FeAl合金Finnis-Sinclair多体势的构建及应用

构建了平衡态下的B2型二元合金FeAl的多体势函数,采用的是Finnis-Sinclair多体势模型,计算了FeAl合金的结合能,空位形成能及弹性常数C11、C12、C44,计算结果与实验结果符合得很好.在此基础上又研究了B2型FeAl合金的单空位及反位置点缺陷的性质.     

FeAl合金的LFS势及点缺陷性能计算

构建了Fe、Al及其合金的原子间Long-range Finnis-Sinclair(LFS)势,利用Fe、Al及其合金的晶格常数、结合能和体弹性模量等实验数据拟合了纯金属Fe、Al及合金FeAl的LFS势参数,从中选择一组最优参数.为了检验所构建的势在缺陷性能方面的表现,利用构建的纯金属及合金的原子间势计算了金属Fe、Al及合金FeAl的单空位形成能,结果表明,与Fe相关的单空位形成能的计算结果与实验结果及其他理论计算结果符合得很好.     

Ag、Cu、Au、Ni、Pd、Pt的Long-range Finis-Sinclair势构建及其二元合金形成焓的计算

构建了fcc金属Cu、Ag、Au、Ni、Pd、Pt的Long-range Finnis-Sinclair势,并利用晶格常数、体弹性模量和金属的内聚能的实验数据拟合了这几种金属的Long-range Finnis-Sinclair势参数;利用Miedema理论和所构建的原子间相互作用势计算了Cu,Ag,Au,Ni,Pd,Pt的二元合金的形成焓.对两种计算结果进行了比较,并与已有的实验结果进行了比较.结果表明,使用Long-range Finnis-Sinclair势计算合金的形成焓能够得到令人满意的结果.     

Fe-Cr-V-Ni-Si-C系多元合金的基体相稳定性及实验研究

将Finnis-Sinclair多体势扩展到多元合金,建立适合于Fe-Cr-V-Ni-Si-C系的多元合金的原子间相互作用势函数;利用其多元合金的原子间相互作用势函数,研究Fe-Cr-V-Ni-Si-C系多元合金奥氏体和马氏体基体的稳定性.研究表明,计算结果与实验结果具有对应关系;加入适量Ni,可确保高钒高铬铸铁在铸态下相变成马氏体,残余奥氏体经过高温回火完全分解进而获得高的硬度.     

金属及合金中的原子间相互作用势

对金属中原子间相互作用势的研究及发展概况做了综合评述．介绍了在各种金属及合金中各种势函数的应用范围以及存在的问题,总结了近年来金属合金中原子间相互作用势的应用情况,在此基础上讨论了金属中原子间相互作用势的发展方向．     

分子动力学模拟高压下铁的相变

采用分子动力学(MD)方法,结合原子间多体势函数,模拟了bcc铁(α-Fe)在高压下向hcp铁(ε-Fe)转变的过程,并与实验数据进行了比较.系统的压强通过计算维里压强获得,并通过Berendsen方法进行调整和改变.还采用相同的原子间势模拟bcc和hcp两种不同结构的铁,对高压下铁相变的机制和相变压强进行直接的计算和模拟,以对采用的原子间势进行更严格的检验和修正.模拟计算得到超高压下(＞15 GPa)两种结构的P-V曲线图以及hcp铁的c/a值等相关结果,都与实验结果有较好的符合.而在较低压下(0～15 GPa)P-V关系中常用的铁的原子间势对bcc铁仍有很好的模拟效果,而对hcp铁则效果不是很理想.因此,铁的原子间势还有待进一步改进.     

