CuAlNi合金的液态结构

利用高温X射线衍射研究了CuAlNi合金液态结构，发现结构因子上有明显的预峰出现，随着温度的升高,Cu75Al25合金熔体结构因子的预峰减弱, 直到1300 ℃预峰消失,这表明中程有序原子团簇可以在高于液相线温度约250 ℃范围内存在,原子团簇的大小和数量都随着Ni的加入而增加，Ni增强原子之间的交互作用,有利于中程有序的形成,根据预峰的特性，提出CuAlNi合金液态结构的原子模型，即由八面体结构共享顶点形成的原子团簇与无规密堆积原子分布区域组成.     

Fe68Si32合金液态结构与固态组织的相关性

利用液态X射线衍射仪研究了Fe68Si32合金的液态结构，获得了结构因子、径向分布函数、原子间的最近邻距离和配位数.结果表明，在1250～1450 ℃范围内液态合金的最近邻距离为0.259～0.260 nm，配位数为10.3(±0.2)；液态合金的结构因子在Q=15.5 nm－1处有一明显的预峰存在.根据预峰的特性，建立了Fe68Si32熔体的结构模型，即体心立方结构的有序Fe3Si原子团以共面的方式形成Fe3Si面心立方超结构(DO3)；合金在1250 ℃的径向分布函数的Gauss分解结果与合金的面心立方模型吻合较好.预峰的产生是面心立方超结构原子团中Si原子之间相互关联的外在表现. Fe68Si32合金的固态X射线衍射显示合金中含有Fe3Si相，而且其特征峰与合金的结构因子的峰位基本一致，表明Fe68Si32合金的液固态结构之间联系紧密.     

Fe68Si32合金液态结构与固态组织的相关性

利用液态X射线衍射仪研究了Fe68Si32合金的液态结构,获得了结构因子、径向分布函数、原子间的最近邻距离和配位数.结果表明,在1250～1450℃范围内液态合金的最近邻距离为0.259～0.260nm,配位数为10.3(±0.2);液态合金的结构因子在Q=15.5nm-1处有一明显的预峰存在.根据预峰的特性,建立了Fe68Si32熔体的结构模型,即体心立方结构的有序Fe3Si原子团以共面的方式形成Fe3Si面心立方超结构(DO3);合金在1250℃的径向分布函数的Gauss分解结果与合金的面心立方模型吻合较好.预峰的产生是面心立方超结构原子团中Si原子之间相互关联的外在表现.Fe68Si32合金的固态X射线衍射显示合金中含有Fe3Si相,而且其特征峰与合金的结构因子的峰位基本一致,表明Fe68Si32合金的液固态结构之间联系紧密.     

液态Al80Fe20合金的中程有序结构

利用分子动力学模拟（MD）与X射线衍射实验相结合的方法研究了Al80Fe20合金熔体的微观结构，发现在结构因子的小角部分（Q=17.5 nm－1）出现了一个明显的预峰（FSDP），且模拟值与实验值吻合得很好，这被认为是熔体中存在中程有序（MRO）的标志.通过对化学短程序参数(CSRO)α及Bhatis Thornton（BT）结构因子的分析计算，发现熔体中存在较强的化学序，并认为正是这种化学序导致了中程有序结构的产生. Faber Ziman（FZ）偏结构因子的SFe－Fe(Q)和SAl－Fe(Q)在Q=17.5 nm－1处分别存在最大值与最小值，也是熔体中存在着超结构的表征.给出了体系的配位数及代表中程有序的原子团簇的结构模型.     

Al5Fe2合金熔体中程有序结构的研究

采用紧束缚原子间作用势，利用分子动力学模拟(MD)的方法研究了Al5Fe2合金熔体的微观结构，发现在结构因子的小角部分(Q=15.7nm^-^1)出现了一个明显的预峰(FSDP)，并得到X射线衍射实验的进一步印证，在实验测得的合金衍射图样中，液态衍射曲线与固态衍射曲线间存在着很好的对应关系，它们在小角部分都存在峰位，这表明Al5Fe2合金熔体与其固态在结构上存在着很大的相似性。通过对化学短程序参数α及Bhatis-Thornton(BT)结构因子的分析计算，发现熔体中存在较强的化学序，并认为正是这种化学序导致了中程有序结构(MRO)的产生。Faber-Ziman(FZ)偏结构因子的SFe-Fe(Q)和SAl-Fe(Q)在Q=15.7nm^-^1处分别存在最大值与最小值，也是熔体中存在着超结构的表征。同时，我们还给出了体系的配位数及代表中程有序的原子团簇的结构模型。     

