TiF_3,TiCl_3中阴阳离子对LiBH_4协同催化机理的第一性原理研究

应用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了TiF3,TiCl3催化剂中阴阳离子对LiBH4的协同催化机理.研究发现:金属Ti相对于卤族元素掺杂不容易实现;金属和卤族元素同时掺杂比Ti单独掺杂容易实现;对TiF3催化剂,一种元素掺杂的实现有助于另一种元素掺杂的实现,这大大提高了掺杂浓度.基于电子结构分析,得出卤族元素单独掺杂会降低LiBH4的稳定性;Ti单独掺杂使LiBH4费米能级升高、在带隙中引入缺陷能级、使B—H键结合减弱,这些可能是Ti的卤化物催化剂大大改善LiBH4释氢性能的原因.LiBH4中加入Ti的卤化物催化剂改善其释氢性能主要是由于催化剂使B—H共价结合减弱,这使得氢容易扩散.TiF3,TiCl3催化剂,在LiBH4可逆释氢反应过程中F,Ti协同降低B—H共价结合,而Cl,Ti这种协同作用不显著,这是TiF3对LiBH4催化效果优于TiCl3的原因.     

掺杂对Ni51.5 Mn25 Ga23.5相变行为和磁性的影响

通过往母合金Ni51.5Mn25Ga23.5掺入7种ⅣA,ⅤA和ⅥA过渡族元素得到系列掺杂合金Ni51.5Mn23M2Ga23.5.M为掺杂元素.实验结果表明,掺杂效应一般引起马氏体相变温度的下降,其中,W的掺杂是7种元素中唯一使相变温度升高的特例,且出现了中间马氏体相变.同时,在价电子浓度不变的情况下,相变更敏感于原子的尺度效应.实验发现,Ti,Zr,Hf,V四种非磁性元素的掺杂使Mn原子磁矩减小,而Nb,Ta,W三种非磁性元素的掺杂却可以明显地增大Mn原子的磁矩.在考察掺杂效应时,不能忽略马氏体相变引起的晶格变化对材料磁性的影响.     

掺杂对Ni51.5Mn25Ga23.5相变行为和磁性的影响

通过往母合金Ni_51.5Mn₂₅Ga_23.5掺入7种IVA, VA和VIA 过渡族元素得到系列掺杂合金Ni_51.5Mn₂₃M₂Ga_{23 .5}.M为掺杂元素.实验结果表明，掺杂效应一般引起马氏体相变温度的下降，其中，W 的掺杂是7种元素中唯一使相变温度升高的特例，且出现了中间马氏体相变.同时，在价电子 浓度不变的情况下，相变更敏感于原子的尺度效应.实验发现，Ti，Zr，Hf，V四种非磁性元 素的掺杂使Mn原子磁矩减小，而Nb，Ta，W三种非磁性元素的掺杂却可以明显地增大Mn原子 的磁矩.在考察掺杂效应时，不能忽略马氏体相变引起的晶格变化对材料磁性的影响. 关键词： NiMnGa 掺杂 马氏体相变 磁性     

V—Ni合金的制备及吸氘性能

金属V作为贮氢材料具有良好的增压性能因而在ICF靶丸制备工艺中备受关注，但是金属V难活化，严重影响了其在增压材料方面的应用。为了改善金属V的活化性能，向金属V中掺杂少量的金属Ni以期达到对其改性和改善其贮氢性能的目的。     

第一性原理研究Hf对ZrCoH3放氢的影响

过渡金属元素Hf被设计成通过占据Co原子、Zr原子和间隙位点来添加到ZrCoH₃中.通过第一性原理计算研究了Hf对ZrCoH₃放氢的影响.发现用Hf掺杂会使ZrCoH₃不稳定,导致氢离解能(E_d)、Co-H平均单位键长的键序(SBO_Co-H)降低,顺序为Zr₁₆Co₁₆H₄₈> Zr₁₆Co₁₆HfH₄₈> Zr₁₆Co₁₅HfH₄₈> Zr₁₅Co₁₆HfH₄₈.理论研究表明在ZrCoH₃-Hf体系中,较弱的Co-H共价键相互作用、金属特性和Hf-H键的形成都有利于提高ZrCoH₃的放氢能力. Hf原子优先占据间隙位,但这对氢离解能影响很小,氢离解能与位置...     

