贵金属与锡二元合金的热力学性质的计算

运用Miedema理论计算了Cu-Sn,Ag-Sn,Au-Sn三个二元系统的整个成分范围的固态形成焓和液态合金混合焓以及金属间化合物的形成焓,并将计算结果同已有的实验结果进行了比较．结果表明,计算值与已有的实验结果符合得比较好．同时讨论了原子尺寸因素、电负性、电子轨道能量等对合金形成焓的影响．     

铁基二元合金非晶形成范围的理论研究

运用Miedema理论计算得到的不同结构的形成焓，结合Alonso等人提出的关于非晶形成范围的理论模型，对二十八个铁基二元合金系统的非晶形成范围进行了系统的研究，并与用机械合金化方法得到的二元合金非晶态形成范围的实验结果进行了比较，结果表明，理论预言的结果与实验结果符合得比较好。说明现在的模型在预测二元合金非晶形成范围上是合适的。     

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.     

Al-Fe-Zr三元系中金属间化合物的形成焓计算

采用普适分析型的嵌入原子模型,通过拟合纯元素的晶格常数、空位形成能、结合能和体积模量等,确定出Al、Fe和Zr的嵌入原子模型参数,并用该嵌入原子模型分别计算由Al、Fe和Zr元素构成的3个二元系以及三元系中的有序合金化合物的形成焓。计算结果与已有的实验结果和第一原理计算结果符合得比较好。从计算Al-Fe-Zr所组成的三元有序金属间化合物的形成焓得出的金属间化合物稳定性趋势与三元相图相符合。     

Mg-Ni-Ce合金非晶形成成分范围的理论研究

基于非晶形成的热力学观点，提出一种定量预测三元合金非晶形成成分范围的方法。该方法所需的三元合金的自由能是由组成三元合金的3个二元合金系统的自由能通过Toop模型外推计算得到，二元合金的形成焓则由Miedema理论计算。将该模型应用到三元合金Mg-Ni-Ce，其理论预言的非晶形成成分范围与已有的实验结果符合得较好。     

镁基碱金属二元合金热力学性质的理论计算

本文运用Ｍｉｅｄｅｍａ理论，系统地计算了镁与碱金属组成的二元合金系统的液态混和焓和固态合金形成焓。根据理想溶液理论，还计算了Ｌｉ－Ｍｇ系统在１０００Ｋ时的熵、以及自由能－成分曲线，所得的结果同已有的实验结果和第一原理赝势方法计算的结果符合得比较好。     

贵金属与钙二元合金的形成热Miedema理论计算

用Ｍｉｅｄｅｍａ理论计算了Ｃｕ－Ｃａ,Ａｇ－Ｃａ和Ａｕ－Ｃａ三个二元系统整个成分范围的固态合金形成焓以及金属间化合物的形成焓,发现计算结果同已有的实验结果符合得比较好,同时讨论了原子尺寸因素、电负性、电子轨道能量等对合金形成焓的影响。     

Al-Fe-Ce三元系中金属间化合物的形成焓的计算

采用普适分析型的嵌入原子模型,通过拟合铝、铁和铈元素的单空位形成能、晶格常数、结合能和体积弹性模量等实验数据,建立了铝、铈和铁元素相应的嵌入原子相互作用势,合金中异类原子间的相互作用势的参数通过拟合已有的实验结果或第一原理计算结果得到。用该嵌入原子模型分别计算了由铝、铁和铈元素组成的所有二元系和三元系中具有不同晶体结构的有序合金化合物的形成焓,计算结果与已有的第一原理计算结果和实验结果符合得比较好。     

金属间化合物的标准生成焓估算模型

在分析已有的热力学数据基础上,建立估算二元金属间化合物标准生成焓的双参数模型,通过模型求解,得到34种金属的双参数模型的参数值。用此模型可估算由简单金属形成的二元金属间化合物的标准生成焓,包括Fe,si,Nb,Ti,Cu,Co和Mg等多个体系,估算109个已知金属间化合物AlCa,AlCo,CrNi,FeTi,FeSi,FeNb和MoSi等的标准生成焓。研究结果表明：双参数模型计算的平均误差为12.47 kJ/mol,标准差为17.40 kJ/mol;用双参数模型估算金属间化合物的标准生成焓精度高,其估算结果的正态分布比较集中,并且误差小于离子束缚模型和米德玛模型的误差。     

Zr-Al-Ni-Cu合金非晶形成范围的Miedema模型预测

运用扩展Miedema模型及Toop几何模型,计算了Zr-Al-Ni-Cu四元系中各三元合金及四元合金的形成焓与系统组成间的分布关系.利用对应三元合金焓值的加权计算,获得了Zr-Al-Ni-Cu四元合金的最佳非晶形成组分.与现有实验结果相对比,计算结果及机械合金化实验均表明,利用合金的形成焓值可以较好地预测系统的非晶形成范围.     

Fe基二元合金机械合金化致非晶化的理论预测

用欧阳义芳等人提出的预测二元合金机械合金化致非晶化的经验判据,系统地对铁与过渡族金属、稀土、铝、铅等金属元素构成的４２个二元合金系统进行了分析,理论上给出了这些系统能否用机械合金化方法轩非晶态粉末的预测,并与已有的实验结果及其他理论预测的结果进行了比较和分析。     

三元合金及金属间化合物中各组分活度系数的计算

根据Kohler三元溶体模型和Miedema二元系统生成热模型，建立了计算三元合金及金属化合物中各组分活度系数的方程。计算了三元合金Ti-5Al-2.5Sn,Ti-6Al-4V及不同温度下金属间化合物TiAl,Ti3Al和Ti2AlNb中各组分的活度系数。并与有关实验值进行了对比.计算结果表明此公式的计算结果与实验值吻合较好，解决了固态二元、三元合金及金属间化合物中各组分的活度系数的计算问题，Ti与A1活度系数均小于1，对Raoultl定律产生负偏差。根据所计算的活度系数和活度值，预测了SiC/TiAl,SiC/Ti3Al和SiC/Ti2AlNb复合材料的界面反应，表明SiC/Ti3Al界面反应较为严重。     

Al-Zr二元合金的第一原理计算

采用基于密度泛函理论的第一原理方法,计算了Al-Zr二元合金系金属间化合物的晶格常数、体弹性模量和形成焓,计算结果与已有的实验值和其他理论结果符合得很好.     

二元液态合金互扩散系数的预测模型

利用扩展的Miedema模型和Wilson方程,计算出二元液态合金的热力学因子,并结合硬球理论的自扩散系数方程提出了互扩散系数的计算方法.利用该方法计算了Sn-Bi,Sn-Zn,Sn-Al,Pb-Bi,Sn-Pb不同体系下的互扩散系数,并和文献实验值作了比较.结果表明,计算值和实验值具有较好的一致性.该方法的优点在于仅仅依靠合金元素本身的物理参数即可获得热力学因子和自扩散系数,进一步可以得到二元液态合金的互扩散系数.通过该方法,能够获得几乎所有的二元液态合金的互扩散系数.     

计算典型结构金属元素空位形成能的新方法

在Tiwari和Patil计算空位形成能的模型基础上,对金属表面能的计算方法进行了改进,计算了面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)典型金属的空位形成能,并引入能量修正因子,可使理论计算结果与实验值基本一致,对fcc, bcc, hcp结构金属的能量修正因子分别取1.292,1.265和1.357,可以比较精确地计算fcc, bcc, hcp金属的空位形成能.