金属及合金的电子态密度和物理性质之间的关联性(Ⅲ)——普通金属的物理性质

本文继前文进一步讨论普通金属的物理性质。一、普通金(尸专)λ的计算据[1], 1 λ=1/N(E_(max)) ∝r/V.m~*式中N(E(max))为最外层的电子状态密度,r为原子半径,V为金属的原子体积,m~*为金属的电子有效质量。一般地,有效质量m~*由m~*=am表出,m为电子质量,是一个常数。无量纲量a的数值随各种金属而异。显然,大的a值(大的有效质量)使得态的密度大。由一     

金属及合金的电子态密度和物理性质之间的关联性(Ⅳ)——金属的物理性质体系

本文继前文[Ⅰ]、[Ⅱ]、[Ⅲ]之后,进一步提出对讨论金属的物性体系问题。金属的物性体系问题是金属理论中一个带根本性的重要问题,也是一个十分引人注目的问题。英国著名的理论物理学家Ziman曾经指出这是一个国际性的科研问题,可见问题的重要性和研究的广泛性。这主要在于:(一)近代科学、近代技术已纷纷向金属的物理性质提出越来越多的要求,为了满足金属和合金日益增长的物理要求,就必须从物理性质的角度,去重新认识金属,洞察金属,寻求导致金属物性变化的内在原因和根本规律,以便于改造金属,例如:指导金属和合金材料质量的提高,以及合理地提出新型合金的添加金属元素工作,等等。(二)自本世纪来,由于实验物理技术和观测设备的改善和提高,已有大量的金属物理性质实验数据,散见于数以万计的有关文献中,如何应用现有的科学成就,将这一大批金属物性数据概括在共同的领域,得到比较统一     

冲破禁区,打开金属理论研究工作的广阔天地——试论金属的物理性质体系

与流行的经典见解不同,我在前文《一个应该立即纠正的科学结论》中已经阐明,金属的物理性质不能与化学性质混为一谈,它不能仅仅依靠价电子或原子序的概念来加以解释。当代著名的英国物理学家狄拉克曾经准确地指出:“近代科学是以相对论和量子力学这两个理论为基础的,所以自然科学的一切新旧成果都必须接受这两个理论的再检验。”可以指出,按照量子力学的解释,元素的价电子,也就是该元素原子的外群的而且具有最大的主量子数之值的电子,正是元素化学性质的承当者,也是元素参与化学反应和引起化学变化的基本单位。不妨说,当年俄国化学家门捷列夫正是不自觉地运用价电     

一个有关金属元素某些热学特性之间的关系式

Mott 从热力学的平衡观点出发,认为熔化的条件就是两相的(固相的和液相的)化学势相等。若我们采用谐振子模型,则有常压时的化学势: μ~L=-χ_°~L-3kTln_(hv~L)~(KT)-kT-kTinj~L(T) PV~L 其中我们用符号L表示液相,式中的μ=每个原子的化学势χ。=每个原子的最低可能量状态时的能量k=波尔兹曼(Boltzmann)常数T=绝对温标(Kelvin温标) h=普朗克(Planck)常数v=频率j(T)=所有内部自由度(包括转动、振动、电子和核自旋)的配分函数     

一个应该立即纠正的科学结论——对于应用《元素周期律(表)》解释金属物理性质的看法

《元素周期律》——元素的物理性质和化学性质随原子序(或原子量)而呈周期性的变化——是众所周知的。自从上一世纪六十年代(1869年)俄国化学家门捷列夫发现《元素周期律》以来,百余年间,对于金属物理性质的解释,可以这样说,基本上没有脱离元素周期律(表)的范畴。只要翻开手头任何一本国内外讨论金属物理性质体系的书籍、手册和文献,都是将金属的物理性质与该金属在元素周期表中的编号(原子序数、门捷列夫序数、外层电子数)相提并论,并习惯地以金属的物性实验数据列为纵坐标,金属的原子序数列为横坐标,描出了具有显明周期特征的折线或曲线。有如大量书籍中所记载的。根据我近三十年来所作的不完全统计,几乎全部金属的物理性质包括结构、力学、     

