γ-Fe中氢扩散行为的第一性原理研究

不锈钢中氢脆问题一直是研究者们关注热点,然而至今为止,对于钢中合金元素及空位与H原子之间的作用机理依然不清晰.采用第一性原理方法研究了H原子在不同体系下γ-Fe(Fe₈H、Fe₇Cr/MoH、Fe₇H)的扩散激活能、扩散系数以及扩散过渡态,对比了H原子在不同体系γ-Fe中的扩散难易程度,并从电子结构层次解释其相互作用.研究结果表明,空位的存在会改变H原子在γ-Fe中的扩散路径.在含空位的晶胞中H原子稳定存在于空位附近的近四面体间隙中,并沿空位附近的四面体间隙或八面体到四面体间隙路径扩散. γ-Fe中空位对H原子的影响是局域性的,一方面是捕获H原子的陷阱;另一方面降低了H原子的扩散激活能,促进H原子的扩散.而Cr/Mo的掺杂会降低空位对H原子的束缚,也会抑制H原子的扩散.     

Mo掺杂SrBi4Ti4O15陶瓷的铁电介电性能

用传统的固相烧结工艺，制备了钼掺杂铁电陶瓷样品SrBi₄Ti₄O₁₅(SBTi)铁电陶瓷SrBi_4-2x/3Ti_4-xMo_xO₁₅(x=0.00，0.003，0.012，0.03，0.06，0.09).X射线衍射的结果表明，样品均为单一的层状钙钛矿结构相，Mo掺杂未改变SBTi的晶体结构.通过扫描电子显微镜观测发现，样品晶粒为片状，随掺杂量的增加，晶粒逐 关键词： 4Ti₄O₁₅')" href="#">SrBi₄Ti₄O₁₅ Mo掺杂 剩余极化 居里温度     

MoO3/Al2O3催化剂中Mo分散的正电子研究

用浸渍法制备了一系列不同Mo含量的MoO₃/Al₂O₃催化剂.测量了这些样品的正电子湮没寿命谱(PALS)与符合多普勒展宽(CDB)谱,以研究其孔洞结构以及Mo分散.正电子寿命测量结果表明,Al₂O₃载体中存在两种不同尺寸的孔洞.掺入MoO₃之后,Mo原子主要进入Al₂O₃的大孔中,使孔洞体积减小.符合多普勒展宽谱结果表明,当MoO 关键词： 3/Al₂O₃催化剂')" href="#">MoO₃/Al₂O₃催化剂 正电子湮没寿命谱 符合多普勒展宽 Mo 分散     

超声波对合成介孔材料Al-MCM-41的有序度的影响

在超声频率为20 kHz,电功率为500 W的超声波作用下,分别以Al（NO₃）₃和Al₂ （SO₄）₃做铝源合成了具有不同Si/Al比的Al-MCM-41。XRD结果显示,尽管超声波作用下,掺杂杂原子Al也要降低介孔材料的有序度,但其有序度降低的程度比普通水热法要小,超声波的辅助可以在同样反应时间内得到比普通水热法具有更高有序度的Al-MCM-41,即在掺杂过程中,超声波要比普通搅拌有利于介孔材料保持其骨架稳定性。此外考察了超声波作用时间对产品有序度和粒度的影响。     

退火诱导机械合金化Fe42.5Al42.5Ti5B10合金的结构演变与晶粒生长动力学

利用XRD和TEM方法研究Fe_42.5Al_42.5Ti₅B₁₀合金在机械合金化及等温热处理过程中的结构演变及晶粒生长动力学,讨论了机械合金化合成机理和热处理过程中的晶粒生长机理.结果表明,球磨过程中Al,Ti,B原子向Fe晶格中扩散,形成Fe(Al,Ti,B)固溶体.机械合金化合成Fe(Al,Ti,B)遵循连续扩散混合机理.球磨50h后,金属Fe,Al,Ti,B已完全合金化,球磨终产物为纳米晶Fe(Al,Ti,B).球 关键词： XRD TEM 42.5Al_42.5Ti₅B₁₀合金')" href="#">Fe_42.5Al_42.5Ti₅B₁₀合金 机械合金化     

