邵栋元
,
程南璞
,
陈晶晶
,
李孝
,
陈志谦
,
李春梅
,
惠群
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150338
本研究基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势平面方法计算了LiNbO3和LiTaO3的晶格参数、电子结构和弹性常数,并利用Christoffel方程研究了二者平面声波特征。结果表明：两者的理论计算晶格参数和弹性常数与实验值接近,禁带宽度分别为3.78和3.98 eV,导带底和价带顶主要由O-2p和Nb-4d(Ta-5d)态电子贡献。化学键理论揭示Li和Nb(Ta)与O原子之间有两种成键类型。电荷布局分析结果显示有两种相应的重叠布居数, Nb(Ta)–O键呈现强共价键作用,并且Nb–O(Ta–O)键长小于Li–O键长。LiNbO3和LiTaO3晶体平面声波有两支横波和一支纵波,纵波速度大于横波速度,在xy平面呈现六重对称性,在xz和yz平面各向异性程度强于xy平面,沿[001]、[001]晶向上两支横波振动速度相等。最后利用模守恒赝势(Norm-conserving)计算了介电常数和静态折射率,计算表明LiNbO3晶体的折射性能和非寻常光(e光)离散程度均强于LiTaO3晶体。
关键词:
第一性原理
,
电子结构
,
弹性常数
,
平面声波
,
LiNbO3
,
LiTaO3
张浩
,
陈志谦
,
程南璞
,
惠群
稀有金属材料与工程
通过第一性原理计算研究了Nb、A1共掺杂MoSi2晶体的电子结构、弹性常数和Mullikan布居数.结果表明,Nb、Al共掺杂可大幅提高MoSi2的韧性和导电性,当Nb和A1共掺杂量达到x=0.25时,MoSi2的弹性模量从408.86 GPa降低到261.30 GPa. MoSi2的电子态密度和Mullikan布居数分析表明,Nb和Al掺入后MoSi2电子态密度发生蓝移,费米能级处的电荷密度增加,体系的导电性能提高.掺杂后Mo-Al、Nb-Si键布居数减小,键长增大,原子间的共价性减弱,而A1-Si键间的共价性增强.晶体中各方向键长和键能的分布趋于对称化,MoSi2晶体韧性增强.
关键词:
MoSi2
,
第一性原理
,
Nb、Al共掺杂
,
弹性性质
孙佳
,
覃礼钊
,
张旭
,
吴正龙
,
王浩琦
,
程南璞
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.21.025
离子束改性技术在先进陶瓷材料方面的应用效果突出.在阐述离子束改性原理的基础上,综述了该技术在先进陶瓷薄膜材料微观结构与组织,力学性能和摩擦学性能方面的应用.离子束改性是一种高能高效的掺杂改性手段,在辅助制备高质量薄膜、改善薄膜力学和摩擦力学方面有着显著的优势.深入了解离子束与薄膜原子的作用机制,精确调配薄膜的微观结构和组成,降低成膜质量的不确定性,是未来离子束改性先进陶瓷薄膜的研究重点.
关键词:
离子束改性
,
先进陶瓷
,
陶瓷薄膜
,
结构
,
力学性能
程南璞
,
曾苏民
,
李萍
,
李春红
,
陈志谦
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2007.05.004
采用四因素多水平组合热处理试验与统计分析相结合的方法研究了粉末冶金制备的12%SiCp/6066Al(体积分数)复合材料的热处理工艺参数与硬度间的关系.结果表明,复合材料与基体合金相比具有峰值提前效应;热处理工艺参数主效应由强到弱依次为时效时间、固溶温度、时效温度、固溶时间;时效时间与时效温度一级交互作用也较重要,其他一级、二级和三级交互作用较小.12%SiCp/6066Al复合材料的优化热处理工艺参数为530℃固溶90min,水淬170℃时效6h.
关键词:
复合材料
,
热处理
,
硬度
,
统计分析
孙旭炜
,
曾苏民
,
陈志谦
,
程南璞
,
甘秉太
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.09.008
采用高能球磨法混料和低温快速热挤压相结合的粉末冶金工艺制备了SiCp/6066Al复合材料,研究了制备工艺对增强体颗粒分布均匀性的影响.结果表明:高能球磨法混料是显著改善增强体颗粒形貌、细化增强体颗粒粒度,在基体更小的微区域中实现增强体颗粒数量分布均匀性的最有效混料方法;低温快速热挤压利用基体的较低塑性和强大物理变形量使增强体颗粒进一步细化,得到的细小等轴颗粒更易随着基体的塑性流动而呈弥散均匀分布,进一步改善或消除微区域内增强体颗粒的偏聚或尽可能降低偏聚的程度.两种方法相结合是实现增强体颗粒微观分布均匀性的最有效方法.