氟阴离子掺杂对NaMgH3储氢性能影响的第一性原理研究

化学氢化物NaMgH₃由于具有较高的氢质量和体积密度而被认为是颇具开发潜力的贮氢材料之一.文中采用基于密度泛函理论（DFT）的平面波赝势（PW-PP）方法,初步探讨了氟阴离子影响NaMgH₃放氢性能的机理.计算结果表明,氟取代氢化物中的部分氢导致了氢化物形成焓及反应焓的降低,改善了体系的热力学性能,有利于氢化物的放氢. 关键词： 储氢材料 氟掺杂 形成焓 反应焓     

Cu掺杂SnO_2/TiO_2复合薄膜的制备及性能研究

制备Cu掺杂的纳米Sn O2/Ti O2溶胶,采用旋涂法在载玻片上镀膜,经干燥、煅烧制得Cu掺杂的Sn O2/Ti O2薄膜,通过对比实验探讨掺杂比例、条件、复合形式等对结构和性能的影响。采用XRD、SEM、EDS、UVVis等测试手段对样品进行表征,并以甲基橙为探针考察了其光催化降解性能。XRD测试结果显示薄膜的晶型为锐钛矿型,结晶度较高。SEM谱图显示薄膜表面无明显开裂,粒子分布均匀,粒径约为20 nm。EDS测试结果表明薄膜材料中含有Cu元素,谱形一致。UV-Vis吸收光谱表明Cu掺杂以及Sn O2/Ti O2的复合使得在近紫外区的光吸收比纯Ti O2明显增强。光催化实验表明Cu掺杂后使得Sn O2/Ti O2复合薄膜对甲基橙的光催化降解效率进一步提高,Sn O2/Ti O2复合薄膜的光催化活性在10%Cu掺杂时达到最高。     

Mg2 Ni贮氢合金的结构、性能与改性

Mg2Ni合金以价格低廉、高能量密度,而引起人们的广泛关注。本文对Mg2Ni贮氢合金的结构、性能特别是电化学性能,以及常用的改性方法进行综述。     

Ti0.33WO3电子结构和太阳辐射屏蔽性能第一性原理研究

节能减排已成为当今社会发展的主题,对节约能源、提高太阳能的高效综合利用的新型窗用透明隔热材料的理论设计和研究尤其重要.本文采用基于密度泛函理论的计算方法,研究了六方相三氧化钨Ti掺杂前、后的晶格参数、电子能带结构、形成能和光学性质.研究结果表明,Ti掺杂后晶格体积增大,系统能量降为负值,体系具有更好的稳定性;掺杂后电子能带结构发生很大的变化,但材料仍保持n型电导率;随之,其光学性质也发生改变,掺杂前h-WO3无近红外吸收性能,掺杂后的Ti0.33WO3具有很强的近红外吸收性能.在此基础上研究了Ti掺杂h-WO3前、后的太阳辐射屏蔽性能,掺杂前无太阳辐射屏蔽性能;掺杂后的Ti0.33WO3薄膜具有可见光高透明、近红外屏蔽的性能.计算结果为Ti掺杂h-WO3在窗用透明隔热材料方面的研究提供了理论依据.     

钽掺杂对钛酸钡导热性能影响的研究

利用光热检测技术测量了钛酸钡材料的导热性能，得到了不同成型压力、烧结温度以及不同 掺杂量下的钛酸钡材料的热扩散率.研究了钽掺杂对钛酸钡材料导热性能的影响，发现了钽 元素掺杂量小于1.5mol%时，钛酸钡材料的热扩散率随掺杂量的增加而增大，当钽元素掺杂 量大于1.5mol%时，热扩散率随掺杂量的增加而减少.对钛酸钡材料的导热性能做了进一步的 分析. 关键词： 光热检测 钛酸钡 导热性能 钽掺杂     

金属元素掺杂对TiAl合金力学性能的影响

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了金属元素X (X分别表示V, Nb, Ta, Cr, Mo和W)掺杂对TiAl合金性能的影响. 研究发现, 掺杂可以有效减小合金的各向异性, 增强Ti-Al 原子间的相互作用, 同时增强金属键性, 减弱共价键性, 有利于塑性变形. 在相同的压力下, 不同的掺杂浓度和掺杂元素对体积的影响不同. 通过计算不同掺杂体系的弹性常数、体弹模量和剪切模量可知: 当掺杂浓度为6.25%时, 相对于V, Nb和Ta, Cr, Mo和W掺杂能较好地改善TiAl金属间化合物的韧性; 当掺杂浓度为12.5%时, 相对其他掺杂元素Mo的韧化作用最强. 从Mo掺杂后TiAl体系的分波态密度和电荷密度图, 发现Mo和Ti 原子发生强烈的s-s, p-p, d-d电子相互作用, 有效地束缚了合金中Ti和Al原子的迁移, 有助于提高合金的稳定性和强度.     

