周惦武徐少华张福全彭平刘金水
金属学报
采用基于密度泛函理论Castep和Dmol程序软件包, 计算了ZA62镁合金中AB2型金属间化合物 MgZn2, Mg2Sn和MgCu2的结构稳定性、弹性性能与电子结构. 合金形成热和结合能的计算结果显示: Mg2Sn具有最强的合金化形成能力, 而MgCu2结构最稳定; 体模量(B)、弹性各向异性系数(A)、Young's模量(E)、剪切模量(G)和Poisson比(ν)的计算结果表明: MgZn2和MgCu2为延性相, 而Mg2Sn为脆性相, MgZn2的塑性最好; 采用弹性常数、体模量和结合能的经验公式计算金属间化合物的熔点, 实验值均在采用弹性常数(±300 K)和体模量(±500 K)计算熔点预测的范围内, 采用弹性常数比采用体模量和结合能预测熔点的平均相对误差小, 其中采用弹性常数计算Mg2Sn的熔点与对应的实验值十分接近, 相对误差仅为0.31%. 不同温度下热力学性质的计算结果表明, 在298-573 K温度范围内, MgCu2的Gibbs自由能始终最小, 其结构热稳定性最好, 结构稳定性的强弱顺序并不随温度的升高而消失; 而对MgZn2和Mg2Sn, 以475 K为临界, 结构稳定性的强弱顺序随温度的升高发生了变化; 态密度和Mulliken电子占据数的计算结果表明: MgCu2 结构最稳定的原因主要在于体系在Fermi能级以下区域成键电子存在强烈的离子键作用.
关键词:
镁合金
,
intermetallics
,
electronic structure
,
structural stability
,
elastic property
周惦武刘金水徐少华彭平
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00245
采用基于密度泛函理论的CASTEP和DMOL程序软件包, 计算了Mg17Al12, Al2Sr和Mg2Sr相的结构稳定性、弹性性能和电子结构. 合金形成热和结合能的计算结果显示, Al2Sr具有最强的合金化形成能力和结构稳定性.Gibbs自由能的计算结果表明, 随着温度的升高, Mg17Al12, Al2Sr和Mg2Sr的结构稳定性发生了变化, 在实际工作温度高于423 K以上时,Al2Sr的结构稳定性最好, Sr合金化Mg-Al基合金形成Al2Sr有利于提高镁合金的高温抗蠕变性能. 体模量(B)、弹性各向异性系数(A)、Young's模量(E)、剪切模量(G)和Poisson比($\nu$)的计算结果表明, Mg2Sr为延性相, 而Mg17Al12和Al2Sr为脆性相, Mg2Sr的塑性最好.态密度和Mulliken电子占据数的计算结果表明, Al2Sr结构最稳定的原因主要源于体系存在强烈的共价键作用, 而Mg17Al12结构稳定性优于Mg2Sr是体系中离子键与共价键共同作用的结果.
关键词:
镁合金
,
first–principle calculation
,
electronic structure
,
structural stability
,
elastic property
田无边
,
王佩玲
,
张国军
,
阚艳梅
,
李永祥
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00783
三元层状陶瓷材料(Mn+1AXn)因其具有独特的力学、热学和电学性能而备受关注. 本文综述其中的一个分支-- M2AX相在计算材料学方面的最新结果, 并归纳块材的力学性能和抗氧化性能的研究结果, 文中还简述了该材料的热学和电学性能, 并展望了M2AX系列材料的应用前景.
