彭平
,
陈律
,
周惦武
,
田泽安
,
韩绍昌
,
金涛
,
胡壮麒
金属学报
采用第一原理赝势平面波方法研究了Re与Ru合金化前后g-Ni/g¢-Ni3Al相界的电子与能态结构。断裂功计算结果显示：Re置换g-Ni相区中的Ni或Ru置换g¢-Ni3Al 相区中的Al，Re或Ru合金化均可提高Ni/Ni3Al相界的断裂强度；而Re与Ru在相界区的复合合金化，则只有当Re与Ru分别占据共格 (002)g/g¢原子层邻近 (001)g原子层上的Ni原子位与(001)g¢原子层上的Al原子位时, g-Ni/g¢-Ni3Al相界的断裂强度才可进一步提高，若其中的Ru置换g¢-Ni3Al相区内层Al， 这时复合合金化Ni/Ni3Al相界的断裂强度不仅没有提高，反而比合金化前纯Ni/Ni3Al相界的断裂强度低。电子态密度与电子密度分布图的分析表明：Re与Ru合金化对g-Ni/g¢-Ni3Al相界断裂强度的影响可归因于Re和Ru与其最近邻Ni原子间强烈的电子相互作用引起的相界区域层间原子成键相互作用的改变。
关键词:
g-Ni/g¢
,
-Ni3Al interface
,
alloying effect
,
first-principle calculation
彭平
,
陈律
,
周惦武
,
田泽安
,
韩绍昌
,
金涛
,
胡壮麒
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.02.005
采用第一原理赝势平面波方法研究了Re与Ru合金化前γ-Ni/γ'-Ni3Al相界的电子与能态结构.断裂功计算结果显示:Re置换γ-Ni相区中的Ni或Ru置换γ'-Ni3Al相区中的Al,均可提高Ni/Ni3Al相界的断裂强度;Re与Ru在相界区复合合金化时,当Re与Ru分别占据共格(002)γ/γ'原子层邻近(001)γ原子层上的Ni原子位与(001)γ'原子层上的Al原子位时,γ-Ni/γ'-Ni3Al相界的断裂强度可进一步提高,若其中的Ru置换γ'-Ni3Al相区内层Al,刚复合合金化Ni/Ni3Al相界的断裂强度不仅没有提高,反而比Ru单独合金化时Ni/Ni3Al相界的断裂强度还低.电子态密度与电子密度分布图的分析表明:Re与Ru合金化对γ-Ni/γ'-Ni3Al相界断裂强度的影响可归因于Re和Ru与其最近邻Ni原子间强烈的电子相互作用引起的相界区域层间原子成键相互作用的改变.
关键词:
γ-Ni/γ'-Ni3Al相界
,
合金化效应
,
第一原理计算
,
电子结构
范长岭
,
陈进
,
张翔
,
曾滔滔
,
张维华
,
韩绍昌
人工晶体学报
以价廉的FeCl2·4H2O为原料、采用改进的溶胶-凝胶法制备了LiFePO4/C正极,考察了溶胶体系pH值对凝胶时间、正极材料结构、形貌和性能的影响.研究表明,不同pH值时胶粒表层吸附的电荷数量不同、造成排斥力大小不同,从而导致凝胶时间的差异.pH值为3时制备的LiFePO4/C试样颗粒细小、分布均匀、团聚现象不明显,晶粒尺寸为最小的39.6 nm;该试样在1C、5C时的放电容量分别为132.2 mAh/g、94.7 mAh/g,氧化还原反应峰电位差最低,具有良好的电化学性能.
关键词:
LiFePO4/C
,
溶胶-凝胶法
,
pH值
,
电化学性能
陈律
,
彭平
,
李贵发
,
刘金水
,
韩绍昌
稀有金属材料与工程
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.
关键词:
RuAl合金
,
点缺陷
,
第一原理
,
赝势平面波方法
,
塑性
曾滔滔
,
韩绍昌
,
范长岭
,
李玲芳
,
张维华
,
张翔
人工晶体学报
分别采用溶胶-凝胶法和高温固相法制备锂离子电池正极材料Li3V1.93 Ti0 05(PO4) 3/C,研究Ti4+掺杂对Li3 V2(PO4)3材料结构、形貌和电化学性能的影响.结果表明:利用溶胶-凝胶法和高温固相法均得到单斜晶系结构,且无杂相存在,少量Ti4掺杂并未影响材料的结构形貌,但显著改善了电化学性能.溶胶-凝胶法掺杂Ti4+试样在0.2C和12 C放电比容量分别为129 mAh·g-1和102 mAh·g-1,明显高于高温固相法掺杂Ti4+试样,且循环性能良好.研究表明利用溶胶-凝胶法掺杂是一种改善离子掺杂效果的有效路径.
