Zr和Nb掺杂对Nd2Fe14B/α-Fe纳米复合永磁薄带显微组织和磁性能的影响

比较了Zr,Nb掺杂对Nd8.60Fe80.80Cu0.3Zr2-xNbxB8.30(x=0,1,2)交换耦合纳米复合永磁薄带相组成、显微结构和磁性能的影响. 结果表明:Zr和Nb均能有效地抑制晶粒的长大. Zr与B结合生成ZrB2,消耗了合金中部分B元素,导致合金中硬磁性相N2Fe14B含量的减少. 与Zr相比,Nb能更有效地抑制晶粒长大,提高样品磁滞回线的方形度. 仅掺杂Nb的晶化样品Nd8.60Fe8 0.80Cu0.3Nb2B8.30具有最佳的磁性能:Br=0.89T,H ci=479.1kA·m-1,(BH)max=107.4kJ·m-3.     

N_2H_4分子取代基效应的量子化学研究

计算了甲基(—CH_3)和羟基(—OH)对N_2H_4的取代基效应.引入甲基后,N_2H_4的N—N键长变长,电荷密度变小.羟基的引入,使得N—N键长变短,其中1,1,2,2-四羟基N_2H_4的N—N键长显著变化.通过NBO计算,N—N键的键级随着取代基个数的增加逐渐减小,超共轭作用在决定构型相对稳定性方面起了重要作用.引入取代基后,N原子的孤对电子与N—C(N—O)键之间发生相互作用,使得整个分子的超共轭作用增强.随着取代基数目的增多,分子的总能量和生成热均降低,取代基数目与分子相对稳定性之间具有较好的相关性.     

LiNH2BH3的结构和释氢性能

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一原理及分子动力学(MD)方法,探讨了锂代氨硼烷LiNH2BH3(LAB)的稳定结构。基于此结构模拟得到的LAB的X射线衍射(XRD)图样与实验一致。通过计算LAB的晶格常数、键长及键角等结构参数发现:Li—N间的键长与LiNH2中的Li—N键长相当,而N—B间的键长却比氨硼烷(AB)中的N—B间键长要小,说明在LAB中N和B之间的共价交互作用比在AB中的强;LiNH2BH3从分子到晶体Li—N—B键角明显增大。电子结构分析显示,同AB相比,LAB中H的能级向费米能级处的移动、N与B交互作用的增强及能隙的减小导致了氢在氢化物中的稳定性降低,使其放氢性能较氨硼烷得到了一定程度的改善。     

HNCO与NH3,H2O和HF反应机理的理论化学研究

使用Gaussian 03软件，DFT密度泛函方法B3LYP和631 G(d，p)基组，研究和比较了异氰酸(HNCO)与NH3，H2O和HF分子的IRC反应路径，通过振动分析确认了过渡态的结构．计算结果表明3个反应都是放热反应，反应中1个σ键和1个π键断裂，2个新的σ键生成；过渡态最显著的特征是H原子的转移；过渡态是四元环结构，由于NH3，H2O和HF分子中N，O和F原子电负性的不同，四元环形状有比较明显的差异．     

BCZT-KNN无铅压电陶瓷的制备及其介电性能研究

采用固相合成法制备了(Na0.5K0.5)NbO3(KNN)掺杂的(Ba0.92Ca0.08)(Ti0.95Zr0.05)O3(BCZT)陶瓷.研究了KNN掺杂量对BCZT物相结构、晶粒生长和介电性能的影响.XRD结果表明BCZT-xKNN陶瓷可形成单一钙钛矿结构的固溶体,Nb5+离子取代Ti4+位,Na+,K+取代Ba2+位,并在晶界处发生偏析,从而使得烧结温度降低,介温峰变宽.KNN固容量的增加直接影响陶瓷微观结构、晶粒尺寸和介电性能,并且在KNN固容量为4%时陶瓷具有明显弛豫现象和最大介电常数(’ε=6 000).     

Zr取代对(PbCa)(MgNb)O3微波介电性能的影响

研究了B位Zr4+取代对(Pb0.4Ca0.6) (Mg1/3Nb2/3)O3体系结构及介电性能的影响.研究表明在B位进行Zr取代后,对体系的烧结性能、微波介电性能都有比较明显的影响.随着Zr取代量的增加,体系的体密度,相对介电常数都有了大幅度的提高;Qf0值和τf值也都随着取代量的增加而上升,最后达到饱和.当烧结温度为1260℃(2.5h)时,组成为(Pb0.4Ca0.6){(Mg1/3Nb2/3)0.97Zr0.03}O3的陶瓷样品微波性能为εr=63.2,Qf0=6972GHz,τf=19.8×10-6/℃.     

NaY(BH_4)_2Cl_2电子结构的第一性原理计算

运用第一性原理方法研究了NaY(BH4)2Cl2的物理和化学性质.发现NaY(BH4)2Cl2是一种间接带隙为5.14eV的绝缘体.通过对其态密度分析得知NaY(BH4)2Cl2中B和H仍以共价键相结合,电荷是从Na原子和Y原子转移到BH4四面体和Cl原子的.另外计算得到其氢原子解离能与其他配位氢化物接近.     

