硼原子对电子结构的作用及其晶界偏聚行为——Ni_3Al脆、韧性的结合能位移判据

用X射线光电子能谱研究了硼原子对Ni_3Al的Ni2p_(3/2)结合能的作用及其晶界偏聚规律,结果表明,纯Ni_3Al的Ni2p_(3/2)结合能按下列顺序增加:Ni0时,材料呈脆性;当△E_B≤0时,则材料呈延性.结合上述实验规律该判据预测:纯Ni_3Al是脆性的,并且硼韧化Ni_3Al时存在化学计量效应和浓度效应.由此可为开发延性金属间化合物提供一个合金设计原则.     

Ni62.5Al37.5合金马氏体相变的计算机模拟研究

利用嵌入原子类型的势函数，进行了Ｂ２结构Ｎｉ６２．５Ａｌ３７．５单晶中热诱发马氏体相变的分子动力学模拟，通过分析形核和非形核区域内晶格振动，应变分布等的差异，探讨了马氏体形核长大的微观机理。此外，还讨论了Ｎｉ原子和Ａｌ原子振动性质的差异对相变的影响。     

fcc结构晶体层错的自身能及其交互作用能的嵌入原子法计算

采用嵌入原子法计算了不同价电子Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｎｉ和Ａｌ５种金属的层错能，结果表明，层错能主要受金属键能和点阵常数的影响，因而单价ｆｃｃ结构的不同金属不应具有相同的层错能，这与Ａｕｒｅｅ的预测不同，间隔为一层（１１１）面的两个层错的交互作用能其计算值约为层错自身能的１／４０￣１／２５０，当层错间隔两上或以上的密排层面时，其交互作用能为零，不考虑孪晶形成后的各松弛，孪晶能正好为单个内层错能的一半     

Ni3Al位移级联过程中缺陷的生成和原子混合

运用分子动力学方法研究Ｎｉ３Ａｌ中能量从１５０ｅＶ到１０ｋｅＶ范围的位移级联过程，发现Ｆｒｅｎｋｅｌ对的产生率随级联能的增加而减少，其趋势与最近在纯金属中得到的结果相似；反位缺陷的数目远大于Ｆｒｅｎｋｅｌ对，其产生率随级联能的增加而增加。     

TiAl的氢化物脆和滞后断裂机理

Ｔｉ５０Ａｌ存在两类氢脆，即氢化物引起的脆性以及原子氢引起的滞后断裂。室温时ＴｉＡｌ中的氢全部变为氢化物，当氢浓度较低时为（ＴｉＡｌ）Ｈｘ；当氢浓度很高时将生成多种氢化物。随氢化物含量升高，ＫＩＣ下降，即显示氧化物脆。表面镀Ｎｉ－Ｐ避免阴极腐蚀后预充氢使氢化物饱和，然后加载充氢，进入的原子氢通过扩散，富集后能导致滞后断裂。     

Fe—Al系金属间化合物的环境脆性机理研究

首先确定氢原子在Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ中占据间隙位置，然后根据计算的溶氢Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ的价电子结构和键能，研究Ｆｅ－Ａｌ系金属间化合物的环境脆性，分析得出，Ｆｅ－Ａｌ系金属间化合物中溶氢后原子状态发生变化，更多的晶格电子为了与氢原子成键转化为共价电子。使晶体内局域金属性下降，同时，由于氢原子参与成键，晶体内形成具有明显各向异性的键络，更易于解理，正是这些原因导致了Ｆｅ３Ａｌ和ＦｅＡｌ的环境脆性     

Fe—Mn—C合金中的C—Mn偏聚及其对相变和形变的影响

采用价电子结构理论计算，微观成分的实验测定和ＴＥＭ原位动态拉伸变形试验，研究了Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃ合金中的Ｃ－Ｍｎ偏聚及其对相变和形变的影响。结果表明，Ｆｅ－８Ｍｎ－１．２Ｃ合金奥氏体中含Ｃ－Ｍｎ晶胞的ｎＡ值是不含Ｃ晶胞的３．９８倍，是含Ｃ晶胞的１．４０倍；含Ｃ－Ｍｎ晶胞的ｎ＾ＤＣ值是含Ｃ晶胞的２．２１倍，在Ｆｅ－Ｍｎ－Ｃ合金奥氏体中存在Ｃ－Ｍｎ原子的微观偏聚，并形成由－Ｃ－Ｍｎ－Ｃ－Ｍｎ－强键络相联结     

