曾宪波彭平
金属学报
采用第一原理赝势平面波方法计算了D019结构的α2-Ti-25Al-xNb(x=0-12, 原子分数, %) 晶体的弹性模量(B, G和E) 和抗拉强度 (σb), 并利用Cauchy压力(c12-c44)与G/B比值表征和评判了不同浓度Nb合金化时α2-Ti-25Al-xNb合金的韧脆化倾向. 结果表明: 在 x=2-12时, α2-Ti-25Al-xNb晶体的抗拉强度 (σb)与α2相合金的弹性模量(B, E和G)随$x$增加而增大; 在x=0-6时, α2-Ti-25Al-xNb合金脆性有一定改善, 且x值越大韧化效果越好; 但在x=7-9 时, 相对于α2-Ti3Al, 合金脆性不但没有得到弱化, 反而随x增加而加剧; 随后, 当x进一步增大时, 合金脆性又随x增加再次得到改善, 至x=12时, α2-Ti-25Al-xNb合金的韧化效果最好. 通过电子态密度 (DOS) 和投影电子态密度 (PDOS)等电子结构的分析, 初步解释了Nb的这种强化与韧化作用.
关键词:
α2-Ti3Al
,
Nb alloying
,
mechanical property
,
first-principles calculation
,
null
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null
,
null
Ping PENG
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Caixing ZHENG
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Shaochang HAN
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Zhaohui JIN
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Rui YANG
,
Zhuangqi HU
材料科学技术（英）
The interfacial binding covalent bond density (CBD) and the local environmental total bond order (LTBO) of the Ni/Ni3Al interface with different lattice misfits (δ) were calculated by using first-principles discrete variation Xα method. It was found that the effects of lattice misfits on the electronic structures of incoherent Ni/Ni3Al interface were very obvious. On one hand, less than -0.6% negative lattice misfit can promote the binding strength of γ/ interface. On the other hand, the total bonding strength ofγ/ interface decreases with increasing δ. Therefore, the magnitude and sign of lattice misfit must be carefully controlled for balancing the high temperature creep strength of Ni-base single crystal superalloy and the structural stability ofγ/ interface when one designs a new Ni-base single crystal superalloy.
关键词:
γ/ interface
,
null
,
null
,
null
邓胜华
,
金慧
,
李红
稀有金属材料与工程
用第一原理法对Ge/Si (113)表面的重构、表面能和表面应力及其随Ge沉积层数的变化情况进行了计算,分析了Ge/Si (001)自组织量子点DOME形成机制和稳定性.发现构成DOME的Ge/Si(113)表面在压应变条件下是能量非常低的稳定表面.Ge原子在Si(001)表面上自组织生长量子点时,首先形成HUT岛;当生长到相当于约4个(001)层厚时,Ge/Si (113)表面表现为(2×2)-TPI&R重构,并开始形成稳定的DOME岛.
关键词:
Ge/Si自组织量子点
,
Si(113)表面重构
,
第一原理计算
,
表面能
,
表面应力
张立
,
王喆
,
陈述
,
冯于平
,
柯荣现
,
万庆磊
硬质合金
doi:10.3969/j.issn.1003-7292.2014.02.008
过渡族金属碳化物是最常见的硬质合金微观组织结构与性能调控添加剂,添加剂在硬质合金中赋存状态的研究是WC晶粒生长抑制机理研究的基础,也是硬质合金材料与工艺设计的基础.从基于第一性原理计算的理论研究、基于高分辨透射电镜和原子探针层析法的实验观察分析等2个方面,综述了过渡族金属碳化物在WC/β(钴基固溶体粘结相)相界偏析行为的研究现状.基于过渡族金属碳化物在硬质合金中晶界与相界的偏析行为、在硬质相与粘结相中的固溶行为,讨论了硬质合金中WC晶粒生长机理与晶粒生长抑制机理以及过渡族金属碳化物对硬质合金性能的影响机理,提出了硬质合金材料与工艺设计的建议.
