Fe2TiAl结构和热力学性质的第一原理计算

采用基于密度泛函的第一原理平面波赝势方法,研究了Fe2TiAl的几何结构、电子结构和热力学性质,结果表明:Fe2TiAl相比TiAl,晶格常数有所增加,Fe加入会增加费米能级处的d电子数,增加面间可动性,从而改善合金塑性;Fe2TiAl在零温和零压下的晶格常数、体弹性模量及弹性常数与实验值符合较好。利用准谐德拜模型,得到了不同温度和不同压强下Fe2TiAl的热容、体弹性模量和德拜温度,发现德拜温度随压强增加而增加,热容随压强增加而减小,高压下温度对Fe2TiAl热膨胀系数的影响小于压强的影响,并成功获得了相对体积、体弹性模量、热膨胀系数与温度和压强之间的变化关系。     

高压下δ-Pu性质和相变的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论框架下的赝势平面波法,计算了δ-Pu在基态和高压下的晶格常数、结合能、力学性能以及电子结构。计算结果表明δ-Pu为高压不稳定相,在10GPa左右就会发生相变,且随压强增大,其结构稳定性降低。通过对电子结构的分析,发现随压强的增大,5f和6d电子的成键能力增强,但sp杂化作用减弱。压强增大导致的成键作用变化,揭示了δ-Pu高压相变的电子机制。     

高压下δ-Pu结构稳定性、力学性能与电子结构的密度泛函理论计算

采用密度泛函理论框架下的赝势平面波法,计算了δ-Pu在基态和高压下的晶格常数、结合能、力学性能以及电子结构。计算结果表明δ-Pu为高压不稳定相,在10GPa左右就会发生相变,且随压强增大,其结构稳定性降低。通过对电子结构的分析,发现随压强的增大,5f和6d电子的成键能力增强,但sp杂化作用减弱。压强增大导致的成键作用变化,揭示了δ-Pu高压相变的电子机制。     

放电等离子体烧结Cu(In0.7Ga0.3)Se2四元合金靶材 的结构和导电性研究

本文选用650℃条件下真空合成的Cu(In0.7Ga0.3)Se2单相合金粉末,通过放电等离子体烧结法制备了CIGS合金靶材,研究了烧结温度、保温时间以及烧结压强等工艺参数对CIGS四元合金靶材的结构与性能的影响,研究表明：烧结温度为500℃以上时,靶材为单一的Cu(In0.7Ga0.3)Se2相,随着烧结温度的升高,靶材的晶粒尺寸增大,致密度和电阻率基本呈线性升高;随着保温时间的延长,靶材晶粒尺寸随之增大,致密度和电阻率也随之升高;随着烧结压强的提高,靶材的致密度增加,而且电阻率得到下降。综上所述,烧结温度为600℃,压强为30MPa,保温时间为5min的工艺条件下,制备靶材的电阻率50Ω?cm,致密度为98%以上。     

第一性原理研究Re的热力学性质

基于准谐Debye-Grüneisen模型,运用第一性原理缀加投影平面波方法研究了Re的热力学性质,拟合了Re的状态方程,计算了Re不同压强下弹性模量、吉布斯自由能、焓、熵、热容和体膨胀系数随温度的变化关系。结果表明:采用八阶Birch-Murnaghan方程拟合得到的Re压强-体积曲线与实验测量结果吻合较好;计算的零压下吉布斯自由能、焓、熵、热容和体膨胀系数随温度的变化均与实验值符合较好;在零压,50、100、150和200GPa压强下,Re的弹性模量和吉布斯自由能随温度升高而减小;焓、熵随温度升高而增加;Re的电子等容热容随温度线性增加,晶格振动等容热容在低温下符合3T幂次规律并随温度增加而迅速增大,且在高温时逐渐接近Dulong-Petit极限;预测的德拜温度约为430K,与实验结果一致。     

放电等离子体烧结Cu(In_(0.7)Ga_(0.3))Se_2四元合金靶材的结构和导电性

选用650℃下真空合成的Cu(In_(0.7)Ga_(0.3))Se_2单相合金粉末,通过放电等离子体烧结(SPS)法制备了CIGS合金靶材。研究了烧结温度、保温时间以及烧结压强等工艺参数对CIGS四元合金靶材的结构与性能的影响。研究表明,烧结温度为500℃以上时,靶材为单一的Cu(In_(0.7)Ga_(0.3))Se_2相。随着烧结温度的升高,靶材的晶粒尺寸增大,致密度和电阻率基本呈线性升高;随着保温时间的延长,靶材晶粒尺寸增大,致密度和电阻率也随之升高;随着烧结压强的提高,靶材的致密度增加,而电阻率随之降低。综上所述,烧结温度为600℃,压强为30 MPa,保温时间为5 min的工艺条件下,制备靶材的电阻率为50Ω·cm,致密度为98%。     

Materials Design of New Nb3AlN Ternary Ceramic

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似下的平面波赝势方法,模拟了Nb3AlN基本性能,如能带结构和热力学性能。模拟结构表明,Nb3AlN与金属的性能相似,具有良好的导电性和导热性。热容随温度的增加和压强的减小而增加。Grüneisen参数γ随温度的增大而增大,并且随压强的增加Grüneisen参数γ呈非线性减小。德拜温度受温度和压强影响较大,随温度的增加而急剧减小,随压强增加而迅速增加。通过模拟吉布斯自由能和温度的关系表明,采用合适的工艺可以合成Nb3AlN。     

新型Nb_3AlN三元陶瓷的材料设计（英文）

采用基于密度泛函理论的广义梯度近似下的平面波赝势方法,模拟了Nb3AlN基本性能,如能带结构和热力学性能。模拟结构表明,Nb3AlN与金属的性能相似,具有良好的导电性和导热性。热容随温度的增加和压强的减小而增加。Grüneisen参数γ随温度的增大而增大,并且随压强的增加Grüneisen参数γ呈非线性减小。德拜温度受温度和压强影响较大,随温度的增加而急剧减小,随压强增加而迅速增加。通过模拟吉布斯自由能和温度的关系表明,采用合适的工艺可以合成Nb3AlN。     

真空热压压强对碳纳米管增强铝基复合材料性能的影响

采用粉末冶金法制备不同真空热压压强条件的碳纳米管改性铝合金试样,对其力学性能、致密度和微观组织进行测试和表征,研究真空热压压强对试样性能和微观组织的影响。结果表明,真空热压压强小于80 N/mm2时,压强增加能提高试样抗拉强度;当压强大于80 N/mm2时,压强对试样抗拉强度影响较小。真空热压状态试样的致密度随热压压强的增加而提高,真空热压压力对试样热挤压状态的致密度和微观组织影响较小。     

生物氧化预处理氧化槽内气液混合相的密度机理模型

在新疆高寒高海拔地区生物氧化提金预处理的研究中,用机理建模法建立了氧化槽内气液混合相的密度机理数学模型。经过对氧化槽内气液两相的混合密度进行数值计算,拟合出矿区环境温度、矿区大气压强以及矿浆质量浓度对氧化槽内气液两相的混合密度的影响曲线,提出了一种对氧化槽设备的改进方案。结果表明,氧化槽内气液两相的混合密度与矿区环境温度以及矿浆质量浓度成正比例关系,而与矿区大气压强成反比例关系;改进后的氧化槽设备可提高生物氧化反应的速度和效率。