Al-Cu合金亚稳相的价电子结构分析

应用固体电子理论(EET)，对A1-Cu合金时效析出的若干亚稳相的价电子结构进行计算。结果表明，在时效初期，θ”相中Cu原子处于第七杂阶，比金属Cu的原子杂阶低，而最靠近Cu原子的A1原子则处于第五杂阶；由θ”相溶解形成相θ’时，Al原子处于第四杂阶，而Cu原子状态发生较大变化，从基体的第九杂阶上升到第十三杂阶，使得Cu原子的共价电子数有较大幅度的提高，因此形成的θ’亚稳相的最强共价键较θ”亚稳相的要强l倍，这就从价电子结构层次上解释了θ”和θ’亚稳相的热稳定性。     

Al-Zn合金GP区的价电子结构分析

运用固体经验电子理论(EET)计算了Al-Zn合金GP区的价电子结构。计算结果表明，由于GP区晶胞的最强键上的共价电子数远比纯Al晶胞的最强键共价电子数多，M原子与Zn原子形成较强的共价键，因此，在Al-Zn合金中即使以较快的速度淬火，也容易在淬火过程中形成GP区。由于GP区的共价键络较强，使得合金硬度在GP区一开始形成时就稳步地提升，合金的硬度到中间相形成时达到最大值.     

Fe-Mn(Cr)-C系合金马氏体的价电子结构分析

从奥氏体中原子分布和八面体的原子组态两个方面证明了晶胞类型的多样性,在Ｆｅ－Ｍｎ（Ｃｒ）－Ｃ奥氏体中,含１个Ｍｎ（Ｃｒ）原子晶胞的存在概率最大;建立了Ｆｅ－１２Ｃｒ－１．０Ｃ和Ｆｅ－１０Ｍｎ－１．０Ｃ马氏体的价电子结构。在含Ｃ－Ｍｎ（Ｃｒ）晶胞中,Ｃ－Ｍｎ（Ｃｒ）键最强,且其共价电子对数超过相应成分奥氏体中的共价电子对数。     

Cu-Cr合金GP区价电子结构分析

应用“固体与分子经验电子理论”（EET），采用“硬球模型”．对Cu-Cr合金GP区的价电子结构进行计算。结果表明：合金中Cu原子与Cr原子结合成共价键，形成Cr原子偏聚的区域——GP区，而GP区的最强键和次强健均比。一固溶体晶胞最强键要强，可提高合金整体共价键络的强度，从而使合金的强度明显提高。     

Al-Er二元合金的价电子结构与固溶度研究

利用固体与分子经验电子理论(EET),计算分析了Al-Er合金的价电子结构。计算了不同温度下Er在基体铝中的平衡固溶度,同时结合界面前的溶质原子再分配原理,研究了在凝固过程中溶质原子Er的分配问题。结果表明:在Al3Er晶胞中最强Al-Er共价键的共价电子数为0.35798,表明Al-Er之间存在强烈的相互作用,在合金凝固过程中存在较大的形成金属间化合物Al3Er的趋势。固溶体中3种晶胞中最强键键能的关系为:EErEAl-ErEAl。因此Er元素的加入可以提高Al基体的结合强度,从而提高合金的抗高温性能。Er在基体铝中平衡固溶度很低,共晶温度928K下铒的固溶度仅为0.017%,平衡分配系数K约为0.00281,运用sheil模型计算表明当铒含量很低的情况下,凝固过程溶体中也会存在较大的成分过冷,随着凝固过程的进行,固液界面铒原子偏聚与铝结合生成Al3Er,起到异质形核的作用,细化了铸态晶粒组织。     

高氮高速钢的性能和合金马氏体价电子结构关系的研究

本文运用余瑞璜的“固体与分子经验电子理论”建立了Fe-C系、Fe-N系合金马氏体晶胞的价电子结构,研究了高氮高速钢中合金元素C、N、w、Mo、Cr、V对强度、韧性、红硬性和抗回火稳定性等各项性能的作用机制。研究结果表明:在高氮高速钢中形成了较Fe-C系合金马氏体具有更强键合力的和对C、N原子扩散具有更高阻力的Fe-N系合金马氏体偏聚结构单元,增加了具有较强键合力偏聚结构单元的权重,同时N原子促进了合金元素W、Mo、Cr、V原子间的交互作用,并使合金马氏体中的共价电子对空间分布更为均衡,进而使高氮高速钢的各项性能均优于传统高速钢。     

Al-Fe-Si合金基体及强化相Al12(Fe,X)3Si价电子结构分析

基于EET理论,计算了Al-Fe-Si合金基体与强化相Al12Fe3Si,Al12(Fe,X)3Si的价电子结构,探讨了价电子结构与合金强化、合金相稳定性的关系及合金元素X对强化相稳定性的影响.结果表明:与基体α-Al相比,强化相Al12Fe3Si,Al12(Fe,X)3Si的n(A)值分别增强了248%,208%～231%,位错运动阻力分别增大2.48倍和2.08～2.31倍,从合金相价电子结构参数n(A)看,溶质原子固溶强化作用弱于析出相的强化作用;合金元素V,Cr,W,Mo,Mn的加入改变了Al12FeSi的价电子结构,使其原子状态组数σ(N)增加了2个数量级,使合金相的稳定性增强,进而延缓了粗化速度;V,Cr,W,Mo,Mn对Al12Fe3Si相稳定性影响的强弱顺序为Cr(Mn)→W(Mo)→V.     

