材料期刊网

First-Principles Calculations on Structure, Elastic and Thermodynamic Properties of Al2X（X=Sc,Y） under Pressure

材料科学技术（英）

关键词: 体积弹性模量 , 热力学性质 , 解的结构 , 压力范围 , 第一性原理计算 , SC , 广义梯度近似 , 局域密度近似

阴离子掺杂TiO2的芯位移和热力学性质的第一性原理研究

丁戊辰 , 李微雪

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(14)60165-0

采用第一性原理计算考察了阴离子(硼、碳、氮、氟、磷、硫)掺杂的二氧化钛(包括锐钛矿相和金红石相)。芯位移计算结果表明,在氮掺杂的TiO2中,间隙掺杂类型的N的1s能级在XPS能谱上峰的位置要比替代掺杂的能级高,类似的结果也在硼、碳、磷和硫掺杂的TiO2上发现。然而对于F掺杂的TiO2,替代掺杂的峰位置比间隙掺杂的高,且与TiO2的晶相无关。还对阴离子掺杂的TiO2进行了热力学研究。结果表明,替换掺杂的形成焓高于间隙掺杂的,因此替代掺杂的TiO2的制备需要苛刻的条件,而间隙掺杂TiO2的制备只需温和的湿化学条件。

关键词: 二氧化钛 , 芯位移 , X射线光电子能谱 , 阴离子 , 替换掺杂 , 间隙掺杂 , 密度泛函理论 , 热力学性质

菱镁矿MgCO3热力学性质的第一性原理研究

鲁贵林 , 杜梅芳 , 张忠孝 , 侯宁普 , 李明强 , 张影

材料导报

采用第一性原理(First principles)的赝势平面波法,结合广义梯度近似(GGA)及PW91算法,对煤中含镁物质菱镁矿MgCO3的电子结构和热力学性质进行了计算.首先,对菱镁矿MgCO3的结构进行优化,使其达到最稳定的状态,计算结果表明菱镁矿MgCO3晶胞体积V0=289.5320a.u.3,晶胞参数为a=b=4.7888A,c=14.5785A.其次,由声子谱态密度方法计算了菱镁矿MgCO3的熵、热容、焓及吉布斯自由能.最后,由相应的数据作出图 像,再由图像拟合成函数表达式.由微观计算得出的结果为煤灰结渣问题的研究提供了理论上的指导.

关键词: 第一性原理 , 菱镁矿 , 电子结构 , 热力学性质

简谐势阱中理想Fermi气体的有限尺度效应

袁都奇

低温物理学报

在定义特征长度的基础上,应用Euler-MacLaurin公式,研究了三维简谐势阱中有限理想Fermi气体的热力学性质.给出了具有有限尺度效应修正的化学势、内能、压强张量与状态方程和热容量的解析表达式,分另就强简并和弱简并的情况进行了讨论.揭示了简谐势阱中有限尺度效应的实质以及与处于D维容器中的不同,指出了简谐势阱中的有限尺度效应使得热力学量减小,压强的各向同性(或各向异性)取决于简谐势的各向同性(或各向异性),T=0K时费米能和基态内能在满足一定边界条件时分别存在一个极大值.

关键词: 有限尺度效应 , 理想Fermi气体 , 热力学性质 , 简谐势阱

四方Mo2B基本物性的第一性原理研究

蒋华龙 , 濮春英 , 杨兴强 , 宋海珍 , 张飞武 , 周大伟

人工晶体学报

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对新近发现的四方Mo2B在0～40 GPa压力范围内的物性进行了研究,研究内容包括弹性、各向异性、脆性延展性、硬度、理论强度、热容、热膨胀系数等基本物理性质.研究发现在0～40 GPa压力范围内,四方Mo2B晶体均满足力学稳定性条件,并且表现出较强的各向同性.同时发现该晶体具有较高的抗压缩能力,但抗剪切能力较差,抗压和抗剪切能力会随压力增加而增长.此外还发现四方Mo2B为韧性材料,且压力越大韧性越强.计算显示它的维氏硬度为14.3 GPa,限制其作为超硬材料的应用.通过应力-应变的计算发现其不同方向的理想拉伸及剪切强度都比较低.此外,还利用准谐德拜模型研究了四方Mo2B的热膨胀系数以及定容热容等热力学性质.