晶体结合的解析模型

简要总结了原子间相互作用的对势和三体势的各种解析模型，进而提出能够统一描述惰性气体分子晶体的结合和卤盐离子晶体的结合的一种新模型。在此模型中，正负离子被想像为“带净电荷的惰性原子”，离子间相互作用势被假设为净电荷之间的Ｃｏｕｌｏｍｂ势，相应的惰性原子的Ｌｅｎｎａｒｄ－Ｊｏｎｅｓ势和Ｂｒｕｃｈ－ＭｃＧｅｅ三体极化─—交换势之和，根据此模型对ＫＣｌ晶体的计算结果与实验基本符合。     

Ne－H_2碰撞的作用势研究

用Ｔａｎｇ－Ｔｏｅｎｎｉｅｓ势模型（Ｔ．Ｔ，势模型）构造了Ｎｅ－Ｈ＿２碰撞系统的势函数，并计算了相应的势参数．势阶参数和势能曲线的计算结果与实验数据较好地符合．     

基于第一原理计算拟合Ag、Si和C原子间作用势的研究

为了实现Ag在SiC晶体中扩散的分子动力学模拟,根据第一性原理计算结果,采用"力匹配"方法对Ag、Si和C原子间相互作用势进行拟合,并用晶格常数、内聚能、体弹性模量、弹性常数和缺陷形成能等进行了势函数的验证.结果表明,拟合所得的势对Si、C和SiC晶体的内聚能、晶格常数和体弹性模量的计算非常准确,最大误差不超过0.6%;并且,该势对Si和C晶体中空位与间隙形成能及SiC晶体中Si与C空位形成能的计算值比采用J.Tersoff给出的势的计算值更精确;此外,该势对16种AgSiC三原子体系缺陷形成能的计算也比较精确.     

He-HF碰撞体系相互作用势模型的理论研究

根据在CCSD(T)/aug-cc-pVQZ理论水平下计算的He-HF相互作用能的数据,作者用Murrell-Sorbie势函数形式构造了He原子与HF分子相互作用各向异性的势模型,并与其它势模型进行了比较;然后采用公认的精确度较高的CC近似方法,计算了He-HF碰撞体系的微分散射截面,计算结果与实验结果符合较好.研究表明,作者所构造的势模型不但表达形式简洁,而且能较好地描写He-HF系统相互作用的各向异性特征;利用碰撞体系分子间势的量子化学从头计算结果,可解决势能参数难以确定的问题.对进一步研究原子与分     

BO_2(~2A_1)的结构与解析势能函数

采用单双取代的二次组态相互作用(QCISD)方法,在6-311++G(df,pd)基组水平上,对BO2分子进行优化,得到了该分子的基电子状态为2A1,BO2分子具有C2V对称性,同时得到了BO2分子的平衡几何、离解能、谐振频率和力常数.在此计算的基础上,运用多体展式理论方法推导出BO2分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了结构特征及势阱深度.由此讨论了O+BO→BO2,B+OO→BO2分子反应的势能面特征.这些结果可用于微观反应动力学的研究.     

金属电极电位与费米能级的对应关系

通过计算机编程,建立了几种典型金属的原子团晶体模型.应用实空间Recursion方法,计算了这几种金属在纯净状态下的费米能级与电子态密度.由此得出随着金属的费米能级的升高,其电极电位会随之下降.而电子局域态密度分布在高能区的金属易失去电子,进行氧化反应.     

AlF_2分子的结构性质与势能函数

运用密度泛函理论B3P86-311++G(3d2f)对基态AlF2分子的平衡电子结构进行优化计算,优化出AlF2分子稳定构型为C2V,电子态为2 A1,其平衡核间距Re=0.164 72nm、键角∠FAlF=119.614°、离解能14.656 2eV.并对它们的力常数及谐振频率进行进一步的计算.在推断出AlF2的离解极限基础上,应用多体展式理论方法,推导出基态AlF2分子的解析势能函数,该势能面准确再现了AlF2分子的结构特征和能量变化.分析讨论势能面静态特征得到:AlF+F→AlF2反应中不存在鞍点,为无阈能反应.     