关键词:
锂离子电池
,
磷酸钒锂
,
溶胶-凝胶法
,
Ti4+掺杂
,
高温固相法
彭平
,
韩绍昌
,
郑采星
,
刘让苏
,
金涛
,
胡壮麒
稀有金属材料与工程
采用非相对论第一原理分子轨道DV-Xa模型簇方法,计算了Ni基单晶超合金γ/γ'相界的电子结构,并从键重叠聚居数(QAB)、界面原子层间的部分键合强度,以及界面原子局域环境总键合强度几个方面,对Ir合金化前后γ/γ'界面的结构稳定性、脆化特性、相间断裂的难易程度等几个方面对γ/γ'相界的结构特性进行了分析.结果表明:Ir合金化能增强γ/γ'界面Ni-Ni与Ni-Al原子间的键合强度,价键强度的增加有如下的变化趋势:QNi-Ni＜QNi-Al＜QIr-Ni＜QIr-Al,相界上,当被置换原子的种类与位置不同时,Ir合金化对γ/γ'相界结构性能的影响程度也不相同,比较而言,Ir置换γ相中的Ni最有利于提高γ/γ'相界的结构稳定性与相间抗断强度.
关键词:
Ni基单晶超合金
,
γ/γ'相界
,
DV-Xa方法
,
电子结构
,
力学性能
李贵发
,
彭平
,
周惦武
,
韩绍昌
中国有色金属学报
基于Aln+m+团簇分离方式主要以离解出中型或带电单Al原子为主的实验结果,采用线性同步转变(LST)和二次同步转变(QST)方法考察了Aln+m+ (n+m≤13) 团簇在双分模式下的不同分裂过程,并通过分裂吸收热△HR-P和分裂激活能△ER-T等的计算,在能态结构上分析了Aln+(n=2～13)团簇的分裂路径及其机理.结果表明: Aln+ (n=2～13)团簇以分裂出电中性或带电Al原子模式吸热△HR-P和所需分裂激活能△ER-T最少,而分裂成原子数相差较小的两个较大团簇所需裂解能量最多,因此,Aln+ (n=2～13)团簇主要以Aln+ →Al+ Aln-1+或Aln+→Al++ Aln-1路经裂解.
关键词:
Aln+团簇
,
分裂机理
,
密度泛函理论
,
线性同步转变方法
陈律
,
彭平
,
湛建平
,
田泽安
,
韩绍昌
中国有色金属学报
采用第一原理赝势平面波方法计算了Ru合金化前后γ-Ni/γ'-Ni3Al相界的电子与能态结构,并比较强化元素Ru分别占据不同亚点阵位时对相界断裂强度的影响.结果表明:Ru置换Ni/Ni3Al相界区域中的Ni或Al原子,都可明显提高Ni/Ni3Al相界的断裂强度;尤其以Ru置换γ-Ni/γ'-Ni3Al相界界面层的Al原子时,对相界的强化效果最好.电子态密度与电子密度分布图的分析结果显示:Ru合金化对γ-Ni/γ'-Ni3Al相界的强化可归因于Ru与其最近邻Ni原子间强烈的电子相互作用引起的相界区域层间原子价键强度的增强.
关键词:
γ-Ni/γ'-Ni3Al相界
,
合金化效应
,
第一原理计算
,
断裂功
胡艳军
,
彭平
,
周惦武
,
李贵发
,
郑采星
,
韩绍昌
中国有色金属学报
采用第一原理赝势平面波方法研究了NiAl-X(X为3d过渡金属)合金体系的几何与电子结构.通过合金形成能的计算与分析发现:合金化元素的外层价电子数对其在B2-NiAl中的占位有非常明显的影响,低价电子数的前过渡金属Sc、Ti、V与后过渡金属Zn主要占据Al原子位,具有未满d壳层高价电子数的Mn、Fe、Co则主要占据Ni原子位,而含有半满或满d壳层的Cr与Cu,则既可占据Ni原子位也可占据Al原子位,但倾向于占据Ni原子位.随着合金化元素外层价电子数的增加,3d过渡金属优先占据Ni原子位的趋势增大,至Mn时达到最大,然后随着价电子数的进一步增加,这种趋势逐渐减小.通过对这些合金化元素价电子态密度图的变化,说明3d过渡金属在B2-NiAl中的占位优先趋势.
关键词:
B2-NiAl
,
电子结构
,
赝势平面波方法
,
占位
陈律
,
彭平
,
湛建平
,
韩绍昌
稀有金属材料与工程
采用第一原理赝势平面波方法,基于虚拟晶体势函数近似(VCA),计算Fe合金化(浓度x<3.0%, 原子分数, 下同)时完整与缺陷B_2-NiAl晶体的弹性性质,并采用弹性常数C_(44)、Cauchy压力参数(C_(12)-C_(44))、杨氏模量E、剪切模量G 及其与体模量B_0的比值 G/B_0等,表征和评判Fe合金化浓度x对NiAl金属间化合物延性与硬度的影响.结果表明:无论是无缺陷的理想NiAl晶体,还是含Ni空位或Ni反位的NiAl缺陷晶体,x<0.6%的Fe合金化均可使其硬度大幅提高.Fe合金化浓度低于0.5%时,虽然完整NiAl晶体的延性变差,但含Ni空位的缺陷NiAl晶体的延性却可明显改善,并以x = 0.2%~0.4%时韧化效果最好.Ni空位或Ni反位降低B_2-NiAl晶体的本征延性.实验中0.20%~0.25%的Fe合金化对NiAl晶体延性的改善很可能源于Fe原子与NiAl晶体中Ni空位间的关联与协同作用.
关键词:
B_2-NiAl
,
Fe合金化
,
第一原理计算
,
VCA近似
,
弹性性质