金属钯的吸氢机理——兼论金属及合金的电子态密度和吸氢性之间的关系

早在1866年,Graham就发现金属钯吸收各种气体的能力较大,而吸氢能力尤强。钯能在低温吸氢,又在高温下释放。据报导,1体积的金属钯可以吸收近3000个体积的氢。就金属的吸氢能力而言,钯是最空出的。根据钯的这一特性,人们用钯来制备、储存纯氢,目前,在国外,已经达到了工艺化流程。1976年,我国研制成功超纯氢发生器,同年12月通过国家监定。一年多来,先后有许多单位使用这一新式制氢设备,除环境监测和一般气相色谱用做气源而外,还有不少更重要的科学研究和生产领域相继采用这种新技术。如国防军工,可控核反应,高能加速器,氢原子钟,制备高纯度金属,半导体工业,有机化学反应等等。多年来,钯的这一特性,曾成为许多研究的课题,吸引着许多研究者的兴趣。Graham Paal、Smifh、Sidgwick、Bond、Cnbeptc 等曾有不少研究和总结。尽管大量的科学文献,都力求阐明钯的吸氢机理,但其内容只限于一般性的阐述,并没有涉及到问题的实质,而且各个作者的意见都有分歧。虽则Sidgwick曾经指出过:“钯的吸氢特征可能与钯的某些金属结构上的性质有关。”但这方面的详尽论述,迄今仍未见诸报导。由于本质问题没有弄清,以致问题愈积愈多,很多的实验事实都无法解释,更谈不     

金属及合金的电子态密度和物理性质之间的关联性(Ⅰ)——金属物性变化的一种近似表达式

多年来,对于金属物性变化的解释及其表明方式,除众所周知的《元素周期表》法外,曾从不同角度提出过很多方法和经验公式,Wigner、Seitz从电子运动的Schrodingr方程直接求解计算了碱金属的内聚能,Mott、Slater等用能带模型解释金属的电导及磁性,Jones用电子浓度阐明了金属的晶体结构,以及前人所建立的有关金属单项物性的经验方程式等等。1974年,Grimvall又从Debye温度观点提出与金属物性相关联的问题~1,1976年,Самсонов等又从电子定位的角度解释金属的许多物性。解释金属物性变化的方法和经验公式尽管很多,但是分析和比较以后表明,这些方法及经验公式的处理结果和实验事实间都出现不同程度的矛盾,而且对过渡金属都感到     

金属及合金的电子态密度和物理性质之间的关联性(Ⅱ)——过渡金属的物性问题

本文继前文进一步讨论过渡金属的物性问题。一、问题众所周知,过渡金属在一系列物性上具有很多特征,已逐年地在不少的科研和新技术领域(宇航、原子能、火箭技术、电子工业、超电导、有机化学反应等等)得到越来越广泛的应用。因之,探明过渡金属物性变化的规律性,对选择和使用合适的金属材料,在理论研究上和科研生产实践中,都有重大的现实意义。     

金属及合金的电子态密度和物理性质之间的关联性(Ⅴ)——(某些)二元合金的物性变化与组元成分间的关系式

自从1928年把量子力学应用于金属理论以来,,人们关于台金中电子态特性的知识就在稳步地增长。早期的工作大多是以合金所共有的电学性质和磁学性质作为研究对象,在这方面已经积累了不少的优秀文献,能够解释一系列合金的电学现象和磁学现象。在以后的研究中,不少人曾试图将合金之间的物性上的差异用其组分原子的性质来加以解释,不过,正如Mott所指出的:“除了Jones所作的寻求电于——原子比与晶体结构间之关系的工作外,将合金的性质作为成分的函数加以计算的工作尚很少见”。因之,多年来,在合金领域内,这方面的研究成果几乎全是经验性的总结,例如Vegard的合金