材料热力学性质的第一原理晶格振动计算研究

对计算固体物质晶格振动、研究材料的热力学性质的方法做了简要的探讨。以氧化锆为例．介绍了第一原理线性响应理论计算声子谱和声子态密度的方法．推导出热容、自由能、德拜温度等相关的热力学性质随温度的变化．并计算了氧化锆相变温度。结果表明通过这种方法无需任何实验数据完全从原子、电子层次出发进行材料热力学设计．为设计和研究全新材料体系提供了一个新的途径。     

YBa_2Cu_（3－x）Sn_xO_y超导体系的正电子寿命谱研究

研究了Ｓｎ作Ｃｕ位元素替代的ＹＢａ２Ｃｕ３－ｘＳｎｘＯｙ超导体系（ｘ＝０－１．５）的正电子寿命谱，计算了局域电子密度和缺陷浓度的变化；发现了存在于高浓度替代区域（ｘ＝０．８－１．０）的正电子湮没特征；讨论了对超导电性的影响以及相应的物理机制。     

The prefer red-site tendency of alloying element Nb in Fe γ phase and its effect on grain boundary cohesion

The discrete variational (DV) and DMol methods within the framework of density functional theory are used to study the effect of alloying element Nb on Fe γ phase. The impurity formation energy in bulk and segregation energies at grain boundary and free surface are calculated. The results show that Nb prefers to segregate at grain boundary. The difference in segregation energies between the grain boundary and the corresponding free surface is - 0.39 eV for solute Nb. According to Rice-Wang model, it can be predicted that Nb can enhance grain boundary cohesion. The calculated results of interatomic energy and charge density show that charge would be redistributed, and the bonds across grain boundary are strengthened by the substitution of Nb for Fe. As a result, it is difficult for the grain boundary to move. Thus the dragging effect of Nb is explained electronically.     

材料热力学性质的第一原理晶格振动计算研究

对计算固体物质晶格振动、研究材料的热力学性质的方法做了简要的探讨.以氧化锆为例,介绍了第一原理线性响应理论计算声子谱和声子态密度的方法,推导出热容、自由能、德拜温度等相关的热力学性质随温度的变化,并计算了氧化锆相变温度.结果表明通过这种方法元需任何实验数据完全从原子、电子层次出发进行材料热力学设计,为设计和研究全新材料体系提供了一个新的途径.     

过渡元素掺杂NiTi合金的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法系统的计算了3d、4d和5d过渡元素掺杂的Ni Ti合金晶格参数、形成能、弹性常数和电荷密度,探讨了合金元素的占位倾向以及对马氏体相变温度的影响。计算结果表明,V、Cr、Mn、Fe、Co、Pd、Cu各族元素倾向于占据Ni位;Sc、Y、Zr、Hf倾向于占据Ti位。V、Cr、Mn、Fe、Co各族元素和Pd、Pt取代Ni,V、Cr、Mn、Fe各族取代Ti能够不同程度的降低NiTi合金的相变温度M_s;Hf、Zr、Au、Ag取代Ni以及Sc、Y、Hf、Zr取代Ti为能够升高NiTi合金的相变温度M_s;Cu取代Ni则基本不改变NiTi合金的相变温度M_s。这些结果与实验结果一致,进而从微观角度解释了合金元素对相变温度的影响规律。     

Ti在bcc Fe晶界中的作用

在密度泛函理论框架下，用第一原理DMol团族方法，基于Rice-Wang热力学模型研究了合金化元素Ti对bccFe∑3[110](111)晶界结合的影响。结果表明：合金化元素Ti在晶界和自由表面的偏聚能之差为－0．372eV，Ti增强晶界结合，为韧性掺杂元素，Ti的化学效应起主要作用，贡献为－0．713eV，表现为较强的增强晶界结合作用。力学效应即掺杂引起的局域畸变贡献为 0．341eV，表现为减弱晶界结合的作用。同时分析了Ti对晶界键合的影响。当Ti原子占据晶界时，Ti使得距它较近的跨越晶界的键合加强，反映了Ti强化晶界的作用。     

Y_2Fe_（17）N_y合金相结构稳定性研究

本文分析了Ｙ＿２Ｆｅ＿（１７）Ｎ＿ｙ合金相的稳定性，用ｘ射线和高温穆斯堡尔谱进行了实验研究。结果表明：虽然Ｙ＿２Ｆｅ＿（１７）Ｎ＿ｙ合金结构比较稳定，但仍为一亚稳相，因为当温度较高时，Ｙ＿２Ｆｅ＿（１７）Ｎ＿ｙ合金将分解成更为稳定的ＹＮ化合物和α－Ｆｅ相。