Nn(CH)4-nH4（n=0～4）的结构与性质的理论研究

采用密度泛函方法在B3LYP/6-311＋＋G**基组水平下优化了用(CH)n（n=1～4）逐个取代N4H4中的N原子后所得到的10种N4H4及其取代化合物,并结合自然键轨道理论（NBO）,分子中的原子（AIM） 和G3B3 对化合物的几何构型,成键特征,能量及稳定性,生成热进行了研究. 同时对它们的原子电荷、偶极矩等进行分析. 分析了碳氢取代后化合物含能性质的影响,结果表明: 随着碳氢数增加,分子能量降低,G3B3计算结果显示随着分子中碳氢取代数增加,各含碳氢化合物的生成热降低,这样就说明了N4H4是种     

H6M4(N2H2)3(M=Al,Ga)簇合物的结构、红外光谱和热力学性质研究

采用自洽场方法(HF)和密度泛函(DFT)的B3LYP方法，在6-31G^*水平下，研究了H6M4(N2H2)3(a—M＝Al，b—M＝Ga)簇合物的几何构型、电子结构、红外光谱及热力学性质．结果表明：N—N键比肼中N—N键长，有进一步裂解的趋势．振动频率计算表明：铝、镓的肼簇合物为基态稳定结构．     

非金属掺杂对磷烯几何与电子结构的影响

研究了B,C,N,O和F在P位掺杂磷烯的几何结构变化、稳定性差异、能带结构和态密度.发现:B,C和N掺杂磷烯时,与近邻磷原子的键长都呈现出缩短的现象;O和F掺杂磷烯时,与一个近邻磷原子的键长呈现出增长的现象,增长率达到45%以上.B,C,N,O和F掺杂磷烯体系都有较好的稳定性.同时,磷烯的能带结构可以通过掺杂B,C,N,O和F等进行调控,而杂质能级的出现有利于磷烯体系电子导电性能的增强.C,N,O和F掺杂体系的态密度在费米能级处出现1个峰值,表明体系电学性能的增强.     

含氧空位锐钛矿表面的非金属杂质对其吸附NH3特性的影响

【目的】金属氧化物光学气敏材料可用来灵敏检测环境气体成分及浓度,而对这一材料的掺杂是改善其光学气敏特性的一种重要途径。【方法】基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,模拟计算了含氧空位锐钛矿Ti O2(101)表面掺杂非金属C、N、F对 NH3 分子吸附,对掺杂后锐钛矿 TiO2(101)表面结构的稳定性、NH3 分子吸附后表面结构的稳定性、态密度、电荷分布、差分电荷密 度、光学性质给以理论 分析。【结果】分析发现:非金属杂质C,N,F 易掺杂于有氧空位的TiO2(101)表面,且有基底的稳定性从大到小依次为 C,N,F;杂质元素掺杂于基底表面提高了基底表面氧空位的氧化性,更有助于NH3分子的吸附,且杂质元素对基底氧空位氧化性的贡献从小到大依次为 C,N,F;通过态密度和光学性质分析,NH3 分子吸附在 C和 N 掺杂于含氧空位 Ti O2(101)基底表面相对于无掺杂含氧空位 Ti O2(101)基底表面降低了材料在可见光范围内的利用率;而吸附在 F元素掺杂于含氧空位 Ti O2(101)基底表面对可见光范围内的利用率相对于吸附在无掺杂含氧空位Ti O2(101)基底表面的利用率提高了5倍。【结论】掺杂 F 元素显著的提高了材 料 的 光 学 气 敏 传 感能力。
     

(NH3)2(H2O)4团簇结构的密度泛函理论研究

利用经验势得到(NH3)2(H2O)4团簇的初始结构,在初始结构的基础上利用DFT/B3LYP/6-31G(d)进行几何结构优化和频率计算.在此基础上挑选出稳定的构型利用DFT/B3LYP/6-311++G(d,p)进行优化.得到了(NH3)2(H2O)4团簇的16种稳定异构体,通过对这些异构体的键长,振动频率,偶极矩的研究,发现了结构对称性好,键长较短的构型能量较低,结构较稳定.     

(NH3)2(H2O)3稳定结构的探究

用密度泛函方法(DFT/B3LYP)在6-31G(d)和6-311++G(d,p)基组水平上逐级对(NH3)2(H2O)3团簇进行结构优化和频率计算.(NH3)2(H2O)3的初始结构取自经验势模型的大量可能构型中的51个稳定性较好的构型,最终得到了B3LYP/6-311++G(d,p)水平上的15种稳定结构,用二级微扰方法(M(o)ller-Plessett/MP2)计算了这15种结构的能量.结果发现:(NH3)2(H2O)3的五边形环状平面结构的稳定性最好;同族构型中氨分子相距越远的结构能量越低越稳定.(NH3)2(H2O)3团簇中氨分子间形成的氢键平均键长较长,其次是氨与水分子间的氢键,水分子间的氢键平均键长较短,进一步证明氨分子问的氢键较弱,氨水分子间居中,水分间的氢键最强.     

