纳米结构金属空位形成能的研究

本文在Tiwari and Patil（Scripta Metallurgica,1975,9：833）计算空位形成能的模型基础上,研究了纳米结构金属的空位形成能计算方法,通过引入形状因子,并考虑晶粒尺寸效应,计算了面心立方（fcc）、体心立方（bcc）和密排六方（hcp）结构纳米金属的空位形成能.结果表明,纳米结构金属的空位形成能随着晶粒尺寸的减小而下降 晶粒尺寸不变时,空位形成能随着晶粒形状因子的增大呈线性下降趋势.     

金属中氦缺陷的第一性原理研究

采用第一性原理方法研究了面心立方fcc、体心立方bcc和六方密堆hcp结构金属中氦缺陷,计算分析了三种晶体结构金属中四面体间隙位置、八面体间隙位置和替代位置氦原子的形成能．并比较了fcc、bcc和hcp结构中不同位置氦点缺陷的稳定性．     

一种估算金属空位形成能的半经验方法

在Ｂｒｏｏｋｓ模型的基础上,改进了表面能的计算方法,并对ｂｃｃ,ｆｃｃ和ｈｃｐ金属的空位形成能进行了计算,发现计算结果与实验测试平均值间存在线性关系,引入能量修正因子修正后可使两者基本一致,由此发展的半经验方法可对金属空位形成能进行有效预测。     

一种近似计算金属多空位形成能的方法

空位以及多空位的形成能的计算对研究空演位变行为有重要意义.本文利用已经现有的单、双空位形成能结果,采用刚性球模型来表达空位,得出了金属多空位形成能的计算公式,并且进行了讨论.计算了部分体心立方过渡金属的多空位形成能（3空位,4空位）和结合能,并与现有的结果进行比较,结果相差较小.     

部分bcc和fcc金属点缺陷性能的第一原理计算

缺陷对金属及合金的物理和机械性能有显著的影响.点缺陷如空位和间隙性能有助于理解金属和合金的热力学及动力学行为.使用第一原理软件CASTEP模块计算了体心立方结构金属V,Cr,Fe,Nb,Mo,W和面心立方结构金属Ni,Rh,Pd,Cu,Zn,Ag的单空位形成能、结合能、自间隙形成能.计算结果表明:所有结合能的计算值均高于实验值,空位形成能的结果与其他计算方法的结果比较接近;对于bcc结构,110或111哑铃间隙构型能量最低,结构最稳定,与其他计算方法结论一致;fcc结构的100哑铃或八面体间隙构型能量最低,结构最稳定;空位形成能的值大约是结合能的1/3-1/4;间隙形成能与体弹性模量B有关,随着B的增大而增大.     

钇在高压下的弹性性质和相稳定性研究

运用密度泛函平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA),对钇的3种结构相(体心立方bcc、面心立方fcc和六角密排堆积hcp)的总能和电子结构进行计算,得到了hcp结构的状态方程、价电子分布情况以及各种相在不同压力下的弹性常数和体模量,结果表明理论计算与实验值吻合得很好,比用局域密度近似(LDA)方法有了很大的改善.此外,还发现hcp相在加压到40GPa时发生相变,fcc是稳定的相.     

金属Cr的电子结构和物理性质

依据纯金属单原子理论(OA)确定了体心立方结构(bcc)Cr的电子结构为[Ar](3dc)3.32(3dn)2.26(4sc)0.25-(4sf)0.17,并对Cr的面心立方结构(fcc)和密排六方结构(hcp)初态特征晶体和初态液体的电子结构进行了研究.在此基础上,定性地解释了Cr的电子结构和晶体结构之间的关系:bcc→hcp→fcc结构的转变过程中,dc电子逐渐减少(3.32→3.24→3.14),sc电子逐渐增加(0.25→0.28→0.32),电子云分布的对称性逐渐增强而方向性逐渐减弱,故形成晶体时配位数逐渐增加的现象;并通过计算得到了bcc Cr的势能曲线、弹性和热膨胀系数随温度的变化曲线.     

金属氢的基态及超导电性

给出金属氢3种可能结构(bcc, fcc和hcp)的基态能量 表达式及力、 热物性, 并讨论金属氢 (fcc结构)的BCS弱耦合与Eliasherg强耦合超导电 性. 计算结果表明, 根据能量最低原理, 金属氢基态的fcc结构处于能量上更有利的位 置, 其晶格常数a=0.226 324 nm, 强耦合电-声耦合常数λ=1.806, 临界温度Tc=179.126 K.     

体心立方过渡金属低指数表面单空位的改进分析型嵌入原子法模拟

应用改进分析型嵌入原子法(modified analytical embedded-atom method,MAEAM),计算了7种体心立方(body-centered cubic,BCC)过渡金属Fe、W、Mo、Cr、Ta、Nb和V等低指数(100)、(110)和(111)表面前9层上的单空位形成能.结果表明,对每一种金属,单空位形成能在同一低指数表面层中的第1层最低,且在表面第1层和第2层(Nb除外)随表面原子密度的减小而降低,即E(11f11),1相似文献   

Fe-Ni合金中相能量的修正嵌入原子法计算

运用修正嵌入原子法(MEAM)系统地研究了Fe-Ni合金中,面心立方和体心立方两种结构的有序相和无序相能量.在用MEAM计算无序相能量时,引入原子占据某一阵点的几率与成分的等同关系.计算结果表明,α(bcc)和γ(fcc)两种无序相在347°C时的平衡原子分数分别为8.6%Ni和31.5%Ni,与相图基本符合.基于3种有序相的能量计算,可预期FeNi3最稳定,FeNi次之,而Fe3Ni最不稳定,这与文献报道的实验结果相符.     

