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控压氮化工艺对42CrMo钢渗后组织和性能的影响

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表面技术 2025年

作者：李瑞鑫吴重仲王一民刘大勇闫文吉丁彦超曲明贵吕知清燕山大学机械工程学院先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室中广核福建风力发电有限公司燕山大学亚稳材料技术与科学国家重点实验室

目的在较短时间与较低温度下，制备力学性能稳定的均匀氮化层。方法以合金结构钢42CrMo为研究对象，通过调控气体氮化工艺中的温度与保温时间，同时引入压力参数研究42CrMo钢的表层力学性能和微观组织的演变。对控压氮化后试样的渗氮... 详细信息

目的在较短时间与较低温度下，制备力学性能稳定的均匀氮化层。方法以合金结构钢42CrMo为研究对象，通过调控气体氮化工艺中的温度与保温时间，同时引入压力参数研究42CrMo钢的表层力学性能和微观组织的演变。对控压氮化后试样的渗氮层表面硬度、厚度、化合物组成以及N元素的分布进行分析和测试。结果温度510℃、压力0.3MPa、时间5h的条件下控压氮化工艺下可达到较优渗氮效果，硬度最高可达790HV，化合物层分布均匀，N浓度显示扩散区深度超过180μm。渗氮层受压力影响较大，增压状态可以加速氮化过程并使得渗氮层分布更均匀；在温度较低时增加保温时间可以提高氮化硬度与梯度，温度较高时则不明显；在短时间氮化时提高温度有助于改善氮化效果，长时间则不明显，提高温度与时间对N浓度扩散均有较大影响。渗氮层表面存在N浓度较高的由N原子和Fe原子化合形成的Fe2～3N与Fe4N等化合物。氮化后工件表面N原子浓度最高可达10%（mass）以上，随着渗层深度增加氮化物含量逐渐降低。结论与传统气体氮化工艺相比，控压氮化工艺在提升氮化效率的同时使得氮化层组织结构分布更加均匀，较大幅度提升了综合力学性能。

关键词：气体渗氮增压渗氮 42CrMo钢微观组织表面硬度氮化层

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声学超材料和拓扑声子晶体研究进展

科学通报 2025年

作者：叶莉萍陆久阳邓伟胤柯满竹刘正猷武汉大学物理科学与技术学院人工微结构教育部重点实验室武汉大学高等研究院

声学超材料和声子晶体是近30年发展起来的新型声学人工结构材料,这类声学材料通常由“人工原子”构成,具有天然材料所不具备的物理特性,如负折射率、负有效参数等.这些独特的物理特性为声振动的精确可控调制提供了新手段,实现了许多有... 详细信息

声学超材料和声子晶体是近30年发展起来的新型声学人工结构材料,这类声学材料通常由“人工原子”构成,具有天然材料所不具备的物理特性,如负折射率、负有效参数等.这些独特的物理特性为声振动的精确可控调制提供了新手段,实现了许多有趣的物理现象,如声隐身、隔声、声反常折射/反射、声自弯曲等.目前,声子晶体和声学超材料已发展出许多新的研究方向,如非互易声学超材料、拓扑声子晶体等,这类物理系统引起了研究人员的广泛关注,成为近些年的研究热点.本文回顾了声子晶体和声学超材料的研究历史和最新进展,简要介绍了其中代表性的研究成果,包括等效声学参数、拓扑声子晶体和声学超材料的非平庸特性等,阐述了这类声学人工结构材料的设计方法和应用前景,展望了该领域的未来发展方向.

