔体(六面顶)压机的需要,制备了源于南非叶腊石矿的两种(A和B)叶腊石粉压块,并与同工艺国产(北京门头沟)黄色叶腊石粉压块进行比较,以此建立评估叶腊石传压及密封性能的实验方法与物理判据.采用Bi,Tl,Ba等标压物质原位标定了以上3种叶腊石压腔中心位置及密封边处的压力;同时,采用银熔点法分别获得了3种叶腊石作传压密封材料时高温下腔体压力与系统加载的对应关系.结果表明,在相同加载油压下南非叶腊石B粉压块和国内叶腊石粉压块中心位置的压力差值不超过0.1 GPa,在升压和降压过程中叶腊石块中心位置与密封边位置的压力差值也更为相近.相比于南非叶蜡石A粉压块,B粉压块在高温传压和密封性能上更接近国产叶腊石粉压块.

关键词：立方大腔体静高压装置高温高压叶腊石密封性能传压效率

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高密度体系光电离截面新表达式的应用

物理学报 2005年第3期54卷 1149-1155页

作者：马晓光孙卫国程延松四川大学原子与分子物理研究所成都610065

利用实验光谱学的Beer Lambert定律和介质中的麦克斯韦方程组 ,建立了精确的光吸收 (光电离 )截面表达式 ,并通过一个随体系粒子数密度和宏观复介电常数而变化的变换函数 ,将严格截面公式与Fano和Cooper 196 8年建立的理想气体的光电离... 详细信息

利用实验光谱学的Beer Lambert定律和介质中的麦克斯韦方程组 ,建立了精确的光吸收 (光电离 )截面表达式 ,并通过一个随体系粒子数密度和宏观复介电常数而变化的变换函数 ,将严格截面公式与Fano和Cooper 196 8年建立的理想气体的光电离截面公式直接联系起来 .建议 :1)当知道某密度下正确的体系宏观复介电常数 β ,γ时 ,可直接由严格表达式求得高密度下非理想状态的正确光电离截面 ;2 )或当知道该体系的粒子微观极化率 η ,ζ和其理想气体的精确截面时 ,用上述变换公式间接求得其他密度时的光电离截面 .对氩原子和氙原子的应用表明 :当缺乏β ,γ时 ,可由某一合理的宏观电极化率物理 (例如克劳修斯 -莫索缔 )模型来计算 β ,γ ,从而获得高密度体系的截面 .这样获得的结果符合被散射物质的光电离 (光吸收 )截面随体系粒子数密度增大而增加的客观散射现象 .而且 ,考虑了高密度真实体系中粒子间相互作用的宏观电极化率模型越正确 ,如此求得的散射截面的误差就越小 .

关键词：光电离截面表达式理想气体正确粒子间相互作用氩原子体系严格物理