关键词: 第一性原理 , 弹性性质 , 热力学性质 , Mo2B

碳饱和三元金属熔体热力学性质的计算方法

王海川 , 周云 , 吴宝国 , 王世俊 , 董元篪

钢铁研究学报

为了简化金属熔体热力学性质的计算过程和获得任意温度下熔体组元的热力学性质,基于一种碳饱和三元金属熔体热力学性质的计算方法,将三元金属熔体中碳的饱和溶解度分解为温度T和第三组元j的影响因子kj(或mj)两项,得到用T和kj(或mj)表示的组元活度相互作用系数的计算公式.用该公式可以计算出M-C-j三元熔体中组元j在任意温度下的活度相互作用系数,并可得到组元j 的活度相互作用系数与温度的关系式.将计算的Fe-C-Cr体系和Mn-C-Fe体系的性质应用于热力学分析,获得了与实际生产比较吻合的结果.

关键词: 碳饱和溶解度 , 影响因子 , 热力学性质 , 计算方法

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

PVDF体系浸没沉淀相转化的两步成膜机理的探讨

左丹英 , 徐又一 , 邹汉涛

膜科学与技术 doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2009.01.006

研究了不同聚合物浓度铸膜液体系DMAc/H2O/PVDF的热力学性质、沉淀速度以及膜的结构,利用两步成膜机理探讨了PVDF体系的成膜机理.结果显示,皮层分相主要由体系热力学性质控制,当PVDF浓度逐渐增加时,PVDF结晶化作用越来越重要,皮层分相由瞬时液液分相逐渐转化为延时液固分相,膜上表面由多孔结构变成致密结构.亚层的分相由动力学扩散过程控制,分相时间由动力学扩散和体系热力学性质共同控制,随PVDF浓度的增加,结晶化作用增强,DMAc和H2O相互扩散速度减小,分相时间延长,使得亚层由瞬时液液分相转变为延时液液分相,膜亚层指状大孔结构减少海绵状孔结构增多,膜的结晶度提高.

关键词: PVDF非对称膜 , 两步成膜机理 , 热力学性质 , 相分离

合金物理与化学框架

谢佑卿

材料导报

合金物理与化学框架是由相互关联的原子团簇交迭模型、特征原子排列模型、特征晶体混合模型和性质变化数学模型组成,是金属材料系统科学框架的中枢.它使合金电子结构、晶体结构、热力学性质和物理性质相互关联.依据由此框架得到的特征原子序列和相应的特征晶体序列的结构参数和性质,便可进行无序和有序合金的单原子操纵设计,并能预计它们的电子结构、晶体结构、晶格常数、热力学性质和物理性质随成分的变化.

关键词: 材料科学 , 电子结构 , 晶体结构 , 热力学性质 , 物理性质

盐酸在硫酸镉水溶液中热力学性质的研究

张春丽 , 王琴萍 , 陈树森 , 邢长宇 , 吕殿祯

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2006.01.017

在HCl-CdSO4-H2O体系中, 恒定溶液总离子强度为I=0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.5 mol·kg-1, CdSO4在溶液中的离子强度分数恒定为yB=0.00, 0.10, 0.20, 0.30, 0.50和0.70条件下, 应用经典的电动势方法, 测定无液体接界电池在278.15～318.15 K温度范围内的电动势. 由于体系中存在硫酸的二级解离, 应用数学迭代方法确定平衡体系中氢离子的浓度, AgCl-Ag电极的标准电极电势应用 Bates方法确定, 根据测得电池的电动势数据计算了混合溶液中HCl 的活度系数γA. 结果表明, 在溶液中总离子强度保持恒定时, HCl 的活度系数服从Harned规则, 混合物中HCl的活度系数lgγA 对热力学温度T作图是一条直线.

关键词: 盐酸 , 热力学性质 , 活度系数 , CdSO4 , Harned规则