Cu6Sn5和Ni3Sn4结构性能的第一原理计算

基于密度泛函理论的第一原理,计算了锡基无铅焊点界面常见的金属间化合物Cu6Sn5和Ni3Sn4的平衡晶格常数、合金形成焓以及弹性常数,分析了结构稳定的电子机制.结果表明,Cu6Sn5较Ni3Sn4合金形成能负,因此Cu6Sn5在热力学上更稳定,其合金化能力也较强.在力学性能方面,两相均属脆性相,表现出弹性各向异性,而Ni3Sn4的键合作用较强,弹性模量、剪切模量均大于Cu6Sn5,但Cu6Sn5表现出更好的塑性.从电子结构的角度,Cu6Sn5的成键主要来自于Cu原子d,p轨道与Sn原子p杂化,而Ni原子d轨道与Sn原子p轨道的强烈杂化作用是Ni3Sn4成键的主要原因.     

ZrMn2和TiMn2的电子结构与成键特征

利用电荷离散变分Xα(SCC-DV-Xα)方法计算了ZrMn2和TiMn2及其氢化物的电子结构,分析了电子结构对吸氢性能的影响.结果表明:在ZrMn2氢化物中,H原子与Mn原子的成键作用强于H原子与Zr原子之间的相互作用;在TiMn2H中,H原子也是主要与Mn的3p轨道成键,但与Ti的3p轨道也有一定的相互作用;H与Ti的3p轨道的弱键作用减弱了H与Mn的3p轨道的相互作用;吸氢使ZrMn2的c轴比a轴更容易产生变化.     

反应合成法制备Ag/SnO2复合材料中Ag6O2/SnO2低指数界面研究

利用Ag/SnO2复合材料界面高分辨透射电镜分析结果,运用第一性原理对复合材料界面结合进行模拟计算.结果表明,反应合成后Ag6O2(101)面与SnO2(110)面存在晶格匹配,结合能,布居分布和态密度均表明这两个自由表面相结合与实验现象吻合,电子差分密度进一步证实未分解的Ag6O2向Sn提供富氧环境,利于纳米SnO2颗粒生成,最后分析界面表层原子的弛豫状态.     

CO_2在δ-Pu(100)表面吸附行为的第一性原理研究（英文）

结合密度泛函理论框架内的周期性平板模型,运用第一性原理计算方法研究了CO_2在δ-Pu(100)表面的吸附行为。结果表明,CO_2分子以C端向下和C-Pu、O-Pu多键结合的方式吸附在δ-Pu(100)表面。吸附类型属于强化学吸附,最稳定的吸附构型是H_1-C_4O_4,此时吸附能为-6.430 e V,吸附稳定性顺序为穴位桥位顶位。CO_2分子主要和表面Pu原子反应,而与其它3层Pu原子的反应较弱。更多的电子向CO_22π_u轨道转移有利于C-O键的弯曲和活化。此外,CO_2分子和Pu原子之间的化学键主要是离子态,反应机理是CO_2的C 2s、C 2p、O 2s和O 2p轨道与Pu 6p、Pu 6d、Pu 5f轨道发生了重叠杂化作用,产生了新的键结构。H_1-C_4O_4构型的功函数变化最小,表明其它电子容易从该构型表面逃逸,且需要的能量最小。     

Run(n=2～7)金属团簇与氧反应的DFT研究

采用密度泛函理论的广义梯度近似(DFT／GGA)，对Run簇(n=2～7)与氧相互作用的几何结构与电子结构及吸附能之间的关系进行讨论。对氧原子及氧分子在Run金属簇上的吸附研究表明：电荷主要是从Ru的5s、4d轨道向O的2p轨道迁移，并使得金属．金属之间的键减弱。比较特殊的是当氧分子在桥位吸附时，Ru与吸附的O2会发生化学反应，并且由于Ru金属轨道的电子向O2的反键πg轨道转移，导致Ru-O之间的键的生成以及O-O之间的键发生断裂。同时，作者也观察到Ru．Ru之间的化学键发生断裂，形成具有原子活性的自由Ru原子，这可以部分解释一旦氧化物种形成，经过一诱导期后，氧化反应会加速进行的实验事实。     