关键词：声学超材料声子晶体声学拓扑态拓扑物理人工结构材料

半无限深势阱中自旋相关玻色-爱因斯坦凝聚体的量子反射与干涉

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物理学报 2017年第23期66卷 16-23页

作者：赵文静文灵华燕山大学理学院河北省微结构材料物理重点实验室秦皇岛066004

玻色-爱因斯坦凝聚体与势垒或势阱的量子反射及干涉是考察宏观物质波奇特物性的最有效途径之一.利用传播子方法和基于冷原子实验广泛采用的飞行时间吸收成像方案,研究自旋相关玻色-爱因斯坦凝聚体在半无限深势阱中的反射和干涉演化动力... 详细信息

玻色-爱因斯坦凝聚体与势垒或势阱的量子反射及干涉是考察宏观物质波奇特物性的最有效途径之一.利用传播子方法和基于冷原子实验广泛采用的飞行时间吸收成像方案,研究自旋相关玻色-爱因斯坦凝聚体在半无限深势阱中的反射和干涉演化动力学,得到了自旋相关的凝聚体波函数的严格解析解.结果表明,当自旋相关光晶格关闭后,非局域于不同格点中相同自旋态的物质波在自由膨胀过程中发生量子干涉,形成了对比度明显的干涉条纹.与此同时,扩张的自旋相关物质波包与半无限深势阱壁相遇发生量子反射,反射波与入射波产生二重干涉,在密度分布两边对称的局部位置出现剧烈的振荡,干涉条纹表现出显著的调制效应.分析讨论了自旋态、相干输运距离和相对相位等因素对干涉条纹的影响.该研究有助于促进对自旋相关凝聚体宏观量子特性的认识,为深入检验自旋相关光晶格中凝聚体干涉的理论模型和物理机理提供依据和新方案.

关键词：自旋相关玻色-爱因斯坦凝聚体半无限深势阱量子反射量子干涉

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FeCoRE磁交换常数第一性原理计算和居里温度提高机制研究

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原子与分子物理学报 2025年第4期42卷 156-162页

作者：李志伟朱颖丽罗港涛陈平安李享成武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室武汉430081 武汉科技大学高温电磁材料与结构教育部重点实验室武汉430081

信息通讯和军事电子技术发展对磁性材料的高温磁性提出了越来越高的要求,研究高温环境下高效稳定工作的磁性材料具有重要意义.本文结合第一性原理和蒙特卡洛方法,研究了Fe、Co比例和稀土元素(Gd、Tb、Dy)掺杂对合金FeCo晶体结构、磁交... 详细信息

信息通讯和军事电子技术发展对磁性材料的高温磁性提出了越来越高的要求,研究高温环境下高效稳定工作的磁性材料具有重要意义.本文结合第一性原理和蒙特卡洛方法,研究了Fe、Co比例和稀土元素(Gd、Tb、Dy)掺杂对合金FeCo晶体结构、磁交换常数和高温磁性的影响.结果表明随着Co含量增加,合金晶体结构从体心立方向简单和面心立方转变,当Co含量为50%时,Fe-Co键长最短,最近邻磁交换常数从18.05 meV增加到30.03 meV,使FeCo的居里温度提高到1580 K,相比于Fe的居里温度增幅达到60%.将稀土元素掺入FeCo体系后,发现3.125%含量Er、Dy、Tb的掺杂对合金FeCo居里温度分别有60K、45K和20K的提高,电子构型重构导致强的稀土元素与Fe和Co之间的交换作用是居里温度提升的主要原因.

关键词：高温磁性第一性原理蒙特卡洛磁交换常数

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光刻技术与光刻胶材料的进展与未来趋势

中国激光 2025年

作者：许路奎范子雄王璐玮郭勇朱殷铷高欣慰严伟屈军乐深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室射频异质异构集成全国重点实验室(深圳大学)

光刻技术凭借其高精度和高质量的加工特性，能够在硅片或其他基材上精确实现复杂的结构，形成微米乃至纳米级别的精细结构。这种能力不仅极大地促进了集成电路的集成度提升，使单个芯片上可以容纳更多的晶体管，从而显著增强了芯片的计... 详细信息

光刻技术凭借其高精度和高质量的加工特性，能够在硅片或其他基材上精确实现复杂的结构，形成微米乃至纳米级别的精细结构。这种能力不仅极大地促进了集成电路的集成度提升，使单个芯片上可以容纳更多的晶体管，从而显著增强了芯片的计算能力和功能多样性，同时也大幅降低了大规模生产的成本，使得高性能电子设备变得更加普及和经济。作为现代微电子工业和半导体制造领域不可或缺的核心工艺，光刻技术的应用范围广泛，涵盖了从消费电子、通信设备到医疗仪器和汽车电子等多个行业。本文围绕光刻技术与其核心材料—光刻胶进行综述，探讨传统光刻技术与各新型光刻技术的发展历程与特点，以及光刻胶的特性与发展趋势，最后对光刻技术的未来进行展望。