Ti原子在Al(110)表面吸氢过程中催化作用的第一性原理研究

运用第一性原理方法对H₂分子在Ti掺杂和纯的Al(110)表面的吸附情况进行了研究,发现有Ti原子掺杂时,存在一个H₂分子的吸附路径,即位于Al(110)面顶位Ti原子上方的H₂分子会发生解离,并与Ti原子形成TiH₂分子,然后TiH₂分子向能量更低的空位移动并接近Al(110)表面.态密度与电荷布居分析显示,吸附完成后H原子与表面Al原子存在较强的共价键作用,这为Al-H类物质及Na_{3 关键词： 钛 吸附 解离能 第一性原理}     

La掺杂对Bi4Ti3O12薄膜铁电性能的影响

利用Sol-Gel法在Pt/Ti/SiO₂/Si衬底上制备出Bi₄Ti₃O₁₂和Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜，研究了La掺杂对Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的晶体结构、铁电性能和疲劳特性的影响，发现La掺杂没有改变Bi₄Ti₃O₁₂薄膜的基本晶体结构，并且提高了Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜的剩余极化值和抗疲劳性能，对La掺杂改善Bi₄Ti₃O₁₂铁电薄膜性能的机理进行了讨论. 关键词： 铁电性能 4Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂薄膜 3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜')" href="#">Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂薄膜 sol-gel法 La掺杂     

(Bi,La)4Ti3O12-Sr(Bi,La)4Ti4O15共生结构铁电材料性能研究

采用固相烧结工艺，制备了不同La掺杂量(x=0.00，0.25，0.50，0.75，1.00，1.25和1.50) 的(Bi, La)₄Ti₃O₁₂-Sr(Bi, La)₄Ti4O₁₅ (SrBi_8-xLa_xT i₇O₂₇)共生结构铁电陶瓷样品.用x射线衍射对其进行微结构分析 ，并测量铁 关键词： 4Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti₄O₁₅')" href="#">Bi₄Ti₃O₁₂-SrBi₄Ti_{4O15 La掺杂 铁电性能 居里温度 弛豫铁电}     

CaCu3Ti4O12-MgTiO3陶瓷的介电性能与I-V非线性特征

采用固相反应法制备了一系列CaCu₃Ti₄O₁₂-xMgTiO₃(x = 0, 0.25, 0.5, 1.0)复相陶瓷,研究了MgTiO₃掺杂对CaCu₃Ti₄O₁₂(CCTO)陶瓷相结构、显微组织、介电性能和I-V非线性特征的影响.研究发现:MgTiO₃掺杂不仅使CC 关键词： I-V非线性系数')" href="#">I-V非线性系数 巨介电常数 压敏电压     

Zr催化剂对NaAlH4和Na3AlH6可逆储氢性能的影响

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法,分别计算纯净的以及掺杂Zr的NaAlH₄和Na₃AlH₆的晶格结构常数、能量、电子局域函数和电子态密度.结果表明：NaAlH₄和Na₃AlH₆分别是带隙为46和31 eV的绝缘体;NaAlH₄和Na₃AlH₆中Al—H键是共价键,Na—H键是离子键;Zr原子替代Na原子 关键词： 储氢 4')" href="#">NaAlH₄ 3AlH₆')" href="#">Na₃AlH₆ Zr掺杂     

第一原理研究Mn掺杂LiNbO3晶体的磁性和光吸收性质

采用基于密度泛函理论和局域密度近似的第一性原理分析了Mn掺杂LiNbO₃晶体的结构, 磁性, 电子特性和光吸收特性. 文中计算了Mn占据Li位和Nb位体系的形成焓, 对应的形成焓分别为-8.340 eV/atom和-8.0062 eV/atom, 也就意味着Mn 原子优先占据Li位. 这也就意味着Mn原子占据Li位的掺杂LiNbO₃晶体结构更稳定. 磁性分析的结果显示, 其对应磁矩也比占据Nb位的高. 进一步分析磁性的来源, 自旋态密度结果显示: Mn掺杂LiNbO₃晶体的磁性主要源于掺杂原子Mn, Mn原子携带的磁矩高达 4.3 μ_B, 显示出高自旋结构. 由于Mn-3d与近邻O-2p及次近邻Nb-4d 轨道的杂化作用, 计算表明: 诱导近邻O原子及次近邻Nb原子产生的磁矩对总磁矩的贡献较小. 通过光学吸收谱的分析, 得出在可见光区Li位被Mn原子替代以后显示出更好的光吸收响应相比于Nb位. 本文还分析了O空位对于LiNbO₃晶体磁性与电子性质的影响, 结果显示O空位的存在可以增加Mn掺杂LiNbO₃体系的磁性.     

