【摘 要】
：
自从石墨烯问世后,不同种类的二维材料被制备了出来,其中,单层过渡族金属硫化物（transition metal dichalcogenides,TMDs）以其优异的力学、物理和化学性质受到广泛的应用和关注。缺陷结构对单层TMDs的性质有着重要的影响,另外应变调控也是材料改性的有效方法之一,因此,本文通过基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了晶界对单层TMDs极化性能和电子结构的影响,计算了含晶界
论文部分内容阅读
自从石墨烯问世后,不同种类的二维材料被制备了出来,其中,单层过渡族金属硫化物（transition metal dichalcogenides,TMDs）以其优异的力学、物理和化学性质受到广泛的应用和关注。缺陷结构对单层TMDs的性质有着重要的影响,另外应变调控也是材料改性的有效方法之一,因此,本文通过基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了晶界对单层TMDs极化性能和电子结构的影响,计算了含晶界单层TMDs的压电系数以及不同应变作用下水分子在单层TMDs晶界处发生裂解的反应路径与反应能垒,提出了晶界对单层TMDs极化和水裂解析氢的影响机理。本文的主要研究内容如下:1.含晶界结构单层TMDs的挠曲电效应:基于第一性原理计算,计算了6种单层TMDs、6种含晶界单层TMDs、30种含有异质结构的单层TMDs和30种既含有晶界又含有异质结构的单层TMDs的压电系数dyy,发现晶界可以有效地增强单层TMDs的面内极化,这是由于晶界的存在导致体系发生了非均匀应变,即存在应变梯度,从而产生了面内的挠曲电效应。另外,相对原子质量越小的过渡金属元素与相对原子质量越大的硫族元素进行组合所得到的体系具有更强的极化和更大的应变梯度。2.含晶界单层TMDs表面的水裂解:运用第一性原理计算了不同应变条件下水分子在单层TMDs晶界处的吸附能以及发生裂解时的反应路径和反应能垒,发现晶界可以有效地促进水分子的吸附,降低水裂解析氢的反应能垒,并且随着应变的增大,能垒下降的越多。这是由于挠曲电效应会导致电荷产生非均匀分布,促使更多的电荷转移至晶界处的硫族原子上,增强硫族原子的极化,并且随着应变的增大,转移至晶界位置硫族元素的电荷就越多,并且吸附位点硫族原子的p轨道态密度峰值逐渐向费米能级附近移动,从而有助于水分子的吸附与裂解。另外,随着应变的增加吸附氢的自由能会逐渐降低,并且有趋近于零的趋势,这说明应变可以有效增强含晶界单层TMDs的析氢催化活性。
其他文献
发动机滑油散热系统的作用是冷却滑油,保证发动机滑油系统的正常工作。本文针对某螺旋桨发动机所处环境和滑油散热要求对滑油散热系统进行了设计及性能分析,并通过试验验证了滑油散热系统可以满足要求。本文的主要工作如下:（1）根据飞行包线下的散热要求确定了滑油散热器的设计指标,利用平均温差法迭代计算出空气滑油散热器结构尺寸及冷风道空气的流量,对飞行包线下热天条件的散热量进行了校核计算,结果表明设计的散热器可以
透气性是织物重要的物理性能,伞衣织物的透气量对降落伞的气动性能有着重要影响。伞衣的透气性能作为降落伞的重要特征越来越受到关注,有的时候甚至超越其他性能成为降落伞织物考虑的首要因素。本文建立了新的织物透气量预测模型,基于数值分析方法开展了透气伞衣的气动性能分析,为降落伞伞衣设计提供依据。主要内容如下:首先,基于多孔介质理论推导出伞衣织物粘性系数和惯性系数的非线性关系式,参考标准压差下织物透气量建立了
