立方相MgSc合金力学性质的计算研究

采用严格糕模轨道方法结合相干势近似计算,研究Mg_1-xSc_x（0.101-xSc_x（0.100,即此相在力学上是稳定的。γ相的弹性系数和体模量小于β相,但呈现的韧性优于β相。电子结构计算表明,基于正则能带理论的力定理不能解释γ相和β相单晶弹性常数的大小关系,而Sc合金化和电荷转移引入的马德隆相互作用对合金相稳定性和力学性质起关键作用。     

ZnOS三元合金晶体结构与电子性质的第一性原理研究

采用基于第一性原理的密度泛函理论下的VASP软件包详细研究了三元合金ZnO1-xSx的晶格常数、体积、总能、电子性质以及能带弯曲因子随S组分x的变化关系,并计算了三元合金的带隙弯曲参数.采用AM05XC泛函对结构参数进行优化,带隙修正采用了LDA-1/2的计算方法.结果表明:随着S浓度x的增加,三元合金ZnO1-xSx的晶格常数、体积、总能量均呈现出线性递增的关系,而禁带宽度以及价带宽度出现弯曲性质,这跟三元合金ZnO1-xSx的固溶度相关.从导带底到价带顶的光跃迁出现在Γ点,影响价带顶和导带底的价电子分别是S的3p态和Zn的4S态.     

高压下ZrB3与NbB3力学性质的第一性原理研究

此文用密度泛函理论的赝势平面波方法的第一性原理研究了过渡金属化合物ZrB_3与NbB_3(m-AlB_2、OsB_3和MoB_3结构)在高压下的力学性质和电子结构特点,获得了在常压下,m-AlB_2是最稳定的结构,当压强升高到40GPa时发生相变,高压下最稳定是OsB_3结构.m-AlB_2-NbB_3具有最大的剪切模量204GPa,最高的德拜温度921K和最大的硬度值27.3GPa,属于潜在的超不可压缩材料.MoB_3-NbB_3、OsB_3-NbB_3和m-AlB_2-ZrB_3的硬度值分别达到了24.9GPa、22.6GPa和19.8GPa.它们的电子态主要是由M-4d态和B-2p态杂化叠加形成的,在费米能级处取值均不为零,故这些化合物都具有金属性等有益结果.     

Cr含量对Fe3Al合金电子结构及力学性能影响的第一性原理

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Cr含量对DO3-Fe3 Al合金电子结构及力学性能的影响.通过计算掺杂前后体系的形成热和结合能明确Cr在超晶胞模型中的占位;通过计算各体系的弹性模量、布居、态密度及差分电荷密度揭示了Cr对Fe3 Al合金力学性能影响的微观机制.结果表明:含量为3.125 at.％时,Cr优先...     

Tix-Nb1-x合金结构及弹性性质的第一性原理研究

本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法详细地计算了高温高压下不同铌含量对Tix-Nb1-x (x=0, 025, 05, 075,1)二元合金的能量和结构的影响。结果表明,零温零压下不同铌含量下的三种稳定的合金组成结构分别为六角密堆结构Nb025Ti075,体心立方结构 Nb05Ti05和体心立方结构Nb075Ti025,所得的稳定的合金结构晶格参数与相关的实验值和理论值符合的很好。这样, 分别计算了在压强60GPa范围内的稳定的合金结构的弹性性质和弹性模量。     

Mo2BC力学和电子性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软贋势方法,对正交结构Mo2BC的力学和电子性质进行了系统的研究.计算结果表明,正交结构的Mo2BC在零压下是稳定的,优化得到的平衡结构参数与实验值符合得很好.Mo2BC的块体模量为308 GPa、剪切模量为187 GPa、弹性模量为471 GPa、泊松比为0.245,德拜温度是80 K.电子结构的分析表明,Mo2BC的化学键是共价键和离子键混合,表现出一定的金属性.     

Si8-xGex合金的电子、 力学和光学性质第一性原理计算#br#

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法, 研究 Si_8-xGe_x合金的电子、 力学和光学性质. 计算结果表明： Si_8-xGe_x合金的能带结构相似; 弹性系数、 体模量和剪切模量均随\%x的增大呈减小趋势; 静态介电常数、 折射率和反射系数均随x的增大呈准线性增加趋势; 等离子体振荡频率随x的增大呈减小趋势.     