Ta和Re对Ni/Ni3Al相界面断裂强度和蠕变强度的影响

采用基于密度泛函理论和广义梯度近似的第一原理方法,探究Ta元素和Re元素在Ni/Ni3Al相界面中的相互作用及其对界面强度的影响.计算表明:在绝大多数化学计量比范围内, Ta原子优先占据γ相中的顶点Ni位, Re原子优先占据γ’相中的Al位, Re原子和Ta原子共合金化时掺杂位置不发生改变.通过格里菲斯断裂功、不稳定堆垛层错能及空位迁移能的计算,得出Ta和Re合金化都可以增强界面的格里菲斯断裂能,提高界面的结合强度,两种合金化元素均提高了体系的不稳定堆垛层错能,即提高了界面阻碍位错运动的能力和抵抗变形的能力,其中Re的单独合金化效果更好.两种元素的掺杂提高了界面上空位迁移的势垒,阻碍了空位的发射和吸收,进而提高了合金的蠕变能力.     

Al-Ni-Co三元系中(Ni,Co)3Al4的晶体结构——一种由空位控制的新合金相

(Ni,Co)₃Al₄。是Al-Ni-Co三元系中的一种三元相,其均匀存在范围在室温为,55—58.5A/0 Al,26—35A/0 Ni和10-15.5A/0 Co。这个三元相属立方晶系,空间群为O_h¹⁰-Ia3d,每晶胞含112个原子,在室温的点阵常数为α=11.3962?。这个结构是由64个CsCI型基本结构单位堆垛而成的一种超结构。在这64个基本结构单位中,有16个体心位置是有序地空着的,在16(b)的等效位置上构成了16个八面体空位。基本结构单位的角位置16(a)和48(f)都由Al原子占据着,而心位置48(g)则由Ni原子和Co原子无规地占据着。由于空位的存在,原子位置从其原来的CsCl型结构单位位置有所偏离;测定的结果是,x_f=0.010,x_g=0.369。从合金相的存在范围及原子在结构内的分布情况,这个合金相的理想化合式决定为(Ni,Co)₃Al₄,每单胞含16个化合式量。 关键词：     

Sc在Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金中作用机理的电子理论研究

通过晶胞平移获得Al-Zn-Mg-Cu合金中α-Al,Al₃Sc及η相原子集团模型,采用自编软件建立α-Al/液态Al界面、α-Al/Al₃Sc界面原子团模型.用递归法计算合金中各组织的态密度、结合能、费米能级,合金元素Sc与空位相互作用能等电子参数.依据电子参数解释合金晶粒细化、腐蚀的物理本质.研究表明： Al₃Sc从液态金属析出时释放的能量比α-Al从液态金属析出时所释放的能量少,可先于α-Al从液态金属中析出;且α-Al 关键词： 电子结构 腐蚀 超高强Al合金     

替位式掺杂的富勒烯分子C77X(X=B,N原子)的非线性光学性质

采用推广的Su-Schrieffer-Heeger模型和sum-over-state方法计算了掺杂的富勒烯分子C₇₇X(X=B或N原子)的三阶非线性极化率γ.计算结果表明：1)与C₇₈相比,各C₇₇X分子的三阶非线性极化率γ的静态值均有不同程度的提高(3—40倍);2) C₇₇X的非线性动态光学响应不仅与掺杂原子有关,还与异构体种类和掺杂位置有关. 关键词：     