水静压作用下氧化锆结构稳定性的第一性原理研究

采用第一性原理计算了立方氧化锆(ZrO2)总的自由能、态密度、晶格常数随不同水静压的变化.计算表明单位晶胞总能量和晶格常数随水静压的增大而增大,晶格常数随水静压的增大而减小.在2.0 GPa左右,单位晶胞总能和晶格常数随水静压的变化出现反常.对总态密度和zr与O原子的分态密度分析表明,在低的水静压(0～5 GPa)作用时,Zr与O原子的各轨道的布居数没有发生变化,水静压力的作用主要体现在各轨道之间的分布变化,单位晶胞总能量和晶格常数出现的反常对应于Zr原子p轨道中的态密度分布变化.当水静压超过5 GPa时(5～30 GPa),Zr原子中的s和p轨道占有数减少,d轨道占有数增多.     

锐钛矿型TiO_2(101)面与Ag相互作用的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对锐钛矿型TiO_2(101)面上两种键桥形式吸附Ag原子的吸附能、电子布居、单位键长及电子结构等参数进行计算,研究Ag/锐钛矿型TiO_2复合材料中的Ag与TiO_2的相互作用。研究发现,锐钛矿型TiO_2(101)吸附Ag原子时,将是O-Ag之间的电子转换;并且,Ag原子更容易与锐钛矿型TiO_2(101)面的键桥Ti上的O原子发生反应生成相应的化合物。     

Fe中刃型位错扭折处掺S的电子结构

用基于密度泛函理论的自洽离散变分方法研究了bcc Fe中[100](010)刃型位错扭折处掺S的电子结构,计算了杂质偏聚能、原子间相互作用能、电荷密度及态密度.计算结果表明:S引入体系后,电荷发生了重新分布,S原子得到电子,其周围Fe原子失去电子,且S原子的3p轨道与近邻Fe原子的3d4s4p轨道之间杂化,使得它们之间的成键有较强的方向性,可影响材料的韧性;而近邻Fe原子因失去电子使自身之间相互作用比未掺杂时减弱,有利于扭折的迁移,可能影响材料的强度.     

LaNi5电子结构与成键特征

利用电荷自治离散变为Xα（SCC－DV－Xα）方法计算了LaNi5及其氢化物的电子结构,分析了LaNi5合金氢化物中氢原子与合金元素的成键方式。合金中氢化物形成元素与非形成元素的作用机理。在LaNi5的氢化物中,Ni 4p与H ls轨道作用形成共价键,Ni原子与La原子也有轨道高域成键,但随氢原子的进入而减弱,吸氢使LaNi5的a轴比c轴更容易发生变化。     

Ca，Pd，Sn，La对MgH2电子结构的影响

采用基于第一原理的离散变分方法(DVM),研究了Ca,Pd,Sn,La等原子替代镁氢化物MgH2原子团簇中心Mg原子对镁氢化物电子结构及其成键特性的影响.通过分析晶体轨道重叠集居数(COOP),键序(BO)和键差分电荷密度等计算结果表明Ca,Pd,Sn,La等原子对关系到Mg(M)H2结构稳定性的Mg-H键具有明显影响;它们最近邻镁原子周围的电荷密度重新分布并具有明显的各向异性,当M是Ca,Pd,La时,其最近邻Mg和H之间键序变化不大,稍有增加,当M是Sn时,则大幅减弱,其逐增顺序为Sn＜La＜Pd＜Ca;而且,对其它位置Mg与氢之间相互作用也有一定程度的影响.     

Al_2O_3/(Ag_(72)Cu_(28))_(97)Ti_3/Ti-6Al-4V界面结构及性能研究

在1．8ks,1073K－1173K条件下对Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Ti-6Al-4V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱、X射线衍射界面结构进行了分析。小于1123K的界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O/Cu4Ti3/Ag-Cu共晶＋富Ag相＋Ti固溶体;1173K的界面结构为Al2O3/Cu3TiO5 CuAl2O4/Cu4Ti3/富Ag相。采用拉剪试验测试了接头剪切强度。在1．8ks,1123K时剪切强度最高达到189MPa,大于或小于1123K接头强度呈下降趋势。     

