宋庆功
,
姜恩永
,
韩志勇
,
张茂才
材料导报
调查分析了材料信息学平台研究与应用的现状,指出了材料信息学平台已成为材料研发的最重要的设备之一,展望了新一代材料信息学平台的发展趋势, 概述了材料信息平台对于材料研究与发展的重要促进作用,认为材料信息学平台的应用将加速材料科学与工程的发展,引起材料研究模式的变革.
关键词:
材料信息学
,
材料设计
,
材料专家系统
,
材料数据库
,
研究模式
宋庆功
,
闫洪洋
,
康建海
,
宋玲玲
,
果福娟
材料导报
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了4d过渡金属X在γ-TiM中替位掺杂形成的Ti7XAl8和Ti8 Al7X体系的几何结构、总能量和弹性常数.对系统总能量、形成能的计算结果揭示Tc、Ru、Mo和Nb替代Al原子(或Ti原子),Rh和Pd替代Al原子掺杂体系比纯γ-TiAl体系更稳定,有利于制备γ-TiAl基合金.分析Ti7 XAl8和Ti8 Al7X体系的轴比c/a发现,4d过渡金属元素Y、Zr、Tc、Ru、Rh、Mo和Nb替代Al,Y、Ag、Rh和Pd替代Ti均能明显改善γ-TiM基合金的延性.对弹性模量比的研究表明,Y、Zr、Tc、Ag、Ru、Rh、Pd、Mo和Nb替代Al原子掺杂有利于改善γ-TiAl基合金的韧性.综合分析确认,Mo和Nb易于添加到γ-TiAl基合金中并且有利于改善材料的延性和韧性.这一结论能够与他人的实验研究结果相互佐证.
关键词:
γ-TiAl基合金
,
轴比
,
形成能
,
弹性常量
,
第一性原理
颜家振
,
宋庆功
,
谭乃静
,
胡驰
,
黄婉霞
,
涂铭旌
功能材料
纳米TiO2粉体UV-Vis漫反射光谱及溶液分散体的UV-Vis吸收谱表明,TiO2粉体在紫外区能分别反射与吸收95%、70%的紫外光,应用纳米粉体于丙烯酸树脂木器漆中,结果证明复合纳米涂料能有效阻止基体树脂的氧化,延长涂料使用寿命,而且改性能力与纳米粉体的加入量基本呈一定比例关系.从实验中我们还可以看到不恰当的分散剂能对涂料体系的抗老化性能起到一定的负作用.
关键词:
纳米
,
二氧化钛
,
丙烯酸
,
抗老化
宋庆功
,
辛慧
材料保护
向TiAlN薄膜中添加V可改善薄膜性能.采用磁控溅射技术沉积了不同V含量的TiAlVN薄膜,通过能谱仪、台阶仪、X射线衍射仪(XRD)和原子力显微镜(AFM)分析薄膜的成分、厚度、相结构和表面形貌,用动电位极化的方法研究薄膜的抗腐蚀性能.结果表明:TiAlVN薄膜属于面心立方(fcc)和六方密排(hcp)二重结构,晶格常量比TiAlN薄膜小,晶粒尺寸比TiAlN薄膜大,含V 10.20%的TiAlVN薄膜质量相对较好;TiAlVN薄膜的腐蚀电流明显小于TiAIN薄膜,抗腐蚀性能增强,含V 10.20%的TiAlVN薄膜的抗腐蚀性能约为TiAlN薄膜的4倍.
关键词:
磁控溅射
,
TiAlVN薄膜
,
TiAlN薄膜
,
抗腐蚀性能
郭艳蕊
,
严慧羽
,
宋庆功
,
郭松青
,
陈逸飞
材料导报
采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理方法,结合广义梯度近似研究了Cu掺杂β-Ga2O3系统的磁学特性.计算结果表明,单Cu的掺杂,稳定体系倾向于自旋极化态,且Cu替代八面体的Ga(B)时系统更稳定,容易在实验上形成;Cu掺杂β-Ga2O3呈现出半金属特性,Cu的掺杂引入了2.0μB磁矩,其中局域在Cu原子上的磁矩为0.45μB,其余主要来自于Cu杂质周围的氧原子.由于电荷补偿效应,在Cu掺杂β-Ga2O3系统中引入氧空位时,体系磁矩减小到零.在2个Cu取代Ga的10种构型中,A1-B3构型的能量最低,且显示出铁磁性,磁矩为3.8μB.考虑氧空位后,A1-B3构型的反铁磁性和铁磁性能量差增大,磁矩减小到1.0μB.
