全息合金定位设计系统和Au-Cu系的全息网格相图（英文）

以Au-Cu系为例,介绍3项发现和2个方法。第一,建立全息合金定位设计系统是推动系统金属材料科学和合金基因工程持续发展的新路径。它的基地由材料测试和计算中心、系统金属材料科学中心、合金基因工程中心、全息合金定位设计系统信息中心和控制中心组成。第二,原子移动的共振激活和同步交换机制具有2种形式:局域式和定向扩散式。第三,平衡和亚平衡全息网格相图是研究者发现、设计、生产和应用先进合金的蓝图和可操作平台,它们分别由合金相的等温Gibbs能线的平衡杠杆线数值法和亚平衡交点数值法获得。点击每一格点便可获得设计合金的3个结构层次信息:组织的相的组成和分数,相的排列结构和性质;合金相的成分,合金基因排列结构和性质;合金基因的电子结构和性质。它将开创一个网络设计先进合金的新时代。     

AuCu_3-亚格子系统的合金基因Gibbs能配分函数和平衡全息网络相图(英文)

以AuCu3-亚格子系统为例,介绍3项发现:第一,迄今阻碍金属材料科学进步的第三大障碍是研究者们习惯用平衡均匀转变的思维方式认识温度极其缓慢变化的合金相变实验现象,然后以实验现象的错误认识为选择信息,建立Gibbs能函数和所谓的"平衡相图";第二,AuCu3-型亚格子系统的平衡全息网络相图可用来描述与成分和温度有关的合金基因排列结构和各种热力学性质的系统相关性;第三,每个合金的平衡转变都是均匀的单相转变,不是非均匀的双相转变,存在一条没有有序相和无序相共存区的单相相界线,相界线顶点成分和温度远偏离AuCu3化合物临界点的计量成分和温度。     

AuCu3-亚格子系统的合金基因Gibbs能配分函数和平衡全息网络相图（英文）

以AuCu3-亚格子系统为例,介绍3项发现:第一,迄今阻碍金属材料科学进步的第三大障碍是研究者们习惯用平衡均匀转变的思维方式认识温度极其缓慢变化的合金相变实验现象,然后以实验现象的错误认识为选择信息,建立Gibbs能函数和所谓的"平衡相图";第二,AuCu3-型亚格子系统的平衡全息网络相图可用来描述与成分和温度有关的合金基因排列结构和各种热力学性质的系统相关性;第三,每个合金的平衡转变都是均匀的单相转变,不是非均匀的双相转变,存在一条没有有序相和无序相共存区的单相相界线,相界线顶点成分和温度远偏离AuCu3化合物临界点的计量成分和温度。     

水分子在Au和Cu及其合金表面的吸附与分解DFT计算研究

采用密度泛函方法研究了水分子在Au,Cu和AuCu二元金属合金表面的不同吸附状态和裂解反应路径,并且比较不同表面的催化性能.结果表明,研究中所考虑4种模型的反应活性顺序如下(以反应活化能为比较标准):Au(111)AuCu(111)-CuAuCu(111)-AuCu(111).相对于AuCu(111)-Cu表面和Au(111)表面,这与水分子的分子吸附状态在AuCu(111)-Au表面和Cu(111)表面的吸附能相对较小,而解离吸附状态时的吸附能相对较大有关.根据金属催化剂表面与吸附物的电子转移和成键电子结构,认为电子转移越多,与表面的相互作用越强;而金属原子的d电子态与水分子1b1电子态或者裂解产物的类1b1电子态之间的重叠、杂化程度决定了两者之间相互作用的强弱.在实际反应体系中,用AuCu二元金属合金替代贵金属Au催化剂不仅可以降低材料成本,还可以提高反应活性.     

合金元素对Au的强化效应与应用

本文讨论了二元Au合金系中富Au端相图特征，合金元素在Au合金中分布及强化与脆化倾向性，分析了合金元素对Au的固溶强化参数和没淀强化参数，轻金属（尤其是Be)具有最高固溶强化参数，Ti具有最高沉淀强化参数；稀土金属兼具高的固溶强化参数和沉淀强化参数，是强化Au与Au合金的重要合金元素，讨论了某些实用Au合金的强化机制。     

以无序合金的实验数据为基础的Au3Cu,AuCu3,AuCuⅠ和AuCuⅡ的特征原子占据图

根据无序Au1-xCux合金的实验生成热和晶格常数得到只考虑近邻原子组态的特征原子的势能、体积和电子结构,计算L12-Au3Cu,L12-AuCu3和L10-AuCu化合物的特征原子占据(CAO)图、电子结构、能量和体积性质.Johasson-Linde(J-L)模型的CAO图表明,AuCuⅠ-AuCuⅡ转变是一个放热且体积缩小的反应,但正好与实验现象相反.根据Guymont-Feutelais-Legendre(G-F-L)模型的CAO图,AuCuⅡ晶胞由两个周期反相(PAD)的AuCuⅠ区域和两个PAD边界区域组成;从G-F-L模型的CAO图得出的公式可用来计算PAD AuCuⅠ区域和PAD边界区域的能量性质、体积性质和有序度及AuCuⅡ相的平均性质,计算结果与实验现象相吻合.     

