B2-RuAl点缺陷结构的第一原理计算

采用第一原理赝势平面波方法,计算了B2-RuAl金属间化合物的基本物性及其点缺陷结构的几何、能态与电子结构,通过对不同点缺陷结构形成热与形成能的计算与比较,分析和预测了RuAl金属间化合物中点缺陷结构的种类与存在形式.结果表明：RuAl金属间化合物的点缺陷主要是Ru空位和Al反位,在富Ru合金中主要为Ru反位,在富Al合金中则主要是Al反位.这些点缺陷主要以Ru-Ru双空位和Al-Al双反位的组态结构形式出现,并且双空位以Ru-Ru为第一近邻时其点缺陷结构最稳定,而双反位则是以Al-Al为第三近邻时稳定性最高.进一步通过对NiAl和RuAl不同点缺陷结构Cauchy压力的比较,发现点缺陷对RuAl塑性的降低程度比NiAl低,因而含有点缺陷的实际合金的室温塑性RuAl比NiAl好.     

点缺陷对B2-CoSc化合物物性影响的第一性原理研究

利用第一性原理的Castep软件,对B2型金属间化合物Co Sc的16种点缺陷的热力学参数、电子结构和弹性常数进行计算,分析16种点缺陷存在的类型及对化合物力学性能的影响。结果表明:Co单空位形成热和结合能分别是-6.78 e V和-0.43 e V,Co单空位化合物最容易形成、稳定性最好;其次是Co单反位化合物,形成热和结合能分别是-6.152 e V和2.504 e V。从而得出16种点缺陷最稳定存在形式是Co空位和Co反位;存在的组态是Co单空位、Co双空位、Co三空位和Co双反位。由电子态密度图中的费米能级和赝能隙也定性判断出,Co空位和反位缺陷化合物比Sc空位和反位缺陷化合物稳定。计算6种点缺陷的泊松比?可知,Co三空位的化合物金属键最强、塑性最好。与完整的Co Sc金属间化合物塑性相比,有空位缺陷的金属间化合物塑性得到提高。     

第一性原理计算FeF_2的磁性、结构及电子性能(英文)

采用第一性原理方法研究FeF2的磁性、电子结构和成键机理。通过计算不同U值下的的晶格参数和磁矩,获得最佳的有效U值(Ueff)为4eV,此时计算Fe的磁矩和晶格参数c与a的比值分别3.752μB和0.704,与实验结果吻合。此外,基于GGA+U方法,利用对电子局域函数,Bader电荷和总电荷的分析来研究FeF2的电子结构和成键机理,结果表明Fe和F之间含有离子键和共价键的特征。     

退火工艺对锆合金成形性能的影响（英文）

研究退火工艺(ATs)对Zr-Sn-Nb合金带材显微组织的影响。基于核燃料组件用条带特征,进行冲制实验,并定量表征锆合金带材的成形性能。结果表明,580℃退火(AT I)样品、620℃退火样品(AT II)和原材的小角度晶界占比分别为14.3%、23.2%和12.4%。AT I带材的成形极限裕度为0.43%,而原材和AT II带材的成形裕度分别仅为-0.35%和-2.8%。退火工艺影响带材再结晶织构的演化过程和改变晶粒尺寸。由于织构总量和极密度变化与带材各向异性程度密切相关,小角度晶界影响带材冲制过程中颈缩单元的应变路径与裂纹扩展,而晶粒尺寸影响带材硬化指数。     

热挤压工艺对Mg-Zn-Y-Zr合金组织性能的影响（英文）

对合金进行不同挤压参数的挤压试验,通过对实验结果的分析,来探究挤压工艺参数对镁合金的组织性能的影响规律。研究表明,合金在热挤压过程发生了明显的动态再结晶,与铸态组织相比晶粒得到了细化,力学性能也有了明显提升。合金中的第二相是W相,第二相在不同热挤压条件下,形态和分布差别较大。合金的组织和力学性能在挤压过程中受挤压温度和挤压比影响,随着挤压温度提高,合金的再结晶晶粒数量增加,但有长大的趋势,挤压温度为300℃时,合金强度最高;挤压比对合金塑性影响较大,挤压比为25时,合金的塑性显著提升。     

