Ti, C, N在α-Fe基中的合金化效应及对键合性质的影响

基于第一性原理赝势平面波方法研究了合金元素Ti, C, N对α-Fe基电子结构及键合性质的影响, 计算了含Ti, C, N的Fe基固溶体的总能量、结合能, 分析了态密度、电荷布居数、交叠布居数和电荷密度, 从理论上解释了在Fe基中固溶Ti, C, N后其性能改善的原因. 结果表明, 随着Fe基固溶体中Ti(0-12.5 at%), C(0-11.11 at%), N(0-11.11 at%)含量增加, 结合能略有增加; Ti, C, N的固溶使各Fe基固溶体在费米能级处强烈成键, 结合能力增强, 并且在费米能级附近出现赝能隙, 表明固溶体中金属键与共价键共存; 随着Ti, C, N含量的增加, C, N分别与Ti, Fe之间的共价键结合强度加强, 部分C, N原子会与Ti原子结合形成TiC, TiN颗粒, 起到沉积相颗粒强韧化作用.     

Al和N共掺p型Zn1-xMgxO电子结构的第一性原理计算

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法,对Zn1-xMgxO超晶胞和掺杂Al,N后的Zn1-xMgxO超晶胞分别进行了优化计算.结合广义梯度近似计算了Al和N共掺杂后Zn1-xMgxO的能带结构、电子态密度和Mulliken电荷布居分布.计算表明:掺入N原子的2p态电子为Zn1-xMgxO价带顶提供空穴载流子,使Zn1-xMgxO价带顶向高能方向移动;掺入Al原子的3p态电子则与N原子的2p态电子在费米能级附近发生轨道杂化,使费米能级处价带能级展宽,Al和N共掺杂可获得p型Zn1-xMgxO.     

B（N）掺杂单壁碳纳米管的Al原子吸附性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的平面波赝势方法和广义梯度近似,对未掺杂、掺B、掺N的碳纳米管(CNT)不同位置上Al原子的吸附进行了几何优化,计算了吸附Al、掺杂前后CNT的能带结构、态密度、差分电荷密度、电荷布居数和吸附能.计算结果表明,掺B使CNT形成缺电子状态,利于具有自由电子的Al原子的吸附结合,可显著提高Al在金属性的(5,5)CNT和半导性的(8,0)CNT外壁的吸附能;掺杂N形成多电子状态,在费米能级附近半满的施主能级也利于填充Al的价电子,改善Al在(5,5)CNT和(8,0)CNT外壁的吸附结合性 关键词： 密度泛函理论 单壁碳纳米管 B(N)掺杂 Al原子吸附     

Co元素对硬质合金基底金刚石涂层膜基界面结合强度的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法, 研究了硬质合金刀具基底黏结相Co元素对金刚石涂层膜基界面结合强度的影响机理. 借助Materials Studio软件建立了WC/Diamond膜基界面模型和WC-Co/Diamond膜基界面模型, 采用CASTEP仿真软件计算了WC/Diamond膜基界面模型和WC-Co/Diamond膜基界面模型的最优稳定结构. 通过仿真计算, 获得了WC/Diamond膜基界面模型和WC-Co/Diamond膜基界面模型的界面结合能、电荷密度图及Mulliken重叠布居数. 经对比分析后发现, 硬质合金基底中磁性元素Co的存在能转移金刚石涂层膜基界面处W元素及C元素的电荷, 从而使膜基界面处的原子因失电荷而相斥, 这直接导致了金刚石涂层膜基界面间距变大, 使得金刚石涂层膜基界面结合能降低.     

金属Fe与间隙H原子相互作用的密度泛函研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法, 研究了不同摩尔比下H在α-Fe和γ-Fe晶格中的间隙占位情况, 计算了稳态晶体的总能量、结合能、溶解热、电子态密度、电荷差分密度和电荷布居, 分析了间隙H原子和Fe晶格之间的相互作用, 讨论了H溶解对α-Fe和γ -Fe晶体电子结构的影响. 结果表明: H溶解引起α-Fe和γ-Fe晶体点阵晶格畸变, 体积膨胀率随着溶氢量的增加而增加. 从能量角度分析发现, H优先占据α-Fe的四面体间隙位, 而在γ -Fe中优先 占据八面体间隙位. 态密度、电荷差分密度以及电荷布居分析发现, 间隙H原子与Fe晶格的相互作用仅由H的1s轨道电子和Fe的4s轨道电子所贡献, 二者作用力相对较弱, 这是造成H在Fe晶格中固溶度较低的主要原因之一. 关键词： 金属Fe 间隙H原子 第一性原理 溶解热     

Zr,Nb,V在a-Fe(C)中的占位、电子结构及键合作用的第一性原理研究

采用第一性原理的方法计算了Zr, Nb, V固溶于a-Fe(C)后形成晶胞的体积变化率、晶胞总能、结合能、态密度、电荷布居数及力学性能,并由此研究了Zr, Nb, V与a-Fe(C)的微观作用机理.结果表明, V优先置换a-Fe(C)晶胞中顶角位置的Fe原子,而Zr, Nb优先置换a-Fe(C)晶胞中体心位置的Fe原子. Zr, Nb降低了铁素体的稳定性, Zr比Nb更难固溶于a-Fe(C). V固溶后增加了晶胞结合能,对晶胞主要起到提高韧性的作用. Zr, Nb, V固溶于铁素体后, Zr, Nb仅与Fe原子形成金属键,而V与铁素体晶胞中的Fe原子形成了金属键和Fe—V离子键,其离子键的作用均强于Zr, Nb原子与铁素体晶胞中的键合作用,是晶胞结合能增加的主要因素. Zr, Nb主要是通过弥散强化的方式改善钢铁材料的力学性能, V固溶能在一定程度上提高铁素体的韧性,是提高力学性能的主要原因.     

