含合金元素Υ－Fe晶胞价电子结构及其对相变过程的影响

利用固体与分子经验电子理论，对奥氏体中含合金元素Υ—Fe晶胞的价电子结构进行了计算分析．结果表明，合金元素溶入Υ—Fe晶胞后，其价电子结构发生了较大变化，Fe原子杂化态向较高杂阶迁移，其相结构因子均有不同程度的增加．同时晶胞内形成了由强键组成的八面体结构，阻碍了原子的移动，使得Υ—Fe晶胞在相变过程中产生“类拖曳效应”，提高过冷奥氏体的稳定性，亦会延缓马氏体相变的进程．     

Al-Cu-Mg合金时效初期的价电子结构分析

运用固体与分子经验电子理论(EET),计算了A l-Cu-Mg合金时效初期的偏聚晶胞及其GPB区的价电子结构,并从价电子结构层次分析了A l-Cu-Mg合金时效初期的各种晶胞对合金性能的影响.结果表明:在含有Cu和Mg的偏聚晶胞中,GPB区具有较强的共价键络,能够提高合金的整体强度;在含有空位的偏聚晶胞中,Mg原子的杂阶能级偏低,该晶胞易成为后续析出相的形核胚芽.     

原子间相互作用对势计算合金奥氏体结合能

利用量子化学从头计算方法和半经验原子间相互作用对势,并参考“固体与分子经验电子理论”中的合金奥氏体的晶胞模型,计算出Fe-C-Mex奥氏体晶胞的结合能信息.由计算分析可知:(1)各种合金元素原子与C原子之间的结合能高于或低于Fe-C之间的结合能.由于这种差别,不同合金元素原子在固态相变中的特征行为也不同.(2)合金奥氏体中所有合金元素原子与C原子的结合能几乎都高于奥氏体中的Fe-Fe、C-C、Mex(Mey)-Mex(Mey)、Mex(Mey)-Mey(Mex)、Fe-Mex(Mey)原子之间的结合能.(3)相对γ-Fe基体而言,含有碳原子和合金元素原子的晶胞均具有较大的结合能,起固溶强化作用,而且结合能越大,对相变的阻力也越大.这种阻力和相变驱动力交互作用能改变相变产物的结构、形态和性能.     

Cu-Ni-Si合金的价电子结构分析

基于固体与分子经验电子理论(EET),对纯金属晶体Cu以及合金固溶体Cu-Ni、Cu-Si和Cu-Ni-Si进行价电子结构分析,建立相空间价电子结构计算模型和方法,从相空间价电子结构角度探讨合金元素的合金化行为。计算结果表明:Cu处于第15杂阶,Ni处于第8杂阶,Si处于第2杂阶,Cu-Ni-Si晶胞的最强键上共价电子数达到了0.45722,这说明合金元素Ni和Si的溶入,能够提高纯铜晶胞的原子键引力,强化铜基体。     

Si促进C、Mn枝晶偏析的价电子理论分析

利用固体与分子经验电子理论建立了团球γ-(Fe,Mn)3C共晶体增强奥氏体γ钢基自生复合材料(EAMC)初生奥氏体枝晶的价电子结构.在提出晶胞对溶质原子的"键约束因子"δi概念的基础上,结合元素平衡分配系数k0的统计物理定义,得出δi愈大,原子固相位垒QS愈大,则原子愈容易由固液界面向液相扩散,k0增大;反之,k0减小的观点.据此解释了Si促进EAMC凝固过程中C、Mn元素(k0<1)枝晶偏析的原因:Si的加入使EAMC初生奥氏体枝晶中δC、δMn较小的γ-Fe-C-Si与γ-Fe-C-Mn-Si晶胞的相对数量增加,δC、δMn较大的γ-Fe-C-Mn晶胞减少,降低了C、Mn元素的QS.     

