Cr、Mo和W对FeAl金属间化合物电子结构和力学性能影响的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了B2型FeAl金属间化合物的Fe8Al8和Fe8XAl7(X=Cr,Mo和W)超晶胞系统总能量、结合能、晶格常数、弹性常数、态密度和差分电荷密度,研究了合金元素对B2型FeAl金属间化合物晶体结构、电子结构和力学性能的影响。根据系统驰豫和几何优化确定了合金系统的稳定晶体结构;计算结果表明:随着加入元素原子半径的增大,合金的晶格常数相应增大,Fe8WAl7的晶格常数最大,Fe8CrAl7的晶格常数最小。Cr、Mo和W的加入均提升了FeAl的体模量、剪切模量和弹性模量以及改善了FeAl的脆性,其中Mo的加入对FeAl的脆性改善作用最大。根据电子结构和Cauchy压力参数计算结果的分析,FeAl金属间化合物为脆性相,主要原因是其电子结构中Fe的s、p、d态与Al的s、p态存在电子轨道杂化,呈明显的共价键特征。合金元素改善FeAl脆性的微观机理为:合金元素原子以d轨道电子为主参与了FeAl金属间化合物的电子杂化,增强了FeAl合金的结合能力;合金元素原子的加入使电荷转移量增加,增强了原子间离子键成分的作用,提高了FeAl合金的稳定性。     

Y(Mn_(1-x)Fe_x)_(12)的结构和磁性

稀土金属R和3d过渡族金属M形成一系列金属间化合物,如RM_5,RM_2,R_2M_(17)等已作为新型磁性材料应用,而RM_(12)型化合物,可能由于除Mn以外,像Fe,Co,Ni等都不能建立RM_(12)相,并且RM_(12)是反铁磁的,以前研究较少。我们用Fe代Mn,研究三元金属间化合物R(Mn,Fe)_(12)单相存在的条件以及通过原子代换的方法,改变合金的电子组态和磁性离子间的相互作用,从而影响和改变物体的磁性。     

STRUCTURAL AND MAGNETIC PROPERTIES OF Y (Mn_(1—x)Fe_x)_(12)

<正> 稀土金属R和3d过渡族金属M形成一系列金属间化合物,如RM_5,RM_2,R_2M_(17)等已作为新型磁性材料应用,而RM_(12)型化合物,可能由于除Mn以外,像Fe,Co,Ni等都不能建立RM_(12)相,并且RM_(12)是反铁磁的,以前研究较少。我们用Fe代Mn,研究三元金属间化合物R(Mn,Fe)_(12)单相存在的条件以及通过原子代换的方法,改变合金的电子组态和磁性离子间的相互作用,从而影响和改变物体的磁性。     

Ti-Ni金属间化合物电子结构与力学性质的第一性原理计算EI北大核心CSCD

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法,计算Ti-Ni合金系中TiNi、Ti_2Ni和TiNi_3金属间化合物的平衡晶格常数、生成焓、内聚能、力学性质、德拜温度和电子结构。计算结果表明:TiNi、Ti_2Ni和TiNi_3金属间化合物均具有热力学稳定性且容易合金化生成,合金形成能力由强到弱的排序为TiNi_3、TiNi、Ti_2Ni;3种金属间化合物的晶体结构在能量上和力学上都是稳定的,结构稳定性由大到小排序依次为Ti_2Ni、TiNi、TiNi_3;TiNi和Ti_2Ni为延性相(延展性Ti_2Ni大于TiNi的),TiNi_3的延展性较差;3d电子是TiNi、Ti_2Ni和TiNi_3金属间化合物的最主要的成键电子,在这3种金属间化合物中,随着Ni相对含量的增加,平均成键电子数增多,共价键的比例增加,化学键的强度增强,金属性减弱,从而使得其弹性模量、硬度和德拜温度均逐渐升高。     