关键词:
第一性原理
,
Cu掺杂β-Ga2O3
,
电子结构
,
磁耦合
耿德平
,
宋庆功
腐蚀与防护
腐蚀疲劳是航空材料重要的损伤机理之一,对腐蚀疲劳寿命的预测可以有效地预防航空材料的疲劳损伤.本文依据腐蚀疲劳机理,总结了主要的腐蚀疲劳预测模型,并展望了航空材料腐蚀疲劳研究的方向.
关键词:
腐蚀疲劳
,
蚀点
,
疲劳寿命
,
预测模型
宋庆功
,
徐霆耀
,
杨宝宝
,
郭艳蕊
,
陈逸飞
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.18.027
宽禁带半导体β-Ga2O3因其出色的物理化学性能而备受关注,通过掺杂改善β-Ga2O3性能一直是研究的热点.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,利用广义梯度近似加U对Mg单原子掺杂β-Ga2O3体系的晶体结构、电子结构和光学性质等进行了研究和分析.总能量和结合能的对比显示:单原子替位掺杂β-Ga2O3时,Mg优先替代八面体位的Ga原子形成Mg-Gao体系.电子结构显示,Mg-Gao体系变为间接半导体,带隙变窄为4.672eV;其自旋极化率为100％,呈现半金属特性.作为光学材料,Mg-Gao体系可在紫外、深紫外区域工作,并且折射率、反射率和吸收率有所降低,透射率明显提高.
关键词:
Mg掺杂β-Ga2O3
,
第一性原理
,
晶体结构
,
电子结构
,
光学性质
宋庆功
,
林潇
,
杨宝宝
,
徐霆耀
,
胡雪兰
功能材料
doi:10.3969/ji.ssn1.001-97312.0151.70.18
γ‐TiAl基合金是一种轻质耐高温材料，具有广阔的应用前景。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算了Nb或Cr单替位掺杂、Nb和Cr双替位掺杂γ‐T iA l形成的合金体系的几何结构、原子平均形成能、布居数、电荷分布和弹性常数等。通过对形成能的计算分析，揭示Nb始终倾向于替代 Ti原子， Cr的替代趋向则不明显。4个双掺杂体系均具有负的形成能，显示其结构的稳定性和易于实验制备的优势。通过晶胞轴比、弹性模量比和布居数计算与分析，发现Nb和Cr双掺杂对于改善合金体系的延性具有重要作用，预测Ti7 NbAl7 Cr和Ti7 CrAl7 Nb体系对于改善延性有较好的综合效果，且前者更为突出，揭示了实验探索的方向。
关键词:
γ-TiAl基合金
,
Nb和Cr双掺杂
,
延性
,
第一性原理
郭艳蕊
,
宋庆功
,
李玉琦
,
严慧羽
,
刘冶
材料导报
采用第一性原理的平面波赝势方法和广义梯度近似,研究了不同浓度Cl掺杂ZnS的电子结构和光学性质.结果表明,掺杂后带隙随杂质浓度的增大而减小,价带变窄,杂质能级展宽;Cl浓度的增大使ZnS:Cl在可见光区的吸收范围增大,吸收增强,光学吸收边出现红移,且在蓝光区形成一个新的吸收峰,与实验结果吻合,新吸收峰随着掺杂浓度的增大出现红移.
关键词:
第一性原理
,
ZnS
,
光学性质
宋庆功
,
颜家振
,
胡驰
,
黄婉霞
钢铁钒钛
doi:10.3969/j.issn.1004-7638.2005.02.012
对金红石型纳米TiO2用于防腐涂料耐候抗老化性能进行了研究.用不同配比的纳米TiO2制备的纳米复合涂料,能有效阻止基体树脂的氧化,延长涂料使用寿命,提高涂料防腐性能,而且改性能力与纳米粉体的加入量呈一定比例关系.纳米TiO2吸收光谱表明,TiO2在200～400nm紫外光区能吸收95%以上的紫外光.
关键词:
金红石型TiO2
,
纳米TiO2
,
重防腐涂料
,
耐候性