ZnSe及其Mn掺杂复合材料光吸收催化性能和高压结构性能研究

ZnSe半导体材料是制备光电器件和光催化反应催化剂的重要原材料。其单体材料具有强光下易变质、电子-空穴复合等现象。通过元素掺杂制备ZnSe复合材料,并与单体材料对比研究了元素掺杂所提升的ZnSe的光学及结构性能。首先采用水热法实验室制备纯ZnSe和Mn∶Zn加入比分别为5%、 10%、 15%和20%的ZnSe复合材料,对比材料形貌、结构,光吸收和催化性能,结果显示掺杂比为10%的样品结晶度最高,杂质成型量最少,催化性能最佳。采用Mao-Bell型金刚石压腔结合原位拉曼光谱探究纯ZnSe和掺杂比为10%的样品的高压结构相变行为,以探究元素掺杂对样品结构性能的影响。研究结果：(1)扫描电子显微镜(SEM)图显示,加入Mn元素后制得的ZnSe样品形貌为球状,与纯样大致相同,球状颗粒表面有小颗粒负载,且随着Mn加入量的增加,表面负载的物质增多;(2)X射线衍射(XRD)图谱表明,ZnSe样品结构为立方闪锌矿结构,随着Mn加入量的增加,样品MnSe特征峰增强,杂质MnO₂成型越完全。掺杂比为10%的样品ZnSe结晶度高,杂质成型量少;(3)固体紫外漫反射(UV-Vis)结...     

掺杂对光纤紫外传输性能的影响

对光纤紫外传输特性进行了研究和分析.利用下陷内包层结构设计,对芯层采用不同含量的锗元素和氟元素掺杂,用等离子体化学汽相沉积工艺进行光纤研制,用相同光纤拉丝工艺制备了样品光纤.通过对所制备样品光纤的光学特性、传输损耗谱、紫外传输效率和稳定性等性能的对比分析测试,得到了光纤芯层不同掺杂含量对光纤紫外性能的影响,并使用光纤芯层中的缺陷对这些测试结果进行了分析,结果表明:光纤的紫外传输效率直接受芯层掺锗的影响,但紫外传输稳定性还受到光纤芯层中其他掺杂元素的影响,有新的缺陷产生作用.     

掺杂Fe对VH2解氢性能影响的第一性原理研究

采用密度泛函理论(DFT)的第一性原理的平面波超软赝势方法,研究了Fe掺杂对VH₂的电子结构和解氢性能的影响.通过计算Fe掺杂VH₂前后体系的合金形成热、V-H之间的重叠布居数、电子态密度、电子密度,发现Fe掺杂VH₂后,随着Fe含量增加,合金体系的晶胞参数和晶胞体积逐渐减少;体系的负合金形成热逐渐减少,且掺杂后体系的负合金形成热都比VH₂的负合金形成热小,体系的稳定性降低;电子态密度计算也显示Fe掺杂后费米能级处的电子浓度增加,体系稳定性降低;重叠布居数和电子密度计算表明掺杂后V-H之间的重叠布居数由0.1减小为0.08或0.09,V-H之间的电子密度减少,说明V和H原子之间的相互作用减弱,提高了VH₂的解氢性能.计算结果解释了实验现象. 关键词： Fe掺杂 电子结构 解氢性能 第一性原理计算     

高性能碳材料在HL—1M边缘等离子体中的辐照实验

碳材料尤其是掺杂改性的石墨和C／C复合材料仍是面对等离子体壁材料（PFM）的首选之一。近年来,我们用热压方法研制了一系列的硼（B）、钛（Ti)、硅（Si)掺杂石墨和B4C掺杂C／C复合材料。化学溅射和氢滞留与解吸实验研究表明,一定量的B杂质能够有效地减少化学溅射产额,降低氢和甲烷的解吸温度和减少甲烷的解吸产额。然而单项的模拟实验对于检验材料的综合性能是不够的,为此,有必要将材料引入Tokamak进行材料的边缘等离子体辐照实验,以研究材料的综合性能和协同效应机制,从而为材料的研制提供第一手的数据。     

强磁场对金属离子掺杂CaTiO_3结构和光学性能的影响

研究了800℃条件下不同制备磁场强度(最高12 T)对Ca Ti O3及其浸渍掺杂样品在结构和光学性能方面的影响.研究表明:样品吸光性能随浸渍掺杂的离子浓度的增大而提升,且发生红移现象;相同掺杂浓度下,磁场下制备样品的吸光性能均较非磁场下制备的样品有所提高,但不同磁场强度下所制备样品的吸光曲线彼此差异不大;此外,磁制备纯Ca Ti O3晶体粉末的X-射线衍射曲线峰左移,紫外-可见漫反射光谱吸收截止波长增长,这表明强磁场可使Ca Ti O3晶面间距和晶格常数增大、禁带宽度减小.     

