非晶态合金Fe40Co40P20局域结构及电子性质

利用密度泛函理论（DFT）方法,在B3LYP／Lanl2dz水平下,对原子簇Fe2Co2P中40种可能存在构型在二、四重态下进行全参数优化和频率验证,获得了18种稳定构型,分别对其能量、几何参数和电子性质进行了详细分析。结果显示：原子簇Fe2Co2P能够稳定存在的几何构型中既得到了单“帽”四面体和三角双锥的立体构型,又得到了五边形和菱形的平面构型;原子簇Fe2Co2P中金属和类金属之间的成键立体构型强于平面构型,立体构型中成键主要是由金属和类金属提供的,平面构型中金属与类金属之间及金属与金属之间时成键的影响相差不大;从电子性质得出影响因素主要是几何构型及金属与类金属的成键数目,P所带相对电荷量与其周围成键金属原子数成正比。     

原子簇Ni1—mComB2和Ni2—nConB2结构的理论研究

根据非晶态结构的短程有序，Ni，Co和B之间是较强的化学作用以及存在B－B直接相连的实验事实，利用原子簇模型Ni1-mComB2(m=0,1）和Ni2-nConB2(n=0,1,2）对Ni-B,Co-B,Ni-Co-B非晶态合金用DFT方法进行高水平的量子化学计算。结果表明，模型体系Ni1-mComB2和Ni2-nConB2中，B原子供给Ni原子、Co原子电子，这与非晶态合金的实验结果一致。     

原子簇Ni4—mComB（m=0—3）的结构和性质DFT研究

根据非晶态合金的结构特点，选择系列原子簇模型Ni4-mComB(m=0-3)对Ni-Co-B非晶态合金用DFT方法进行高水平的量子化学计算，结果表明，在Ni-Co-B非晶态合金中，Co-B键强于Ni-B键，Co原子的引入及Co含量的变化对镍原子的电子结构有调变作用。     

团簇Ni4P的热力学稳定性及电子性质

为探究团簇Ni4P各构型的稳定性及各原子间电子流动的规律,利用密度泛函理论,在B3LYP/Lanl2dz水平下对已设计的初始构型进行二、四重态下的优化计算,得到6种稳定构型,依据其空间结构的差异将所得构型分为三大类:三角双锥型、四棱锥型和单帽三角锥型。研究结果表明:随各原子空间位置及重态的不同,各构型稳定性发生改变,且四重态构型稳定性优于二重态,各构型稳定性大小关系为1(4)1(2)2(4)2(2)3(4)=3(2);在团簇Ni4P中电子由P原子流向Ni原子,其中构型2(2)的Ni和P原子所带电量绝对值最大,电子流动能力最强;整体来看,Ni原子的电子流动主要由Ni-4s流向Ni-3p和Ni-3d,P原子的电子流动主要由P-3s流向P-3d,但不同构型的Ni和P原子间电子流动能力相差不大。     

团簇Co4P的成键及HOMO和LUMO轨道贡献

为深入了解Co-P非晶态合金的特性,在密度泛函理论中的B3LYP/Lanl2dz水平下对团簇Co_4P模型进行优化,最终得到6种优化构型.分别通过键长、键级以及态密度对团簇Co_4P的成键情况进行分析,得到以下结论:Co-P键对团簇Co_4P构型的稳定性提供了较大贡献; Co-P键的杂化方式包括p-d、 p-p和p-p-d 3种,其中Co-3d轨道与P-3p轨道形成了较强p-d杂化作用,进一步促进了Co-P键的稳定形成; Co-4s轨道、 P-3s轨道及P-3d轨道对团簇Co_4P的贡献极小.另外,通过对Co、 P原子的HOMO及LUMO轨道贡献率进行分析,发现Co原子是团簇Co_4P的潜在催化活性位点.     

团簇NiCo2S4极性及成键性质

依据密度泛函理论(DFT)在B3LYP/Lan12dz水平下对团簇NiCo₂S₄进行优化计算，确定11种优化构型，分析其极性和成键性质，结果表明：构型1⁽(3))极性最大，构型4⁽(3))极性最小。键长分析中，Ni-Co和Co-Co键存在拮抗作用，Ni-S、Co-S和S-S键存在协同作用，同种金属原子成键效果最佳，同种非金属原子最差。键级分析中，构型4⁽(1))和构型6⁽(1))的各键键级全为正值，成键强度强。态密度图分析得到主要存在的化学键杂化方式：三重态构型中，NI-Co键和Co-Co键存在d-d杂化、p-p杂化，NI-S键和Co-S键存在p-d杂化，S-S键存在p-p杂化；单重态构型中，NI-Co键、NI-S键、Co-S键、Co-Co键和S-S键存在d-d杂化，且NI-Co键和Co-Co键还存在p-p杂化。     