NiAl合金原子间互作用势的拟合及点缺陷的计算

采用－ＦＳ多体势形式，拟合了Ｂ２型有序金属间化合物高温合金ＮｉＡｌ的势参数。并利用Ｒｏｓｅ等提出的经验Ｐ－Ｖ关系，对势函数进行了进一步修正。作为对势函数的验证和应用，运用分子动力学方法，计算了ＮｉＡｌ合金中点缺陷的性质。     

氧化锆晶界设计—氧化物陶瓷晶界设计探索

从晶界空间电荷层及晶界相两方面分析了ＺｒＯ２的晶界设计问题，并指出降低晶界空间电荷层电阻可以通过具有效正电荷的添加剂在晶界空间电荷层中的偏聚而实现，而降低晶界相电阻可通过减少晶界相数量，改变晶界相形态及形成高导电性晶界相而实现，最佳的晶界设计效果，可通过晶界空间电荷层及晶界相的联合设计而实验。     

微波快速烧结对驰豫铁电陶瓷显微结构与性能的改善

研究了２．４５ＧＨｚ多模腔微波烧结系统对组成为ｘＰｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ｙＰｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３－ｚＰｂＴｉＯ３的驰豫铁电陶瓷快速均匀烧结过程。与常规烧相比，微波烧结可显著提高化速率。同时细化晶粒，晶界，改善材料显微结构，从而大幅度提高材料的击穿场强和断裂强度，并达到与常规烧结相近的介电常数。     

超塑性拉伸似粘性变参数流变方程

给出能精确表达Ｚｎ－Ａｌ２２％，Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ和Ａｌ－Ｚｎ－Ｃｕ－Ｃｒ比较典型的３处超塑性合金的ｌｇσ－ｌｅε关系的多项式，进而用ｍ（ε）和ｋ（ε）的解析表达式求得ｍ和ｋ均变数的似粘性流变方程，方程中包含了与ｍ－ｌｇε曲线相关的３个参数ｍｍ，ｍｋ和η，并且指出，ｍｍ，ｍｍ／ｍｋ越大，合金的超塑性越好，而且Ｂａｃｋｏｆｅｎ方程只是变参数本构方程的一个特例。     

吸附促进位错发射,运动导致脆性裂纹形核

在透射电子显微镜中原位观察了Ａｌ单晶吸附Ｈｇ原子后加载方前方位错组态的变化以及微裂纹的形核过程。结果表明：液体金属吸附后能促进位错的发射，增殖和运动；     

Fe-Mn-C合金中的C-Mn偏聚及其对相变和形变的影响

采用价电子结构理论计算、微观成分的实验测定和TEM原位动态拉伸变形试验,研究了Fe-Mn-C合金中的C-Mn偏聚及其对相变和形变的影响.结果表明,Fe-8Mn-1.2C合金奥氏体中含C-Mn晶胞的n_A值是不含C晶胞的3.98倍,是含C晶胞的1.40倍;含C-Mn晶胞的n_C~D值是含C晶胞的2.21倍;在Fe-Mn-C合金奥氏体中存在C-Mn原子的微观偏聚,并形成了由-C-Mn-C-Mn-强键络相联结的Fe-Mn-C原子团偏聚区;散乱分布于Fe-Mn-C合金奥氏体中的Fe-Mn-C原子团偏聚区能有效地束缚原子的运动、阻滞滑移系的启动和阻碍位错的运动,强烈影响合金的相交和形变行为.     

