黄志伟
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赵宇宏
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侯华
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王忠
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穆彦青
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牛晓峰
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韩培德
稀有金属材料与工程
基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法研究了V掺杂Ni3Al合金的电子结构和点缺陷结构.通过计算与实验结果对比选择了适合Ni3Al合金计算的近似方法,计算了含有各个缺陷的晶胞的晶格常数,形成热和结合能,点缺陷的形成能和平衡浓度,态密度和电荷密度.计算结果表明:Ni3Al合金中反位缺陷较空位缺陷易形成,NiAl是Ni3Al合金中最主要的反位缺陷,Al位最易形成缺陷,在1400 K时,空位缺陷的浓度远远低于反位缺陷的浓度.V加入Ni3Al合金体系中能提高合金的稳定性.
关键词:
第一性原理
,
点缺陷
,
V掺杂Ni3Al
,
合金化效应
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
王小宏
,
张彩丽
,
户秀萍
,
韩培德
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理超软赝势平面波方法,研究了Al、Zn对Mg-Li合金中α-Mg/β-Li相界断裂强度的影响.体系结合能的计算结果表明Al、Zn固溶于Mg-Li合金后其结构更为稳定;从所得断裂功、态密度以及电荷密度的结果来看,Al更容易固溶于α-Mg固溶体中,对断裂强度的增强作用优于占位于α-Mg/β-Li相界面;Zn占位于α、β晶内、相界面的倾向性不明显,但均可使体系的断裂强度提高;Al、Zn复合合金化后使体系稳定性得到提高,断裂强度等得到进一步的改善.环境敏感镶嵌能的计算结果表明Zn比Al更容易偏聚于相界面;Al、Zn合金化对体系稳定性、断裂强度产生的影响主要是由于Al-3s3p轨道电子、Zn 3d轨道电子贡献产生了新的成键峰,以及Mg 2p轨道及Li 2s轨道电子在费米能级处共同作用的结果.
关键词:
Mg-Li合金
,
Al
,
Zn
,
第一性原理
,
电子结构
,
合金化效应
曹昱
,
易丹青
,
殷磊
,
吴伯涛
,
刘会群
稀有金属材料与工程
通过X射线衍射(XRD)、金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及压痕技术研究了Er对Mo5Si3基合金(铝硅质量比5:1)室温组织与性能的影响.研究结果表明:Er的添加导致了三元化合物相Mo3Er2Si4的形成;合金的组织形貌随Er含量不同有所差异,且随Er含量增加,组织中MoSi2相逐渐减少,三元化合物的含量则逐渐增加;过渡族元素Er在MoSi2中不固溶,在Mo5Si3中的溶解度也极小;Er含量为1wt%时得到略高的室温硬度值.Er难以明显改善室温断裂韧性.
关键词:
硅化物
,
合金化效应
,
显微组织
,
断裂韧性
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
古向阳
,
韩培德
,
张彩丽
,
贺志勇
,
董明慧
,
薛金祥
,
刘燕萍
稀有金属材料与工程
采用第一性原理赝势平面波方法研究了合金元素Cr、V对Ti-Al系合金电子结构的影响,计算了含Cr、V的Ti-Al 系合金的总能量、结合能、力学性能、电荷密度、态密度,从理论上解释了在Ti-Al系合金中固溶合金元素Cr、V后其性能得到改善的原因.计算结果表明,随着合金元素Cr(0～25at％)、V(0～25at％)含量的增加,合金的结合能绝对值逐渐增大,结构稳定性逐渐增强;切变模量G和杨氏模量E都逐渐增大,但提高的幅度逐渐减小.原因主要是固溶的Cr使合金中Cr 3d、Al 3p和Ti 3d电子相互杂化,V使合金中V 3d、Ti 3d和Al 3p电子相互杂化,合金的结合能力增强.
关键词:
Ti-Al系合金
,
合金化效应
,
赝势平面波方法
,
力学性能
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
姚传生
,
陈铮
,
张静
,
王永欣
稀有金属材料与工程
基于密度泛函理论,采用第一性原理赝势平面波方法计算了合金元素Ta掺杂对y’-Ni3Al相弹性常数与电子结构的影响.计算结果表明:Ta的加入能有效提高Ni3Al相的弹性性质,使其弹性模量提高12.86％,形成的Ni3(Al,Ta)金属间化合物是一种塑性相,但其本征脆性要比Ni3Al大；使用总化学键的重叠布居,定量地计算了金属间化合物的共价键性能,结果显示Ta的添加能增加Ni3Al相共价键的强度；价电荷密度及态密度的进一步分析指出:Ni3(Al,Ta)相中化学键有方向共价键和金属键共存的特征.
关键词:
Ni-Al-Ta合金
,
密度泛函理论
,
合金化效应
张彩丽
,
李晋敏
,
韩培德
,
迟美
,
闫凌云
,
刘旭光
,
许并社
稀有金属材料与工程
基于第一性原理赝势平面波方法研究了Cr加入Ni-Al合金后对Ni3Al几何和电子结构的影响,计算了不同强化相的晶胞总能量、形成热、结合能、费米能级下的成键电子数以及态密度、电荷密度,从不同角度出发,研究了不同强化相的稳定性.计算结果表明Ni-Al合金中添加Cr,Cr优先置换Al位且析出的新强化相较原强化相Ni3Al更为稳定,原因在于含Cr的新强化相在低能级处强烈成键,提高了其稳定性,其中Ni6Cr2最为稳定,但只在590℃下稳定存在,Ni5AlCr2、Ni6AlCr、Ni4Al2Cr2、Ni5Al2Cr稳定性依次降低.
关键词:
Ni-Al-Cr合金
,
赝势平面波方法
,
合金化效应
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