AuCuI（A8AuA4Cu）化合物无序化路径跟踪的原子移动新机制

以由AAu8和ACu4干基因组成的AuCuI（AAu Cu8 A4）化合物的无序化实验路径为例,介绍了3个发现和1个方法。发现AuCuI（AAuCu8A4）化合物抗拒温度变化保持结构稳定性的能力归因于AAu8和ACu4基因的势阱深度远超过其振动能,这导致其无序化实验路径是亚平衡的;发现AuCuI（AAu Cu8 A4）适应温度变化改变结构的原子移动新机制是合金基因的＂共振激活-同步交换＂机制,这导致无序化是非均匀性和递次性的亚平衡转变;发现无序化过程中存在跳变有序度,导致存在跳变温度和升温速度增加跳变温度降低的＂逆反效应＂,即所谓的＂Retro效应＂。采用实验混合焓路径法,建立了一整套亚平衡全息网络路径图。     

Cu对牙科用Ti-10Mo合金组织和硬度的影响

采用WS-4型非自耗电弧炉制备了牙科用Ti-10Mo-xCu合金系,通过显微组织、X射线衍射仪和数字式显微硬度计,研究了Cu元素对亚稳β钛合金Ti-10Mo的组织和力学性能.结果表明:该系列合金在铸态由β相主相、少量α、α′和α″、淬火ω相组成;随着Cu含量的增加,合金的晶粒明显细化;时效后,亚稳β相析出较多的α相和Ti2Cu;当Cu含量为3％时,合金具有最好的力学性能.     

贵金属齿科铸造合金时效后结构和性能研究

通过对Au—Ag—Cu—Pt高含金量齿科铸造合金的研究，分析此合金的时效硬化行为，为其临床实际应用提供理论基础。试样经800℃，30min固溶处理后在350℃，500℃进行等温时效，通过金相组织观察、显微硬度测试、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微（SEM）分析，研究了此齿科合金时效后的显微结构与性能。结果表明，该合金是典型的时效硬化型合金。长时间时效使面心立方基体α0相发生分解，最终转变为面心立方富银α2无序相和富Cu的面心正方AuCuⅠ有序相。两相以片状存在。晶界周围的片层厚，晶内的片层很薄，两者的分解方式不同。350℃短时间时效析出的AuCuⅠ有序相与基体保持共格，使基体中产生应力场，有效地提高了合金的硬度。     

Au_3Cu-亚格子系统的合金基因Gibbs能配分函数和平衡全息网络相图(英文)

以Au3Cu-亚格子系统为例,介绍了3项发现:第一,至今阻碍金属材料科学进步的第四大障碍是研究者们尚未认识到一个真正的合金相Gibbs能函数应由合金基因序列和它们自己的Gibbs能级序列构建的Gibbs能配分函数导出。第二,建立合金基因Gibbs能配分函数的六条规则,特别证明了计算合金组态熵的简并因子中结构单元占居Gibbs能级的概率应按照组元占居格点的概率方式简并;第三,以前研究者从未预料到的主要特征:具有一条没有有序相和无序相共存区的单相相界线;相界线顶点成分和温度远偏离Au3Cu化合物临界点的成分和温度;在0 K时,Gibbs能随成分变化曲线上的最低点成分远偏离Au3Cu化合物的成分;Au3Cu-型长程有序合金的理论极限成分范围由第一跳变有序度决定。     

Au3Cu-亚格子系统的合金基因Gibbs能配分函数和平衡全息网络相图（英文）

以Au3Cu-亚格子系统为例,介绍了3项发现:第一,至今阻碍金属材料科学进步的第四大障碍是研究者们尚未认识到一个真正的合金相Gibbs能函数应由合金基因序列和它们自己的Gibbs能级序列构建的Gibbs能配分函数导出。第二,建立合金基因Gibbs能配分函数的六条规则,特别证明了计算合金组态熵的简并因子中结构单元占居Gibbs能级的概率应按照组元占居格点的概率方式简并;第三,以前研究者从未预料到的主要特征:具有一条没有有序相和无序相共存区的单相相界线;相界线顶点成分和温度远偏离Au3Cu化合物临界点的成分和温度;在0 K时,Gibbs能随成分变化曲线上的最低点成分远偏离Au3Cu化合物的成分;Au3Cu-型长程有序合金的理论极限成分范围由第一跳变有序度决定。     

确定二元合金系特征原子序列的方法

以Pt-Ru合金系为例,指出了确定二元合金系特征原子序列的方法,根据无序合金的晶格常数和生成热的实验值,选择合适的方程作为其能量和体积的相互作用方程,然后即可确定合金系特征原子序列的基本信息,便可阐明并设计无序、有序合金的结构和性质.对于Pt-Ru合金系,能实现电子结构和催化性能的关联,随配位Ru原子的增加,合金势能降低,稳定性增强,d空穴增加,晶格常数减小,催化活性增强.     