Ti掺杂Nd2Fe14B/α-Fe纳米双相复合永磁体晶化动力学

纳米双相复合稀土永磁材料,利用硬磁相高磁晶各向异性和软磁相高饱和磁化强度的优点,通过铁磁交换耦合作用获得优异的磁性能.但是如何解决软硬磁双相纳米微结构不匹配的问题,控制软硬磁相同时达到理想的纳米尺度复合是关键.本文研究了掺杂合金元素Ti对熔体快淬法制备的Nd₂Fe₁₄B/α-Fe快淬薄带晶化过程的影响.结果表明,掺杂合金元素Ti能影响Nd₂Fe₁₄B/α-Fe交换耦合磁体整个晶化动力学过程,使α-Fe相的晶化激活能升高,抑制其从非晶相中析出.同时,降低1∶7亚稳相的晶化激活能,起到稳定亚稳相的作用.而且随着晶化温度的进一步提高, α-Fe和Nd₂Fe₁₄B两相由1∶7亚稳相分解产生,从而有效避免了α-Fe相的优先析出.显微组织观察表明,掺杂Ti的样品晶粒细小、分布均匀,平均晶粒尺寸在20 nm左右,没有特别大的α-Fe粒子出现.当Ti的掺杂量原子百分数为1.0%时,获得了最佳磁性能(BH)_max=12 MG·Oe(1 G=10     

I掺杂金红石TiO_2(110)面的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理研究了I掺杂金红石Ti O2(110)表面的形成能和电子结构,分析了不同掺杂位置的结构对Ti O2光催化性能的影响.计算表明,氧化环境下I最容易替代掺杂表面五配位的Ti,而还原环境下最容易替代掺杂表面的桥位氧.I替位Ti或I替位O都能降低禁带宽度,可能使Ti O2吸收带出现红移现象或产生在可见光区的吸收,其中I替位桥位氧的禁带宽度最小.吸收光谱表明,I掺杂不仅能提高Ti O2可见光响应,同时可增加紫外光的吸收能量,提高其可见光及紫外光下的光催化性能.     

第一性原理研究反Heusler合金Ti2RuSn的Y位Rh掺杂效应

本文基于第一性原理计算方法，通过对具有半金属性的反Heusler合金Ti2RuSn的Y位进行多d电子掺杂，来探究其掺杂前后的相关特性及掺杂机理，以便寻求半金属性更稳定的Heusler合金材料，为后续相关理论研究及实验提供一定参考。在掺杂过程中随着Rh元素掺杂浓度的增加，反Heusler合金Ti2RuSn的磁性呈线性增加，由未掺前的2μB增加到全掺时的3μB，同时其半金属性并未受到破坏且其带隙在逐渐变宽。在掺杂浓度为75%时，掺杂体的带隙宽度由未掺前的0.45 eV展宽到0.54 eV，同时费米面被调节到带隙中部靠上位置，这说明化合物Ti2Ru0.75Rh0.75Sn较未掺杂前具有相对稳定的半金属性。为分析掺杂体系的稳定性，我们计算了它们的相对形成能，结果表明，在掺杂浓度范围内，体系的形成能都为负值，并且掺杂浓度越高，其值越低。这说明反Heusler合金Ti2RuSn容易受到掺杂元素Rh的影响，并且大浓度的Rh掺杂可以有效地调节反Heusler合金Ti2RuSn的电子结构及能带结构，得到稳定性更好，使用性能及实用性更高的Heusler合金化合物。     

Gd和Ti共掺杂对BiFeO_3矫顽力和剩余磁矩的影响(英文)

通过快速液相烧结法制备了BiFeO3、Bi0.9Gd0.1FeO3和Bi0.9Gd0.1Fe0.95Ti0.05O3(BGFTO)块材.x射线衍射和拉曼散射光谱表明Gd和Ti共掺杂后的BGFTO样品产生结构相变.共掺杂样品BGFTO室温下的铁磁性得到显著提高,矫顽力达到1.51T,剩余磁矩为0.175emu/g.磁性得到显著提高的根本原因是共掺杂引起元素替换导致了体系中的螺旋磁结构被抑制.A位和B位共掺杂是引发BiFeO3自发磁化的最有效的方法.