过氧化氢浓度对Ni-Cr合金表面性能的影响（英文）

使用表面轮廓仪和扫描电子显微镜对不同浓度的过氧化氢浸泡112 h之后的镍铬合金的表面粗糙度和表面形貌进行分析。采用能谱仪分析0%和30%过氧化氢浸泡的合金表面腐蚀产物。结果表明:不同过氧化氢浓度浸泡下的合金表面粗糙度从低到高排序依次为03.6%10%30%。随着过氧化氢浓度的增加,合金表面粗糙度随之增加,表面形貌也呈现不同程度的腐蚀。根据XPS测试结果,在研究样品表面形成的最外层的腐蚀产物为Ni(OH)_2和BeO。     

第一性原理研究Al-Y合金在压力作用下的晶胞结构、力学性质、热力学性质和电子结构（英文）

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了压力对Al-Y合金的晶胞结构、力学性质、热力学性质和电子结构的影响。结果表明:晶格常数、弹性常数和弹性模量的计算结果与先前理论计算和实验结果相一致;体模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比和德拜温度随压力增大而增大,而热熔则随压力的增大而减小;德拜温度按顺序逐步降低;通过Pugh准则(GB)预测出AlY和Al_3Y相是塑性材料,并随压力的增大塑性增加,而Al_2Y相是脆性材料,其脆性并未随压力增大得到改善;最后还分析了压力对AlY、Al_2Y和Al_3Y相的态密度和电荷布局的影响。     

B和Y对高铌TiAl合金组织和拉伸性能的影响（英文）

研究了B和Y对Ti45Al8Nb0.2W0.25Cr (at%)合金的微观结构、微观偏析和拉伸行为的影响。结果表明,高铌Ti Al合金中的β相稳定元素促进了微观偏析区域中γ相以及大块状微观偏析区域的形成。具有低比表面积的大块状微偏析区域降低了微偏析界面处的空洞和裂纹的成核率,明显降低了晶界处的强度和合金的抗拉强度。B和Y的添加明显的细化了片层团,增加了片层团处空洞成核的机会,从而提高了变形抗力。分析了2种合金的拉伸机理。     

TiB_2纳米颗粒对Al-Mn-Mg 3004合金中高温性能的影响（英文）

不同含量的TiB_2纳米颗粒(1.5%和3%)分别加入3004合金研究TiB_2纳米颗粒对Al-Mn-Mg 3004合金中高温性能的影响。透射电镜和X射线衍射结果表明,TiB_2纳米颗粒主要分布在枝晶界,尺寸在20~80 nm。因此,合金中弥散相无析出带的体积分数大幅减少,同时,TiB_2纳米颗粒的添加有效钉扎了晶界和位错的移动,从而提高了合金的强度和抗蠕变性能。在经过峰值析出热处理后,与未添加TiB_2纳米颗粒的合金相比,加入3%TiB_2纳米颗粒的3004合金在常温和300°C下的屈服强度分别提高了20%和13%。同时,该合金在300°C下的最小蠕变速率也降低至未添加TiB 2纳米颗粒合金的1/5,体现了TiB_2纳米颗粒对Al-Mn-Mg合金中高温性能的强化作用。     

第一性原理在Ni_2MnGa合金研究中的应用

具有铁磁性形状记忆效应的Heusler合金Ni_2MnGa颇具发展潜力,在新型智能材料的研究中备受关注。本文综述了第一性原理在Ni_2MnGa合金的四方变形、声子软化和磁性能等方面的研究进展,Ni、Ti和Co等掺杂元素在Ni_2MnGa合金中的最优占位及其对电子结构、马氏体转变温度TM和居里温度TC的影响。     

