掺杂对Al(111)面氧分子吸附性能影响

为了揭示掺杂对Al(111)面O2吸附性能影响规律。采用基于密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）的第一性原理计算方法,通过构建模型以及设置计算参数,计算得到了不同O原子覆盖度下Ni、Mn、Si掺杂对应Al(111)面吸附O2的吸附能、功函、Bader电荷、差分电荷密度、以及态密度。研究表明：当氧原子覆盖度较低情况下,纯铝表面吸附能绝对值最大,转移电子数最多,原子之间存在相互作用并主要由最外层电子轨道决定。当氧原子覆盖度增大至3/8时,掺杂表面吸附能大于纯铝表面,掺杂促进了Al(111)面吸附氧分子。结果表明：Al(111)面吸附氧分子的能力不仅与掺杂元素有关,还与各表面O原子的覆盖度有关,当O原子覆盖度较低时,Mn、Si、Ni掺杂抑制了O2吸附,当覆盖度较高时,Ni、Mn、Si掺杂促进了O2吸附。     

铟吸附氢钝化Si(100)表面的结构和稳定性研究

采用第一性原理理论研究了In吸附氢钝化的Si(100)面的结构和稳定性.对In原子吸附结构的计算表明不同的重构表面其吸附结构也是不同的:In在H/Si(100)-(2×1)面的吸附能高于In在H/Si(100)-(1×1)面的吸附能;由于氢原子对硅表面的钝化作用,使得In在Si衬底的外延生长被破坏,In原子易在衬底表面形成团簇.对In原子是否会向衬底扩散并与H原子发生交换的研究结果表明:In原子吸附于H/Si(100)表面比与H原子发生交换具有更稳定的能量.因此,在平衡条件下,In原子不会与H原子发生交换.     

激光熔覆原位自生TiC增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层研究

运用激光熔覆技术在GH864镍基合金表面制备原位自生TiC颗粒,以增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层.实验结果表明:利用激光表面熔覆技术,可以在镍基合金表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层、涂层和基体呈良好的冶金结合,涂层宏观质量完好,无裂纹和气孔等缺陷.涂层组织由γ Ni、Ni3(Si,Ti)、Ni5Si2和TiC组成.涂层的显微硬度可达HV780,是基材显微硬度的2.5倍.     

钢表面大功率激光硬化和上釉(一)

研究了20、20Cr、T12和W18Cr4V(18—4—1)四种钢试样在不同热处理状态下经受激光表面硬化、复层和上釉的处理。激光照射条件是:用墨汁、Ni—B—Si粉和WC粉黑化;功率密度为8,000W/Cm~2和23,400W/Cm~2; 扫描速度为 7.8—24.7mm/s。进行了金相、电镜、显微硬度和耐蚀性研究。指出激光表面处理可以获得超高硬度和良好的耐蚀性,特别是Ni—B—Si粉激光上釉有很高的耐蚀性。在本试验条件下进行激光照射还不能得到非晶态的表层。     

激光铸造Ni75Al25-xSix多相金属间化合物

利用激光铸造技术成功制备以原子百分比配置的Ni75Al25-xSix(x=0,20)多相金属间化合物合金.使用X射线衍射(XRD)、光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对合金进行物相鉴定及显微组织分析.使用显微硬度计对其进行显微硬度测试.结果表明,未添加Si元素的合金主要由Ni3Al、γ-Ni和少量的NiAl相组成.显微组织呈细小、均匀的树枝晶,在枝晶间分布有层片状组织.添加原子分数20%的Si元素的合金,除了Ni3Al和-γNi外,还包括Al3Ni2和较多的NiAl相;显微组织呈均匀、致密的网状树枝晶生长;平均显微硬度742 HV,约为未添加Si元素合金的1.9倍.     

H和B原子在有序态Ni3Fe表面的吸附

采用基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的第一性原理方法,对H和B原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面的吸附进行研究.结果表明,B原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面的吸附能远低于H原子,从而更容易被有序态Ni3Fe合金(111)表面吸附,形成稳定结构.这导致H原子在有序态Ni3Fe合金表面的吸附机会大大减少,降低了有序态Ni3Fe合金在氢气中的环境氢脆.进一步的电子结构分析表明,H原子的表面吸附能高于B原子是由于H原子在有序态Ni3Fe合金(111)表面吸附时,H原子的反键态被推到了费米面以上所引起的.     

直管式反应室感应耦合等离子体技术制备氮化硅薄膜研究

采用直管式反应感应耦合等离子体增强化学气相沉积法(ICPECVD)制备氮化硅薄膜，并用傅立叶变换红外光谱仪测试了氮化硅薄膜的红外光谱，结果表明氮化硅薄膜中不仅存在Si—N键，而且由于杂质氢的存在而含有Si—H键和N—H键．用朗缪尔单探针测试了直管式反应室中的等离子体参数，得到离子密度Ni在反应室内轴向以及径向位置的变化规律，弄清了离子密度Ni分布比较均匀的区域，分析了离子密度Ni分布的均匀性对等离子体干法刻蚀和薄膜制备的影响和意义。     

Mg在Si(220)表面吸附的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势的方法,通过搜寻Mg原子在硅Si(220)晶面上的最佳吸附位置,计算Mg/Si(220)体系的吸附能、电子态密度、电子布居和功函数等,系统研究了Mg原子在Si(220)表面的吸附过程.结果表明:Si表面Mg原子的最稳定吸附位置为Si(220)晶面的穴位,此时吸附能最低.同时,Mg/Si(220)体系中Mg原子的2p和3s轨道电子与Si原子的3s和3p轨道电子间的强相互作用使体系的电子布居和功函数发生改变.     