随着航空发动机推重比的不断提升,温度继电器运用于更高温度下的情况越来越多,对其性能的要求也越来越高。然而,目前国内外普遍采用人工测试这一原始方法,测试精度和效率很低。为测试动作温度高达500℃的航空用高温温度继电器的温度特性,本文基于空气测定法设计并搭建了一种温度场均匀性好且测量精度高的航空用高温温度继电器测试系统,并针对系统及其主要部件开展了实验和数值模拟研究。本文首先进行了测试系统的升降温实验
石英谐振器是应用具有压电效应的石英晶体制成的压电声波器件,其在频率稳定、频率选取、精密计时等领域有显著优势,因此在通信、传感、计时系统中被广泛使用。随着时代发展、通信技术的研究进步,人们对设备中电子元件的要求进一步提高,即小型化、高频化、低功率。这也对石英谐振器性能提出了更高的要求,因此需要对石英谐振器的模态耦合振动特性进行更深入的研究。本文研究了工作模态为厚度剪切振动的AT切石英谐振器的模态耦合
航空航天飞行器结构通常在复杂恶劣的环境下服役,结构受到如疲劳载荷、外界冲击、高低温环境等作用的影响,易引起结构力学特性发生变化,从而导致结构的安全性和可靠性下降。飞行器结构在服役过程中的温度场、应变场的分布与响应特征,能够反映其健康状态。为此,本文提出研究基于光频域反射原理的高密度弱反射光纤光栅传感器的典型飞行器结构（如蒙皮、筒段以及热防护结构等）热-力学参量监测与场重构方法。主要研究工作包括以下
等离子体流动控制是一种新颖的主动流动控制技术,通过介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge）等控制形式,对分离点气流产生扰动,注入能量,可以有效抑制流动分离,达到增升、减阻、降噪等目的,具有广阔的应用前景。在工程领域钝体广泛存在,钝体绕流所带来的压差阻力,颤振,噪声等不利现象严重影响了结构安全与使用质量,对钝体开展主动流动控制研究具有重要的意义。为了进一步拓展等离子体
随着现代战机和导弹对高机动性的追求,矢量推力技术已经成为研究的热点和难点。由于之前的研究主要采用静态仿真技术来分析矢量喷管在固定偏转角度下的性能参数和流场特征,没有考虑到其动态特性,因此需要研究矢量喷管在动态偏转下的流场仿真。本文首先利用网格变形和网格重构相结合的动网格技术,研究了二元矢量喷管动态工作的内外流场结构和性能参数变化规律,计算其推力、流量系数、推力系数和气动矢量角。喷管内部流场随着偏转
鉴于颤振试验具有一定的危险性,若能发展一种方法,使得在颤振试验过程中可以在亚临界速度范围内准确且有效地预测出颤振边界,将能很大程度上降低试验成本、保障试验安全。因此对实用有效地颤振边界预测方法进行研究与发展,具有十分重要的工程意义。本文首先针对紊流激励响应数据模态多且混杂、信噪比低等问题,提出了一套试验数据预处理方法,包括去除趋势项、数字滤波和经验模态分解等。然后对模态参数识别方法中的矩阵束法和A
超声导波具有传播距离远、传播范围广等优势,广泛应用于大型结构的无损检测。但由于导波的多模态性与频散特性,缺陷与导波的作用机理更加复杂,因此使得利用超声导波进行缺陷的形状反演变得十分困难。为此,本文提出了一种基于超声导波技术的二维结构空腔缺陷的定量化重构方法,在多层板结构或层覆盖半空间结构中分别利用Lamb波或Love波来实现缺陷形状的精确反演,以满足实际工程检测的需要。本论文主要由以下三部分组成:
本文以民机适航认证中的气动噪声为应用背景,基于格子Boltzmann方法（LBM）进行了流-声联合数学建模仿真,主要研究工作如下:1.基于LBM对流场仿真方法进行了验证和研究。比较了大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）标准Smagorinsky模型和改进Inertial Range模型对二维方腔流场仿真的精度,并验证了LES-LBM的模型适配性。提出了自适应构造Delta