Mg-Ni-Y-La非晶合金微观结构转变及电化学性能研究（英文）

采用铜模喷铸法制备了Mg60Ni23.6Y0.5La15.9块体非晶合金,并对其微观组织结构及电化学性能进行了研究。用XRD和SEM对Mg60Ni23.6Y0.5La15.9非晶合金在充放电过程中的微观结构进行分析。采用自动充放电测试系统对Mg60Ni23.6Y0.5La15.9非晶合金电化学性能进行了测试。结果表明:在吸氢放氢过程中合金的非晶态结构逐步转变为晶态,并且随着循环的进行逐渐形成了Mg2Ni H4、Mg2Ni和Mg(OH)2相。电化学性能测试结果表明:Mg60Ni23.6Y0.5La15.9非晶合金电极的放电容量变化过程可以分为4个阶段,其最大放电容量达到410.5m Ah/g,从而说明非晶结构有可能是非晶电极达到最大放电容量的关键因素。     

硫含量对Cu-Ni合金拉伸性能影响的机理分析（英文）

对6种不同硫含量的Cu-Ni合金进行了室温拉伸试验。系统地研究了拉伸速率和硫含量对材料屈服强度、拉伸强度、伸长率和断面收缩率的影响。通过扫描电镜、能谱分析和金相组织分析,研究了硫含量对金相组织的影响。分析了Cu-Ni合金中硫析出物的分布、变形及对塑性的影响规律。分析了材料发生断裂的起源和过程及硫含量对塑性影响的根本原因,为后续冷变形过程提供理论依据。     

快淬对RE-Mg-Ni-Mn系AB_2型贮氢合金结构及电化学性能的影响（英文）

为了提高合金的电化学性能,采用Ce部分替代La,并结合快淬方法制备了La_(1–x)CexMgNi_(3.5)Mn_(0.5)(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)贮氢合金。XRD和SEM测试结果表明,合金由LaMgNi_4主相以及LaNi_5第二相组成。随着快淬速度的增加,合金的晶格参数及晶胞体积逐渐增大,晶粒明显得到细化。电化学测试结果表明,铸态及快淬态合金具有优异的活化性能,其放电容量均在第一次循环时即可达到最大值。随着快淬速度的增加,合金的放电容量先增大后减小,但其循环稳定性逐渐提高。此外,合金电极的电化学动力学性能均随快淬速度的增加先提高后降低。     

第一性原理研究掺杂过渡元素对碳化钨性能的影响

碳化钨(WC)在高温动力装备上应用越来越多,WC的脆性和高密度限制了其更广泛的使用,金属原子掺杂是提高WC性能的一种方法.采用基于第一原理的广义梯度作为近似交换相关函数,研究了A0.25W0.75C(A为Ti、V、Cr、Mn、Co和Ni)的弹性、电子和X射线吸收特性.数值分析结果显示,Ti0.25W075C的B/G值(...     

第一性原理计算压力对高熵合金AlCoCrCuFeNi的影响

采用第一性原理密度泛函理论,结合平面波赝势和广义梯度近似(GGA),用虚拟晶体近似(VCA)的方法建立晶体结构模型,计算了高熵合金Al Co Cr Cu Fe Ni在不同压力影响下的结构性能,弹性能及压力作用下的结构相变。计算结果表明,随着压力的增大,高熵合金Al Co Cr Cu Fe Ni的晶格常数减小而密度增大。高熵合金Al Co Cr Cu Fe Ni只在fcc结构下才符合力学稳定性条件,而在bcc结构下不符合,体积模量随压力的增大而增大。高熵合金Al Co Cr Cu Fe Ni大约在21 820 GPa压力下会由fcc结构转变为bcc结构。     

