钯的反演势的构建与研究

以面心立方金属钯为研究对象,基于第一性原理中的局域密度近似理论(LDA),计算了不同晶格长度下的原子间内聚能并得到其原子内聚能曲线.通过陈-莫比乌斯晶格反演势理论,得到了精确的反演对势曲线.采用不同势函数对该曲线拟合,通过对拟合效果的对比和分析,提出了全局精度较高的双指数型势函数.同时,分别采用第一性原理方法,原子嵌入势(EAM)方法和反演势数据计算了钯的声子谱.比较声子谱曲线发现,曲线的变化趋势是相似的,说明反演势可以合理的反应原子间相互作用.并且反演势方法所需的计算时间明显少于EAM势方法,说明反演势方法在计算量上有明显优势.最后,计算了金属钯的热膨胀系数,弹性模量和格林乃森常数等物理量.计算结果与实验数据基本符合,表明构建的钯的反演势是准确有效的.     

铂的反演势的构建与研究

通过第一性原理计算得到了铂的晶格内聚曲线,而后利用陈式晶格反演方法,得到了反演势曲线。利用提出的双指数函数,拟合得到了精确的铂原子的反演势函数。利用反演势数据、EAM(嵌入式原子法)势理论和第一原理分别计算声子谱,验证了反演势的可靠性。提出了将玻尔兹曼统计方程与晶格粘聚能曲线精确拟合相结合的热膨胀系数计算方法。此外,还计算了室温下的体积模量和格鲁内森常数。结果与实验结果吻合较好,说明计算得到的铂的反演势是有效的、准确的。     

铂和铑的晶格反演势的构建研究

采用密度泛函理论计算分别得到的铂和铑的晶格内聚能-最近原子距离曲线,而后基于晶格反演方法构建得到了铂和铑的晶格反演势。同时详细给出了FCC晶格的反演系数等的具体计算方法和算法。通过将铂和铑的晶格反演势与已有的相应势函数比较发现两者是基本相同的,这证明了构建的铂和铑反演势是有效的。     

过渡金属氮化物的结合能第一原理计算

本文采用第一原理平面波赝势法计算出过渡金属氮化物的晶格常数,在此基础上计算该类物质晶格原胞的总能量,以及分别计算各单原子能量,进而利用结合能公式计算出该类晶体结合能.计算结果与试验值符合的很好,从而验证了通过第一原理计算可以准确的获得材料的很多特征参数.     

铱及铱铑合金微观特性和热电特性

基于第一性原理计算研究了热电极铱和铱铑合金的能带结构和态密度。采用虚拟晶体近似方法建立了铱铑合金模型,通过搭建的试验平台测试了IrRh10-Ir热电偶和IrRh40-Ir热电偶的热电性能。结果表明,计算出的纯金属铱和铑的晶格常数与试验参数符合较好,铱铑合金具有良好的导体性能和结构稳定性。IrRh10-Ir热电偶和IrRh40-Ir热电偶具有良好的线性特性,灵敏度分别为2.7、5.6 μV/℃。有望将第一性原理计算分析应用于热电极材料的选择上。     

贵金属铑和铱的电子结构和物理性质

应用纯金属单原子（OA）理论确定了面心立方（fcc）结构贵金属Rh和Ir的电子结构分别为[Kr]（4dn）∧6.7400（5sc)∧0.0000(5sf)∧0.3600和[Xe]（5dn)∧0.7100（5dc）∧7.2900（6sc）∧0.2700（6sf）∧0.7300,并计算了它们的热能曲线、晶格常数、结合能、弹性和膨胀系数随温度的变化,另外对其体心立方（bcc）,密排六方（hcp）结构初态特征晶体和初态液体的电子结构进行了研究。从而提供了不同晶体结构Rh和Ir的结构参数和性能参数,为Rh和Ir金属元素及其相关材料的理论设计提供了完整的数据资料。     