金属元素镁高压属性的第一性原理研究

通过第一性原理计算方法，研究了金属元素镁在高压下的电子属性。电子性质的计算指出，镁的三个高压结构体心立方（bcc）、面心立方（fcc）和简单六角（sh）都是金属相结构，但其金属性比常压结构六角密堆（hcp）弱；通过与镁常压电子结构比较可知，d带贡献的增加以及p-d杂化的增强可能是高压下镁金属性降低的一个原因。镁高压fcc和sh结构的电子局域函数（ELF）通过与常压hcp结构以及高压fcc、sh结构的ELF比较，发现镁的这两个高压结构的价电子被高度排挤到晶格间隙区域，这一特殊现象与其他碱金属和碱土金属元素锂、钠、钾以及钙相似。     

金属Hf的电子结构和物理性质

依据金属单原子理论（ＯＡ） 确定了密排六方结构（ｈｃｐ） αＨｆ 的电子结构为［Ｘｅ］（５ｄｎ）０ ．３６８０（５ｄｃ）２．０４１ ４（６ｓｃ）１．４０６ ６（６ｓｆ）０．１８４０ ,通过计算得到了其势能曲线、晶格常数、结合能、弹性和热膨胀系数随温度的变化,对其体心立方结构（ｂｃｃ）和面心立方结构（ｆｃｃ）初态特征晶体和初态液体的电子结构进行了研究,分析了ｆｃｃ 结构的Ｈｆ 不能以纯组元的形式在自然界中存在的原因,得到了不同晶体结构Ｈｆ 的结构参数和性能参数,为金属Ｈｆ 及其相关材料的理论设计提供了完整的数据资料．     

Solid solution or amorphous phase formation in TiZr-based ternary to quinternary multi-principal-element films

TiZr-based multicomponent metallic films composed of 3–5 constituents with almost equal atomic concentrations were prepared by cosputtering of pure metallic targets in an Ar atmosphere.X-ray diffraction was employed to determine phase composition,crystalline structure,lattice parameters,texture and crystallite size of the deposited films.The deposited films exhibited only solid solution(fcc,bcc or hcp) or amorphous phases,no intermetallic components being detected.It was found that the hcp structure was stabilized by the presence of Hf or Y,bcc by Nb or Al and fcc by Cu.For the investigated films,the atomic size difference,mixing enthalpy,mixing entropy,Gibbs free energy of mixing and the electronegativity difference for solid solution and amorphous phases were calculated based on Miedema’s approach of the regular solution model.It was shown that the atomic size difference and the ratio between the Gibbs free energies of mixing of the solid solution and amorphous phases were the most significant parameters controlling the film crystallinity.     

一种用于HCP金属的多体势模型

提出了一种非球对称结构的嵌入原子势模型，以改变常见的只用一组参数的方法，使得原子的行为呈现为非球对称性，满足了密排六方结构(HCP)金属的非球对称条件，从而使计算结果有显著改善。计算了4种过渡族HCP金属的结合能、空位形成能、体弹模量和弹性常数，并和实验数据做了比较。参数拟合计算表明，这一模型适用于过渡族金属中HCP金属的力学性能和结合能的理论计算。该模型并可用于材料中微缺陷性能的计算机模拟研究。     

TiAl合金晶体缺陷的计算机模拟研究

采用多体势,用分子动力学方法对TiAl中空位、反位原子、间隙原子以及小尺寸空位团（N0＝2,3,4）进行计算机模拟研究,分析讨论了空位团最稳定的构形,研究了空位团对单位迁移的影响。计算结果表明,TiAl中钛空位的形成能大于铝空位的形成能;热平衡状态下存在大量的钛反位原子;间隙原子形成能较大,为空位形成能的2,3倍;在稳定存在的空位团中,每个空位都尽可能地与其他空位保持最近邻关系;已有的空位团可作为空位的凝聚中心具有捕获或吸收附近空位的能力,从而形成更大的空位团。     

Fe—Mn—Si基合金共格界面能的离散点阵平面分析

结合合金的相变热力学对离散点阵平面（DLP）模型进行了改进,使之能够处理多元置换型合金中诸如马氏体与奥氏体这类化学成分相同而结构不同的两相共格界面能。利用改进的DLP模型计算了Fe-Mn-Si基合金的{111}fcc//{0001}hcp共格界面能,分析了温度、合金成分对它的影响,结果表明,与它们对层错能的影响一致。体系的共格界面能作为马氏体相变临界驱动力△GMs^γ→ε中的阻力项所占的比例小于10%。