Ag在Si(100)表面化学吸附特性研究

本文应用自洽TB-LMTO方法研究银原子在理想Si（100）表面的化学吸附,计算不同位置的吸附能量（Ead）,发现相比Si（100）表面其他吸附位置而言被吸附的银原子更趋附于C位置（四重位）,在Ag原子和表面Si原子之间形成极性共价健,在Ag-Si（100）界面不存在Ag和Si的混合层而是形成突变界面,这与实验结果是一致,计算了层投影态密度并与清洁表面比较,对电子转移情况也进行了研究.相对Au/Si（100）而言,Ag和Si相互作用比Au和Si相互作用要弱.     

激光铸造Ni75A125-xSix多相金属间化合物

利用激光铸造技术成功制备以原子百分比配置的Ni75A125-xSix（x=0,20）多相金属间化合物合金．使用X射线衍射（Ⅺm）、光学显微镜和扫描电子显微镜（SEM）对合金进行物相鉴定及显微组织分析．使用显微硬度计对其进行显微硬度测试．结果表明,未添加Si元素的合金主要由Ni3Al、γ-Ni和少量的NiAl相组成．显微组织呈细小、均匀的树枝晶,在枝晶间分布有层片状组织．添加原子分数20％的Si元素的合金,除了Ni3Al和γ-Ni外,还包括A13N12和较多的NiAl相;显微组织呈均匀、致密的网状树枝晶生长;平均显微硬度742HV,约为未添加Si元素合金的1．9倍．     

Ni含量对Fe3Si基合金组织的影响

通过X-射线衍射、能谱、SEM金相等方法,对5种不同Ni含量样品的显微结构进行了分析,结果表明：Ni质量分数为0%的Fe2Si基合金都存在六方结构的含镍富硅Fe2Ti相析出;当Ni质量分数在0%～2%范围内变化时,Ni的添加对富硅Fe2Ti的析出影响很小;而当Ni增加到3%,Ni的添加急剧促进富硅Fe2Ti的析出;当Ni的添加超过一定量（约2%）时就能明显促进Fe2Si基合金的动态再结晶以及静态再结晶。     

Ni-Mo四近邻作用能对Ni75Al14Mo11合金沉淀行为影响的微观相场

基于微观扩散方程,采用微观离散格点相场法研究Ni-Mo原子间四近邻相互作用能对Ni75Al14Mo11合金沉淀过程微观机制的影响。通过原子尺度的结构演化图、表征浓度和有序度的成分序参数和长程序参数分析沉淀相的有序化、簇聚、镍原子反向析出及粗化行为等。研究结果表明:最近邻、第三近邻原子间作用能增大,可促进沉淀相的簇聚及有序化,但抑制后期镍基原子团簇的反向析出及粗化;次近邻、第四近邻原子间作用能增大的影响则与之相反;在相同条件下,外层作用能对沉淀相的有序化和簇聚影响最大。     

Atomic-scale computer simulation for early precipitation process of Ni75AlxV25-x alloy with intermediate Al composition

The microscopic phase-field approach is applied to model the early precipitation process of Ni75AlxV25-x alloy. Without any prior assumptions, this model can be used to simulate the temporal evolution of arbitrary morphologies and microstructures on atomic scale. By simulating the atomic pictures, and calculating the order parameters and volume fraction of the θ (Ni3V) and γ'(Ni3Al) ordered phases, we study Ni75AlxV25-x alloys with Al composition of 0.05, 0. 053 and 0. 055 (atom fraction). Our calculated results show that,for these alloys, θ and γ' phases precipitate at the same time; with the increase of Al content, the amount of γ' phase increases and that of θ phase decreases; the precipitation characteristic of γ' phase transforms from Non-Classical Nucleation and Growth (NCNG) to Congruent Ordering Spinodal Decomposition (CO SD) gradually; otherwise, the precipitation characteristic of θ phase transforms from Congruent Ordering Spinodal Decomposition (CO SD) to Non-Classical Nucleation and Growth (NCNG) mechanism gradually. Both θ and γ' phases have undergone the transition process of mixture precipitation mechanism characterized by both NCNG and CO SD mechanisms. No incontinuous transition of precipitation mechanism has been found.     

碳离子注入辅助在6H-SiC表面制备石墨烯

为了寻找一种更便捷、更经济的在半导体SiC基底上直接生长石墨烯的方法,将5 keV C离子注入商用6H-SiC(0001)单晶,通过拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征研究石墨烯质量和生长过程.实验中还研究了不同降温速率以及石墨舟的封闭环境对石墨烯生长的影响,并基于Si原子的蒸发提出一个可能的...     

