高压下Ni_3Al热力学性质的第一性原理研究北大核心CSCD

运用第一性原理方法结合准谐Debye-Grüneisen模型研究了高压下Ni3Al的热力学性质,拟合了Ni3Al的状态方程,计算了不同压强下Ni3Al的弹性模量及吉布斯自由能等热力学性质随温度的变化关系.计算结果表明:采用七阶Birch-Murnaghan方程拟合的晶格常数与实验测量结果吻合较好;零压下弹性模量、吉布斯自由能、焓、熵、热容和体膨胀系数随温度的变化与实验值符合较好;在特定压强下,Ni3Al的弹性模量和吉布斯自由能随温度升高而减小,焓、熵随温度升高而增加;预测的德拜温度约为500K,与实验值符合较好.     

第一性原理研究Ni_3Al_(1-x)V_x(x=0-0.4)的力学和热力学性质

采用第一性原理方法研究了Ni_3Al_(1-x)V_x(x=0-0.4)的力学性质,发现当V含量为0.1时,Ni_3Al_(1-x)V_x的块体模量、剪切模量、杨氏模量和硬度都出现极大值,因此V掺杂对于Ni_3Al力学性能的提升具有重要作用.另外,还研究了不同压强下Ni_3Al_(0.9)V_(0.1)的吉布斯自由能、焓、熵、热容等热力学性质随温度的变化关系,结果表明:在高温高压条件下,Ni_3Al_(0.9)V_(0.1)的吉布斯自由能、焓、熵、定压热容都出现明显变化.通过计算Ni_3Al_(0.9)V_(0.1)的体膨胀系数,发现压强对于Ni_3Al_(0.9)V_(0.1)的体膨胀效应具有明显的抑制作用.     

第一性原理研究Ir的热力学和弹性性质

基于准谐近似理论,运用第一性原理投影缀加波方法研究了Ir的热力学和弹性性质,得到Ir的声子谱、状态方程、热容、熵、焓和线膨胀系数,以及弹性常数、弹性模量、剪切模量和杨氏模量随温度的变化关系.结果表明,计算的Ir声子谱和有限的实验测量结果一致;考虑电子对体系自由能贡献后计算的热容、熵、焓和线膨胀系数与实验值符合较好;在2600 K时,Ir的电子定压热容占总定压热容的17％,因此在高温时电子对Ir定压热容的贡献是不能忽略的;理论预测的Ir室温下的弹性常数、弹性模量、剪切模量、杨氏模量和实验值测量值基本吻合,并随温度的增加而逐渐减小.     

第一性原理研究Ir的热力学和弹性性质

基于准谐近似理论,运用第一性原理投影缀加波方法研究了Ir的热力学和弹性性质,得到Ir的声子谱、状态方程、热容、熵、焓和线膨胀系数,以及弹性常数、弹性模量、剪切模量和杨氏模量随温度的变化关系. 结果表明,计算的Ir声子谱和有限的实验测量结果一致;考虑电子对体系自由能贡献后计算的热容、熵、焓和线膨胀系数与实验值符合较好;在2600K时,Ir的电子定压热容占总定压热容的17%,因此在高温时电子对Ir定压热容的贡献是不能忽略的;理论预测的Ir室温下的弹性常数、弹性模量、剪切模量、杨氏模量和实验值测量值基本吻合,并随温度的增加而逐渐减小.     

临界点附近H2气体的焓和熵的热力学计算

采用热力学方法和Benedict-Webb-Rubin(BWR)方程及相应的参数,计 算了临界温度附近H2气体的绝对焓和熵值,同时拟合了一组高准确度的定压比热容与温度 关联式参数.通过计算值与实验值的比较发现:在临界温度以上,计算值与实验值符合良好 ,对低于临界温度的未饱和H2气体也能计算出较好了结果.但对临界点和温度低于临界温 度、压强高于临界压强的过饱和H2气体的计算误差比较大,说明此时的H2气体的热力学性质特别,应当专门处理.     