Ni82B18和Ni64B36非晶态合金电子性质DFT研究

根据Ni82B18和Ni64B36非晶态合金的原子簇构成，结构的短程有序，Ni和B之间是较强的化学作用和结构中存在B－B直接相连的实验事实,选择了Ni4B2,Ni4B3和Ni6B2原子簇模型，用DFT方法对其进行高水平的量子化学计算。结果表明，模型体系中B原子供给Ni原子电子，与Ni82B18和Ni64B36非晶态合金的实验结果一致，说明Ni4B2,Ni4B3和Ni6B2原子簇模型能够反映Ni82B18和Ni64B36非晶态合金的结构特点。     

NiP2，Ni2P2，Ni3P2，Ni4P2团簇的量子化学研究

根据化学键理论和非晶态结构的短程有序,设计了非晶态团簇NiP2,Ni2P2,Ni3P2,Ni4P2的四种构型,并用DFT方法对他们的几何构型进行高水平的量子化学计算,结果表明,模型体系中P原子供给M原子电子,这与非晶态合金Ni81.5P18.5的实验结果一致,说明NiP2,Ni2P2,Ni3P2,Ni4P2原子簇模型能反映非晶态Ni81.5P18.5的结构特点。     

MCo12原子簇的电子结构和磁性性质研究

利用分离变分局域自旋密度泛函方法,对正二十面体MCo12原子簇的电子结构和磁性性质进行了研究,结果表明:原子簇的中心原子与表面原子之间具有键长收缩效应,其相互作用得到了加强;用Ti、V、Cr、Mn、Fe和Ni原子替代中心Co原子后,原子簇的稳定性得到了一定的提高;均呈现出金属特性和一定的磁性,价带宽度随着M原子原子序数的增加而逐渐变宽。该研究将为探索以过渡金属原子簇为基础合成新的特殊功能材料提供重要的理论依据。     

HCN在Ni(111),Ni(100)和Ni(110)面吸附的密度泛函理论研究

针对乙腈加氢反应机理的研究,采用密度泛函方法计算了HCN在Ni(111),Ni(100)和Ni(110)表面上的吸附,并在1/4覆盖度的基础上讨论了表面吸附结构及吸附能.结果表明:在Ni(111)面,最稳定的吸附构型为HCN分子中C-N键,几乎平行吸附在表面上,其吸附结构为f-η3(N)-h-η3(C),吸附能为1.369eV.在Ni(100)上,最优吸附构型为HCN吸附在表面上的fcc位,其中C-N键与4个相邻的Ni原子成键,吸附能为1.932eV.在Ni(110)上,HCN吸附构型与其它两个表面相类似,位于两个long-bridge位,其吸附能为1.780eV.同时,也通过电子电荷及态密度分析了HCN在Ni(111),Ni(100)和Ni(110)表面上的成键机理,表明吸附的HCN在表面上已重新杂化,形成了非线性弯曲的吸附结构,这更有利于加氢反应的发生.     

Observation and computer simulation of multicomponent chemical short-range order （MCSRO） for the bulk metallic glasses

The atomic configuration of chemical short-range order (CSRO) for the Zr-base metallic glasses was investigated by using nano-diffraction and high resolution transmission electronic microscopy (HRTEM) technology with a beam size of 0.5 rim. It is illustrated that the pattern of atomic configuration of CSRO might have various compound counterparts because of the chemical interaction of bonding atoms. Some atomic configuration of MCSRO is similar to the icosahedral structure with 10-fold symmetry of very weak spots. In deed, the nano-beam technology could clearly detect the evolution of atomic configuration in nanometer scale during the transformation from the metallic melt to the primary crystallization. The local atomic configuration of CSRO is also investigated by molecular dynamics simulation (MD) for the Zr2Ni compound in a wider temperature range. The CSRO in the melt could be pictorially demonstrated as distorted coordination polyhedron of the compound structure and/or the structure similar to cubo-octahedron analogs. The MD simulation illustrates that the atomic packing of long-range order disappears just above the melting point, but the chemical interaction of bonding atoms still exists that leads to form the various CSRO with the atomic configuration similar to stable or metastable unit cell of Zr2Ni compound. The icosahedral polyhedron became more abundance as the overheating temperature was raised.     

Aun-2Ni2(n=3-7)团簇的第一原理研究

用基于密度泛函理论的第一原理方法,系统研究了合金团簇Aun-2Ni2 (n=3-7)可能的稳定结构和最低能量异构体的相对稳定性,确定了系列低能量异构体,部分异构体的电子态具有较高的自旋多重性,比较研究了混合团簇与纯Aun团簇的稳定性.结果表明:Au-Ni原子间相互作用较强,这改善了混合团簇的稳定性,这种影响随团簇体积的增大而减小;混合团簇的能级间隙存在奇-偶振荡.     

Effect of the formation process of transient liquid phase （TLP） on the interface structure of TiAl joints

TiAl has been joined employing the transient liquid phase （TLP） bonding with Ti combined with Cu, Ni or Fe foils. Experimental results showed that though the interface structures of the joints are quite different, all the joined zones are composed of five sublayers, i.e. two diffusion zones, two interfacial zones and an interlayer. It has been convinced that the formation process of the transient liquid phase controls the diffusion behavior of melting point depressant （MPD） Cu, Ni, and Fe atoms, which leads to form different interface structures of the joints.     