马氏体钢力学性能和耐磨性的关系

对自行研制的新型马氏体耐磨钢20Si2Ni3进行了Q-P-T(淬火-分配-回火)及传统淬火-回火(Q-T)热处理,用MLD-10型动载磨料磨损实验机比较在1.5J冲击能量、石英砂磨料条件下,20Si2Ni3钢和高锰钢ZGMn13的冲击磨料磨损性能,并用X射线测量磨损实验前后20Si2Ni3钢残余奥氏体量的变化,用扫描电镜(SEM)分析磨损机理。结果表明:经两种热处理工艺后的20Si2Ni3钢,其冲击磨料磨损性能均优于高锰钢。相比传统Q-T热处理工艺,经Q-P-T热处理后的20Si2Ni3钢,在保持较高硬度的同时,冲击韧性得到了较大提高;不同热处理工艺后,在硬度均约HRC45.5时,20Si2Ni3钢的冲击磨料磨损性能随着冲击韧性的增加而提高,磨损机理以显微犁削为主。     

西沙海域海水中溶解态重金属的含量及其影响因子

对采自西沙海域海水中溶解态重金属Ni,Cu,Hg,Zn,Cr,Mn,Fe,Cd,Pb和Co的含量进行了测定,结果表明除了Pb,Ni外,该区域其他重金属的含量都在国家一类海水的标准范围内,但是该区域海水仍然具有近岸海水的特性.运用多元统计法探讨了重金属间的相关性,由因子分析法提出了控制西沙海域重金属含量分布的4个主因子:盐度,大气沉降,上升流和天然地球化学来源.     

正压水煤气余热锅炉防磨瓦腐蚀失效分析

1Cr20Ni14Si2不锈钢防磨瓦在水煤气余热锅炉中运行被腐蚀甚至断裂,对正压水煤气立式余热锅炉过热器不锈钢防磨瓦断裂失效进行研究。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱分析仪(EDS)设备对锅炉1Cr20Ni14Si2不锈钢失效防磨瓦的表面腐蚀褐色粉末、不锈钢表面和人为断面成分进行测试。XRD测试结果表明表面褐色粉末存在多种金属氧化物和硫化物;EDS实验检测结果表明：不锈钢表面含大量S和O。这说明1Cr20Ni14Si2不锈钢在焦化炉中易被S腐蚀而失去不锈钢特性。EDS结果分析发现不锈钢Ni含量明显低于国标要求含量,降低了不锈钢韧性并降低其防腐蚀性能。烟气中S、C和O经腐蚀孔隙进入材料内部加速不锈钢内部腐蚀。研究结果对水煤气余热锅炉防磨瓦材料选型和防磨结构优化具有指导意义。     

Theoretical calculations on the atomic and electronic structure of β-SiC(110) surface

We present a theoretical calculation of the atomic and electronic structure of β-SiC and its non-polar (110) surface using the full potential linear augmented plane wave (FPLAPW) approach. The calculated lattice constant and bulk modulus of β-SiC crystal are in excellent agreement with experimental data. The atomic and electronic structure of β-SiC(110) surface has been calculated by employing the slab and supercell model. It is found that the surface is characterized by a top-layer bond-length-contracting rotation relaxation in which the Si-surface atom moves closer towards the substrate while the C-surface atom moves outward. This relaxation is analogous to that of Ⅲ-Ⅴ semi-conductor surface. The driving mechanism for this atomic rearrangement is that the Si atom tends to a planar sp2-like bonding situation with its three N neighbors and the N atom tends to a p3-like bonding with its three Si neighbors. Furthermore, surface relaxation induces the change from metallic to semiconducting characterization.     

纤维C-内标技术对TN_(12)M_(10)合金的SHS反应过程

利用特殊的C-内标技术对TN_(12)M_(10)合金的SHS反应结晶过程进行了实验研究,发现包裹C-粒的包覆熔体(BFT)中含有杂质与合金元素;随着温度升高,Ca,Si,Fe,Ni的含量减少,直至消失,Ti,Mo含量则随之增加;BFT最后流到就近的Ti(Mo)C晶粒上结晶。因之,作者提出了TN_(12)M_(10)合金SHS反应结晶过程的顺序:(1)Ca,Si,Ni,Fe,Ti,Mo等杂质及合金元素随着加热温度的升高,依次先后熔化并随之被吸附于C-粒表面;(2)被吸附元素与C生成各自相应的亚稳定中间相,BFT正是由这些中间相组成的混合熔体;(3)BFT朝就近的燃烧波前处流动,使得包裹C-粒的BFT数量减少,上述熔体便继续包裹C-粒并形成新的BFT平衡数量;(4)当BFT中的C,Ti,Mo含量达到Ti(Mo)C的配比时,BFT就在近旁燃烧波前处的Ti(Mo)c晶粒表面结晶出新的Ti(Mo)C晶粒,最后完成SHS反应。文末讨论了A-K模型存在的问题。