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First-principles Study of NiAl Alloyed with Rare Earth Element Ce

材料科学技术（英）

关键词: NiAl合金 , 稀土元素 , 第一原理 , 密度泛函理论 , 铈 , 弹性常数 , 电子性质 , 计算结果

丝织构对薄膜X射线残余应力分析的影响

张铭 , 何家文

机械工程材料 doi:10.3969/j.issn.1000-3738.2001.05.006

具有择尤取向的薄膜材料因弹性呈现各向异性，在利用X射线衍射法测定薄膜残余应力时，常发生d-sin2ψ测试曲线的非线性振荡，无法得到准确的应力值。本文利用Voigt、Reuss和Kroner模型计算了TiN薄膜的弹性常数随ψ角的分布在低ψ角区发生的弯曲。与实测PVD TiN薄膜的应力测试曲线的弯曲情况相似，说明丝织构的确可能造成薄膜应力测试d-sin2ψ曲线的低ψ角弯曲。

关键词: 丝织构 , 弹性常数 , 残余应力 , 薄膜 , X射线衍射

压力下MoS2的结构相变以及热动力学性质的第一原理研究

蒋华龙 , 周大伟 , 刘旭焱 , 李根全 , 张帅 , 何朝政 , 靳希联

低温物理学报

采用基于密度泛函理论的第一原理方法研究了层状MoS2在压力下的热动力学性质和相变机制.计算表明MoS2的2Hc结构在17.5 GPa会相变到2Ha结构,与此前理论结果20 GPa基本一致.对比分析了两个结构在压力下的弹性常数、体模量、波速、德拜温度、线性体模量、热膨胀系数和定容热容等热动力学性质.研究表明MoS2的2Hc和2Ha结构在0～60 GPa都满足力学稳定性条件,说明相变不是由于力学稳定性丧失导致,并且两个高压相在压力下呈现出较强的弹性各向异性,在0～50 GPa内其a轴抗压缩均能力强于c轴.在相变机制上,Mulliken布居分析表明,随着压力增加,S原子向Mo原子转移电子以及Mo原子内s电子向d电子转移对MoS2从2Hc结构相变到2Ha结构起到重要作用.

关键词: MoS2 , 高压相变 , 弹性常数 , 热力学性质

β相Ti-X(X=Nb,Mo)合金结构稳定及其弹性性能的第一性原理

万小军 , 吴昌义 , 檀朝桂 , 林建国

稀有金属材料与工程

采用超级胞和广义梯度近似条件下投影缀加平面波的第一性原理方法研究了β相Ti-X(X=Nb,Mo)合金结构稳定、弹性性能及其电子结构,并利用Voigt-Reuss-Hill平均方法从单晶Ti-X合金的弹性常数计算出了其多晶合金的弹性模量.研究结果表明,β型Ti-Nb和Ti-Mo合金的β结构稳定性随着Nb,Mo和Ta含量的增加而增加,当Nb或Mo含量为25at％时,Ti-Nb和Ti-Mo合金表现出最低的弹性模量.进一步,利用计算出的Ti-X合金的电子态密度(DOS)分析讨论了Nb和Mo合金元素含量对这2种合金结构稳定性的影响机理.

关键词: β钛合金 , 弹性模量 , 弹性常数 , 第一性原理 , 价电子浓度

脆性材料弹性常数的复合测量法及程序实现

杨连贺 , 王瑞

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2000.08.009

指出了直接测量脆性材料弹性常数带来的困难,提出了复合测量法,详述了数据处理过程,为测量弹性常数找到了一种更为精确的新方法,在此基础上编制了C程序.