ZrN的力学和热力学性质的第一性原理

利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,研究了fcc-ZrN的平衡态性质、不同压力下的弹性性质及热力学性质.通过对焓压关系、弹性性质的分析,推测fcc结构到bcc结构ZrN的相变发生在208~220GPa之间.进一步分析了fcc-ZrN在不同压力下力学的各向异性,得到了压力对ZrN力学性质的影响关系.计算分析了fcc-ZrN的热力学性质.研究结果表明:力学各向同性随压力增大明显减弱;一定温度下,热容随压力增加而减小;德拜温度随着压力增加而增大;低压区温度影响较大,高压区压力影响较大.     

长程有序性对β-MgSc相合金力学性质的影响

运用从头计算方法研究了MgSc合金中长程有序化对力学性质的影响。计算得到的晶格常数与实验结果吻合较好,Sc有序化对合金晶格常数的影响较小。合金的长程有序化对弹性系数的影响显著,在15-25 at.%Sc范围内无序相的力学稳定性好,但韧性较差。Sc有序化导致合金四方剪切模量变得很小(～4 GPa),因此Sc有序化可能使得MgSc合金出现剪切失稳。电子结构分析表明,合金在费米面附近有较多态密度峰,使得合金相稳定性和力学性质对组分的变化敏感,因此可通过细调合金组分改变合金相和力学性质。     

FeMnP0.67Ga0.33化合物相稳定性的第一性原理研究

用密度泛函理论为基础的投影缀加波方法、VASP程序包为工具,研究了Ga原子占据1b、2c晶位时六方相和正交相FeMnP_(0.67)Ga_(0.33)化合物的相稳定性和力学性质。计算结果表明无论六方还是正交相中Ga原子优先占据2c(对应正交相的8e)晶位,且Ga占2c(或者8e,统称Ga-2c)时体系的能量显著低于Ga占1b的情况,因此Ga原子无序占位的可能性很小。Ga-2c的六方相和正交相均满足热力学稳定条件、力学稳定条件和动力学稳定性条件,并且两相的基态能量非常接近。0K时正交相为基态,计入晶格振动和热电子激发对自由能的贡献后,温度高于215K时六方相更为稳定。Ga-2c六方相具有良好的力学性能,而Ga-2c正交相呈明显的脆性。     

Fe-M(M=Al,Nb,Si)的机械合金化研究

采用Ｘ射线衍射、扫描电镜、显微硬度测试等多种分析测试手段研究了纯元素混合粉末Ｆｅ５０Ａｌ５０、Ｆｅ５０Ｎｂ５０及Ｆｅ７５Ｓｉ２５的机械合金化过程．结果表明：球磨３０ｈ后，Ｆｅ５０Ｎｂ５０转变为非晶结构，Ｆｅ７５Ｓｉ２５粉末形成具有ｂｃｃ结构的α－Ｆｅ（Ｓｉ）固溶体，Ｆｅ５０Ａｌ５０的球磨产物为α－Ｆｅ（Ａｌ）＋Ｆｅ３Ａｌ＋Ａｌ１３Ｆｅ４三组混合结构．延－延组合的Ｆｅ５０Ａｌ５０及Ｆｅ５０Ｎｂｂ２５０形成具有层片复合结构的粉末．其显微硬度在球磨初期迅速增高，延长球磨时间，增高速度减慢最后趋于稳定．而延－脆组合的Ｆｅ７５Ｓｉ２５粉末在球磨初期则形成具有弥散复合结构的粉末，其粒度变化在球磨初期与Ｆｅ５０Ａｌ５０及Ｆｅ５０Ｎｂ５０不同，无明显增大趋势．对Ｆｅ－Ｍ机械合金化的产物进行了热力学分析．     

W对Fe3Al基合金高温力学性能的改善

在Ｆｅ３Ａｌ基合金中，加入少量Ｗ能显著改善合金的室温和高温强度，改善抗蠕变性能，但使合金室温塑性略微降低，Ｗ的加入能细化合金组织，同时在超过溶解度时形成Ｍ６Ｃ型碳化物，在Ｆｅ２８Ａｌ－５Ｃｒ合金中，Ｗ的原子分数溶解度在０．８％～１．０％左右，Ｍｏ或Ｎｂ与Ｗ同时加入会降低Ｗ在合金中的溶解度。     

Si4X(X=Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)原子簇结构与稳定性的理论研究

采用密度泛函理论(DFT),在B3LYP／6—311G^*水平下,对杂原子X(X—Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)置于垂直于具有D2h对称的Si4原子簇平面的C2轴上时,所得到的含杂Si4X(X—Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl)原子簇,进行了理论计算,得到一系列稳定的Si4X原子簇的几何构型,并对其中具有C2v对称的三角双锥结构的Si4X原子簇,系统地讨论了原子簇的稳定性、Si—X键强弱、电荷分布等的递变规律,以及由于第三周期元素的加入,对硅原子簇结构的影响。     