对一些叠氮化合物的叠氮自由基键离解能的计算

用4个高精度的完全基组CBS(CBS-Q,CBS-QB3,CBS-Lq和CBS-4M),B3LYP/6-311G,B3LYP/6-311 G和MP2配合6-311G与6-31 G等多个不同大小的基组的计算方法,对HN3、CH3N3、C2H5N3、NCN3、C2H3N3和NH2CH2N3中离解掉叠氮自由基(·N3)时的键离解能进行计算.将计算的键离解能与实验值进行比较,发现B3LYP和4种完全基组计算方法都不能为这些叠氮化合物计算出满意的键离解能,而MP2方法,尤其配合6-31 G基组时,能够计算出与实验值吻合得很好的R—N3键离解能.因此,当计算这些中小型叠氮化合物中离解掉叠氮基的键离解能时,用MP2/6-31 G是一种可靠的计算方法.     

HNCO与XCH2OH(X=CH3、NH2、OH、F)反应机理的理论研究

采用密度泛函(DFT)理论的B3LYP方法,在6-31 G(d,p)水平上按BERNY能量梯度解析全参数优化了HNCO和XCH2OH(X=CH3、NH2、OH、F)反应势能面上各驻点的几何构型,分别找到了这4个反应的过渡态,并通过振动频率分析确认了过渡态结构,通过内禀反应坐标(IRC)计算确认了最低能量反应途径(MEP).讨论了过渡态时的虚频振动模式,对各驻点进行了零点能(ZPE)校正,并计算了4个反应的活化能.研究结果表明,异氰酸的醇解反应是1个亲核加成反应,甲醇取代物和异氰酸分别是电子给体和电子受体,并且甲醇取代物的羟基氢在反应中发挥了重要作用;4个反应均为放热反应,反应中1个σ键和1个π键断裂,2个新的σ键生成;过渡态是四元环结构,由于CH3CH2OH、NH2CH2OH、OHCH2OH、FCH2OH分子中C、N、O、F原子电负性不同,四元环构型存在较明显的差异.     

合金化元素在B2-NiTi中占位的第一原理计算

基于密度泛函理论,采用第一原理赝势平面波方法-CASTEP程序,计算了NiTi-M(M=Pd、Au、Hf、Pt、Zr)合金体系的几何与电子结构.通过合金形成热的计算分析发现:Pt优先占据B2-NiTi晶体中Ni原子位,Pd、Au、Hf和Zr则优先占据Ti原子位.通过对这些元素合金化后形成的Ni7Ti8M和Ni8Ti7M晶体结构的电子态密度的分析,说明了Pd、Au、Hf、Pt、Zr在B2-NiTi中的占位优先趋势.     

BmN2(m=2-9)团簇的结构特征与稳定性

采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在6-311G*水平上对BmN2(m=2-9)团簇的几何构型和电子结构进行了结构优化和振动频率计算.结果表明,BmN2团簇基态结构m≤3时为N原子插入B-B键中形成的线状结构;m>3时为N原子插入Bm环中或Bm环上B-B键边桥配位形成的环状结构.通过对基态结构的能量分析,得到了BmN2(m=2-9)团簇的稳定性信息.     

铋层状结构压电材料的掺杂改性研究

作者以CaBi4Ti4O15为研究对象,通过对A位选择Nd3 部分替代Bi3 或者Ca2 ,以及用V5 和W6 取代部分B位的Ti4 的掺杂改性,研究了不同掺杂元素及掺杂位置对材料结构和性能的影响.结果表明,A位和B位均能通过提高剩余极化和降低矫顽场,来改善陶瓷的压电性能;A位比B位有更高的掺杂固溶量,可获得更好的铁电和压电性能,剩余极化2Pr高达20.4μC/cm,压电常数d33高达20pC/N.     

B_(13)C_2型C_(14)N晶体结构及弹性性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了B13C2(B12CBC)中B12二十面体所有B原子被C原子取代,以及C-B-C三原子链中B原子被N原子取代后材料的性质变化.通过对比计算研究发现,取代后得到的化合物C14N体积减小、弹性性质进一步提高、金属性增强、材料的理论硬度有所改善.C与C明显形成方向性强的类金刚石四面体键,有利于其弹性的提高.     

(Urea)n(n=2～5)内分子间相互作用的理论化学研究

用MP2/6-311++G~(**)//B3LYP/6-311++G~(**)方法对(Urea)_n(n=2～5)复合物进行结构优化、频率和结合能的计算,并考虑基组重叠误差.研究发现,(Urea)_n(n=2～5)中存在N—H…O和N—H…N两种类型的氢键,其中,N—H…O型氢键键长较短,氢键角较大,作用强度较大.通过Mulliken电荷布居分析,发现复合物中参与形成氢键的原子所带电荷变化明显,而没有参与形成氢键的原子电荷几乎不变.基于原子-键电负性均衡方法,确定尿素团簇的相关ABEEM电荷参数,计算得到的电荷分布与量子化学结果有很好的一致性.