Ti-Ni金属间化合物电子结构与力学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法,计算Ti-Ni合金系中TiNi、Ti_2Ni和TiNi_3金属间化合物的平衡晶格常数、生成焓、内聚能、力学性质、德拜温度和电子结构。计算结果表明:TiNi、Ti_2Ni和TiNi_3金属间化合物均具有热力学稳定性且容易合金化生成,合金形成能力由强到弱的排序为TiNi_3、TiNi、Ti_2Ni;3种金属间化合物的晶体结构在能量上和力学上都是稳定的,结构稳定性由大到小排序依次为Ti_2Ni、TiNi、TiNi_3;TiNi和Ti_2Ni为延性相(延展性Ti_2Ni大于TiNi的),TiNi_3的延展性较差;3d电子是TiNi、Ti_2Ni和TiNi_3金属间化合物的最主要的成键电子,在这3种金属间化合物中,随着Ni相对含量的增加,平均成键电子数增多,共价键的比例增加,化学键的强度增强,金属性减弱,从而使得其弹性模量、硬度和德拜温度均逐渐升高。     

稀土化合物Tm_2(Co_(1-x)Fe_x)_(17)的结构与磁性研究

采用真空悬浮熔炼法制备了Tm_2(Co_(1-x)Fe_x)_(17)(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)化合物。用X射线衍射仪和振动样品磁强计(VSM)研究了封管退火后化合物的晶体结构和磁性。X射线衍射结果表明,化合物都具有单相Th_2Ni_(17)六方结构,属于P63/mmc空间群;Fe元素对Co元素的替代不改变化合物的晶体结构;晶格常数a、c和晶胞体积V都随着Fe含量的增加而增大。磁性测量结果表明,Tm_2(Co_(1-x)Fe_x)_(17)化合物的饱和磁化强度Ms随Fe含量的增加而增大;化合物的各向异性场H_A先增大后减小,x=0.3时达到最大值4.8 T。合适的Fe元素替代可改善化合物的磁性能。     

Ni-Al系、Fe-Al系和Ti_3Al金属间化合物研究进展

简要介绍了金属间化合物的熔炼与铸造工艺。论述了Ni Al系 (包括NiAl和Ni3 Al)、Fe Al系 (包括Fe3 Al和FeAl)及Ti3 Al基金属间化合物高温结构材料的研究现状和发展动态 ,分析了上述合金存在的问题及解决办法 ,介绍了它们在不同领域的潜在应用。     

纳米(Ti,Ni,Fe)-Al金属间化合物及其复合材料研究进展

(Ti，Ni，Fe)-Al金属间化合物具有优良的性能，在航空材料和中高温结构材料等领域内具有重要的应用价值。采用机械合金化制备、合成纳米金属间化合物及其复合材料有望克服金属间化合物固有的室温脆性及高温蠕变强度低的缺陷。本文综合评述了国内外在纳米(Ti，Ni，Fe)-Al金属间化合物及其复合材料的机械合金化合成及其烧结固化与力学性能等方面所取得的主要研究成果，并就该研究领域的不足之处及其今后的发展方向提出了一些看法。     

合金化效应对Fe3Si结构稳定性和力学性能的影响

采用基于密度泛函理论的赝势平面波法,研究了Ni、Co、Cr元素对Fe3Si金属间化合物结构稳定性、弹性性能和电子结构。合金形成热和结合能的计算结果显示,Fe3Si-Ni具有最强的合金化形成能力,且结构最稳定。力学常数的计算结果表明,Ni和Cr的加入可提高化合物的塑性和延性,而Co可提高其硬度,其中Fe3Si-Ni的塑性最好,Fe3Si-Co的热稳定性最好。态密度和布居分析的计算结果表明,Fe3Si-Ni结构最稳定且塑性最佳的原因主要在于其体系的Fermi能级最接近于赝能隙的底部,Fe—Ni键布居数最大,合金化后体系的金属性增强最明显。     

Fe/Al异种金属扩散界面区的显微组织

铝及铝合金/钢焊接接头结合面上易产生Fe-Al脆性金属间化合物,使接头性能下降.而Fe,Al为主要代表元素,为研究方便,故采用真空扩散焊技术对Fe/Al异种材料进行焊接.利用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)及显微硬度计对扩散界面附近的显微组织结构、元素分布及扩散区硬度分布进行试验研究.结果表明:Fe/A...