液态Al80Fe20在快速冷却中的MD模拟

通过Tight binding (TB)势的分子动力学模拟分析了Al80Fe20合金熔体的中程有序结构以及快速凝固过程中体系微观结构的演变规律，发现在倒空间，其结构因子的小角部分都出现了一个预峰.在平衡态（1450 K），模拟结果得到了X射线衍射实验的进一步印证，这被认为是体系中存在中程有序的标志.随着温度的降低，预峰的高度逐渐增大，说明体系中原子团簇尺寸越来越大.通过运用键对分析技术和键取向序参数，发现体系中存在着大量的二十面体短程有序单元.在对平衡态化学短程序参数α的计算过程中，得到了负值的α，证实了熔体中存在着较强的化学序.在FZ偏结构因子中， SAl Fe(Q)在400 K的第二峰较之SAl Al(Q)和SFe Fe(Q)发生了更为明显的劈裂，表明在非晶形成能力方面， Al、Fe元素之间的轨道杂化作用比Al元素或Fe元素单独作用要强.从BT偏结构因子中我们也发现，表征化学序的SCC(Q)在17.5 nm－1左右处出现了第一峰，而这个峰位恰是总结构因子中出现预峰的峰位.因此可推断，正是体系中的化学序导致了中程有序结构的产生.     

Al-TM合金熔体的中程有序结构及其演化规律

用高温溶体X射线衍射仪对Al-TM（TM = Fe, Ni）合金的熔体结构进行了实验 研究。在Al-1.0at%Fe（原子百分比）合金的结构因子曲线S（Q）上,温度为670 ℃时,存在预峰,即中程有序结构,当温度过热到1400 ℃时,预峰消失。Al- 20at%Ni合金熔体温度在≤1300 ℃范围内,存在预峰;温度高于1400 ℃时,预峰 逐渐消失。这些实验结果表明,Al-Ni, Al-Fe合金熔体中除存在短程有序结构外, 还存在中程有序结构。这种中程有序结构的存在与消失与温度有关。在相似的条件 下,Al-Si合金中没有发现中程有序结构。本文对中程有序结构的演化机理也作了 探讨。     

Cu3Au合金熔体的中程有序结构

采用紧束缚(Tight-binding,简称TB)原子间相互作用势,利用分子动力学模拟(Molecular Dynamics,简称MD)的方法研究了Cu₃Au合金熔体的微观结构,发现Cu₃Au合金体系在高于熔点以上的400K～500K的温度范围内,结构因子上存在预峰,且在此范围内,随着温度的升高,预峰的强度逐渐降低。当温度超过1764K时,预峰开始消失。通过Lorentzian近似和Scherrer公式,可得预峰所对应的原子团簇尺寸位于1.35nm～1.85nm之间,属于中程有序结构范畴。Bhatia-Thornton(BT)偏结构因子表明,预峰的起源应归咎于体系中存在的化学序与拓扑序。BT形式的双体分布函数也证实,体系中存在着较强的化学序,且团簇中原子间的配位倾向于同类原子的配位。     

Al_(70)Cu_(30)合金液态RDF高斯分解与局域结构计算

运用密度泛函B3LYP方法对AlmCun(m,n≤4)团簇结构进行量子化学计算,得到团簇的稳定构型。对不同温度下X-射线衍射实验所得的径向分布函数(RDF)在0.2～0.4nm范围内做高斯分解,结合计算结果对高斯峰的意义做了解释,认为计算所得部分团簇构型可以代表Al70Cu30合金熔体的内部局域结构。     

热浸镀过程上浮熔渣形核期原子团簇研究

利用θ-θ X射线衍射研究了Al₃Fe熔体结构, 结果显示熔体中Al和Fe原子之间存在较强的相互作用, 存在着类似化合物结构的原子团簇. 这说明当Zn-55Al热浸镀熔体中Fe含量积累到一定程度, 在熔体中优先形成类似Al₃Fe的原子团簇, 进而形成熔渣. 在Al的有效硬球直径减小而Fe的增大情况下, 利用Percus-Yevick硬球模型可以较好地拟合结构因子实验曲线的第一峰, 从而给出了1550℃ Al₃Fe的密度为3.65 g/cm³, 它小于实际热浸镀Zn-55Al熔体的密度3.7 g/cm³, 可较好地解释“熔渣”上浮的现象.     