Electronic structure and FIM imaging mechanism of Fe-Al intermetallic compounds

ＴｈｅＦＩＭｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｓｏｆｂｉｎａｒｙｏｒｄｅｒｅｄｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｒｅｃｏｍｐａｒａｂｌｅｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｐｕｒｅｍｅｔａｌｓ,ｗｈｉｃｈｈａｖｅｐｅｒｆｅｃｔｒｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.Ａｎｄｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇｅｎｏｕｇｈ,ｇｅｎｅｒａｌｌｙｏｎｌｙｏｎｅａｔｏｍｓｐｅｃｉｅｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｓｔｏｔｈｅｉｍａｇｅｓ[1,2].Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｉｔｉｓｎｏｔｃｌｅａｒｗｈｉｃｈａｔｏｍｓｐｅｃｉｅｓｉｍａｇｅｓｉｎｍｏｓｔｓｙｓｔｅｍｓ,ａｎｄｄ…     

Au_（n-2）Ni_2（n=3-7）团簇的第一原理研究（英文）

用基于密度泛函理论的第一原理方法,系统研究了合金团簇Aun-2Ni2（n=3-7）可能的稳定结构和最低能量异构体的相对稳定性,确定了系列低能量异构体,部分异构体的电子态具有较高的自旋多重性,比较研究了混合团簇与纯Aun团簇的稳定性。结果表明：Au-Ni原子间相互作用较强,这改善了混合团簇的稳定性,这种影响随团簇体积的增大而减小;混合团簇的能级间隙存在奇-偶振荡。     

PREPARATION,COMPLEX MECHANISM AND STRUCTURE MODEL OF METALLOPHTHALOC- YANINE-Fe3O4 NANOPARTICLES COMPOSITE

MPc-Fe_3O_4-nanoparticles com posite (M=Co, Cu, Ni, Mn) have been prepared and the factors that influence their mean size have been studied. The mean size of the nanoparticles composite increase with the increase of complex temperature. The interaction of MPc with Fe_3O_4 nanoparticles has been studied. There are M-O covalent bonding and ionic bonding between MPc and Fe_3O_4 nanoparticles. The intensities of M-O bonding and ionic bonding are in vestigated. The complex mechanism of MPc with Fe_3O_4 nanoparticles have been studied. First, there are complex between MPc and all Fe_3O_4 nanoparticles. Then, Fe_3O_4 nanoparticles accumulate together to form the accumulators, MPc have the function of cohering Fe_3O_4 nanoparticles. A considerable number of MPc combine with Fe_3O_4 nanoparticles on the surface of the accumulators to form MPc-Fe_3O_4 nanoparticles composite. All the above proesses take place spontaneously. The structure model of MPc-Fe_3O_4 nanoparticles composite has also been investigated. Insi     

高岭石矿物表面化学的量子化学研究

用量子化学的理论和计算方法，研究高岭石表面的化学状态、表面化学活性位置及其成键特征、结果表明，高岭石分子簇的最高占据轨道基本上是由上、下表面的一些氧原子组成的，且具有较高的能态，说明这些位置具有较高的化学活性，易于与获得电子能力较强的物质形成化学键。而其最低空轨道则主要由硅、铝和少量的侧面O原子组成．相对而言，能级较低，易于与提供电子的体系作用，其化学反应活性较大。因此，当高岭石与带负电荷的离子或离子基团作用时，可能在侧面的位置形成表面化合物。Al和Si都是组成LUMO分子轨道的主要成分，但Al原子的化学活性要大于Si原子，因此，当高岭石表面与提供电子的体系发生化学作用时，最可能的位置应该是八面体的Al原子。     

Co、Ni-锯齿型石墨烯纳米带体系的磁性与电子结构研究

采用自旋极化的密度泛函理论计算方法研究Co、Ni吸附的锯齿型石墨烯纳米带（n=6,8,10）的几何构型、电子结构与磁性。在真空环境里,吸附过渡金属面后,锯齿型石墨烯纳米带发生弯曲,金属面大多不平整,且在n=8,10的锯齿型石墨烯纳米带上Co、Ni原子倾向于团聚成立体团簇。所有的Co、Ni-锯齿型石墨烯纳米带体系都是金属性的。计算结果表明,石墨烯纳米带的类一维性和边界形状将影响多个金属原子吸附后的堆积构型,同时锯齿型石墨烯纳米带作为吸附底物使吸附的过渡金属产生与无基底支持的二维、三维金属体系和石墨基底上吸附的过渡金属不同的磁性。     

等离子喷涂镍层界面的研究

利用金相显微镜及扫描电镜对在Ａｌ－１２％Ｓｉ合金上等离子喷涂大约厚０１ｍｍ左右的喷涂镍层的组织形态及两相界面做了细致观察。观测表明,在基体铝合金与带状喷涂镍层之间存在由厚氧化膜形成的不规则熔合线,阻碍焊合作用。因此在现有工艺条件下,镍与铝合金尚未达到冶金上的熔合,对两相结合机理也做了进一步探讨。