高氯酸铵光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,计算了高氯酸铵的介电函数、折射率、吸收和反射谱等光学性质。分析了介电函数各峰值与对应能带带间跃迁的关系。结果表明,静态介电函数ε1(0)=1.10,静态折射率n0=1.05,吸收系数在能量10.88 e V时最大峰值为1.91×105cm-1。计算结果与文献实验结果相符。     

TiN晶体弹性常数的第一性原理计算

利用第一性原理计算了立方系TiN晶体的弹性系数矩阵。构造了三种简单的晶胞变形 ,通过计算三条相应的结合能曲线 ,并对所求出平衡点处的结合能曲线求二阶微商 ,得到立方系TiN晶体的三个独立矩阵元和各种弹性常数。     

非晶涂层氧化物夹杂相的第一性原理研究

借助第一性原理,采用掺杂方法建立模型,通过对能量、重叠聚居数以及态密度的计算与分析,研究非晶合金涂层中出现的氧化物夹杂相(Cr,Fe)_2O_3的电子结构。结果表明:采取Fe替换Cr_2O_3中Cr的方法来构建(Cr,Fe)_2O_3模型,形成能及态密度的计算表明,当Cr与Fe的比例接近1.134时结构最稳定;并且掺杂Fe原子与附近原子存在较强的共价键作用,增加掺杂结构的稳定性。这为进一步研究非晶合金涂层氧化物夹杂相的局域溶解提供有力的理论依据。     

Cu对Sn9Zn-1Al2O3-xCu润湿6061铝合金的影响

研究Cu对Sn9Zn-1Al2O3-xCu(x=0,1.5,4.5,6.0)(质量分数,下同)复合钎料钎焊6061铝合金的影响,用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线能谱分析、维氏硬度计、万能试验机等,对钎料润湿行为、钎焊接头界面组织形貌、接头显微硬度、接头抗剪切强度和断口形貌进行研究,用第一性原理计算界面结构和界面差分电荷密度.结果表明:当Cu的质量分数为4.5％时,大量细小Cu5Zn8相出现在钎料中,Al4Cu3Zn界面固溶层最薄最平坦;相比Sn9Zn-1Al2O3,Sn9Zn-1Al2O3-4.5Cu钎料对6061铝合金的润湿面积提高27.18％;钎料和固溶层硬度分别提高31.05％和28.14％;接头抗剪切强度提高75.6％,抗剪切强度的提高是由于Cu5Zn8相的第二相增强作用;第一性原理计算显示,Sn9Zn-4.5Cu/Al2O3的界面结合更紧密;Sn9Zn-1Al2O3-4.5Cu钎料对6061铝合金的润湿性和钎焊性较佳.     

Ti(C1-xNx)的力学性能以及电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算当x取0.00、0.25、0.50、0.75和1.00时Ti(C1-xNx)材料的结合能、弹性常数及态密度。结果表明:Ti N相的结构最稳定;上述5相均为脆性相,且Ti C相的塑性最好;5相均具有导电性,C(p)轨道、N(p)轨道价电子与Ti(d)轨道价电子相互作用生成共价键。     

原位生成界面的第一性原理-内聚力建模

激光熔覆技术制造（TiBw+TiCp）/Ti复合材料时颗粒与基体间为原位生成界面,为探究原位生成界面力学性能,用第一性原理和内聚力模型计算具体的界面结合强度。用Abaqus建立压缩模型,导入计算出的界面结合强度,分析其颗粒形貌的变化,并对不同应变率下的压缩试验进行验证。结果表明：位于剪切带上的TiB颗粒断裂,TiC颗粒尺寸较小且为球形,无显著变化。     

铝空气电池用铝阳极改性的第一性原理研究

铝空气电池铝阳极材料的自腐蚀性严重影响电池的工作效率.用第一性原理计算法,以掺杂Sn和In的铝阳极为研究对象,对侵蚀性氢氧根离子吸附Al(001)晶面的特性进行计算,分析体系能量、态密度和功函数的变化规律,探究掺杂Sn和In对铝阳极改性后自腐蚀和放电性能的影响机理.结果表明:掺杂Sn和In后铝阳极的吸附能增大,氢氧根离子吸附结构不稳定性增加,铝阳极的自腐蚀速率降低.掺杂后合金元素主要向Al低能级d轨道索要电子,电子成键使阳极反应更易进行.掺杂合金的表面功函数均增大,电子逸出功增加,阳极表面电化学稳定性增加,掺杂In使铝阳极表面更稳定.     

TKX-50高压下结构、力学性质及电子特性的第一性原理研究

采用色散校正密度泛函(DFT-D)方法模拟了1,1'–二羟基-5,5'-联四唑二羟胺盐(T KX-50)晶体在高压下的结构、力学性质及电子特性,得到了T KX-50晶体的弹性常数、体弹模量以及高压下状态方程、能带带隙的演变。用Hirshfeld面及2D指纹图分析了高压下分子间的相互作用的变化规律。模拟的结构与文献报道的实验数据一致。晶格的压缩性存在较大的各向异性,b轴最容易被压缩,三个轴向的可压缩性大小顺序为bca。通过弹性常数计算获得了其常压下的硬度常数大小顺序为C_(33)(61.9 GPa)C_(11)(58.1 GPa)C_(22)(36.9 GPa)。T KX-50的带隙在零压下是直接带隙,在50 GPa及更高压力下为间接带隙,带隙随着压力增加而减小,预示T KX-50可能在压力下撞击感度增大。     

B2-MgRE(RE=La,Sc,Y,Lu)力学性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,计算Mg-RE合金系金属间化合物Mg La、Mg Sc、Mg Y和Mg Lu 4相的形成焓、结合能、弹性常数及态密度。结果表明:合金化能力由强到弱依次为Mg LaMg YMg ScMg Lu;稳定性由强到弱依次为Mg LuMg LaMg YMg Sc;4相均为脆性相,且脆性由强到弱依次为Mg ScMg LuMg LaMg Y;塑性由强到弱依次为Mg YMg LaMg LuMg Sc;4相中均存在弱离子键和金属键,金属键由强到弱依次为Mg YMg LaMg ScMg Lu。由此可知,4相中Mg La和Mg Y的各向性能都较好,具有一定的应用价值。     

含Ti钎料与Al_2O_3界面反应的机理及热力学计算

通过透射电镜、能谱成分分析、Ｘ射线对Ａｌ２Ｏ３／含Ｔｉ钎料的反应界面进行了深入的微观研究，确定了反应界面间的各相结构及相互关系，根据Ａｌ２Ｏ３在钎焊温度下通过扩散而脱氧的特点，提出了液相Ｔｉ与Ａｌ２Ｏ３之间新的界面反应机制。在此基础上，通过热力学计算，确定了界面产物ＴｉＯ的理论形成温度     

Li在单层TiSe2吸附与扩散的第一性原理研究

通过密度泛函理论计算方法,研究Li在单层二硒化钛(TiSe₂)的吸附与扩散行为,评估其用作锂离子电池电极材料的潜能。结果表明：Li吸附在单层TiSe₂具有适宜的吸附能,且在T位点的吸附更稳定。Li在单层TiSe₂的吸附过程使体系导电性提升,显示金属特性。差分电荷密度分析证明Li与TiSe₂间主要是离子键。最后,计算得出Li在单层TiSe₂的扩散能垒较低(0.23 eV),具有较高的速率性能。证明单层TiSe₂有作为高性能锂离子电池负极材料的潜能。