ZrB_2-YAG陶瓷的烧结致密化

通过共沉淀法获得包覆式Al2O3-Y2O3/ZrB2复合粉体,对其进行放电等离子烧结以提高ZxB2陶瓷的烧结致密度.用扫描电镜观察试样的显微结构,用X射线衍射仪对试样进行物相分析.结果表明:包覆犁粉体在700～1 000℃时出现1次大的收缩,然后出现1个不收缩的平台,当温度达到1 100℃之后出现第2次收缩.适宜制备高致密的ZrB2-钇铝石榴石(yttrium aluminium garnet,YAG)陶瓷的工艺条件为;烧结温度为1 700℃,烧结压力为20MPa,保温时间为4min,YAG的添加量为30%(质量分数),所制备的ZrB2-YAG陶瓷相对密度大于95%.     

ZrB_2-刚玉莫来石复合材料氧化动力学的研究

推导了复合材料的氧化动力学模型,并用实验数据予以验证。找出了刚玉莫来石对ZrB2材料抗氧化性的影响规律,并对材料的氧化表面及氧化断口的显微结构进行了分析。     

CdSe和HgTe团簇基态性质的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理方法,在广义梯度近似下,计算了团簇(CdSe)n和(HgTe)n (原子数n=1～7)的结构和电子性质,以及团簇(CdSe)n和 (HgTe)n的最高占据轨道和最低未占据轨道的能隙、结合能.结果表明:团簇(CdSe)n能隙与结合能均在n=5时出现了极小值,n=4时出现极大值;团簇(HgTe)n只是在n=4时出现了较大能隙,没有出现极小值.能隙随结合能变化而变化.比较了团簇(CdSe)n和(HgTe)n (n=4,5和7)的基态结构,发现同种结构对称性的不同团簇对应着不同的稳定性,这是导致块体材料CdSe形成闪锌矿结构和HgTe形成纤锌矿结构的原因.     

反应热压烧结制备（SiC,CNTs）/ZrB2陶瓷复合材料及其性能研究

以硅、活性碳和碳纳米管为添加剂,在1900℃、30 MPa条件下制备出了（Si C,CNTs）/Zr B2陶瓷基复合材料。研究了CNTs添加量对复合材料致密度和力学性能的影响。借助X射线衍射和扫描电镜分析了复合材料的物相组成和微观结构。研究结果表明：随着CNTs含量的增加,复合材料的致密度和力学性能呈先增加后减小的变化趋势。复合材料力学性能的提高主要归因于致密度的提高、晶粒的减小和CNTs的桥联、拔出机制。     

二维碳化物与石墨烯相互作用的第一性原理研究

二维Ti_3C_2T_x-石墨烯复合材料导电性能好、比容量高,在储能领域有很重要的应用前景。研究Ti_2C、Ti_3C_2表面与石墨烯的相互作用,有助于认识碳元素对二维碳化物表面修饰的特性。通过计算对比Ti_2C、Ti_3C_2与TiC(111)的表面原子、电子结构,确定Ti_2C、Ti_3C_2与TiC(111)具有相似的活性。从Ti_2C、Ti_3C_2与石墨烯复合得到的材料电子结构可以看出,吸附后石墨烯层内电子结构发生了明显的变化,两类二维结构间存在有强于范德华力的结合。     

铑掺杂钛酸锶的第一性原理计算研究

基于密度泛函第一性原理研究了研究了铑(Rh)(掺杂量分别为:5.5%,8.3%,12.5%,25.0%)掺杂钛酸锶(SrTiO_3)的电子结构及光学性质。研究结果表明:铑元素的掺入使得钛酸锶整体的价带发生移动,禁带宽度逐渐缩小,当铑的掺入量达到25%时价带能级穿越费米能级,同时可以发现随着铑掺入量的增加,钛酸锶对于可见光的吸收逐渐增加,掺入量达到12.5%以上时对于紫外可见光(波长:200～800 nm)的吸收明显大幅提升。     

盐酸在黄铜矿表面吸附机制的第一性原理计算

采用第一性原理对盐酸在黄铜矿表面不同位点的吸附及反应机理进行研究.结果 表明,黄铜矿(001)-S表面重构后形成了二硫化物S22-.盐酸以解离形式在黄铜矿的(001)硫终止面(001)-J上吸附,浸出过程中H+在黄铜矿(001)-S表面上S位点的吸附都会破坏黄铜矿表面所形成的S22-.C1的吸附对黄铜矿(001)-S表...     