Co6.3Nb6.7晶体的价电子结构分析和熔点计算

应用固体与分子经验电子理论分析了金属间化合物Co6.3Nb6.7的价电子结构,并计算了化合物的熔点,熔点计算值与实验一致.计算表明,Co6.3Nb6.7的价电子结构与其固相稳定性密切相关,对熔点起主要作用的是最强键上的共价电子对数,其对熔点的影响占总量的99.7%.晶格电子项作用比较弱,对熔点的贡献仅占总量的8.2%.哑对电子和磁电子项起削弱作用.     

钨合金强化机制的电子结构表征

结合固体与分子经验电子理论（EET）和改进的TFD理论计算了不同成分钨合金的相空间及相界面处的价电子结构。结果表明,钨合金的强化机制与粘结相的价电子结构有着密切的关系。相对于纯钨,粘结相的共价电子个数有所增加,相界面处的电子密度和界面上可能的原子状态组数也大大提高,且降低了钨颗粒之间的连接,这是钨合金强化的本质原因。     

含间隙元素Ti-Al合金的熔点及同素异型转变温度计算

应用固体与分子经验电子理论的平均晶胞和平均原子模型分析计算了间隙元素对ＴｉＡｌ合金价电子结构的影响,同时根据该理论的键能公式计算了间隙元素影响下的熔点及同素异型转变温度变化。间隙元素提高了合金元素的原子杂价,引起键结构各向异性严重,导致熔点降低。     

铌对Ti_3Al价电子结构及其脆性的影响

应用固体与分子经验电子理论计算了Ｔｉ３Ａｌ 及加入铌后各相的价电子结构, 并从均匀变形因子α、解理能Ｇｃ 及位错行为等方面分析了铌对Ｔｉ３Ａｌ 脆性的影响。铌使Ｔｉ３Ａｌ 合金的α及Ｇｃ 提高; 同时铌也减弱了ＴｉＴｉ 共价键, 增加了基面滑移, 从而导致Ｔｉ３Ａｌ 脆性有本质改善。     

锰钢奥氏体组织与性能的价电子结构分析

锰钢奥氏体的价电子结构和原子组态计算表明,在含Ｃ、Ｍｎ晶胞中,Ｃ－Ｍｎ键的共用电子对数最多,异类原子间的结合力大于同类原子间的结合力：一个晶胞含一个锰原子的几率最大。通过价电子结构的主要数据,从微观结构方面揭示了锰钢奥氏体的成分偏聚、组织稳定性、塑韧性和加工硬化及其变化的本质。     

Analysis of Valence Electron Structure of RE in Solid Solution in Medium and Low Carbon Steel

According to EET theory, the valence electron structures of RE in the solid solution of austenite, pearlite and martensite were calculated. The influence of RE in solid solution on phase transformation of pearlite and recrystallization of martensite was explained by the valence electron structure data of phases. Calculating results indicate that C element is favorite to enhance the number of RE in the solid solution. RE in the solute solution shortens the incubation period of proeutectoid ferrite, increases its quantity and carbon content, decreases the quantity of pearlite and thickness of its lamellas and lamellar spacing, then the strength and hardness of pearlite are improved and granular pearlite can be obtained. RE dissolved in martensite intensifies martensite, enhances tempering stability of martensite, increases its recrystallization temperature and prolongs the holding time needed during tempering.     

重熔镍钛合金的形状记忆效应分析

采用不同的工艺及设备对近等原子比的形状记忆合金进行重熔,获得铸态组织形状记忆合金,对采用不同坩埚所制备出的NiTi合金进行对比分析,采用金属坩埚所得到的形状记忆合金的成分满足医疗器械及外科植入物用NiTi形状记忆合金的成分要求,且具有良好的形状记忆效应。     

TiC1-xNx固溶体的价电子结构及其性能研究

根据固体与分子经验电子理论,对ＴｉＣ１－ｘＮｘ固溶体的价电子结构进行分析,结果表明：固溶体中最强键上的共价电子数ｎＡ随ｘ增加而减少,硬度随ｘ的增加而降低的实质是ｎＡ的减少。并从电子结构层次上证实在ＴｉＮ中以Ｃ原子取代部分Ｎ原子可以提高其稳定性。