奥氏体钢非平衡凝固异质核心触媒效用的价电子判据

利用界面共格对应理论无法解释奥氏体钢非平衡凝固过程中TiC、CaS为奥氏体枝晶有效异质核心的现象．利用余氏固体与分子经验电子理论以及程氏改进的TFD（Thomas-Fermi-Dirac）模型计算表明,界面共格对应并不是有效触媒基底的本质要求．在Tillen异质形核静电作用理论基础上,建立了奥氏体钢非平衡凝固异质形核价电子模型,该模型由三层组成：γ-Fe晶胞杂化状态稳定层、（γ-Fe）-核心双重晶格电子层以及核心晶胞杂化状态稳定层,并给出了评价异质核心触媒效用的价电子判据．据此考察了VC、NbC、TiC、TaC、ZrC、CaS等颗粒的触媒效用,与实际较为吻合．     

Mn,Nb对γ-TiAl价电子结构及性能的影响

利用固体与分子经验电子理论计算了γ-TiAl及含Mn或Nb的γ-TiAl的价电子结构;利用价电子结构信息定义了表征合金相力学性能的相结构因子σN,F,ρLV与ρCV;利用相结构因子及键络的空间分布nα讨论了合金元素Mn和Nb对γ-TiAl价电子结构及力学性能的影响;计算结果及理论分析与实际的吻合,预示了利用合金元素的电子结构参数预测合金元素行为的可行性.     

一些A_2，B_2型结构电子化合物的价电子结构分析及相变点计算

本文应用经验电子理论对一些具有Ａ＿２，Ｂ＿２型结构的电子化合物进行了价电子结构分析及相变点计算。指出了Ｈｕｍｅ－Ｒｏｔｌｉｅｒｙ和Ｐａｕｌｉｎｇ在合金元素价数问题上的矛盾所在，并分析了电子化合物相的稳定性因素．     

贝氏体钢的价电子结构与性能

运用“固体与分子经验价电子理论”建立了Fe-C系贝氏体晶胞的价电子结构,研究了贝氏体钢中Mn,Si,B以及Re对强度和韧度的作用机制。结果表明,在贝氏体钢中形成的较Fe-C贝氏体具有更强键合和对C原子扩散具有更大阻力的C－Mn偏聚结构单元,增加了具有较强键合力偏聚结构单元的权重,同时微量元素的深入促进了合金元素之间的交互作用,并使合金贝氏体的共价电子对空间分布更加均衡,从而使贝氏体钢的强度和韧度更为优越。     

Fe3Al合金晶体点阵的Mossbauer谱测定与分析

利用Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱仪测定了Ｆｅ－２８Ａｌ和Ｆｅ－２８Ａｌ－５Ｃｒ合金ＤＯ３型晶胞的Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ参数，结果表明，固溶元素Ｃｒ将取代ＤＯ３晶胞Ｉ、Ⅲ位置的Ｆｅ原子。利用上述结果，即可依据相关的电子理论对Ｆｅ３Ａｌ合金晶胞的价电子结构进行计算并建立其键络模型。     

Fe—Mn—C合金中的C—Mn偏聚及其对相变的影响

采用微观成分实验测定，价电子结构计算，ＴＥＭ薄膜原位动态拉伸变形试验和声发射试验，研究了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃ合金中的Ｃ－Ｍｎ偏聚及其对相变的影响，结果表明，在所研究的Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃ合金中存在的Ｃ－Ｍｎ原子的微观偏聚；由Ｃ－Ｍｎ原子间的强键力导致形成的Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃ原子团偏聚区能有效地束缚原子的运动，强烈阻滞奥氏体向马氏体的转变；马氏体和形变诱发马氏体优先在晶格重构阻力小的贫Ｃ－Ｍｎ区形核，而在晶格重构阻     

Al-Mg-Si合金的价电子结构分析

用经验电子理论(EET)对Al—Mg—Si合金中主要成分(如α—Al、镁、硅，以及强化相(β—Mg2Si)的价电子结构进行计算，计算结果表明各成分晶胞最强键上的共价电子对数与其密度、熔点、硬度、电负性有对应关系；Mg、Si原子上次强键的共价电子分布有利于β相的形成。     

CF钢及其氢行为的电子理论研究

应用余氏理论(EET)对CF钢及其氢介入后的价电子结构参数进行计算分析,研究了主要合金元素Cr、Mn、Mo对CF钢的强韧性能及氢在其中扩散聚集行为的影响,对解析CF钢的物理本质做出新的探索.研究结果表明,合金元素的加入使CF钢在具有高强度的同时,保持了较高韧性,并且Cr、Mn、Mo对合金的强化作用依次递增,随着合金元素种类增多,强化作用更加显著.同时含碳合金结构单元对氢表现为排斥效果,其晶胞自身作为一种强障碍妨碍氢穿过,无碳合金晶胞是氢的强陷阱,降低了氢的扩散速度,这是CF钢焊接裂纹敏感性低的重要原因.提出参量Bh和nHT,前者描述了含碳结构单元抵御氢进入的能力,后者描述了当氢进入后,晶胞出现脆化的程度.这对利用EET理论研究氢对材料的影响提供了新的价电子结构参数.     