温度对ZnO/Al2O3(0001)界面的吸附、扩散及生长初期模式的影响

构建了一个ZnO沉积在α-Al₂O₃(0001)表面生长初期的模型，采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法进行了动力学模拟.发现在400，600和800℃的条件下界面原子有不同的扩散能力，因此温度对ZnO/α-Al₂O₃(0001)表面界面结构以及ZnO薄膜生长初期模式有决定性的影响.在整个ZnO吸附生长过程中，O原子的扩散系数大于Zn原子的扩散系数，O原子的层间扩散对薄膜的均匀生长起着重要作用.进一步从理论计算上证实了ZnO在蓝宝石(0001)上两种生长模式的存在，400℃左右生长模式主要是Zn螺旋扭曲生长，具有Zn六角平面对称特征，且有利于Zn原子位于最外表面.600℃左右呈现为比较规则的层状生长，且有利于O原子位于最外表面.模拟观察到在ZnO薄膜临近Al₂O₃基片表面处，Zn的空位缺陷明显多于O的空位缺陷. 关键词： 扩散 薄膜生长 2O₃(0001)')" href="#">α-Al₂O₃(0001) ZnO     

Ni4Ti3沉淀相对NiTi形状记忆合金相变行为的影响

采用第二近邻修正型嵌入原子势的分子动力学方法,建立了共格沉淀相与半共格沉淀相块状/柱状模型,模拟了温度诱发相变和应力诱发相变,分析了Ni₄Ti₃沉淀相对Ni Ti形状记忆合金相变行为的影响．结果表明,Ni₄Ti₃沉淀相本征应变诱发的弹性应力场对相变中马氏体变体类型、形核位置、分布等有重要影响.在温度诱发相变时,共格沉淀相促进部分马氏体变体的形核生长,能显著提高Ni Ti超弹性形状记忆合金的马氏体相变开始温度;在应力诱发相变时,Ni₄Ti₃沉淀相使马氏体早于无沉淀相区域形核,导致了相变应力降低、抑制了马氏体解孪,减小了应力-应变曲线的滞回环.     

单原子Al修饰空位缺陷V2C（MXene）对H2气体表面吸附的第一性原理研究

基于第一性原理计算方法,对含空位缺陷的V₂C(MXene)在不同位点修饰单原子Al的相关性能进行系统研究.研究表明,几何优化后得到含空位缺陷的V₂C稳定结构表面能为-3075.53 J/m²,单原子Al修饰本征V₂C单原子的吸附能为1.5511eV、单原子Al修饰空位缺陷V₂C的吸附能为-2.0763 eV,这表明含空位缺陷的V₂C,由于单原子Al的修饰可以明显改善晶体结构稳定性.进一步从态密度、分波态密度、吸氢能力研究发现,各体系态密度和分波态密度均出现分波越过费米能级的现象,表现出较强的金属性;V₂C吸附H₂气体分子吸附能为-7.5867 eV,而空位缺陷V₂C和单原子Al修饰空位缺陷V₂C两个体系对H₂气体分子的吸附能仅为-0.9851 eV、-2.7130 eV,均未能进一步改善V₂C对H₂气体分...     

Nb掺杂γ-TiAl金属间化合物的电子结构与力学性能

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Nb掺杂γ-TiAl金属间化合物的结构参数、能带结构、电子态密度及弹性常数.结果表明:Nb替代Ti掺杂相比Nb替代Al掺杂的形成能低,Nb在替位掺杂时更倾向于取代Ti原子形成稳定的结构,Nb替代Ti掺杂能够提高γ-TiAl金属间化合物的抵御塑性变形能力、断裂强度和延展性;与Nb替代Ti掺杂相比,Nb替代Al掺杂同样增强γ-TiAl金属间化合物的断裂强度且其增强延展性的效果更好,但抵御塑性变形的能力有所削弱.     

La掺杂SrBi4Ti4O15铁电材料性能研究

按x=0.00，0.10，0.25，0.50，0.75和1.00，采用固相烧结工艺，制备了不同La掺杂量的SrBi_4-xLa_xTi₄O₁₅的陶瓷样品. 用x射线衍射对其微结构进行了分析，并测量了铁电、介电性能.结果发现，La掺杂未改变SrBi₄Ti ₄O₁₅的晶体结构.随掺杂量的增加，样品的矫顽场(E_c)下降，剩余极化(2P_{关键词： 4-x}La_xTi₄O₁₅')" href="#">SrBi_4-xLa_xTi₄O₁₅ La掺杂 铁电性能 相变温度 弛豫铁电