计算Fe-C-Xi合金系在正平衡和准平衡模式下γ→α相变驱动力的简便方法

根据Fe—C-Xi合金系的正平衡和准平衡热力学模型,推导了简便的奥氏体-铁素体相变驱动力计算解析式．根据公式,代入合金原始成分和Ae3温度,即可准确计算正平衡和准平衡模式下的奥氏体-铁素体相变驱动力．采用这一方法计算了Fe-C—Mn—Si—Ni—Or—Mo—Cu八元系的正平衡和准平衡奥氏体-铁素体相变驱动力．     

合金元素对Mg-TM-RE块体金属玻璃形成能力的影响

在已开发的合金体系中,Mg-TM-RE合金系(TM为过渡元素,RE为稀土元素)为主要合金系。在总结近年来开发的Mg-TM-RE块体金属玻璃的形成体系及其形成能力的基础上,分析和讨论了合金元素TM及RE对Mg基块体金属玻璃形成能力的影响,为进一步研发Mg-TM-RE系金属玻璃提供合金设计思路。     

Ti-Zr-Hf-Cu-M合金系大块玻璃合金的形成

自1989年首次成功从La-Al-Ni合金系制备出大块玻璃以来，经过多年的研究，人们已经从许多多元合金系中成功制备出了大块玻璃。如Mg-、Zr-、Ti-、Fe-、Pd-、Ni-、Co-和Cu基合金。从多元合金系制备块状玻璃合金的特点总结出，选择合金系要遵循下列3条经验规律：(1)多元合金系至少     

Au-Cu合金的团簇成分式

运用描述近程有序结构的"团簇加连接原子"方法,建立了Au-Cu合金的稳定局域结构模型,进而解析了具有特殊性能的成分点,其中包括ASTM手册中列出的3种钎料BAu-11(50Au-50Cu)、BAu-1(37.5Au-62.5Cu)和BAu-2(80Au-20Cu)。结果表明,特殊性能成分金铜合金,具有简单的满足团簇式的成分规律,反映着固溶体近程有序本质结构。     

Mg-Gd-Y系合金的相图设计

针对镁稀土多元变合金相图的匮乏问题,对Mg-Gd-Y系合金进行了热力学模拟计算,分析了合金系的相组成和凝固过程,同时,通过SEM-EDS及XRD对所设计合金的微观组织和相组成进行验证。结果表明:Mg-Gd-Y合金系主要由α(Mg)、Mg_5Gd和Mg_(24)Y_5组成,且随着Y含量增加,Y固溶度增加,时效硬化效果提高,结晶温度间隔增大,使铸造性能降低;在Gd含量为1.8%~12.31%时,Mg-xGd-4Y合金系的凝固顺序为:L→L+α(Mg)→α(Mg)→α(Mg)+Mg_5Gd→α(Mg)+Mg_(24)Y_5+Mg_5Gd,热处理强化区:1.8%Gd%12.31%;在非平衡凝固下,Mg-Gd-Y合金的铸态相组成为α(Mg)、Mg5(Gd,Y)和Mg_(24)(Y,Gd)_5,Gd和Y原子半径相近,性质相同,发生了互换。     

Au-Cu合金的团簇成分式北大核心CSCD

运用描述近程有序结构的"团簇加连接原子"方法,建立了Au-Cu合金的稳定局域结构模型,进而解析了具有特殊性能的成分点,其中包括ASTM手册中列出的3种钎料BAu-11(50Au-50Cu)、BAu-1(37.5Au-62.5Cu)和BAu-2(80Au-20Cu)。结果表明,特殊性能成分金铜合金,具有简单的满足团簇式的成分规律,反映着固溶体近程有序本质结构。     

Au-Ag-Cu系开金合金的颜色与色度图

颜色和色度坐标是珠宝饰品设计与制造的重要因素与参数。Au-Ag-Cu系合金是最重要的颜色开金饰品合金。文章评述了Ag、Cu对Au和Au基合金的光反射率和颜色的影响;介绍了Au-Ag-Cu系合金的色度图、金合金色泽标准及某些标准颜色合金成分;讨论了某些合金化元素对Au-Ag-Cu系合金颜色的影响。通过调整Ag、Cu组元含量比例和添加其它合金化元素,Au-Ag-Cu系开金合金可以获得丰富多彩的颜色,对于设计与控制珠宝饰品的颜色有重要意义。     

BCC结构Nb-Mo合金系的特征原子序列及无序合金的性质(英文)

根据系统合金科学的思想,结合实验晶格常数和生成热,综合考虑合金能量、体积、原子状态之间的相互关系,确定BCC结构Nb-Mo合金系的相互作用方程为第9方程;同时,确定Nb-Mo合金系中Nb和Mo特征原子序列和特征晶体序列的基本信息;根据无序合金的特征原子浓度计算了无序Nb(1-x)Mox合金的电子结构和物理性质,其物理性质的变化趋势与电子结构的变化极其一致。