余氏理论中原子平均共价电子密度研究

在价电子理论中提出了原子平均共价电子密度的概念 ,计算了马氏体中典型结构单元内各晶面上的原子平均共价电子密度 .研究表明 :在相邻晶面上的原子平均共价电子密度应连续是不同结构类型单元相邻的必要条件 ,把此条件应用于余氏理论的价电子结构计算中 ,可以消除或减少多重解 .     

Al-Mg-Sc合金的价电子结构计算

运用固体经验电子理论（EET）,计算掺微量Sc前后的Al-Mg合金的价电子结构,计算表明,Sc的掺入将引起Al-Sc,Mg-Sc原子的较强相互作用,形成了Al-Sc晶胞偏聚区,从而提供了Al3Sc相形成所需要的成分条件,由此导致析出大量的Al3Sc将有效地细化晶粒。     

无钴高强高韧钢中奥氏体相价的电子结构

利用固体与分子经验电子理论(EET)对无钴高强高韧钢奥氏体中含碳与不含碳晶胞的价电子结构进行了计算和分析·得到含碳晶胞的nA值大于不含碳晶胞的nA值,故在相的转变中主要考虑含碳晶胞的影响·在含碳晶胞中合金元素Ni,Si,Cr,Mo与碳原子形成偏聚区,且Ni,Si与C的结合力比Cr,Mo的大,偏聚区能降低C的扩散能力,阻碍位错运动,推迟马氏体相变;使基体中保持高度的位错,也会导致材料中有一定数量的残余奥氏体,并细化奥氏体晶粒,使转变的马氏体尺寸减小,这对材料的韧性有利·     

Ge含量对Fe—24%Mn合金γ→ε马氏体转变的影响

通过X射线衍射（XRD）、拉伸性能的测定,分析了Ge对Fe-24%Mn形状记忆合金γ相点阵参数和马氏体转变的影响。发现随着Ge含量的上升,Fe-24%Mn合金γ相点阵参数增大,Fe-24%Mn合金的γ→ε马氏体相变有明显抑制作用,γ奥氏体相趋于稳定,合金的拉抻强度和屈服强度逐步降低,塑性上升。尽管Ge与Si具有相同的外层电子结构,且原子半径都比Fe小,但两者对奥氏体的点阵参数影响完全相反,Si降低γ相点阵参数能促进γ→ε马氏体相变,Ge增加γ相的点阵参数却抑制相变。     

Sb含量对Ni46Mn41In13-xSbx结构、相变和磁性的影响

系统地研究了铁磁形状记忆合金Ni_(46)Mn_(41)In_(13-x)Sb_x(x=0,2,4,6,8,10,12,13)的结构、相变和磁性能.研究表明:系列合金仍然为L21立方结构,原子排列有序度有所提高.居里温度和马氏体逆相变温度在x6时均随x的增大而逐渐降低;在x6时均随x的增大而逐渐升高.磁化强度-温度曲线显示,Sb对In的替代引起主族元素p轨道和过渡族金属d轨道之间p-d轨道杂化作用改变,导致Ni_(46)Mn_(41)In_(13-x)Sb_x奥氏体和马氏体磁化强度变化趋势随Sb含量的增加出现反转.     

Fe3Al金属间化合物的价电子结构分析

依据固体与分子经验电子理论，对Ｆｅ３Ａｌ金属间化合物进行了价电子结构分析，建立了ＤＯ３型晶胞的键络模型，为揭示合金成分－结构－性能与Ｆｅ３Ａｌ合金相价电子结构的关系作了一些初步的尝试。     

富铁硼化物t-Fe3B的价电子结构分析

用键距差方法计算了四方结构的Fe3B的价电子结构.结果表明:|ΔD|=0.003 50 nm,3个Fe原子分别为甲种9,11和10阶,B为5阶.在α-Fe中,Fe处于甲种第8阶,说明在Fe3B中Fe原子状态相对纯元素发生了改变;最强的键不是在Fe—B之间,而在B周围9个原子配位团网络中,在Fe—Fe之间的键长为0.705 9 nm,Fe—B间最强键的键长为0.416 3 nm.