关键词: 复合材料 , 弹性常数 , 待定系数 , 线段延伸

La2Zr2O7弹性常数及最低热导率的第一性原理计算

项建英 , 黄继华 , 陈树海 , 梁文建 , 赵兴科 , 张华

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.5.001

采用基于第一性原理的赝势平面波法计算了新型热障涂层陶瓷材料La2Zr2O7的弹性常数和热力学性质.计算结果表明:优化后的La2Zr2O7的晶格常数为1.0934 nm,当O(48f)的位置参数为0.329时其晶胞总能量最低；由计算得到的三个弹性刚度张量C11,C12,C44体弹性模量B和剪切模量G可知La2Zr2O7的结构非常稳定；La2Zr2O7的杨氏模量E=201.50GPa,泊松比为0.274,同性系数为0.733,具有一定的脆性；计算得到的La2Zr2O7德拜温度为619.4K,等容比热为274.3J·mol-1·K-1,最低热导率为1.31W·m-1·K-1,与利用激光脉冲法在1473K测得的热导率1.55 W·m-1·K-1相比,相差15.48％.

关键词: 第一性原理 , La2Zr2O7 , 弹性常数 , 最低热导率

纳米压痕结合有限元法确定ZnO纳米带的弹性常数

张阳军 , 周益春

材料科学与工程学报

本文结合纳米压痕和有限元法确定了横观各向同性ZnO纳米带各方向上的弹性常数.在正向分析过程中,用ABAQUS有限元软件的压电模式大量模拟了纳米带/硅基底体系的压痕实验,得到无量纲方程的具体形式.在反向分析过程中,通过对沉积在硅基底上的ZnO纳米带进行纳米压痕实验,将相关实验数据代入无量纲方程,确定横观各向同性ZnO纳米带各方向上的弹性常数为ET=35GPa,EL=49G Pa和GL=5GPa.

关键词: ZnO纳米带 , 横观各向同性 , 弹性常数 , 纳米压痕 , 有限元法

应用数字图像相关方法测试航空复合材料的弹性常数

吉建民 , 陈金龙 , 郭广平 , 陈新文 , 王翔

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.10.014

通过数字图像相关方法对三种航空复合材料的弹性常数进行了测试.通过对DICM理论分析,依据ASTM标准提出合理的测试方案使得DICM的应变测试精度达到25με,满足航空复合材料测试要求.同时应用DICM和电测法对比测试了三种不同航空复合材料的弹性常数,实验结果表明这两种方法得到的实验结果相对误差较小,应力-应变曲线基本重合,DICM能够很好地反映航空复合材料的应变响应和精确测试其弹性常数.

关键词: 数字图像相关 , 航空复合材料 , 弹性常数 , 应变测试精度

AuxCuy金属间化合物的稳定性和热学性能的第一性原理研究

胡洁琼 , 谢明 , 张吉明 , 杨有才 , 刘满门 , 陈永泰 , 陈松 , 王塞北 , 王松

稀有金属材料与工程

采用密度泛函理论研究了AuxCuy金属间化合物的稳定性,热学和力学性能.通过计算AuxCuy各合金相的形成能和生成焓可知各个合金相是热力学稳定的,且计算出来的晶格常数与实验值吻合得较好.采用准简谐近似法计算了合金相的定容比热,对与化学键强度相关的德拜温度也进行了讨论.体模量,杨氏模量等弹性性质用Hill法进行了计算.通过计算声子谱和声子态密度讨论了2种不同结构AuCu合金相的稳定性.研究结果将为Au-Cu系的进一步开发应用提供理论基础.

关键词: AuxCuv金属间化合物 , 弹性常数 , 德拜温度 , 第一性原理

基体中含有随机分布裂纹的纤维增强复合材料的总体弹性常数

许震宇 , 张若京 , 姚璐

玻璃钢/复合材料 doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2002.05.002

本文应用自洽方法计算了含随机分布裂纹的基体的等效弹性常数,然后利用GMC方法计算了复合材料的总体弹性常数.结果表明,随着裂纹密度的增加,基体的等效弹性模量和泊松比会降为零;而同时,复合材料的纤维方向的弹性模量的下降,但是仍然能达到没有裂纹时的90%.这表明当基体完全破坏的时候,纤维仍能够在纵向承受载荷.另外,当基体的等效弹性模量和泊松比会降为零时,复合材料的横向弹性模量和剪切模量都接近为零,表明这时复合材料无法承受横向的拉压力和剪切力.

关键词: 复合材料 , 裂纹 , 弹性常数 , 一般化单胞方法 , 自洽方法