关键词:
高能球磨法
,
热挤压
,
复合材料
,
分布均匀性
程南璞
,
曾苏民
,
李春梅
,
陈志谦
,
于文斌
,
潘复生
功能材料
采用粉末冶金+热挤压法制备了10%SiCP/6066Al(体积分数)复合材料.对材料拉伸性能进行了研究,并利用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜对微观组织结构进行了观测.实验结果表明:SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀;T6热处理条件下10%SiCp/6066Al复合材料的抗拉强度和屈服强度分别约为430.5、354.1MPa,其延伸率为5%,弹性模量为84.5GPa.加入SiC颗粒后合金基体晶粒细化同时位错密度提高,位错强化和细晶强化在SiCP/Al复合材料的强化机制中起了主要作用.
关键词:
铝基复合材料
,
拉伸性能
,
显微结构
,
强化机制
徐尊平
,
程南璞
,
强华
,
陈志谦
稀有金属材料与工程
利用有限元方法建立三维模型分析SiC颗粒在不同形状、不同体积分数和不同尺寸时对Al基复合材料力学行为的影响,并进行拉伸试验研究.结果表明,颗粒形状比颗粒尺寸和颗粒体积分数对材料的应力、应变分布及材料韧性的影响大.颗粒尖角附近有严重的应力集中现象,在外力方向上颗粒端部附近的基体上的应变也有集中现象.随颗粒角度的减小,颗粒的应力很快增大而韧性减小,材料的弹性模量有增大的趋势.随颗粒体积分数的增大,颗粒的应力有减小趋势,材料的弹性模量呈增大趋势.颗粒尺寸较小时(平均尺寸为5 μm),颗粒尺寸对材料的应力及应变的影响小.
关键词:
SiC颗粒
,
Al基复合材料
,
三维模型
,
力学性能
于文斌
,
刘志义
,
程南璞
,
吴安如
材料导报
论述了国内外稀土变形镁合金的研究和开发现状,分析了在变形镁合金中添加稀土元素所起的作用以及稀土对合金组织、性能及变形加工能力所产生的影响,总结了稀土变形镁合金中准晶相的形成、作用及研究特点,讨论了稀土变形镁舍金研究和开发中存在的问题和困难,指出稀土变形镁合金是镁合金开发应用中的一个重要发展方向.
关键词:
变形镁合金
,
稀土
,
热加工
,
准晶
于文斌
,
刘志义
,
程南璞
,
何洪
,
黎雪莲
材料科学与工程学报
本文利用熔剂保护法制备了Mg-5Yb-0.5Zr合金,并进行了热挤压和热处理,对合金在各种加工状态下的相结构、显微组织和力学性能进行了试验和测试.结果表明,合金由α-Mg和Mg2Yb相组成,铸态组织中的Mg2Yb相聚集在晶界,并在热挤压过程中被破碎起到限制再结晶和弥散强化的作用;合金经热处理后有一定的时效强化效应,析出相为共轭生长的短棒状Mg2Yb颗粒.合金在挤压态的强度最高,T5态热处理可得到良好的综合力学性能.
关键词:
镁合金
,
镱
,
挤压
,
热处理
,
显微组织
,
力学性能
程南璞
,
曾苏民
,
于文斌
,
陈志谦
,
潘复生
稀有金属材料与工程
采用粉末冶金+热挤压工艺制备SiCp/Al复合材料,测定其力学性能.利用X射线衍射分析复合材料物相的组成,用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析其微观组织结构.结果表明,SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀,SiC颗粒与基体结合良好;基体主要是α-Al,强化相β'-Mg2Si和弥散相(Fe,Mn,Cu)3Si2Al15(体心立方结构,晶格常数1.28 nm);SiCp/Al界面则为Al和Mg元素扩散到SiC表面的SiO2层形成的20 nm～30 nm无定形层;复合材料的断裂机制主要是SiC颗粒断裂和SiCp/Al界面塑性撕裂;复合材料在变形过程中,SiC颗粒可阻止裂纹的扩展.
关键词:
SiCp/Al复合材料
,
显微结构
,
分析