二元铝锂合金析出相错配度的第一性原理计算EI北大核心CSCD

通过第一性原理计算结合准谐德拜模型系统研究了热膨胀系数、固溶度和空位浓度对Al/Al_(3)Li和Al/AlLi晶格错配度的影响规律,发现Al/Al_(3)Li晶格错配主要源于有序■无序相转变和热膨胀系数差异,而Al/AlLi的错配,除了晶体结构外,主要受两相中锂固溶成分的影响。通过与实验析出相的尺寸比较得出Al/Al_(3)Li之间为共格相界,而Al/AlLi为非共格相界。对热膨胀系数、固溶度和空位浓度的分析不仅确定了晶格错配的起源,而且也为相关实验现象提供了理论解释。     

一种快速高效溶解粗金属铑的新技术

高效快速的溶解金属铑或铑基合金废料,一直是铂族金属冶金中人们公认的技术难题。通常使用的高温氯化,熔铝碎化,NaHSO4熔融等方法,有一次溶解率很低(一般不到30%),需反复多次处理,周期很长,金属损失大,环境污染严重,能源及试剂消耗大等缺点。金属表面呈化学惰性的结晶结构及可能形成某种惰性氧化物,是难溶的原因。针对粗金属铑(含Rh 85.78 %)研究了高效快速溶解的新技术:① 用熔锍及活性金属转态活化;② 酸溶及过滤分离贱金属溶液;③ HCl溶液中直接加固体氧化剂溶解铑。在较短周期 (24~48 h) 内,铑的一次溶解率＞99%,贱金属溶液中Rh浓度＜0.0005 g/L,全过程铑回收率＞99%。     

微观相场法反演L12结构的原子间相互作用势

基于微观相场理论,根据Khachaturyan的占位几率和能量关系方程,推导出L12结构的第一近邻原子间相互作用势与长程序参数关系的反演方程-4W1·η/kBT=1n(1-η)[1-c(1+3·η)]/(1+3·η)[1-c(1-η)],根据该方程,只需输入根据相图中L12结构相变点的温度和原子浓度,就可以计算出不同温度和原子浓度下的L12结构的第1近邻原子间相互作用势,计算结果与第1性原理及其他方法计算的值接近;同时在计算过程中发现了L12结构的第1近邻原子间相互作用势在析出L12相的相图范围内随温度和原子浓度变化.     

无序β-Ti1-xNbx合金自由能及弹性性质的第一性原理计算:特殊准无序结构和相干势近似的比较

采用第一性原理方法(VASP及EMTO)结合特殊准无序结构(SQS)和相干势近似(CPA)的方法,对比研究了bcc结构β-Ti_(1-x)Nb_x无序合金的晶格参数、自由能及弹性常数随成分x的变化。结果表明,VASP-SQS及EMTO-CPA计算得到的晶格参数符合良好,均随Nb含量增加而增加,局域晶格弛豫对晶格参数的影响可以忽略;EMTO-CPA自由能计算预测β-Ti_(1-x)Nb_x中存在相分解,但VASP-SQS计算因依赖于具体SQS结构,难以合理地描述合金的相分解。EMTO-CPA及无弛豫VASP-SQS计算得到的弹性常数C_(11)和C_(12)随Nb含量增加而增大,C_(44)减小,但EMTO-CPA高估了合金的弹性稳定性;低Nb含量时,由于β-Ti_(1-x)Nb_x的bcc结构不稳定,导致VASPSQS计算得到的局域晶格畸变显著增加,使得考虑原子弛豫的VASP-SQS计算得到的自由能及弹性常数随Nb含量的变化偏离正常趋势。     

金属点阵材料结构参数的CT检测

针对金属点阵材料的结构参数开展了检测方法研究.高能束激光选区熔化点阵结构的连接杆经工业CT(电子计算机断层扫描)检测后得到的影像呈椭圆状,针对这一影像特征,依据椭圆上任意两点之间的最大几何距离为长轴这一概念,实现了单个椭圆位置参数、形状参数的自动识别,以及金属点阵结构几何参数的自动化检测.检测结果基本符合设计值,为其他...     