Mg-Y-Zr-Nd合金微观结构、力学性能、电磁屏蔽性能研究（英文）

制备了不同Nd含量的Mg-Y-Zr-x Nd合金铸锭,研究了Nd含量对合金微观结构、力学性能和电磁屏蔽性能的影响。实验结果表明,当Nd含量增加到2.63%(质量分数)时,晶粒尺寸从70.1μm细化到45.2μm,并且在晶界不连续分布骨骼状β相。随着Nd含量增加,合金强度和电磁屏蔽性能都会增加。Nd含量为2.63%时同时具有良好的强度和电磁屏蔽性能,T6处理能进一步提高屏蔽效能。根据分析,以上实验结果是由于Nd的添加量不同引起微观结构不同造成的。     

NiAl微晶涂层对两种NiAl基共晶合金高温氧化性能的影响

研究了磁控溅NiAl微晶涂层对NiAl－28Cr-5Mo-1Hf和NiAl－33.5Cr-0.5Zr两种共晶合金在1000－1150℃静态空气中氧化性能的影响，添加Cr,Mo,Hf,Zr等元素使NiAl合金由单相转变为多相结构，高温氧化后表面分别形成抗氧化性能较差的Al2O3 CrO3 HfO2和Al2O3 Cr2O3 ZrO2复合氧化膜，并且发生严重的内氧化。施加NiAl微晶涂层后，高温下表面形成致密的单一氧化物Al2O3，抗氧化性能得到明显提高。     

热挤压和时效处理对生物可降解Mg-Zn-Y合金性能的影响（英文）

采用粉末冶金法制备了Mg-6%Zn-1%Y生物医用镁合金并进行了热挤压变形处理。挤压后的样品在150℃下分别时效24和72h。对实验用合金的显微组织和腐蚀行为进行了研究。显微组织结果表明,合金包含α-Mg、MgZn、MgZn_2和Mg_3YZn_6(I相)。热挤压工艺显著细化晶粒并提高了合金的力学性能和耐腐蚀性能。其中热挤压后合金的压缩强度在365~399MPa之间,且浸泡实验中的析氢量低于烧结态合金。另外,由于更均匀的腐蚀行为,时效72h的合金分别在浸泡实验和动电位极化实验中显示出更低的腐蚀速率和腐蚀电流密度,并在电化学阻抗谱(EIS)中获得了较高的电阻值(R_p)。结果表明,时效72h合金较其他3种合金具有更优异的腐蚀性能。     

Mg-Zn-Nd准晶对AZ91合金耐腐蚀性能的影响（英文）

通过添加不同量的Mg-Zn-Nd准晶中间合金提高AZ91合金的耐腐蚀性。利用配有能谱分析(EDS)的扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD),失重试验和动电位极化测量研究了添加Mg-Zn-Nd准晶中间合金的AZ91合金微观组织和腐蚀行为。结果表明:添加Mg-Zn-Nd准晶中间合金后,AZ91合金的显微组织明显细化,β-Mg17Al12相由连续的网状分布变成不连续的断网或颗粒状分布。此外,β-Mg17Al12相明显减少。当添加质量分数6%MZN准晶中间合金时,合金具有最好的耐腐蚀性,腐蚀速率是0.8(mg·cm-2)/d,仅是AZ91合金腐蚀速率的1/15。但过多的MZN准晶中间合金的添加,会导致AZ91合金有较差的耐腐蚀性。     

第一性原理研究金红石相Ti0_2:F和Sn0_2:F的电学性能（英文）

采用第一性原理方法研究了金红石相TiO_2:F和SnO_2:F的电学性能。计算结果表明,TiO_2:F比SnO_2:F具有较低的形成能,说明F在金红石相TiO_2中掺杂更容易实现。然而,SnO_2:F的导带底主要由s和p电子态构成,而TiO_2:F的导带底主要由d电子态构成,这使得TiO_2:F的导带底更加平坦,使其具有更大的载流子有效质量。同时F在TiO2中的电离率更小,使得TiO_2:F中载流子浓度更少。从而在理论上预测金红石相TiO_2:F不适合做TCO材料。