关键词：光刻技术光刻胶高分辨率新型材料

三种类石墨烯中单空位和双空位的形成：第一性原理计算

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计算物理 2025年

作者：吴婷婷陈为立曹昕睿吴顺情朱梓忠厦门大学物理科学与技术学院福建省理论与计算化学重点实验室

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，对三种类石墨烯材料（即 T 石墨烯、HOT 石墨烯和 net W 碳单层）中单空位和双空位的形成能以及电子结构性质进行了计算。结果表明，这三种类石墨烯中双空位的形成能总是低于单空位的形成能，并... 详细信息

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，对三种类石墨烯材料（即 T 石墨烯、HOT 石墨烯和 net W 碳单层）中单空位和双空位的形成能以及电子结构性质进行了计算。结果表明，这三种类石墨烯中双空位的形成能总是低于单空位的形成能，并且HOT石墨烯具有最小的单空位和双空位形成能。当存在单空位时，T石墨烯由金属转变为半导体，HOT石墨烯由半金属转化为金属，而net W碳单层仍为金属，双空位则不改变体系的电子性质。此外，对于这三种类石墨烯，单空位体系都具有弱磁性和平带，平带处的态密度主要来自px轨道，py轨道或px，py轨道的共同贡献。差分电荷密度图显示，空位的存在对整体电荷密度的影响是相当局域的。

关键词：空位电子结构类石墨烯第一性原理计算

非层状二维γ-In_(2)Se_(3)的各向异性生长及其光学特性

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原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 58-65页

作者：雷子煊张文婷夏晓凤王红艳西南交通大学物理科学与技术学院材料先进技术重点实验室成都610031

非层状二维(2D)γ-In_(2)Se_(3)具有优异的光学和电学性能,在超薄柔性器件和光电探测领域具有广泛的应用前景.然而,相较于层状的类石墨烯材料,非层状材料固有的各向同性化学键,使得其二维各向异性生长面临较大的挑战.本研究构建了一种... 详细信息

非层状二维(2D)γ-In_(2)Se_(3)具有优异的光学和电学性能,在超薄柔性器件和光电探测领域具有广泛的应用前景.然而,相较于层状的类石墨烯材料,非层状材料固有的各向同性化学键,使得其二维各向异性生长面临较大的挑战.本研究构建了一种新的化学气相沉积(CVD)生长策略,成功制备了高质量的2Dγ-In_(2)Se_(3).首次选用低熔点的铟粉为前驱体,有效降低了生长温度.此外,生长过程去除了CVD法合成二维硒化物时不可避免的危险气体H_(2),这不仅能有效抑制InSe副产物的形成,还降低了实验危险性.通过探究原料用量、生长温度及时间等参数对样品形貌和厚度的影响,获得了最佳生长窗口.详细表征了2Dγ-In_(2)Se_(3)的微观形貌、化学组分、晶体结构和光学特性等.结果表明,样品具有强烈的光致发光(PL)效应,与γ-In_(2)Se_(3)的直接带隙属性相吻合.随着厚度的减小,PL峰会发生蓝移,说明光学带隙随之增大.Raman光谱显示,不同厚度的样品其特征峰也会发生移动,说明厚度会影响2Dγ-In_(2)Se_(3)的分子振动行为.由此可见,通过生长参数调控2Dγ-In_(2)Se_(3)的厚度,可实现对其光学带隙和分子振动行为的调控,这将为相关的理论研究和光电器件应用提供基本的材料平台.