Ag—Cu系相图和热力学性质

ＣＣ理论中反映组元间不同相互作用规律的Ｇｉｂｂｓ自由能函数都 能以相同的精度来绘制Ａｇ－Ｃｕ系相图，由这些函数求得组元的偏摩尔性质值相同，这暴露出传统合金热力学的不足之处，由Ａｇ－Ｃｕ系的能量、体积、原子排布和电子结构相关性研究选择的Ｇ－函数，求得了合金及其组元的各种平均热力学性质、ＣＣ理论是建立合金设计用的晶体结构参数、电子结构参数和多种性质数据库的知识系统。     

金属Co的电子结构和物理性质

依据ＯＡ理论确定ｈｃｐ结构α－Ｃｏ的电子结构为［Ａｒ］（３ｄｎ）＾０．４６（３ｄｍ）＾１．８６（３ｄｃ）＾５．４５（４Ｓｃ）＾０．０３（４Ｓｆ）＾１．２０，计算了它的势能曲线、晶格常数、结合能、原子磁矩、弹性以及比热和热膨胀系数随温度的变化。     

电场对Al2O3／Cu摩擦磨损特性的影响及其机理研究

使用自制面接触往复式滑动摩擦磨损实验机，采用质量分数为１％硬脂酸锌水基乳化液作为润滑剂，研究了边界润滑状态下外加直流电场对Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ摩擦副在低速滑动时的摩擦系数和磨损量的影响。实验结果显示：正向电压的施加能够显著地改变摩擦副的摩擦系数，外加电压＋２０Ｖ可使摩擦系数增加约２００％，摩擦系数的改变与外加直流电压的通断是对应的，平均响应时间大约为１ｍｉｎ，初步分析结果表明：外加电场的存在改变了摩擦     

Al2O3-SiC纳米复合陶瓷中的残余应力分析

用Ｘ射线衍射的方法测定了Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＣ纳米复合陶瓷的残余应力，建立模型，计算了残余应力，并与实验测定结果吻合，探讨了纳米复合陶瓷的增韧补强机理。     

固体中应力产生和消除空位及非平均晶界偏聚

确定固体内如何产生和消除过饱和空位，对于了解材料的许多物理过程是至关重要的，如固态扩散、晶界偏聚和超细晶材料的晶界稳定性等。晶界通常被认为是空位的源或阱。但是，在弹性应力场作用下，晶界有何变化仍然是不清楚的。提出了弹性范围内的压应力作用下晶界作为源会发射空位，张应力作用时晶界作为阱会吸收空位，这是除现在已公认的5种固体中产生和消除过饱和空位之外的第6种基本物理过程。在此基础上，建立了一套动力学方程，模拟Misra等人的张应力时效实验结果，证实了上述基本物理过程的存在。     

合金化元素Nb在铁 γ 相中的占位倾向及对晶界的影响

利用密度泛函理论框架下的离散变分DV和DMol方法, 根据单杂质固溶模型和结构缺陷复合模型, 研究了微合金化元素Nb在铁 γ 相中的作用. 分别计算了合金化元素Nb在晶体内、晶界和表面的杂质形成能, 结果表明: 与在体内占位相比, 晶界更适合Nb元素占据. Nb在晶界和在表面上的杂质形成能之差为 -0.39 eV < 0, 根据Rice-Wang热力学模型可以判定, Nb在铁 γ 相中可增强晶界结合. 原子间相互作用能和电荷密度计算表明, 当Nb原子占据晶界位置时, Nb与周围的相互作用减弱, 距Nb原子较近的跨晶界的基体原子间的相互作用加强, 从而使得晶界迁移变得困难, 在电子层次解释了Nb在铁 γ 相晶界上的拖拽作用     

贝氏体相变单元及长大机制的TEM研究

利用透射电子显微镜（ＴＥＭ）观察了Ｆｅ－Ｎｉ－Ｍｎ和Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金贝氏体形貌和亚结构。证实贝氏体相变单元的存在。贝氏体通过相变单元的应力应变诱发形核伸长，通过沿缺陷面方向的扩展实现增厚。贝氏体相变单元的横向尺寸差和贝氏体沿缺陷面的滑移，错动形成了贝氏体／奥氏体相界面台阶，台阶阶面与缺陷面对应，难以进行侧向迁移。