二元Ni-Al合金极端条件下的弹性和热力学性能：全电子准谐波近似 cited: 1)

通过在原子尺度上建模来研究Al、NiAl和Ni₃Al合金在极端高温和高压下的点阵常数、弹性常数、弹性模量、泊松比和弹性各向异性因子等性质．计算得到的弹性常数均满足相应的力学稳定条件．由于NiAl和Ni₃Al具有较高的B=G值,在0～30 GPa内都属于延展性材料．通过包含电子热运动对体系吉布斯自由能贡献的全电子准谐近似方法,得到了高温高压下Al、NiAl和Ni₃Al合金的热膨胀系数、体积模量、热容和熵等．计算值与已有的实验值和理论值符合较好     

Thermodynamic Calculation on the Formation of Titanium Hydride

从钛氢化物的组成元素的基本性质出发,利用修正的Miedema生成热模型,对TiHx (1≤x≤2)的标准焓变行了计算. 采用量子力学和统计热力学的方法,计算出了TiH2的振动和电子熵,提出了一种计算TiH2标准熵变的方法. 结果表明,TiHx的标准焓变值随着x的增加呈线性关系减少. 计算得到的TiH2在298.16 K时的标准焓变值、标准熵变值以及吉布斯自由能分别为-142.39 kJ/mol、-143.08 J/(mol?K)和-99.75 kJ/mol. 计算结果与文献中实验或理论计算得到的结果均符合较好,表明所提出的钛氢化物的热力学模型是可行的.     

高压下硫化钙的弹性和热力学性质的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法结合准谐德拜模型研究NaCl结构的CaS在高压下的弹性和热力学性质.计算得到的零温零压下的晶格常数、体弹模量与实验值符合得很好.弹性常数和弹性模量随着压强的增大而增大.压强对体弹模量和热膨胀系数的影响大于温度的影响.热容随压强的升高而降低,在高温下热容接近于Dulong-Petit极限.通过求解Gibbs自由能计算得到B1结构和B2结构CaS的相变压为36.61 GPa.     

高压下TiC的弹性、电子结构及热力学性质的第一性原理计算

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法 并结合准谐徳拜模型研究了NaCl结构的TiC在高压下的弹性性质、电子结构和热力学性质. 计算所得零温零压下的晶格常数、体弹模量及弹性常数与实验值符合得很好. 零温下弹性常数和弹性模量随压强增大而增大. 通过态密度和电荷密度的分析, Ti-C键随压强增大而增强. 运用准谐德拜模型, 成功计算了TiC在高温高压下的体弹模量、熵、热膨胀系数、徳拜温度、 Grüneisen参数和比热容. 结果表明压强对体弹模量、热膨胀系数和徳拜温度的影响大于温度对其的影响. 热容随着压强升高而减小, 在高温高压下, 热容接近Dulong-Petit极限.     

铝热力学特性的晶格动力学研究

在准谐近似下,利用准谐德拜模型通过亥母霍兹自由能构造出了铝在低于熔点温度范围内的物态方程和热力学特性。研究表明,在广泛的温度和压强范围内,铝的体积弹性模量和对应体积与有效的实验值一致,且其静态物态方程以及不同温度和压强下的热容量、熵、热膨胀系数等热力学特性也与有效的实验结果符合的很好。     

Thermodynamics approach of the formation of Ni catalyst particles for carbon nanotubes growth

Size-dependent thermodynamic parameters, such as Gibbs free energy, enthalpy and entropy, for the transition of a Ni nanofilm to catalyst particles for subsequent carbon nanotube growth have been explored. In this investigation, we consider the derived equations of the size-dependent melting temperature of nanosolids based on our previous works. Using this thermodynamic approach, it is found that the diameter of Ni particles is 3 times greater than the thickness of the original film. From the critical and stable sizes of transformed Ni nanoparticles, a minimum film thickness for transformation of film to nanoparticles was obtained. Our predictions are in good agreement with experimental results.     