Na:O共掺杂AlN晶体的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理全势线性缀加平面波法,分别研究了Al N在Na单掺杂和Na:O共掺杂情况下的晶格结构、电子态密度及能带结构。计算结果表明:Na单掺杂Al N和Na:O共掺杂Al N均为直接带隙半导体材料,且表现出p型掺杂特性;相比于本征Al N晶体,两者的晶格结构均膨胀,而Na:O共掺杂相对Na单掺杂Al N晶格膨胀较小;Na单掺杂Al N的价带顶态密度具有较强的局域化特性,不利于掺杂浓度的提高;与Na单掺杂Al N相反,Na:O共掺杂Al N的价带顶态密度局域化特性明显减弱,受主能级变浅,有利于Al N的p型掺杂。     

Si在TiN(001)表面吸附特性的第一原理研究

本文基于密度泛函理论的第一原理方法,研究了Si在TiN(001)表面的吸附问题。首先计算了TiN的晶格常数值,得到了比较满意的结果。其次计算了Si原子在TiN(001)不同的吸附位置的吸附能,加以比较,计算得到HOLLOW位是比较理想的吸附位置。     

黄铜矿型CuCrS2电子结构的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了黄铜矿CuCrS2的电子结构。结果表明:CuCrS2是一种半金属铁磁体,其半金属隙为0.18eV。每个CuCrS2分子的磁矩为3.00μB,Cr原子是分子磁矩的主要贡献者。晶胞体积变化时,各原子磁矩呈现不同的变化趋势,但Cr原子仍为分子磁矩的主要来源,晶胞体积增大5%和10%时,CuCrS2依然能表现出良好的半金属性。     

应力对立方相Ca2Ge光电性能的第一性原理研究

通过应力调控方式,采用了GGA和LDA两种近似方法分别计算了立方相Ca2Ge在-2 ～4 GPa应力下的电子结构和光电特性.根据能带结构计算结果得到,在-2～4 GPa应力范围,立方相Ca2Ge均为在G高对称点的直接带隙半导体,在0 GPa下GGA和LDA计算的带隙值分别为0.55 eV和0.426 eV.态密度结果表明了在所有调控应力下,价带主要是由Ge的p态电子贡献,导带主要是由Ca的d态电子贡献.分析复介电函数得到,0 GPa下的静态介电常数ε1(0)取得最大值,在所有应力范围内,介电函数ε1在E=0.7 eV附近获得最大峰值,但2 GPa和4 GPa下的介电函数最大值向低能区移动,介电函数虚部ε2峰值主要是由Ge的4p态电子向Ca的3d态跃迁所产生的.根据折射率、反射谱、吸收谱信息,-2 GPa、2 GPa和4 GPa的调控应力使立方相Ca2 Ge在5.2 ～6.5 eV能量范围内呈现出了较强的金属反射特性,此时,折射率和吸收谱值为0,反射谱取得最大值1,而能量损失函数分析表明,在调控应力下,出现最大能量损失的横坐标值从10.2 eV移动至7.8 eV,表明了可通过施加应力方式调控光电子能量出现的最大损失.     

金属与氢原子相互作用的第一性原理研究进展

金属在实际中的应用受制于氢致延迟断裂的影响,充分了解扩散氢在金属中的溶解行为,有助于认清氢致裂纹的生成机理。本文整理概括了第一性原理计算在金属与氢原子相互作用中的研究进展,分析了多种金属基体的间隙、空位、氢-空位簇和金属与第二相形成的界面位置对氢原子的捕获情况,为减少氢致延迟开裂的实际问题提供了一定的理论依据和研究价值。     

高压下Ti2AlC结构、弹性和电子性质的第一性原理研究

采用第一性原理方法,研究了高压下Ti2AlC的结构、弹性和电子性质.结果表明,Ti2AlC的晶格常数a、c和体积V均随着外压的增大减小,且c比a减小幅度略大,表明Ti2AlC在c轴方向比a轴方向更容易被压缩,体现了该材料的各向异性.计算了Ti2AlC的弹性常数、体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比等弹性性质,发现这些弹性性质均随着外压的增加而增大,并根据弹性常数证明了Ti2AlC在0～50 GPa范围内均是力学稳定的.此外,还从电子态密度的角度考察了Ti2AlC的电子性质,认为其具有共价键和金属键的双重性质,并发现在0～50 GPa范围内压力对Ti2AlC的态密度性质影响较小.     

二硼化钛（TiB2）I的性能及其应用

二硼化钛（ＴｉＢ２）是新型的陶瓷材料,具有极其优异的理化性能。如极高的熔点和硬度,极好的化学稳定性,有佳的导电导热性,及高温下优异的机械力学性能。ＴｉＢ２及其复合材料被广泛的用于航天航空、汽车、军备、机械、石油、采矿、冶金、化工、有色金属及电子电工等领域。如用于制作蒸发皿、军备材料、切削刀具、模具、耐磨部件、引擎部件、密封件、喷咀、高温钳锅、电极、触头、弥散强化剂、晶粒细化剂、研磨材料、填充剂等。     

钼酸镉晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究

本文利用了基于密度泛函理论的第一性原理和平面波赝势方法计算了CdMoO4晶体的电子结构和光学性质.分别采用了广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)对晶胞参数进行优化,得到了最稳定状态下的晶胞参数.在优化结构的基础上得到了两种近似下的能带结构,电子态密度和介电函数.能带结构表明CdMoO4的价带顶和导带底均在Γ点,直接带隙分别为2.342 eV (GGA),2.241 eV (LDA).电子态密度计算结果说明Mo4d和O2p轨道之间强烈杂化形成Mo-O共价键,且其键性强于Cd-O键.计算得到的介电函数实部与虚部和Abraham等用WIEN97软件计算的结果吻合得较好.     