铈对Al-Fe基非晶合金化学短程序的影响

采用X射线衍射及DSC热分析研究了合金成分对Al Fe Ce非晶合金化学短程序的影响。发现随铁含量增加 ,合金的X射线衍射强度曲线上的预峰向大角度偏移 ;随铈含量增加 ,合金预峰向小角度偏移 ;当Fe,Ce含量变化时 ,所对应的DSC曲线存在明显差异 ,这表明合金的晶化特征发生了变化。铈的加入有利于原子间交互作用强度的增强 ,提高化合物形成趋向及稳定性 ,并有利于非晶的形成。     

液态结构与Al-Fe-Ce合金短程有序的相关性

采用Ｘ射线衍射技术研究了Ａ１０．９Ｆe０．１和Ａ１０．９Ｆe０．０５Ｃe０．０５合 金的液态结构及Ａ１０．９Ｆe０．０５Ｃe０．０５Ｃe０．０５合金非晶结构,并采用Ｄ ＳＣ热分析研究了非晶合金的晶化行为,发现液态和非晶态合金的结构因子曲线上都存在明显的预峰,所对应的化学短程有序结构随温度降低,尺寸不断增大,但其结构单元的尺寸保持不变,Ｃe的加入使液态合金中化学短程有序及其结构单元的尺寸增大,但其结构单元的     

液态结构与Al-Fe-Ce合金短程有序的相关性

采用Ｘ射线衍射技术研究了Ａｌ＿０．９Ｆｅ＿０．１和Ａｌ＿０．９Ｆｅ＿０．０５Ｃｅ＿０．０５合金的液态结构及Ａｌ＿０．９Ｆｅ＿０．０５Ｃｅ＿０．０５合金的非晶结构,并采用ＤＳＣ热分析研究了非晶合金的晶化行为．发现液态和非晶态合金的结构因子曲线上都存在明显的预峰,所对应的化学短程有序结构随温度降低,尺寸不断增大,但其结构单元的尺寸保持不变．Ｃｅ的加入使液态合金中化学短程有序及其结构单元的尺寸增大,并有利于原子间交互作用增强,从而提高非晶形成能力．预峰所对应的化学短程有序结构单元是以Ｆｅ原子为中心的二十面体准晶结构,这种结构在液态已形成,并保留在非晶中．     

Polytetrahedral order and chemical short-range order in metallic melts

The reasons are investigated for the prepeak and the asymmetry of the second peak in the structure factor curve that are observed in a variety of metallic melts. The prepeak is observed as an additional maximum in the left wing of the main peak of the structure factor for multicomponent melts and is attributed to their chemical short-range order (CSRO). The asymmetry of the second peak in the structure factor, which is usually explained by the “icosahedral” (polytetrahedral) order in the melt, is observed both for multicomponent systems and for pure metals. However, some aluminum alloys with transition metals exhibit the two features simultaneously, which requires an explanation. An X-ray diffraction study of the liquid ternary Al_66.6Mn_16.7Co_16.7 alloy is performed at 1393 K and that of liquid copper at 1353 K, 1403 K, and 1553 K. The reverse Monte Carlo (RMC) method is used to derive structural models of these and other melts. Structural analysis of these melts is conducted using Delaunay simplices. A theoretical simulation of CSRO is performed in the model of liquid aluminum, the structure factor of which does not have these features. It is discussed that CSRO can exist in a melt regardless of the presence of the polytetrahedral order.     

Solid‐Solution Alloy Nanoparticles of the Immiscible Iridium–Copper System with a Wide Composition Range for Enhanced Electrocatalytic Applications

For the first time, we synthesize solid‐solution alloy nanoparticles of Ir and Cu with a size of ca. 2 nm, despite Ir and Cu being immiscible in the bulk up to their melting over the whole composition range. We performed a systematic characterization on the nature of the Ir_xCu_1?x solid‐solution alloys using powder X‐ray diffraction, scanning transmission electron microscopy coupled with energy‐dispersive X‐ray spectroscopy and X‐ray photoelectron spectroscopy. The results showed that the Ir_xCu_1?x alloys had a face‐centered‐cubic structure; charge transfer from Cu to Ir occurred in the alloy nanoparticles, as the core‐level Ir 4f peaks shifted to lower energy region with the increase in Cu content. Furthermore, we observed that the alloying of Ir with Cu enhanced both the electrocatalytic oxygen evolution and oxygen reduction reactions. The enhanced activities could be attributed to the electronic interaction between Ir and Cu arising from the alloying effect at atomic‐level.