EAM理论计算过渡族BCC金属二元合金的热力学性质研究取得进展

1984年后在密度函数理论基础上发展起来的嵌入原子方法(EAM)理论,在合金相理论中有着广泛的用途.1989年Johnson运用他所提出的EAM理论方法计算了过渡族FCC金属二元合金的稀溶解热和形成热,结果与实验数据及第一原理计算结果符合较好.但至今尚未见EAM理论对BCC金属二元合金热力学性质计算报道.我们使用1990年Johnson提出的BCC金属EAM模型的原有形式进行了计算,发现结果较差,与实验     

过渡元素二元合金相图有限固溶体固溶度的预报

应用原子参数-人工神经网络方法研究了过渡元素二元合金相图中的有限固溶度问题．选择了原子体积、平均族数、元素熔点等影响固溶度的原子参数作为人工神经网络的输入值，使用已知的过渡元素二元合金相图的固溶度作为输出值，训练人工神经网络，应用“留一法”估计了人工神经网络的预报误差，并用训练好的网络对全部未知的过渡元素二元合金相图的固溶度进行计算机预报，得到了令人满意的结果．     

Ti与过渡族fcc金属二元合金的AEAM模型形成焓计算

运用普适AEAM模型理论，系统地研究了Ti与fcc金属组成的二元合金系统形成焓，并将计算结果同已有的试验结果的Ti-Cu系统进行了比较．结果表明，对于Ti-Cu系统，符合得比较好．从而说明，普适AEAM模型理论在研究Ti与fcc金属组成的二元合金的系统形成焓时是合理的．图2，参8．     

过渡金属原子在无序二元合金表面上的化学吸附

本文采用相干势近似(CPA)和Anderson-Newns(AN)模型研究了过渡金属原子在无序二元合金(DBA)表面上的化学吸附。普遍的去耦合方法被用来消除过渡金属吸附原子不同d电子之间通过与衬底表面相互作用所产生的耦合效应。对于DBA,考虑了表面偏析现象,尤其研究了因化学吸附而导致表面偏析的变化。计算结果表明:(1)过渡金属吸附原子对DBA表面偏析有很大的抑制作用;(2)化学吸附系统Pt/Ni_xCU_(1-x)随Ni原子体浓度的增加而趋于稳定。     

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。     

二元系过渡金属贮氢合金材料的形成规律

利用模式识别的偏最小二乘法对过渡金属二元合金氢化物的形成和贮氢性能进行分析，结果表明：利用化学健参数－模式识别方法可以建立过渡金属二元合金贮氢材料形成的数学模型，是贮氢材料设计的一种用方法。     

金属及其二元合金镀层耐蚀性能的理论研究

本文用EHMO法研究了铁、镍、锌金属及其二元合金镀层的耐蚀性能,结果表明:金属表面形成氧化膜后能使金属的最高占有轨道能量降低,金属失去电子的能力减弱,相当于使电极电位正移,因而使金属抗氧化能力提高。这个结论支持了现有的耐蚀理论。计算结果可说明锌镀层与镍镀层具有较好的耐蚀性能的实验事实。对于二元合金,解释或预示铁镍、锌铁和锌镍等合金镀层有比单元金属较好的耐蚀性能。     

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。     

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。     

过渡合金A15相稳定性判定的新方法

提供一种与能带计算相容的相稳定性判定方法，通过对过渡合金Ａ１５相的计算，所得结果与能带计算十分接近，证明该法的有效性。同时还根据判定结果推测了Ａ１５超声现象的机制，为了高ＴＣ提供了新的理论论据。     

氨水混合物的相平衡和热力性质计算

Reynolds W.所推荐的纯水和纯氨的状态方程和比热容方程可获得高精度的纯水和纯氨热力性质的计算值。应用溶液理论获得了具有较高精度的、适用于动力循环分析的氨水混合物热力性质的计算方法。其中液相热力性质的计算精度比Sayed和Tribus的高10倍以上。     

Ce,Th和Yb构成的二元合金稀溶解热的EAM计算

通过拟合纯元素的晶格常数、空位形成能、结合能和体积弹性模量等物理量,确定了铈、钍和镱三个元素的嵌入原子参数.利用Johnson的合金势形式来描述不同元素之间的相互作用,首次计算了由C e,T h和Y b三个元素构成的六种二元合金的的稀溶解热,为进一步研究稀土合金相图和开发新的稀土材料提供了理论依据.     

过渡金属化合物晶格能的计算

本文发展了一种计算过渡金属化合物晶格能的新方法──离子贡献法，据此不需要任何实验数据即可方便地计算过渡元素化合物的晶格能。     

固态二元合金超额热力学函数的计算方法

基于Miedema二元合金生成热模型,结合自由体积理论,充分考虑超额熵,针对实际固态二元合金熔体,提出全浓度范围内的超额热力学函数的计算方法,分别推导出对有序、无序固态二元合金的全摩尔超额函数、偏摩尔超额函数、组元活度计算式·分别计算了固态无序合金AgAu、有序合金CoPt在800K、1273K温度下的各种超额热力学函数值,计算结果与实验值吻合良好·     

液态二元钠钾合金电阻率的计算

采用齐曼—费柏理论计算了不同组分比例下液态二元钠钾合金的电阻率。     

Mg-Zn合金的热力学性质计算

组元活度的获得是合金热力学性质研究的一个重要方面．在各种预测合金热力学性质的模型中,Miedema模型是近年来发展得较为完善和准确的模型．文中根据Miedema合金生成焓模型,计算了Mg—Zn合金的生成焓,进而计算出了1000K时Mg—zn合金熔体中zn的活度曲线．计算结果表明,由于Mg—zn合金的生成焓值较小,在计算活度的过程中,过剩熵值对计算结果的影响较大,在引入过剩熵值后的活度计算值与实验值吻合较好．     

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．     

稀土-过渡金属薄膜磁各向异性的理论研究

对稀土-过渡金属薄膜的磁各向异性进行了理论分析研究.通过分析其它模型以及薄膜成膜过程的特点,建立了单离子模型,并进行了理论分析和计算.结果发现:组分为R31Co69薄膜中稀土元素R为Tb时的Ku值最大,接近3.1×106 erg/cm3.对于TbCo非晶垂直磁化膜而言,具有非球对称电荷分布的非S态离子Tb与局部电场的相...