ZrB2对低碳镁碳材料抗氧化性能的影响

在以大结晶镁砂、天然鳞片石墨为主原料的低碳MgO-C材料(C含量6%)中,分别加入2%的Al或2%、4%、6%的ZrB2,检测了试样在氧气中经950℃、1150℃和1350℃氧化30min后的质量损失和脱碳层厚度,研究了氧化试验后试样的显微结构和相组成。结果表明:适量的ZrB2可以显著提高低碳MgO-C材料的抗氧化性能。其机理是ZrB氧化后生成的BO与MgO反应生成液相包裹在石墨周围,阻止了石墨的氧化。     

应变ZnO光学和电学特性的第一性原理计算

基于应变张量理论,建立未应变ZnO与不同Mg组分表征的应变ZnO/Zn_(1-x)Mg_xO超胞模型,进而采用密度泛函理论框架的第一性原理平面波规范-守恒赝势方法,研究应变ZnO的电学和光学特性。计算结果表明,导带电子有效质量随应力增加而稍有增加;"重空穴"带和"轻空穴带"的空穴有效质量几乎未受到应力的影响,而场致分裂带空穴有效质量随应力增加而明显减小,该结果与KP法计算结果一致。光学特性研究表明,在23~40 eV高能段,由于应变ZnO的反射率和吸收值均小于未应变ZnO的反射率和吸收值,表明应变ZnO在高能段平均光透射率增加。     

ZrB2含量对LaB6-ZrB2复合材料性能的影响

采用碳热还原法合成了不同ZrB2含量的LaB6-ZrB2复合粉末。通过热压烧结法制备了相应的复合材料,其性能测试结果表明：随着ZrB2含量的增加,LaB6-ZrB2复合材料的硬度和弯曲强度均随之增大．而断裂韧性则先增后减,在ZrB2质量分数为21％时,其断裂韧性达最大值。利用金相显微镜和扫描电镜观察多晶试样的微观组织及断口形貌,初步分析了复合材料的增韧机制。     

TiO2(100)表面C和Cl2吸附反应的第一性原理计算

基于密度泛函理论的第一性原理从头算方法,建立金红石TiO2(100)表面吸附模型,计算了吸附能、电荷密度、态密度等参数,研究了加C促进TiO2氯化反应过程的行为机制。结果表明,Cl2单独在TiO2(100)表面吸附的过程为物理吸附,C和Cl2同时在TiO2(100)表面吸附的过程为化学吸附,加入C原子会促进Cl2解离及C?Cl键或Ti(5c)?Cl键的形成,含有C?O(2c)键的体系的稳定性高于含C?O(3c)的体系。C原子能够与O(2c)或O(3c)成键,削弱了Ti(5c)?O(2c)键的强度,使解离后的Cl原子更倾向于与TiO2(100)表面Ti(5c)成键或C原子成键,体系内Ti(5c)?Cl键的数量对体系的稳定性有一定影响。当体系存在一个解离后的Cl原子游离在真空层中,另一个Cl原子与C原子成键,体系的吸附能最高,为?5.25 eV,稳定性最低;当两个Cl原子分别与Ti(5c)和C形成Ti(5c)?Cl键和C?Cl键时,体系的吸附能为?6.75 eV;当两个Cl原子与表面Ti(5c)均形成Ti(5c)?Cl键时,体系的吸附能最低,为?7.78 eV,结构最稳定,此时该结构体系中C和O(2c)成键作用最强,更多的电子转移到Cl原子周围。表明加入C可削弱Ti?O键合结构,同时形成C?O(2c)双键,促使Cl2解离并在TiO2(100)表面吸附反应,对促进TiO2氯化反应进程发挥重要作用。     

Ti不足对Na_（0.5）Bi_（4.5）Ti_（4-x）O_（15）陶瓷性能的影响

用传统固相烧结工艺制备致密Na0.5Bi4.5Ti4-xO15（x=0,0.02,0.04,0.06,0.08）系列铋层结构压电陶瓷,研究该系列陶瓷的微观结构、介电性质和压电性质。结果表明：少量Ti不足可以促进Na0.5Bi4.5Ti4O15陶瓷晶粒长大并使陶瓷的压电性能获得较大提高;随着x增大,陶瓷的压电常数和机电耦...