基态的HCN和HNC分子的势能面

运用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法在6-311++G**水平上,对基态HCN和HNC分子的结构进行了优化计算,得到HCN分子的稳定结构为C∞v构型,电子态为X1∑+u,平衡核间距RH-C=0.1066 nm、RC-N=0.1149 nm,离解能De=18.88 eV; HNC分子的稳定结构为C∞v构型,电子态为X1∑+u,平衡核间距RH-N=0.09996?nm、RN-C=0.1169?nm,离解能De=18.256?eV,用多体项展式理论推导了基态HCN和HNC分子的解析势能函数,其等值势能图准确再现了基态HCN和HNC分子的结构特征及其势阱深度与位置.     

GaI_2(X~2A_1)分子的结构与势能函数

应用密度泛函理论B3P86和B3LYP,利用多种基组对GaI2分子的基态平衡结构进行优化,并用优选出的密度泛函B3P86/3-21G方法对该分子的离解能、谐振频率和力常数进行了计算.结果发现GaI2(X2A1)分子的基态稳定构型为C2V,其平衡核间距Re=0.26225 nm、∠IGaI=122.8135°,离解能为1.5303 eV,谐振频率为ω1(a1)=54.7691 cm-1、ω2(a1)=179.4269 cm-1、ω3(b2)=248.9129 cm-1,力常数为fR1R1=0.08995 a.u.,fR1R2=0.01238 a.u.,fR1α=-0.01335 a.u.,fαα=0.01362 a.u..在推断出GaI2的离解极限基础上,应用多体展式理论方法,推导出基态GaI2分子的分析势能函数,该势能表面准确地再现了分子GaI2(X2A1)的结构特征和能量变化.分析讨论势能面的静态特征时得到:GaI+I→GaI2反应中存在鞍点,活化能为144.728 kJ/mol.     

H^-＋H2体系的从头算势能面及准经典轨线研究

采用多参考组态相互作用（MRCI）方法对H^-＋H2体系进行了构型优化及8116个构型能量点的扫描,运用多体展开法对能量进行了解析拟合得到了该体系的从头算势能面,拟合得到的均方根误差为0.27kcal/mol.基于新势能面,采用准经典轨线方法计算了D^-＋H2和H^-＋D2两个反应碰撞能在0-2.4eV范围内的积分反应截面,并且对计算结果与实验结果进行了比较.     

Progress of biodegradable metals

Biodegradable metals(BMs) are metals and alloys expected to corrode gradually in vivo, with an appropriate host response elicited by released corrosion products, then dissolve completely upon fulfilling the mission to assist with tissue healing with no implant residues. In the present review article, three classes of BMs have been systematically reviewed, including Mg-based, Fe-based and Zn-based BMs.Among the three BM systems, Mg-based BMs, which now have several systems reported the successful of clinical trial results, are considered the vanguards and main force. Fe-based BMs, with pure iron and Fe–Mn based alloys as the most promising, are still on the animal test stage. Zn-based BMs, supposed to have the degradation rate between the fast Mg-based BMs and the slow Fe-based BMs, are a rising star with only several reports and need much further research. The future research and development direction for the BMs are proposed, based on the clinical requirements on controllable degradation rate, prolonged mechanical stability and excellent biocompatibility, by optimization of alloy composition design, regulation on microstructure and mechanical properties, and following surface modification.     

双连续相SiC/Al复合材料压渗工艺初探

为了充分发挥陶瓷和金属的各自优势 ,同时避免它们的各自劣势 ,文章采用鲜有报道的多孔陶瓷骨架压渗工艺制备双连续相金属 /陶瓷复合材料。首先采用有机泡沫浸渍法制备 Si C多孔陶瓷骨架 ,然后将纯金属 A l压渗到骨架中 ,为了改善压渗效果 ,还对助渗剂进行研究。结果表明 ,纯金属 A l可以压渗进入陶瓷骨架中 ,使用助渗剂可得到更好的效果。该材料应用前须进一步改善压渗工艺 ,并选择合适的压渗合金