Ca2Ge电子结构和光学性质的研究

采用第一性原理赝势平面波方法系统地计算了正交结构Ca2Ge能带、态密度、介电函数、复折射率、吸收系数．计算结果表明正交结构的Ca2Ge是典型的直接带隙半导体,带隙值为0.318 6 eV,其价带由Ge的3p、3s态电子构成,导带由Ca的3p、3s态电子构成,并且光学性质在3个方向上显示出各向异性．从能带和态密度的计算结果判断出Ca2Ge的光学性质主要由Ge的3p态电子向Ca的3d态的带间跃迁所决定．     

氧对体心立方铁中刃型位错上扭折电子结构的影响

利用离散变分方法和DMol方法,研究了氧对体心立方铁中[100](010)刃型位错上扭折电子结构的影响,计算了杂质偏聚能、原子格位能、电荷密度及态密度.计算结果表明:扭折对氧原子有捕获效应,氧进入体系后引起电荷重新分布,铁原子的4s4p轨道失去电子,氧原子2p轨道和铁原子3d得到电子,氧原子的2p轨道与近邻铁原子的3d4s4p轨道之间杂化,使得它们之间的成键有较强的方向性,有可能使材料韧性降低.     

NiTi合金表面TiO2掺杂N原子的电子结构计算

采用密度泛函理论的离散变分Xα方法(DV-X)α,对表面掺杂N原子后的NiTi合金表面TiO2的电子结构进行了计算,得到各原子间的键级、电荷分布、Mulliken集居数和态密度.结果表明:表面掺杂后,在Ti原子的3d,4s,4p轨道和N原子的2p轨道之间发生了有效的作用,改变了表面膜的电荷分布,表面负电荷增加,从而抑制了C1-等阴离子的吸附,阻碍电子的失去,提高了其抗点蚀的能力;同时,也有利于体液中Ca2 、PO4在表面沉积形成羟基磷灰石,使NiTi合金的耐腐蚀性得到进一步提高.这一理论计算阐明了NiTi合金表面掺N后抗腐蚀性和生物相容性提高的机制.     

团簇Ti4P的磁性及电子自旋密度

为更加深入地了解团簇Ti4P的磁性和电子自旋性质,使用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP/Lan12dz方法对所设计的初始构型进行优化,排除虚频和重复构型后最终得到7种优化构型.从原子轨道成单电子数、不同原子的磁矩和各构型s,p,d轨道的态密度图进行分析后发现,团簇Ti4P的磁性主要来源于Ti-3d轨道,但s和p轨道...     

虚拟裂纹闭合法计算陶瓷材料断裂韧性的有效性研究

基于有限元Abaqus软件,采用虚拟裂纹闭合法的基本原理对ISO15732-2003所提SEPB法测试陶瓷材料断裂韧性进行有限元数值计算.以Si3N4、ZrO_2、Al_2O_3、ZTA、SiC五种陶瓷材料SEPB法标准实验为例,分别将虚拟裂纹闭合法计算所得断裂韧性值与标准实验测试值进行对比.结果表明:Si3N4、ZrO_2、Al_2O_3、ZTA、SiC五种陶瓷材料断裂韧性的数值计算值与实验测试值较为一致,其偏差仅分别为1.77%、1.76%、1.82%、1.55%和1.82%.进一步验证了虚拟裂纹闭合法计算断裂韧性值的有效性,同时为该方法的工程应用提供一定的理论基础.     

CMAS组分对EB-PVD热障涂层微结构退化的影响

该文对典型Ca/Si原子比为0.33、0.73、1.78的CMAS (主要组分为CaO-MgO-Al_2O_3-SiO_2)腐蚀的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)热障涂层(TBCs)的微观结构特征进行了详细的对比研究.研究发现:当Ca/Si原子比为0.33时,沿着整个被腐蚀的YSZ涂层会有ZrSiO_4形成,YSZ陶瓷层上部区域原始的"羽毛状"柱状晶转变成相互连接的颗粒状结构,陶瓷层中部和下部区域仍为柱状晶结构,在颗粒状晶粒间隙和柱状晶晶粒间隙都有CMAS渗入.当Ca/Si原子比增加到0.73时, YSZ上部柱状晶退化成晶粒,下部柱状晶"羽毛状"结构退化,柱状晶上有明显的腐蚀坑,整个YSZ晶粒之间充满了非晶态的CMAS,而且在YSZ的顶部有部分m-ZrO_2出现,在YSZ/Al_2O_3界面处还有硅酸锆(ZrSiO_4)、钙长石(CaAl_2Si_2O_8)和尖晶石(MgAl_2O_4)形成.当Ca/Si原子比增加到1.78时,柱状晶转变成等轴晶,非晶的CMAS和MgAl_2O_4填充在晶粒间隙,并伴随有t-ZrO_2到m-ZrO_2的相转变.结果表明,Ca/Si原子比含量高的CMAS对YSZ涂层具有更大的破坏性.     

由C6覆盖的环状纤维管的Wiener指数

设TC6[p,q]是一个由2p×2q个C6覆盖的环状纤维管,给出了计算TC6[p,q]的Wiener指数的一个闭公式W(G)=-34pq2 8p3q2 34pq4,当p≥q 2时;-34p2q 43p4q 4p3q2 4p2q3,当p≤q 1时.     

NiTi合金表面TiO2掺杂C原子的电子结构计算

采用基于密度泛函理论的离散变分Xα方法(DV—Xα),对表面掺杂C原子后的NiTi合金表面Ti0_2的电子结构进行了计算,得到各原子间的键级、电荷分布、Mulliken集居数和态密度．结果表明:表面掺杂C后,在Ti原子的3d、4s、4p轨道和C原子的2p轨道之间发生了有效的作用,改变了表面膜的电荷分布,表面负电荷增加,从而抑制了CI-等阴离子的吸附,阻碍电子的失去,提高了其抗点蚀的能力;同时,也有利于体液中ca2 、PO34在表面沉积形成羟基磷灰石,使NiTi合金的耐腐蚀性得到进一步提高．这一理论计算阐明了NiTi合金表面掺C后抗腐蚀性和生物相容性提高的机制．     

碳掺杂WO_3电子结构的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法详细研究了碳原子掺入WO3后体系的能带结构、态密度、导带边和价带边的位置的变化.考虑了碳原子处在间隙位置和碳原子替换氧原子两种情况.计算结果表明,碳原子替换氧原子时,体系是自旋极化的,在带隙中产生非常明显的C-2p杂质带.自旋向上部分带隙减小了0.92 e V,自旋向下部分带隙减小了0.08 e V.而碳处在间隙位置时,体系是非自旋极化的,碳原子倾向于与一个氧原子成键,带隙减小了0.2e V,有利于可见光的吸收.形成能计算表明,碳原子处在间隙位置掺杂更稳定.     

高离化类镁离子3s21S0-3s3d1D2电四极矩E2光谱跃迁

利用全相对论性多组态Dirac-Fock平均能级(MCDF-EAL)方法系统地计算了类镁离子3s21S0-3s3d1 D2电四极矩E2光谱跃迁的能级间隔,跃迁几率和振子强度,计算中考虑了重要的核的有限体积效应,Breit修正和QED修正,所得结果和最近的实验数据及理论计算值进行了比较.