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通過對(duì)鈦合金表面進(jìn)行改性處理如預(yù)氧化處理和滲鋁處理等,成功地提高了鈦合金的抗氧化能力;同時(shí)通過對(duì)鈦合金進(jìn)行預(yù)氧化+滲鋁處理,成功地解決了滲鋁層在冷卻和氧化過程中易出現(xiàn)裂紋等一系列問題,從而有效地提高了滲鋁層的抗氧化能力。通過改變滲鋁試驗(yàn)中滲劑中的分散劑,初步地認(rèn)為分散劑在滲鋁過程中參與了滲鋁反應(yīng)且較大地影響著滲鋁層。 通過對(duì)預(yù)氧化層和滲鋁層的表面形貌,氧化動(dòng)力學(xué),涂層與基體的粘結(jié)力,抗氧化和抗剝落能力等進(jìn)行了細(xì)致的研究,給出了預(yù)氧化層和滲鋁涂層的形成機(jī)制和氧化過程的作用機(jī)制。

結(jié)果表明，卷曲效應(yīng)對(duì)單壁碳納米管的電子結(jié)構(gòu)有重要的影響，且其電子結(jié)構(gòu)與幾何結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。我們發(fā)現(xiàn)，在考慮卷曲效應(yīng)以后，扶手型管不產(chǎn)生帶隙，仍為金屬性管；而對(duì)于鋸齒型金屬性管和螺旋型金屬性管，因卷曲誘導(dǎo)在費(fèi)米能附近產(chǎn)生一個(gè)窄的帶隙以及兩個(gè)附加的范·霍夫奇點(diǎn)峰。帶隙的寬度取決于其管徑和螺旋度，同時(shí)范·霍夫奇點(diǎn)峰也會(huì)發(fā)生分裂，分裂間距隨螺旋角的減小而增大，并且范·霍夫奇點(diǎn)主峰對(duì)應(yīng)的能量位置與其管徑和螺旋度密切相關(guān)；此外，半導(dǎo)體性管的帶隙與其管徑成反比關(guān)系，范·霍夫奇點(diǎn)主峰的位置也與其管徑和螺旋度相關(guān)聯(lián)。 基于單壁碳納米管的能帶結(jié)構(gòu)，我們還討論了單壁碳納米管中電子的有效質(zhì)量。研究表明，單壁碳納米管的幾何結(jié)構(gòu)對(duì)其電子有效質(zhì)量有重要的影響。我們發(fā)現(xiàn)，無論是鋸齒型窄隙半導(dǎo)體管還是鋸齒型寬隙半導(dǎo)體管，同一類管的最低導(dǎo)帶的電子有效質(zhì)量隨波矢變化的規(guī)律基本相同，且其導(dǎo)帶底的電子有效質(zhì)量隨管徑的增大而減小。此外，鋸齒型窄隙半導(dǎo)體管導(dǎo)帶底的電子有效質(zhì)量與其管徑的平方成反比關(guān)系；對(duì)于螺旋型管，其導(dǎo)帶底的電子有效質(zhì)量不僅與管徑相關(guān)，而且與螺旋度也相關(guān)聯(lián)。 此外，我們還簡(jiǎn)要探討了分子動(dòng)力學(xué)方法在單壁碳納米管熱輸運(yùn)性質(zhì)研究中的應(yīng)用。 全文安排如下：在引言部分，我們簡(jiǎn)述了研究背景和研究目的。第一章簡(jiǎn)要介紹了碳納米管及其基本特征。第二章為基本理論，著 MastershiP Dissertation，Xiangtan University 重介紹了分子動(dòng)力學(xué)方法和轉(zhuǎn)移矩陣方法。第三章介紹了考慮卷曲 效應(yīng)后的單壁碳納米管的電子能級(jí)結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上研究了單壁 碳納米管的電子態(tài)密度，以及管徑和螺旋度對(duì)其電子結(jié)構(gòu)的影響。 在第四章中，基于單壁碳納米管的電子能級(jí)結(jié)構(gòu)，我們研究了單壁 碳納米管的電子有效質(zhì)量特征。第五章采用分子動(dòng)力學(xué)方法對(duì)單壁 碳納米管的熱輸運(yùn)性質(zhì)作了初步的探索。在最后一章，總結(jié)了我們 的研究成果以及對(duì)學(xué)術(shù)進(jìn)行展望。

在此基礎(chǔ)上,通過對(duì)涂層抗氧化與抗剝落能力的研究,通過對(duì)合金進(jìn)行預(yù)氧化+滲鋁處理,成功地解決了滲鋁層的易出現(xiàn)裂紋等問題,也初步地提出了預(yù)氧化層在滲鋁過程中和氧化過程的作用機(jī)制。通過改變滲劑中的分散劑和對(duì)滲鋁過程的模擬,初步認(rèn)為分散劑在滲鋁的過程中參與了滲鋁過程的反應(yīng),這一點(diǎn)與傳統(tǒng)滲鋁理論中認(rèn)為分散劑在滲鋁過程不參加反應(yīng),而只是起到分散的作用不一致,而實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明正是由于分散劑的參與改變了滲層相的組成,從而較大地影響滲層的抗氧化能力、涂層的退化機(jī)制及抗剝落能力。通過對(duì)分散劑在滲鋁過程中的研究,進(jìn)一步揭示了分散劑在滲鋁過程的作用,加深了對(duì)滲劑在滲鋁過程中的作用和滲鋁機(jī)理了解和認(rèn)識(shí)。