Mo元素对TiC(100)/α-Fe(100)界面稳定性及电子特性影响的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Mo元素对TiC(100)/Fe(100)界面稳定性和电子特性的影响.建立了Mo元素处于5种不同位置的掺杂TiC(100)/Fe(100)界面模型,采用界面粘附功和界面掺杂能评价了Mo元素对界面稳定性的影响,采用差分电荷密度、Mulliken布居和态密度分析了其对电子特性的影...     

TiC(100)/α-Fe(100)界面稳定性及电子特性的第一性原理研究

采用第一性原理方法,研究了 TiC(100)/Fe(100)界面稳定性和电子特性.建立了 4种不同原子堆垛方式的界面模型,采用界面粘附功、界面能和断裂功评价界面稳定性;采用差分电荷密度、Mulliken布居和态密度分析了电子特性.结果表明:Fe原子位于C原子上方的堆垛模型界面粘附功最大,界面能最小,界面结构最稳定.其界...     

金红石型TiO2(110)表面与Ag相互作用的第一性原理研究

采用第一性原理计算Ag与金红石型TiO2(110)晶面的相互作用。通过计算金红石型TiO2(110)面上2种键桥对Ag原子的吸附能，发现键桥Ti形式与Ag原子结合的吸附能低于键桥O形式的吸附能；通过进一步的电荷布居、单位键长以及电子结构的计算，发现键桥Ti形式的Ti-Ag之间的结合能大于键桥O形式的Ti-Ag之间的结合能，这说明Ag原子更容易与金红石型TiO2(110)面上的键桥Ti上的Ti原子发生反应生成相应的化合物。     

纳米氧化锆／铂复合材料的微观组织和力学性能

用锆盐的前驱物(ZrO(OH)2)胶体与氯铂酸铵均匀混合．经过高温烧结．得到纳米ZrO2均匀分布于铂的坯料，再通过压力加工方法制成纳米氧化锫/铂复合材料(纳米ZrO2／Pt)的试样。用金相显微镜，扫描电镜(SEM)观察发现，纳米ZrO2颗粒可明显细化基体铂。纳米ZrO2/Pt复合材料的拉伸断口形貌也与纯铂明显不同。在高分辨透射电子显微镜(HREM)下观察可见，ZrO2颗粒周围铂原子排列发生了扭曲，由此导致铂的力学性能发生很大变化．纳米ZrO2/Pt复合材料的抗拉强度(σb)达470MPa．1400℃下的拉伸强度(σb)达15MPa，断裂伸长率(δ)为20％，硬度(HV)为940MPa．分别是纯铂的3．6倍 10倍，0.5倍和2．3倍。     

TiN(111)/DLC界面粘附功和电子结构的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理,采用平面波赝势方法,研究了Ti N(111)/DLC界面的粘附功和电子结构,阐明了Ti N过渡层改善金属基体和DLC薄膜结合性能的内在机理。根据Ti N(111)面不同的表面终端(Ti终端和N终端)和界面原子配位类型(顶位、中心位和孔穴位),构建和计算了6种可能的Ti N(111)/DLC界面理论构型。结果表明:当Ti N(111)以Ti原子为终端时,中心位堆垛界面(Ti-center)的粘附功最大;当Ti N以N原子为终端时,顶位堆垛界面(N-top)为最稳定的界面模型,弛豫后的粘附功为8.281J/m2。差分电荷密度、分态密度、Mulliken布居数的计算结果均表明:Ti-center界面Ti原子和C原子形成的Ti-C键包含共价性和离子性;N-top界面处C原子和N原子形成C-N共价键。相比之下,N-top模型更有可能在Ti N/DLC界面中出现。     

Fe中刃型位错芯的模型建立及电子结构研究

本文用密度泛函理论框架下的离散变分方法(DVM)研究了bccFe[100](001)刃型位错体系的电子结构，给出了结合能、原子间相互作用能以及电荷转移信息。结果表明：通过结合能的计算可确立用于电子结构研究的团簇平衡构型。此外，原子间相互作用能的计算以及差分电荷密度分析表明在位错芯的压缩区，沿滑移面的原子对之间的化学键较强，而垂直于滑移面的键较弱。反之在位错的膨胀区，沿滑移面的原子对之间的化学键较弱，而垂直于滑移面的键较强，预期与位错承受外力作用时的原子错动变化以及位错在晶体中的运动相关。     

SO_2和H_2O在Cu(100)表面共吸附行为的密度泛函计算(英文)

利用基于密度泛函GGA-r PBE方法的平板模型研究SO2和H2O在面心立方金属Cu(100)表面的共吸附行为。SO2和H2O在Cu(100)表面单分子吸附的计算结果表明,在覆盖度为0.25分子层和0.5分子层的情况,二者均不能以化学键的形式吸附在Cu(100)表面上。针对SO2和H2O在Cu(100)表面的共吸附行为,计算弛豫后的吸附结构、吸附能和电子性质(包括差分电荷密度、价电荷密度、Bader电荷分析和分态密度分析)。结果表明,覆盖度为0.25分子层时,H2O和SO2以化学吸附的形式各自吸附在表面不同Cu原子上;覆盖度为0.5分子层时,H2O分子解离成OH和H,OH吸附在表面Cu原子上,而H与SO2键合后共同远离表面。     

