NiTi合金表面镍离子释放的电子结构理论计算

采用电荷自洽离散变分Xα方法，对NiTi合金表面生成TiO2氧化层时镍的释放行为进行了理论计算。选取TiO2的主要晶态金红石构型，通过构造合理的团簇模型，计算镍离子在金红石（110）和（100）表面扩散的可能性及其强度大小。对键级、电荷分布，以及态密度的计算结果进行分析显示，当NiTi合金表面形成金红石型TiO2表面膜时，由于镍原子与氧原子之问发生有效的共价成键作用，会抑制表面镍离子的溶出，即从理论上验证了在NiTi合金表面制备金红石型TiO2氧化膜将有利于提高其生物相容性。     

阴离子交换树脂负载铁取代杂多酸可见光催化降解罗丹明B

将Keggin型铁取代杂多酸阴离子PW11O39Fe(Ⅲ)(H2O)4-(PW11Fe)通过离子交换作用负载在阴离子交换树脂D301R上,制备了负载型光催化剂PW11Fe/D301R,并用于可见光催化降解水溶液中有机染料污染物罗丹明B(RhB),考察了罗丹明B的初始浓度、催化剂用量、pH值以及不同阴离子对光催化降解效果的影响。实验结果表明,当催化剂用量为0.5g时,200W金卤灯照射0.01mmol/L RhB水溶液30min,RhB的降解率可达100%,为高效利用太阳光能去除水体有机染料污染物提供了一条可供选择的新途径。     

升温速率对金属熔化和过热的影响

采用分子动力学方法和QSC(QuantumSutton Chen)力场研究了升温速率对金属银和金属铅的熔化和过热行为的影响。研究结果表明,升温速率对金属银和铅的熔化和过热行为有很大影响,随着升温速率的升高,金属的熔点有所升高。高的升温速率会导致金属体系内部无序化程度增加,降低了熔化相变的能垒。升温速率导致的银和铅完美晶体的过热极限分别为1450K和800K。     

金属间化合物脆性与成键特征关系

用离散变分Ｘα原子簇法计算了Ｌ１２和Ｂ２结构金属间化合物的电子结构并分析其成键特征,定义了两个微观参数用以描述成键方向性的强弱。研究表明,金属间化合物的塑性与成键方向性的强弱密切相关,随着成键方向性的减弱而增大;同时,成键特征也决定了材料与环境物质发生化学反应的可能性,由此提出环境脆性的微观机制。     

The Theoretical Study of O_2 Adsorption on NiTi (100) and (110) Surfaces

1　IntroductionNiTishapememoryalloyhaswidelybeenusedinmanyfieldsduetoitsexcellentmechanicalproperties ,uniqueshapememoryeffectandsuperelasticity .In 1970’s ,thegoodbiocompatibilityofNiTialloywasdiscoveredanditwasfurtherusedforvariousbiomedicalapplica tions ,suchasorthopaedicsurgery ,cardiovascularandgas trointestinalsurgery[1-4] .Thehighmechanicalpropertiesandbiocompatibilityofthebiomedicalmaterialsarenec essaryfortheirefficientuseinhumanbody .Thecorrosionresistanceofthealloyandthetoxicityo…     

表面氧化及离子注氮对NiTi形状记忆合金耐腐蚀性能的影响

采用电化学测试的方法，研究了表面氧化以及表面氧化-离子注氮两种表面改性方式对NiTi形状记忆合金在人体生理模拟液(Hank′s溶液)中腐蚀行为的影响。腐蚀电位和极化曲线的测量结果表明表面氧化-离子注氮的方法使NiTi合金材料的腐蚀电位正移。雏钝电流密度下降，钝化电位区间扩大，合金表面耐蚀性明显提高。尤其是NiTi合金在进行氮离子注入后，测得击穿电位显著上升．增强了表面膜的抗局部腐蚀能力。因而表面氧化-离子注氮的改性方法可使材料的耐蚀性达到最佳。通过XPS的分析发现，离子注氮后合金表面形成氮化钛相以及富含羟基的化学效应，使NiTi基体的电化学性能得到提高。     

氧分子在镍钛合金(100)表面吸附行为的研究

NiTi形状记忆合金作为一种广泛使用的生物医学材料，表面形成的氧化膜是其具有良好生物相容性的基础。氧分子在NiTi合金表面的吸附是其形成氧化膜的关键，应用离散变分Xα方法，首次对O2分子在B2结构NiTi(100)表面的吸附过程进行了理论研究，分别计算了在两种不同的O2分子吸附方式中Ti-O原子间的键级和电荷分布。结果表明：O2分子垂直接近NiTi(100)表面对其发生吸附更为有利。在吸附过程中，O2分子中只有一个氧原子被其最近邻的一个表面铁原子所吸附，而合金中其它表面原子及体相原子的电子结构没有变化。Mulliken集居数及局域态密度分析表明，吸附过程中铁原子与氧原子之间的相互作用主要是由2p(O)电子和4s，4p(Ti)电子贡献。