关键词：非层状材料二维γ-In_(2)Se_(3) 化学气相沉积各向异性生长带隙

BFRP筋混凝土梁极限承载力试验与理论研究

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复合材料学报 2025年

作者：颉浩儒陈万祥王智博周新军陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾全国重点实验室中山大学土木工程学院隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室

玄武岩纤维复合材料（Basalt Fiber Reinforced Polymer，BFRP）筋是一种取代钢筋用于海洋工程的理想新材料，引起了工程界的广泛关注。本文对18根BFRP筋混凝土梁和2根钢筋混凝土梁进行四点抗弯试验，研究了配筋率、混凝土强度、BFRP筋... 详细信息

玄武岩纤维复合材料（Basalt Fiber Reinforced Polymer，BFRP）筋是一种取代钢筋用于海洋工程的理想新材料，引起了工程界的广泛关注。本文对18根BFRP筋混凝土梁和2根钢筋混凝土梁进行四点抗弯试验，研究了配筋率、混凝土强度、BFRP筋直径及锚固方式对结构抗弯性能的影响，得到了BFRP筋混凝土梁的荷载-位移曲线及破坏形态，分析了开裂荷载、极限弯矩、跨中位移等抗弯性能参数，定量评估了BFRP筋混凝土梁极限承载力。根据本文试验结果及国内外学者89根FRP筋混凝土梁的相关试验数据，提出了一种基于试验数据的抗弯承载力计算方法，试验验证了预测公式的可靠性和预测精度。结果表明，粘结力是影响BFRP筋混凝土梁极限承载能力的关键因素，在一定范围内增加配筋率可改善粘结力，提高BFRP筋混凝土梁的极限承载力。此外，锚固方式显著影响BFRP筋混凝土梁的粘结力和抗裂性能，但对极限承载力的影响较小。计算时考虑上部纵筋因素能够更准确地反映BFRP筋混凝土梁的实际抗弯承载能力。本文通过引入无量纲化参数μp，建立了不同破坏区间等效受压区高度x与μp之间的计算公式。理论计算表明，过渡区的弯矩预测值较现行规范计算值偏保守，而受压区的弯矩预测值则偏高。预测公式较为简洁，物理意义明确，与试验值相比平均误差为8.6%，方差为0.062，表明本文计算方法与试验数据吻合较好，为BFRP筋混凝土梁抗弯承载力评估提供了一种有效途径。

关键词： BFRP筋混凝土梁极限承载力试验研究理论研究

甲醇主介电弛豫速率的疏水端与亲水端协同影响

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物理学报 2024年第22期73卷 268-276页

作者：朱键卓曹佳怡杨森张骞曹笑语马颖段相宜冯士东燕山大学理学院河北省微结构材料物理重点实验室秦皇岛066004 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室先进结构材料中心秦皇岛066004

单羟基醇的主介电弛豫过程通常表现出典型的Debye特征,近年来影响其速率的因素成为研究热点.一般认为,醇分子的亲水端(即羟基)在主介电弛豫过程中通过氢键网络发挥主要作用,而疏水端则主要通过“稀释”体系中的羟基浓度,间接影响该过程... 详细信息

单羟基醇的主介电弛豫过程通常表现出典型的Debye特征,近年来影响其速率的因素成为研究热点.一般认为,醇分子的亲水端(即羟基)在主介电弛豫过程中通过氢键网络发挥主要作用,而疏水端则主要通过“稀释”体系中的羟基浓度,间接影响该过程.本研究通过经典分子动力学模拟系统地探讨了影响甲醇主介电弛豫速率的因素.结果表明,甲醇的疏水端不仅在稳固体系氢键网络方面对主介电弛豫过程产生间接影响,甚至还能直接作用于弛豫过程.甲醇的主介电弛豫过程是其亲水端和疏水端协同作用的结果.此外还发现,甲醇的主介电弛豫速率可能并不像著名的“等待-切换”模型所描述的那样,主要受“氢键伙伴”浓度的影响,而是多种因素共同作用的结果.在某些情况下,“氢键伙伴”浓度的影响甚至被其他因素产生的影响所掩盖,成为次要因素.本研究有助于加深对醇类分子弛豫过程及其物理起源的理解.

关键词：甲醇介电弛豫分子动力学模拟