HFC—32的热力学性质

1前言HFC－32和其它HFC类物质的混合物被认为是HCFC－22的最有希望的替代物，因此，需要HFC－32的热物理性质。本文提供了一个适用于整个区域的HFC－32状态方程，结合理想气体比热关系式，给出了HFC－32各种热力性质，如：PVT（压力-比容-温度），内能，Helmholtz函数，Gibbs函数，焓，熵，等容比热，等压比热，声速等的计算式。另外，还给出了单独的饱和蒸气压和饱和液密度关联式。2蒸气压方程与饱和液密度方程至今已有多位学者测量过HFC－32的饱和蒸气压，提供了从180K至临界温度的蒸气压测量数据，根据实验中使用的样品纯度…     

密度泛函理论研究LiX(X=H,D,T)体系的热力学性质

运用量子力学从头计算方法,计算了氢化锂(氘化锂、氚化锂)分子的部分热力学函数和力学、光谱学性质。基于准简谐Debye模型,计算了固体Li的振动内能、振动和电子熵,探讨了Li吸收氢同位素气体生成一氢化物的反应熵变、生成焓变和生成Gibbs自由能及氢同位素的平衡离解压。结果显示:在Li吸收同位素气体生成一氢化物的反应中,生成焓变和反应熵变均为负值,且随温度升高,绝对值越大,Gibbs自由能则向正的方向增加。热力学上,在相同温度和压力下,氢置换一氢化物中的氘和氚、及氘置换氚的反应更易发生。     

GaP及GaAs中Fe深受主中心的反键态及有关性质

本文通过计算得到GaP及GaA₃中Fe能级基态空穴跃迁时引起的晶格振动熵变,证明Fe受主形成反键中心,得到空穴—→价带跃迁时的焓变与自由能变的温度关系,并与实验结果作了比较,说明Fe中心空穴热离化能比光离化能高是合理的。 关键词：     

Thermodynamic potentials and thermodynamic relations in nonextensive thermodynamics

The generalized Gibbs free energy and enthalpy are derived in the framework of nonextensive thermodynamics by using the concept of the physical temperature and the physical pressure. Some relations of the thermodynamical potentials are changed due to the difference between the physical temperature and the inverse of Lagrange multiplier. We derive the thermodynamical relation between the heat capacities at a constant volume and at a constant pressure using the generalized thermodynamical potential. We find that it has a different form from the traditional one in Gibbs thermodynamics. But, the expressions of the heat capacities in this framework using the generalized thermodynamical potentials are still the same as the traditional one.     

Specific heat of LiB3O5 crystals in the temperature interval 80–300 K

The specific heat of LiB₃O₅ crystals is measured by adiabatic calorimetry. The experimental data on the specific heat are used to calculate the change in the thermodynamic functions (the entropy, enthalpy, and Gibbs free energy) and the Debye temperature Θ_D(T) of crystalline LiB₃O₅. Fiz. Tverd. Tela (St. Petersburg) 39, 624–625 (April 1997)     

Thermodynamic properties of under-cooled silver melts

Differential scanning calorimeter technique combined with the traditional fluxing treatment was used to investigate the specific heat and related thermodynamic properties of under-cooled pure silver melts. The specific heat of the under-cooled melt showed a linear dependence on the temperature in the range of the obtained under-cooling from 0 to 198 K. The related thermodynamic properties of silver, such as the entropy change, the enthalpy change and the Gibbs free energy difference between the under-cooled...     

Synthesis and Vibrational Spectroscopic Investigation of Methyl L-Prolinate Hydrochloride: A Computational Insight

In our present work, methyl L-prolinate hydrochloride has been synthesized from L-proline amino acid and characterized by Fourier transform infrared and Fourier transform Raman spectra via experimental and computational methods. Ab initio Hartree-Fock and density functional theory (B3LYP) calculations have been made for the structure, and atomic charge distributions were also predicted for the title compound by using the 6-311++G(d,p) basis set. Predicted vibrational frequencies have been assigned and compared with experimental Fourier transform infrared and Fourier transform Raman spectra. The thermodynamic properties such as heat capacity, enthalpy, entropy, and Gibbs energy have been calculated at different temperatures. The calculated highest occupied molecular orbital and lowest unoccupied molecular orbital energy show the charge transfer behavior within the molecule.