The curling characteristics of static inside-out inversion of metal tubes

The curling behavior of quasi-static inside-out inversion of tubes was analyzed using an energy method technique based on the critical condition for more precise design. (1) The first part is to derive the critical bending radius as a curling criterion to distinguish between curling and flaring on a conical die, in which the strain hardening exponent n and half-apex angle of die α have very marked effects on theoretically; however, the friction coefficient μ-dependence is not as great as the n. As a result, a much more satisfactory correlation between prediction and experiment is obtained and Kitazawa's study is a special case of this work. (2) The second part is to theoretically find the range of semicircular curling ( ) and the compressing load P of inversion in tube inversion with a quarter circle die. It appears that the material properties of the aluminum tubes used have little effect on the curling behavior of inversion. It is noted that factors μ and n obviously affect the position of semicircular curling of inversion but not its range size. On the other hand, n in contrast to μ affects significantly the compressing load. Good agreement between the theoretical prediction and experimental results is obtained for the compressing load, except in the case of the sharp fillet die radius for the strictly bending effect to be ignored in the prediction.     

Ti_(0.67)Mo_(0.33)H_2晶格动力学第一原理研究

基于第一原理方法对Ti0.67Mo0.33H2体系的体弹性模量、声子谱、Debye温度和热容量进行了计算,算得体系体弹性模量为165 GPa,高于Ti H2的计算值128.9 GPa;体系Ti/Mo原子和H原子的声子态密度峰值分别在4.0和38.0 THz,Mo元素的添加降低了Ti/Mo原子热振动频率和增高了H原子的热振动频率;体系Debye温度高于Zr H2体系揭示了其脱氢能力较Zr H2强;声子谱虚频现象揭示了体系潜在的δ-ε相变趋势;热容量计算结果表明较高温度下体系吸收的热量主要转化为H原子的热振动能量。     

The potential applications for titanium metal powder and their life cycle impacts

It has been predicted that new processes being developed for titanium metal production as well as new fabrication techniques will see the cost of fabricated titanium fall by as much as 50%. Potential applications for lower-cost titanium powder are examined in this paper, with cookware, being identified as a possible lead product. The potential environmental benefits of using this material in place of competing materials such as stainless of competing materials such as stainless steel in chemical process equipment and automotive exhausts are also illustrated, based on a life-cycle approach.     

材料参数对20L近半球形金属隔膜翻转性能的影响

基于弹塑性非线性有限元理论,建立了渐变壁厚金属隔膜翻转变形的有限元模型。依据该模型,针对20L近半球形金属隔膜设计正交试验,以隔膜变形后的最大厚度差Δtm和变形过程中的最大偏转角βm两个指标评价隔膜的翻转能力,系统地研究了弹性模量、硬化指数和屈服强度等参数对其翻转性能的影响。研究结果表明,当弹性模量大于55GPa、屈服强度小于220MPa、硬化指数小于0.12时,20L金属隔膜能够实现稳定翻转;屈服强度是影响20L近半球形隔膜翻转能力最显著的因素,硬化指数与弹性模量次之。     

A model for shrinkage of a spherical void in the center of a grain: Influence of lattice diffusion

A model is presented to describe a spherical void shrinkage at the center of a quasi-spherical grain dominated by lattice self-diffusion. The model is based on the difference in chemical potential between the spherical void surface and the grain boundary interface. The quantitative calculations for pure iron predicted that only small, micron-sized spherical voids could be wholly healed within hours at high temperature. The spherical void shrinkage process can be greatly promoted with an increase in temperature, which depends strongly on crystal lattices, particularly the initial radius of the spherical void and the grain size. The time to eliminate a spherical void with an identical radius within grains is close to that for grain boundaries, while different shrinkage processes were undergone, at fixed temperatures, and related to spherical void size, void spacing, and the grain size.     

铂铑热电偶材料的生产及应用

提出了我国目前贵金属热电偶材料的生产及应用中的一些主要技术问题,从材料的特性、生产工艺及实际应用等方面,分析和讨论了产生问题的原因及解决问题的方法.