聚焦离子束(focused Ion beam,FIB)作为一种用于金刚石微铣刀的特种加工方式,其引发的损伤程度直接关联到刀具的加工性能和寿命。课题组采用LAMMPS软件进行分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟,结合SRIM软件的分析结果,探究单晶金刚...聚焦离子束(focused Ion beam,FIB)作为一种用于金刚石微铣刀的特种加工方式,其引发的损伤程度直接关联到刀具的加工性能和寿命。课题组采用LAMMPS软件进行分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟,结合SRIM软件的分析结果,探究单晶金刚石亚表层损伤的形成机理和入射离子能量对损伤深度和范围的影响。模拟结果表明:随着入射离子能量的提升,离子束在材料内的渗透深度及引起的非晶层和点缺陷损伤均有所增加;进一步的研究发现损伤形成过程中材料局部温度的上升可能诱发自退火现象,且与离子入射能量成正比,该现象对于理解聚焦离子束加工引起的损伤有着至关重要的意义;而势能的变化与损伤形成之间的显著对应关系揭示了第一邻近原子的势能明显高于第二邻近原子,进而高于Other类型原子,这一发现有助于深入理解损伤形成的微观过程。因此,精确控制入射能量是实现金刚石材料高精度聚焦离子束加工的关键,且对自退火效应和势能变化的研究对损伤监控与控制同样重要。展开更多
土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)是参与全球碳循环的重要碳库。亚表层(10~30 cm)培肥结合地膜覆盖措施是干旱区优化盐碱土壤物理结构和调控土壤水盐环境的有效措施,然而关于其如何调控0~60 cm土体SOC、SIC分布及其与土壤相关理化性状的关...土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)是参与全球碳循环的重要碳库。亚表层(10~30 cm)培肥结合地膜覆盖措施是干旱区优化盐碱土壤物理结构和调控土壤水盐环境的有效措施,然而关于其如何调控0~60 cm土体SOC、SIC分布及其与土壤相关理化性状的关系尚不明确。本研究基于内蒙古河套灌区盐碱土壤6年的田间微区试验,设置常规对照(CK)、亚表层(10~30 cm)有机培肥(OM)、地膜覆盖(PM)、亚表层有机培肥+地膜覆盖(OM+PM)4个处理,测定了2019—2020年0~60 cm剖面SOC、SIC、全碳(TC)含量以及土壤理化指标(土壤水分、盐分、pH和全氮),分析了TC、SOC、SIC变化特征及其影响因素。结果表明:OM和OM+PM处理较CK和PM处理显著增加0~40 cm土层SOC含量31.9%~195.6%(P<0.05),显著增加40~60 cm SOC含量33.7%~49.4%(P<0.05,仅2020年),但显著降低0~40 cm SIC含量9.9%~35.0%(P<0.05)。基于SOC和SIC的变化,OM+PM较CK处理显著增加2019年20~60 cm TC含量10.4%~39.4%(P<0.05),并显著增加2020年0~20 cm TC含量13.0%(P<0.05)。回归分析结果进一步说明,覆膜条件下补充亚表层培肥,使总碳库变化的主导因素由SIC转变为SOC。冗余分析结果表明土壤理化性质是影响土壤碳库的主要因素(解释度为60.7%~91.9%),其中全氮和pH是0~40 cm土壤碳库的主要影响因子,而40~60 cm土壤碳库主要受盐分和pH影响。相关性分析结果表明SOC与SIC表现为完全相反的变化规律,其中SOC与全氮极显著正相关,与盐分和pH呈极显著负相关(P<0.01);SIC与全氮呈极显著负相关,与pH呈极显著正相关(P<0.01)。因此,亚表层培肥结合地膜覆盖可以通过增加SOC来弥补SIC的损失进而实现碳积累,是该区域盐碱地增加固碳潜力的有效措施。展开更多
文摘聚焦离子束(focused Ion beam,FIB)作为一种用于金刚石微铣刀的特种加工方式,其引发的损伤程度直接关联到刀具的加工性能和寿命。课题组采用LAMMPS软件进行分子动力学(Molecular Dynamics,MD)模拟,结合SRIM软件的分析结果,探究单晶金刚石亚表层损伤的形成机理和入射离子能量对损伤深度和范围的影响。模拟结果表明:随着入射离子能量的提升,离子束在材料内的渗透深度及引起的非晶层和点缺陷损伤均有所增加;进一步的研究发现损伤形成过程中材料局部温度的上升可能诱发自退火现象,且与离子入射能量成正比,该现象对于理解聚焦离子束加工引起的损伤有着至关重要的意义;而势能的变化与损伤形成之间的显著对应关系揭示了第一邻近原子的势能明显高于第二邻近原子,进而高于Other类型原子,这一发现有助于深入理解损伤形成的微观过程。因此,精确控制入射能量是实现金刚石材料高精度聚焦离子束加工的关键,且对自退火效应和势能变化的研究对损伤监控与控制同样重要。
文摘土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)是参与全球碳循环的重要碳库。亚表层(10~30 cm)培肥结合地膜覆盖措施是干旱区优化盐碱土壤物理结构和调控土壤水盐环境的有效措施,然而关于其如何调控0~60 cm土体SOC、SIC分布及其与土壤相关理化性状的关系尚不明确。本研究基于内蒙古河套灌区盐碱土壤6年的田间微区试验,设置常规对照(CK)、亚表层(10~30 cm)有机培肥(OM)、地膜覆盖(PM)、亚表层有机培肥+地膜覆盖(OM+PM)4个处理,测定了2019—2020年0~60 cm剖面SOC、SIC、全碳(TC)含量以及土壤理化指标(土壤水分、盐分、pH和全氮),分析了TC、SOC、SIC变化特征及其影响因素。结果表明:OM和OM+PM处理较CK和PM处理显著增加0~40 cm土层SOC含量31.9%~195.6%(P<0.05),显著增加40~60 cm SOC含量33.7%~49.4%(P<0.05,仅2020年),但显著降低0~40 cm SIC含量9.9%~35.0%(P<0.05)。基于SOC和SIC的变化,OM+PM较CK处理显著增加2019年20~60 cm TC含量10.4%~39.4%(P<0.05),并显著增加2020年0~20 cm TC含量13.0%(P<0.05)。回归分析结果进一步说明,覆膜条件下补充亚表层培肥,使总碳库变化的主导因素由SIC转变为SOC。冗余分析结果表明土壤理化性质是影响土壤碳库的主要因素(解释度为60.7%~91.9%),其中全氮和pH是0~40 cm土壤碳库的主要影响因子,而40~60 cm土壤碳库主要受盐分和pH影响。相关性分析结果表明SOC与SIC表现为完全相反的变化规律,其中SOC与全氮极显著正相关,与盐分和pH呈极显著负相关(P<0.01);SIC与全氮呈极显著负相关,与pH呈极显著正相关(P<0.01)。因此,亚表层培肥结合地膜覆盖可以通过增加SOC来弥补SIC的损失进而实现碳积累,是该区域盐碱地增加固碳潜力的有效措施。