关键词:
M2AX
,
electronic structure
,
synthesis
,
property
张国英张辉方戈亮杨丽娜
金属学报
利用计算机编程建立了Al--Zn--Mg--Cu合金 (7175铝合金) 中α--Al, η相及α--Al大角度晶界原子集团模型, 采用递归法计算 合金中Zn, Mg, Cu和H的环境敏感镶嵌能、原子间相互作用能、Fermi能级和态密度等电子结构参数, 分析了合金的应力腐蚀机理. 计算 结果表明: Mg, Cu和H容易在晶界偏析. Mg对H具有吸引作用, 促进H在晶界偏析, 引起晶界氢脆; Zn增大晶界与晶内的电位差, 降低合 金抗腐蚀性; Cu能减小晶界与晶内Fermi能级差, 降低晶界与晶内的电位差, 具有减缓合金腐蚀的作用. 计算结果还表明: η相的Fermi能 级最高, 腐蚀过程中作为阳极优先溶解. 由于η相俘获H, 当晶界析出断续η相时可减弱晶界H的偏析, 提高抗腐蚀性; 但晶界连续分布η相则形成腐蚀通道, 加速腐蚀进程.
关键词:
Al--Zn--Mg--Cu合金
,
electronic structure
,
stress corrosion mechanism
王崇愚
金属学报
本文综述了我们发展建立的第一原理原子间相工作用势及原子间相互作用能的理论计算方法同时报告了在金属缺陷、掺杂晶界电子结构及晶体基本性质的研究中，能量函数作为理论基础的里要应用另一方面、基于第一原理及Green函数方法研究了具有重要应用潜势的金属间化合物的电子结构及掺杂效应，揭示了杂质-晶界复合的量子效应及其与合金特性及位错反应的相关机制；指出B，N等元素具有强化晶界作用，P，S为脆化元素，MI影响Ti—Al合金形变机制
关键词:
原子间相互作用
,
doped grain boundary
,
electronic structure
陈继超
,
刘正堂
,
冯丽萍
,
谭婷婷
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了MoS2电子结构、振动和介电性质,得到了MoS2能带结构、态密度、介电谱和红外反射谱.研究表明,MoS2为间接带隙半导体.介电张量在垂直和平行于c轴方向表现出强烈的各向异性.电子屏蔽作用对介电常数贡献较强,晶格振动对介电常数贡献较弱.在300～500 cm-1波段,由于红外光学模的存在,材料与电磁波存在较强的相互作用,透波性能较差.
关键词:
MoS2
,
第一性原理
,
电子结构
,
振动
,
介电常数
王海燕
,
高雪云
,
任慧平
,
金自力
,
张红伟
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势方法,结合广义梯度近似(GGA),计算了Ce原子在α-Fe晶内、晶界和自由表面的杂质形成能,在此基础上,研究了稀土元素Ce在α-Fe中的占位倾向,并根据Rice-Wang热力学模型讨论了Ce元素在晶界的韧脆化作用.结果表明:Ce倾向于偏聚在α-Fe晶界区,此外,Ce在晶界和自由表面的杂质形成能之差小于零.α-Fe晶界掺杂Ce前后的电子结构显示,Ce占位于晶界后,为掺杂区提供了更多的电子用于成键,与晶界上相邻Fe原子的作用加强,使掺杂区产生由金属键向离子键变化的趋势,也使晶界上Fe原子的成键态能量比重增加,从而增强了掺杂区原子之间的结合能力.同时,Ce加入后与晶界上Fe原子外层轨道发生较为强烈的相互作用,并使晶界上的原子成键区态密度左移,降低了体系总能量.
关键词:
Ce
,
α-Fe
,
晶界
,
电子结构
,
DFT
雷天民
,
吴胜宝
,
张玉明
,
刘佳佳
,
姜海青
,
张志勇
稀有金属
为了研究单层MoS2中的空位缺陷形成及其对电子结构的影响,基于密度泛函理论框架下的第一性原理,采用平面波赝势方法分别计算了单层MoS2中Mo空位和S空位的形成能、空位附近的晶格畸变、MoS2层中的电子分布以及态密度(DOS)和能带结构.计算结果显示,2种空位缺陷都具有点缺陷特征,其附近的电子分布呈现出明显的局域化特点,且S空位比Mo空位更容易形成.通过与本征态MoS2电子结构的对比分析,发现2种空位缺陷的存在对单层MoS2的电子结构、尤其是对导带高能量区域的能态密度会产生十分明显的影响,这些影响可能与空位缺陷引入的缺陷能级有关.
关键词:
第一性原理
,
MoS2
,
空位
,
电子结构