Fe/TiN界面稳定性的第一性原理计算

采用基于第一性原理法,对低指数面的Fe与Ti N复合材料界面的结合能、态密度以及电荷密度等进行计算,采用界面粘附功评价了该界面的润湿性和结合强度。结果表明:当以Ti N(100)中的N原子直接与Fe(100)面的Fe原子直接结合时,界面结合能最大,润湿性较好,形成最稳定的结合界面。当以Ti N(111)中的Ti原子直接与Fe(100)面的Fe原子直接结合时,界面结合能最小,是整个界面构型的薄弱环节。     

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.     

ZrO2基陶瓷的t—m马氏体相变异相界面电子结构

分析了ZrO2的两种晶体结构(正方与单斜)中的共价键络，并根据“固体与分子经验电子理论”，在一级近似下计算出了ZrO2陶瓷中t—m马氏体相变后存在位相关系(100)m∥(110)t界面的价电子密度。计算结果表明，t—ZrO2中(110)t晶面上的平均价电子密度为0．003 720nm^—2，m—ZrO2中(100)m晶面上的平均价电子密度为0．003 617nm^—2，两者相差仅2．77％，可见ZrO2的马氏体相变后m—ZrO2与t—ZrO2的相界面上的平均价电子密度是连续的，表明余氏理论和程氏理论对无机非金属材料也是适用的。     

石墨烯载体上直接合成具有Pt(100)择优取向的催化剂及其电催化性能研究

以石墨烯为载体,乙二醇为还原剂,采用油浴法,通过加入不同添加剂作为形状导向剂合成了Pt(100)晶面择优取向的催化剂,并探讨了催化剂的性能。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、感应耦合等离子原子发射光谱 (ICP-AES)及扫描电镜(SEM)对所合成的催化剂进行微观表征,利用电化学工作站对所合成的催化剂进行电化学性能测试。结果表明,添加KBr参与合成的Pt(100)晶面取向的催化剂,其微观粒子的立方体形貌最为规整,且形成最彻底。同时,其电催化性能最优,电化学活性表面积为42.43m2/g,对乙醇氧化的峰值电流密度为417.67A/g,1100s的稳态电流密度值为149.50A/g,对乙醇催化氧化反应的活化能最低,对乙醇氧化峰电流密度保持率为82.26%。     

ZrOCl_2-Al体系熔体反应生成Al_3Zr_((p)),Al_2O_(3(p))/Al复合材料的反应机制

利用X射线衍射仪 (XRD)和扫描电子显微镜 (SEM ) ,对ZrOCl2 Al体系熔体反应生成的复合材料组织进行了分析 ,结果表明 :ZrOCl2 Al体系反应生成相为Al3 Zr和α Al2 O3 ,颗粒尺寸为 0 .2～ 5 μm ,形状以多面体为主 ;随反应起始温度升高 ,生成的颗粒体积分数增大 ,熔体温度也升高 ,但当熔体温度高于 12 0 0℃时 ,Al3 Zr出现聚集、长大。提出了ZrOCl2 Al体系的反应是气液反应和固液反应的复合过程 ,建立了ZrOCl2 /Al反应中的控制环节ZrO2 /Al反应的动力学模型及化学反应速率的关系式。     

High-Temperature Oxidation Behavior of Ti-22Al-27(Nb, Zr) Alloys

研究了Ti2Al Nb基合金Ti-22Al-(27-x)Nb-x Zr(x=0,1,6,at%)在650~800℃的氧化行为。采用XRD和SEM等测试技术对此温度区间形成的氧化层特征进行了分析。结果表明,相比Ti-22Al-27Nb,含锆合金具有较好的抗氧化性能。Ti-22Al-(27-x)Nb-x Zr合金在650℃氧化100 h,主要氧化产物为Ti O2,而在800℃氧化100 h,Ti O2,Al2O3和Al Nb O4为主要产物,但是在Ti-22Al-21Nb-6Zr合金中还有Zr O2生成。Ti-22Al-26Nb-1Zr合金具有优异抗氧化性能,归因于氧化产物细化形成了致密的氧化层,而Ti-22Al-21Nb-6Zr合金,虽然在800℃也形成了较多Al2O3,但是氧化层中的Zr O2为氧的快速扩散提供通道,进而导致该合金氧化增重明显。     

纳米SiCw晶须/ZrO2复合热障涂层的制备与性能

运用微弧等离子喷涂制备了碳化硅晶须(SiCw)掺杂部分稳定ZrO2(YPSZ)复合热障涂层(CTBCs),对涂层进行了显微组织观察、EDS分析、XRD分析和抗热震性能试验.喷涂过程中,复合粉末里的部分SiCw在高温下分解产生的气体夹杂在熔融的颗粒内形成气孔,另一部分沉积在涂层中起到降低热应力和钉扎、桥联作用.结果表明,随着粉末中SiCw含量的增加,复合陶瓷层的孔隙率呈增大趋势;复合涂层的抗热震性能优于单纯氧化锆涂层,SiCw含量为20%的复合涂层的抗热震性能最优.     