关键词:
硬质合金
,
界面偏析
,
高分辨透射电镜
,
原子探针层析法
,
第一性原理计算
王鑫
,
王欣
,
尹倩倩
,
吴波
,
林玮
,
唐电
中国有色金属学报
采用基于密度泛函理论的投影缀加平面波方法和广义梯度近似计算了萤石相ZrO 2及掺杂Ru形成的复合氧化物的晶体结构、电子结构、内聚能以及Bader电荷。结果表明：萤石相ZrO 2和RuO 2的点阵参数与文献报道的数值基本相符。萤石相ZrO 2中掺入Ru后，体系的晶胞形状发生微小变形且晶胞体积减小；体系由直接带隙半导体转变为间接带隙半导体，带隙从3.06 eV减小至1.03 eV。对比Ru掺杂前后ZrO 2的内聚能、态密度和Bader电荷变化发现，Ru掺杂后体系的离子性增强，共价性减弱。
关键词:
(Ru0.125,Zr0.875)O2
,
第一性原理计算
,
内聚能
,
Bader电荷布居
李贵发
,
朱深亮
,
鲁世强
,
刘俊伟
,
彭平
稀有金属材料与工程
基于第一原理计算方法,通过比较Co、Pd合金化前、后NiTiNb合金能态、电子、态密度等微观结构变化,表征和评判了Co、Pd掺杂对NiTiNb合金相变的影响,结果表明:Co元素在NiTi和NiTi(Nb)相取代Ni位的结合能和形成焓小于其取代Ti位,表明Co元素将以取代Ni位形式固溶,Mulliken布居和电子密度计算显示,Co固溶后将与最近邻Ti原子形成强键作用,导致Co周围Ti原子活性降低,Ni/Ti原子比升高,所以Co合金化后NiTiNb合金Ms反而降低.对于Pd元素,虽然其取代Ti位的形成焓略小于取代Ni位,但NiTi(Pd→Ni)和NiTi(Nb)(Pd→Ni)的结合能均小于Pd取代Ti位,同时Pd→Ni位后固溶相的Fermi能级处电子数减少,Pd成键峰峰值更高、峰型更集中,所以Pd以置换Ni位更稳定,Ni/Ti原子比降低,NiTiNb合金Ms升高.
关键词:
第一原理计算
,
NiTiNb合金
,
合金化效应
,
相变温度
刘雪华
,
邓芬勇
,
翁卫祥
,
王欣
,
林玮
,
唐电
中国有色金属学报
采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法和局域密度近似，研究Ru掺杂SnO 2形成的Sn 0.875 Ru 0.125 O 2复合氧化物电极的晶体结构和电子结构，比较掺杂前后体系的能带结构、电子态密度和载流子浓度。计算表明：Ru掺杂后SnO 2的晶胞体积缩小，复合氧化物电极的能带结构、电子态密度和载流子浓度均发生显著变化，导致材料的导电类型呈现近金属特性，揭示Ru掺杂后SnO 2导电性能显著增强的原因是导带底附近形成的杂质能级的贡献。
关键词:
Sn基氧化物
,
Ru掺杂
,
第一性原理计算
,
电子结构
,
导电性能
刘海龙
,
吴波
,
黄超然
,
王敏
,
周泽友
,
赵春凤
,
熊远鹏
,
吴育锋
稀有金属材料与工程
采用亚晶格模型,辅助以第一性原理总能计算,研究了Ll2结构的Co3Ti基金属间化合物中元素的占位有序化行为.结果表明,Co3Ti化学计量比合金呈现完全有序化;对于xco/xTi为3:1的Co72Ti24M4合金,第3合金组元M为Si或Ta时,M与Ti共同占据la位置,M为Cu、Ni、Pd、Rh、V或W时,M与Co占据3c位置,而当M为Al、Cr、Ge、Mn、Sc或Y时,M在la和3c位置的占位分数相同,这些元素的占位行为均不受温度影响;而当M为Fe、Hf、Mo、Nb、Ru和Zr的占位情况随温度发生变化.随原子核外层电子的增加,原子占位逐渐倾向于从la亚晶格转向3c位置.亦预测了xCo/xTi偏离3∶1的部分合金的占位分数随合金成分和温度的变化细节,预测结果与文献进行了比较,并澄清了文献上的分歧.
关键词:
Co3Ti基金属间化合物
,
有序化行为
,
亚晶格模型
,
合金热力学
,
第一性原理计算
范晓丽
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.09.07
介绍了材料基因组计划的目标与核心思想,讨论了材料基因的来源与定义.虽然材料基因和计算材料都不是新事物,但两者均是材料基因组计划的核心要素,是加快新材料发展的关键.集成计算材料工程是材料基因组计划的基本要素,集合原子、微观、介观和宏观尺度计算工具的材料集成计算在新材料设计、工艺优化、环境响应方面发挥着重要作用.通过几个研究项目,介绍了第一性原理计算在新材料设计方面的应用,展示了高通量计算筛选新材料的强大功能.不仅如此,高通量计算结果和实验数据的结合将促进对材料物性的认识和材料基因组数据库的建设,为新材料设计提供有益信息.实施材料基因组计划,认识并建立材料结构与属性之间演化规律与新材料发现同等重要.此外,材料基因组计划还旨在变革材料研发理念与模式,在材料研发的全周期过程中采用交互、连续的流程模式,开发并集成计算工具、实验工具、数据信息三大基础构架模块.
关键词:
材料基因
,
集成计算材料
,
第一性原理计算
,
高通量材料计算