Al_2O_3/(Ag_(72)Cu_(28))_(97)Ti_3/Ti-6Al-4V界面结构及性能研究

在 1.8 ks,10 73 K～ 1173 K条件下对 Al2 O3/ ( Ag72 Cu2 8) 97Ti3/ Ti- 6Al- 4 V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱、X射线衍射对界面结构进行了分析。小于 112 3 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu2 Ti4 O/ Cu4 Ti3/ Ag- Cu共晶 +富 Ag相 + Ti固溶体 ;1173 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu3Ti O5+ Cu Al2 O4 / Cu4 Ti3/富 Ag相。采用拉剪试验测试了接头剪切强度。在 1.8ks,112 3 K时剪切强度最高达到 189MPa,大于或小于 112 3 K接头强度呈下降趋势。     

SnAgCu/Cu和SnPb/Cu界面热-剪切循环条件下化合物的生长行为

对热剪切循环条件下Sn-3.5Ag-0.5Cu/Cu和Sn-Pb/Cu界面上原子扩散和化合物的生长行为进行了研究。结果表明:再流焊后,在两界面上均形成一种Cu6Sn5化合物;随着热剪切循环周数的增加,两界面上化合物的形态均从扇贝状向层状生长,其厚度随循环周数的增加而增加,且生长基本遵循抛物线规律,说明Cu原子的扩散控制了Cu6Sn5化合物的生长。界面近域的钎料内,颗粒状的Ag3Sn聚集长大成块状。     

STUDY OF INTERFACES AND SURFACES OF YBa_2Cu_3O_(7-x)-Ag

Interfaces and surfaces of YBa_2Cu_3O_(7-x)(YBCO)-Ag have been studied by SEM-EDXand AES.No effect of Ag on 123 structure in X-ray diffraction pattern was observedfor 0.4 mol Ag doped YBCO.AES analysis indicated that Ag segregated on surfaceof YBCO and resulted in decrease of YBCO-metal lead resistance.In addition,solutionand segregation of Ag as elemental state were often appeared on interfaces and surfacesof high temperature annealed YBCO,whether elemental Ag or compound Ag_2O andAgNO_3 adopted as doping material.     

球磨条件对Sn-0.7Cu合金形成的影响

通过对Sn、Cu混合粉末的机械球磨,利用X射线衍射仪、差热热分析仪和扫描电镜对粉末进行了检测与分析,研究了不同球磨条件对Sn-0．7Cu合金形成的影响。结果表明,电压、球料比及球磨时间对Sn-0．7Cu合金的形成有很大影响。对于Sn-Cu二元系,其机械合金化反应机制是通过机械诱发原子扩散,使原子间发生置换固溶和晶界溶解,而逐渐形成Cu4Sn5等合金相的。     

YBa2Cu3O7—x—Ag界面与表面的研究

使用XRD,SEM-EDX和LAS-3000联合谱仪研究了YBCO-Ag界面与表面。结果表明,YBCO体内掺0.4 mol Ag对123结构无影响.Ag偏聚在晶界上使晶粒间变得明显清晰;AES分析指出Ag偏聚在表面上,降低了YBCO-金属导线的接触电阻.实验还证实,不论掺入的原料是单质(Ag粉)还是化合物(Ag_2O,AgNO_3),经高温退火处理,Ag总是以单质形态固溶和偏聚在晶界及表面上,由于Ag的室温电阻率很小,有利于增强超导颗粒间的连通性。     

INTERACTION BETWEEN Cu AND LIQUID Sn—Also on Physical Meaning of Wetting Curve

The interaction between Cu and liquid Sn was studied by microstructure observation.Thecurve of the dipping time with related to dissolving and diffusion of Cu in liquid Sn is given.The Cu dissolves rapidly in liquid Sn at the beginning,then an intermetallic compoundCu_6Sn_5 forms,and the dissolving follows to slow down.At temperature up to 350℃,the hardfeather-like Cu_6Sn_5 is sharply growing up and speads through the dipped Sn laver.The wayto inhibit the growth of the intermetallic compound Cu_6Sn_5 was also approached.Thus,on theabove mentioned basis,the physical meaning of the wetting curve traced by the meniscographwettability tester has been derived as film detaching,Cu dissolying and Cu_6Sn_5 growing.