The effect of composition and thickness of buffer on joining strength of brazing

ZrO2 and 40Cr steel were brazed by inserting buffer Ni,4J33,Ti and Cu separately. The chemical composition of 4J33 and Ni will damage the wetting property of Ag66Cu30Ti4 filler metal to ceramic and hinder the interface reaction between the active filler metal and Zr O2, so ZrO2/40Cr steel can not be bonded. Cu and Ti can efficiently release the residual stresses in the ceramic without injuring the wettabilty of filler metal, so the high joining strength can be obtained by inserting Cu and Ti.     

银氧化锡电子结构的第一性原理

采用基于密度泛涵理论的第一性原理平面波赝势方法,在一般梯度近似下计算Ag6Sn2O4晶体的布居和键长,分析其分波态密度以及电荷等密度分布,研究Ag6Sn2O4晶体的电子结构和成键特性。结果表明:在发生原位反应之后,生成的Ag6Sn2O4晶体中主要是O原子的2p电子轨道与Sn原子的5s、5p电子轨道中的电子成键结合,其中O原子和Sn原子之间的成键能力要强于O原子和Ag原子之间的成键能力,锡氧结合生成SnO2颗粒镶嵌在银的基体中,与实验结果比较吻合。     

Growth of highly oriented Pt(100) thin films on a MgO(100) seed layer deposited on Si(100) substrates by rf magnetron sputtering

The growth of highly oriented Pt(100) thin films on Si(100) substrates deposited by rf magnetron sputtering was studied using a MgO(100) seed layer. The effects of the sputtering parameters on the growth of the MgO(100) seed layer were investigated in order to obtain the deposition condition which gives the best crystalline quality of (100) oriented MgO thin films. A highly crystallized MgO(100) film was obtained at a substrate temperature of 425°C, a rf power of 4.4W/cm² and a pressure of 12.5 mTorr. The crystalline quality of the MgO film was greatly decreased when the Si substrate was oxidized. The degree of (100) preferred orientation of the Pt film deposited on a MgO(100)//Si(100) substrate was found to be sensitive to the thickness of the MgO(100) seed layer, which is explained by the thickness dependence of the crystalline quality and the surface roughness of the MgO seed layer. A highly oriented Pt(100) film, for which the I₂₀₀/(_I200+I₁₁₁) ratio was about 0.8, was obtained at 550°C on a 50 nm thick MgO seed layer.     

Zr(0001)表面氢吸附机理的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理,采用平面波赝势方法,研究了H₂分子在Zr(0001)晶面的表面吸附。通过研究Zr(0001)/H₂体系的吸附能、稳定吸附构型和电子结构,阐明了Zr(0001)表面吸氢反应的微观机制。结果表明：H₂分子在Zr(0001)表面的最稳定吸附位为面心立方(fcc)位,其吸附能为0.899eV,解离的H原子最终稳定吸附在Zr(0001)表面的穴(hollow)位和面心立方(fcc)位。被吸附H原子与Zr(0001)表面间出现了大量的电荷转移,同时,H原子的1s轨道和Zr原子的5s、4d轨道出现杂化,表明H₂分子解离吸附后H原子与表层Zr原子间同时存在离子键和共价键。此外,研究了覆盖度对吸附能的影响,吸附能随覆盖度的增大而增大,当覆盖度达到4/5ML时,氢分子解离后有一半的氢原子吸附到Zr(0001)的亚表面。     

ZrO2—6Y2O3陶瓷中的类L12与L10有序结构

采用高分辨电子显微术、能量散射Ｘ射线谱及计算机模拟的方法,研究了烧结态时时效后的ＺｒＯ２－６Ｙ２Ｏ３陶瓷哪现的分别具有类Ｌ１２与类Ｌ１０有序结构的Ｙ０．２６Ｚｒ０．７５Ｏ２－ｘ与Ｙ０．５Ｚｒ０．５Ｏ２－ｙ相。     

H2在Mo(001)表面吸附的第一原理研究

采用第一原理的密度泛函理论(DFT)计算了H2分子在Mo(001)表面的吸附,得到了吸附构型的各种参数,并且计算了H2分子在Mo(001)表面3个位置(顶位,桥位,穴位)吸附后的能量,结果表明在穴位吸附能最高。分析了H原子与Mo原子最临近距离dH-Mo与H2分子的键长在吸附前后的变化;通过对H2分子及在Mo(001)表面吸附的态密度图的分析,最后得出吸附主要原因是由于H2分子的1s轨道与Mo的4d轨道发生相互作用。