谢自力
,
韩平
,
张荣
,
曹亮
,
刘斌
,
修向前
,
华雪梅
,
赵红
,
郑有蚪
材料科学与工程学报
本文报道了在GaN/蓝宝石作衬底生长Ge薄膜材料的外延生长及其特性研究。研究了不同外延生长条件。结果表明,使用低压化学气相外延技术在GaN/蓝宝石衬底复合衬底上可以生长Ge薄膜。高分辨X射线衍射谱研究得到了峰位分别位于2θ=27.3°、2θ=45.3°和2θ=52.9°的Ge峰.原子力显微镜研究表明得到的Ge薄膜的表面粗糙度为43.4nm。扫描电子显微镜研究表明生长的Ge/GaN/蓝宝石具有清晰的层界,表面Ge晶粒致密并且分布均匀。Raman谱表明所生长的Ge的TO声子峰位于299.6cm-1,这表明了生长的Ge薄膜具有良好的质量。
关键词:
Ge
,
GaN
,
衬底
,
低压化学气相沉积
李鹏
,
刘道新
,
关艳英
,
成书民
,
赵远兴
,
曹亮
,
李欢
机械工程材料
对7055-T7751新型铝合金表面进行了陶瓷丸喷丸强化处理,采用X射线衍射仪、表面轮廓仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等研究了喷丸强度、喷丸覆盖率等工艺参数对铝合金表面残余应力场、表面粗糙度、表面损伤及表面加工硬化和疲劳性能的影响.结果表明:优化工艺参数下的喷丸强化能够显著提高该铝合金的疲劳性能,并不是喷丸强度或喷丸覆盖率越高强化效果越好,而是存在合理的喷丸强化参数范围,在优化条件下铝合金可以获得良好的综合表面完整性,疲劳断裂抗力最高;确定的优喷丸参数为喷丸强度0.15 mm,覆盖率100％,以此参数强化处理的7055-T7751铝合金的疲劳寿命是基材的2.7倍.
关键词:
7055-T7751铝合金
,
喷丸强化
,
疲劳性能
刘贵昌
,
刘士强
,
侯天江
,
王立达
,
曹亮
,
闫江华
,
陈秀玲
腐蚀与防护
为预防G3油管钢和TP11OSS套管钢之间的电偶腐蚀，并给生产提供指导性建议，采用电化学测试技术研究了环空保护液pH值、温度对G3钢-TP110SS钢电偶腐蚀的影响。结果表明：G3钢和TP110SS钢在环空保护液中将分别作为阴极和阳极发生电偶腐蚀。随着环空保护液pH值的增大，电偶电位的升高，电偶腐蚀速率减小；温度的升高导致电偶电位降低，电偶腐蚀速率增大。
关键词:
电偶腐蚀
,
电偶电位
,
pH值
,
温度
任珏
,
周丹红
,
李惊鸿
,
曹亮
,
邢双英
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2011.10110
采用密度泛函理论B3LYP/6-31G(d,p)方法,研究了HZSM-5分子筛上不同酸性位以及相邻双酸性位对乙烯质子化反应的影响,考察了乙烯吸附、质子化反应过渡态和表面乙氧中间体的几何结构、原子电荷和相关能量.结果表明,存在紧邻酸性位的分子筛酸性明显减弱,乙烯分子的吸附能降低,但质子转移过渡态的活化能仅略有降低;次邻酸性位对酸性强度的影响很小,对乙烯质子化的影响也可忽略.乙烯质子化反应的活化能及表面乙氧中间体的生成能与酸强度没有必然关系,但与酸性位落位及周围的化学环境和空间环境有关.过渡态结构越接近碳正离子,活化能越高.
关键词:
HZSM-5分子筛
,
乙烯质子化
,
Br(o)nsted-酸性位
,
相邻酸性位
,
密度泛函理论
邢双英
,
周丹红
,
曹亮
,
李新
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(09)60062-0
应用密度泛函理论(DFT)研究了Mo/HZSM-5分子筛上碳化钼活性中心的几何结构和电子结构,以及甲烷C-H键在该活性中心上的活化机理.设计了两种碳化钼单体模型Mo(CH_2)_2/ZSM-5和Mo(CH_2)_2CH_3/ZSM-5,两种碳化钼双体模型Mo_2(CH_2)_4/ZSM-5和Mo_2(CH_2)_5/ZSM-5.其中单钼模型构建在ZSM-5分子筛孔道交叉点T6位的Br(o)nsted酸位上,双钼模型构建在T6-T6相邻双酸位上.这些模型中都有Mo=CH_2键,结构优化后得到的Mo-C键长与实验值吻合.所有模型的前线分子轨道都在Mo=CH_2的π键上.甲烷活化过程是发生C-H键异裂,H~+和H_3C~-残基分别进攻Mo=CH_2键的c和Mo,使π键同时断裂.在以上4种碳化铝模型上,甲烷C-H键活化能都在106～196kJ/mol,且Mo_2(CH_2)_5/ZSM-5在甲烷活化过程中显示出最高的催化活性.