应用MFT分析R_2Fe_(17-x)M_x(R=Pr,Nd;x=0.2;M=Al,Ga)合金的磁性

用两亚点阵ＭＦＴ分析了Ｒ２Ｆｅ１７－ｘＭｘ合金的饱和磁化强度与温度的关系。得到了分子场系数ｎＲＲ、ｎＲＦ和ｎＦＦ，计算出了居里温度，给出了分子场ＨＲ（Ｔ）、ＨＦｅ（Ｔ）与温度的关系曲线。计算结果表明，在Ｒ２Ｆｅ１７中用Ａｌ、Ｇａ替代部分Ｆｅ离子后，分子场系数ｎＦＦ明显增大，除Ｐｒ２Ｆｅ１７的ＨＲ（Ｔ）外，分子场强度在很大温度范围内显著增加     

新型层柱微孔材料ZnAl-XW_9Cu_3(X=Si~(4+),Ga~(3+))的合成、表征及其酯化活性研究

采用水热合成与离子交换法，合成了过渡金属铜三取代的Ｋｅｇｇｉｎ结构杂多阴离子ＸＷ９Ｃｕ３（Ｘ＝Ｓｉ４＋，Ｇａ３＋）柱撑ＺｎＡｌ型硝酸根阴离子粘土．元素分析、ＸＲＤ和ＩＲ对产物的组成和结构测试结果表明，被嵌入到阴离子粘土层间的杂多阴离子仍保持其原有的Ｋｅｇｇｉｎ结构，而阴离子粘土的层间距却从０８９ｎｍ增大到１４６ｎｍ．ＥＳＲ结果表明，ＧａＷ９Ｃｕ３进入粘土层间后，由于层板的影响，ＣｕＯ６八面体中Ｃｕ—Ｏ键的离子性有所增强．催化实验结果表明，柱撑产物对乙酸与正丁醇的酯化反应具有较高的催化活性和极高的选择性．     

铈对Fe3Al基合金室温力学性能的影响

在Ｆｅ３Ａｌ中添加适量的Ｃｅ可以显著提高合金的高温强度和塑性，分析表明，这是由于Ｃｅ的加入改变了合金表面氧化层的组成，抑制或推迟了Ａｌ和环境水的反应，并且在基体中形成了许多弥散分布的富Ｃｅ相。     

Mg-（6～8）Al—0．7Si合金的组织和力学性能分析

通过金相观察、扫描电镜、X衍射分析和拉伸实验等方法，研究了Mg-（6～8）Al-0．7Si合金的铸态组织和力学性能．研究结果表明：添加了少量Sb和RE的Mg-（6～8）Al-0．7%Si的铸态组织主要由α—Mg基体、Mg17Al12相、Mg2Si相、Mg3Sb2相和少量针状Al4Si2Mn2Y相组成，并且随着Al含量的增加，试验合金组织中的Mg17Al12相增多，共晶析出物变得更加连续．同时，力学性能的测试结果表明：Al含量变化对于试验合金抗拉强度、屈服强度和延伸率的影响呈现出不同的变化规律．     

Fe3Al基合金力学性能和显微组织的关系研究

显微组织对Ｆｅ３Ａｌ基合金的室温和高温力学性能以及抗蠕变性能有较大影响。研究表明，减少横向晶并不是提高Ｆｅ３Ａｌ合金室温塑性的最有效途径。通过加大形变量，细化显微组织可以明显改善合金的室温力学性能，但会使其高温性能下降。     

替代式富勒烯C_(59)X(X=Si,O)的结构研究

采用基于第一性原理的全势能线性糕模轨道分子动力学(FP-LMTO-MD)方法研究了替代式富勒烯C59X(X=Si,O)的几何结构和稳定性.研究表明尽管在掺杂原子附近发生一定程度的畸变,但优化后的结构仍然保持C60的笼状结构.与纯富勒烯相比,它们的结合能降低,稳定性减弱.     

机械合金化Fe40M（M=Ni，Co）40Si20过饱和固溶体的物相分析

采用机械合金化方法制备了Fe i Si,Fe Co Si三元系合金,利用X射线衍射仪研究了合金化过程中的相变行为.结果表明,Fe40Ni40Si20经36h球磨可形成αFe(bcc)和γFe(fcc)两相混合固溶体,继续球磨,过饱和α相逐渐分解并向γ相转化,72h后可得单相γFe过饱和固溶体.Fe40Co40Si20经36h可得αFe过饱和固溶体,继续球磨未发现新相生成.