关键词:
密度泛函理论
,
碳化钼
,
ZSM-5分子筛
,
甲烷
,
活化能
曹亮
,
周丹红
,
邢双英
,
李新
催化学报
doi:10.3724/SP.J.1088.2010.91121
应用量子力学和分子力学联合的ONIOM2(B3LYP/6-31G(d,p):UFF)方法,采用包含分子筛孔道结构的78T簇模型,对HZSM-5分子筛上乙烯芳构化过程中C4至C6中间体的反应历程进行了研究,探讨了分子筛的酸催化机理和择形催化作用.结果表明,作为乙烯二聚产物的表面正丁基烷氧络合物(C4)直接与乙烯作用得到正己基烷氧络合物(C6),在分子筛孔穴尺寸的限制下,很难实现碳链的折叠环化.按照间歇反应历程,丁基烷氧络合物先发生C-O键断裂,脱质子生成1-丁烯,然后在酸性位上再与乙烯加成,在分子筛表面生成3-甲基戊基烷氧络合物,该烷氧络合物脱除质子给分子筛,同时环化生成甲基环戊烷,后者再与分子筛酸性质子共同脱除氢分子,生成不稳定的碳正离子中间体,然后重构成环己烷正离子.丁基烷氧络合物脱质子的活化能为158.42kJ/mol;1-丁烯与乙烯加成反应的活化能为130.71 kJ/mol;3-甲基戊基烷氧络合物脱氢环化生成甲基环戊烷的活化能为122.06kJ/mol,由于孔穴的限域作用,五员环的甲基环戊烷是重要的中间体.
关键词:
密度泛函理论
,
乙烯
,
芳构化
,
HZSM-5分子筛
,
反应机理
,
禁闭效应
郑志远
,
陈铁锌
,
曹亮
,
韩玉岩
,
徐法强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00301
在氧等离子体辅助的MBE系统中, 以1 nm厚的Au薄膜为催化剂, 基于气?液?固(VLS)机制实现了低温ZnO纳米线阵列在Si(111)衬底表面的生长. 通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)可以观察到, ZnO纳米线阵列垂直生长在衬底上, 直径为20~30 nm. X射线衍射(XRD)和高分辨透射电镜(HRTEM)结果表明: ZnO纳米线为六方纤锌矿结构, 具有沿c轴方向的择优取向. 光致发光(PL)谱显示在380 nm附近有强烈ZnO本征发射峰, 475~650 nm可见光区域有较强的缺陷导致的发射峰.
关键词:
ZnO
,
nanowire
,
MBE
,
VLS
王伊蕾
,
邢双英
,
曹亮
,
王善鹏
,
周丹红
催化学报
应用密度泛函理论和量子力学与分子力学联合的ONIOM2方法对含Ti的MFI分子筛(TS-1)中Ti4+离子在三种不同骨架落位上所表现的Lewis酸性进行了理论研究. 利用碱性探针分子(CO, NH3, 乙腈和吡啶)在骨架Ti活性中心的吸附作用,对吸附络合物的几何结构和吸附能进行了计算,并通过自然键轨道(NBO)分析考察了吸附络合物的电子结构. 结果表明,骨架Ti在T12位表现出明显的Lewis酸性,对NH3分子有较强的吸附作用. NBO分析表明,骨架Ti活性中心的Lewis酸性是由于 Ti - O 键的空σ反键轨道接受碱性探针分子提供的孤对电子;NH3分子吸附导致Ti4+离子由近正四面体中心对称变为五配位的三角双锥对称.
关键词:
钛硅分子筛
,
Lewis酸性
,
吸附
,
密度泛函理论
,
自然键轨道分析
王善鹏
,
王伊蕾
,
曹亮
,
邢双英
,
周丹红
催化学报
应用量子力学与分子力学联合的 ONIOM2(B3LYP/6-31G(d,p):UFF)方法, 对 ZSM-5 分子筛中与 T6, T9 和 T12 位相邻的骨架铝的落位稳定性以及酸性强度进行了理论计算. 根据 Si/Al 替代能确定了最稳定的相邻酸性位在 Al6-Al6 位, 其次是 Al6-Al9 位, 通过 (Si/Al,H) 替代能计算确定了氢质子的落位. 计算结果证明了相邻骨架铝会导致酸性强度降低, 而且 Al6-Al9 位的酸性低于 Al6-Al6 位. 应用密度泛函理论方法进一步考察了相邻酸性位对乙烯分子吸附和质子化反应历程的影响. 结果表明, -Al-O-Si-O-Al-结构的相邻酸性位对乙烯分子的吸附以及质子化反应历程有明显影响, 尤其是使乙醇盐产物更不稳定.
关键词:
ZSM-5
,
分子筛
,
相邻酸性位
,
乙烯质子化
,
ONIOM
,
方法
章强
,
刘贵昌
,
张熠
,
王立达
,
李敬
,
曹亮
腐蚀与防护
某石油炼厂板式空冷器板片在较短时间内发生严重的开裂.根据该厂提供的失效件,采用电子探针、金相显微镜、扫描电镜和电子能谱仪等对开裂板片的成分、金相、断口宏观及微观形貌和腐蚀产物进行了分析.结果表明,板式空冷器最外层板片开裂为应力腐蚀开裂,次外层板片开裂为腐蚀疲劳所致.
关键词:
板式空冷器
,
板片
,
应力腐蚀开裂
,
腐蚀疲劳