Mg~(2+)掺杂锰酸锂的第一性原理研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势法对Mg~(2+)掺杂锰酸锂的晶格常数与能带结构、态密度、键布居进行计算和分析,计算结果表明:掺杂Mg~(2+)后将会促使Mn、 O原子的电荷重新分布且其相互作用加强,能带带隙减小,费米能级附近的带数增加,费米能由-1.29 eV增加到-1.02 eV, Mn、 O、 Mg在总态密度中贡献比较大,锂离子贡献比较小且峰型尖锐局域化严重,提高了Li~+的扩散效率, Mn—O键变短,共价性增强,形成的共价键较稳定,其相互作用形成的骨架较稳定不易坍塌.从而提高了材料的循环充放电性能和电池使用寿命.     

高压下氯化钠型SnAs结构和电子性质的密度泛函理论研究（英文）

基于第一性原理计算方法研究了高压对氯化钠型SnAs结构和电子特性的影响.计算结果表明,晶格参数随着压力的增加而减小;状态密度显示随着压力的增加,As-p态的减小导致了SnAs电导率降低.通过对电荷密度和Mulliken重叠布居的研究,分析了Sn和As原子之间的键合情况,表明了SnAs中共价键随着压力的增加而增强.进一步分析得知费米能级电子态密度的降低,可能导致了Tc的降低.     

压力下氯化钠型SnAs结构和电子性质的密度泛函理论研究

基于第一性原理计算方法研究了压力对氯化钠型SnAs结构和电子特性的影响。计算结果表明,晶格参数随着压力的增加而减小;状态密度显示随着压力的增加,As-p态的减小导致了SnAs 电导率降低。通过对电荷密度和Mulliken重叠布居的研究,分析了Sn和As原子之间的键合情况,表明了SnAs中共价键随着压力的增加而增强。进一步分析得知费米能级电子态密度的降低,可能导致了Tc的降低。     

Al和N共掺p型Zn1-xMgxO电子结构的第一性原理计算

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法,对Zn_1-xMg_xO超晶胞和掺杂Al,N后的Zn_1-xMg_xO超晶胞分别进行了优化计算.结合广义梯度近似计算了Al和N共掺杂后Zn_1-xMg_xO的能带结构、电子态密度和Mulliken电荷布居分布.计算表明：掺入N原子的2p态电子为Zn_1-xMg_xO价带顶提供空穴载流子,使Zn_1-xMg_xO价带顶向高能方向移动;掺入Al原子的3p态电子则与N原子的2p态电子在费米能级附近发生轨道杂化,使费米能级处价带能级展宽,Al和N共掺杂可获得p型Zn_1-xMg_xO. 关键词： 密度泛函理论 1-xMg_xO')" href="#">Zn_1-xMg_xO 电子结构 共掺杂     

ICP-AES法测定金属硅中的Al、B、Ba、Ca、Cr、Cu、 Fe、Mg、Mn、Ni、Sr、Ti、V和Zn杂质元素

本文提供了一种测定金属硅中Ｂ,Ｆｅ,Ａｌ,Ｃａ,Ｍｎ等１４个杂质元素的ＩＣＰ－ＡＥＳ方法,在样品处理过程中,加入适量体积的甘露醇能够抑制Ｂ的挥发。用本方法测定了一个国家地球化学标准样（ＧＳＲ－４）,结果令人满意。     

发射光谱法测定高纯银中微量金、铂、钯、铑、铱、锑、铅、铋、铁、铜、镍、铬、铝和锌

本文研究了贵金属标准溶液除氯离子的有关问题，解决了高纯硝酸银中贵金属等杂质元素的标样配制，以硝酸银直接压样于普通电极中直流电弧激发，可测定９９．０～９９．９９％的高纯银，该方法简便、快速、准确。     

纯硒中杂质元素的ICP-AES测定

电感耦合等离子体-原子发射光谱同时测定纯硒中的碲、铅、铋、锑、铜、铁、镍、铝、锡、砷和硼12种元素的含量,优化出各元素的分析波长和分析条件;用基体匹配补偿基体效应,方法简单,快速可靠,样品回收率为94%-107%.     

ICP—AES法直接测定锡锭中的As,A1,Bi,Cd,Cu,Fe,Pb,Se,Sb,Zn

以电荷耦合器件为检测器的全谱直读等离子体光谱仪直接测定锡锭中Ａｓ、Ａ１、Ｂｉ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｆｅｄ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｚｎ十种杂质元素的含量。该方法简便、快速且具有比化学法更低的检出限,加标回收试验结果不明,回收率为９２％－１０５％,ＲＳＤ均小于１．５％。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高纯铼酸铵中Ca、Cd、Mn、Fe、Mg、Al、Cu、Co、Mo、Pb、Sn和Ni

本文介绍了电感耦合等离子体发射光谱法（ICP－AES）测定高纯铼酸铵中12个杂质元素的方法。采用挥发健康基体，探讨了高铼酸铵基体的干扰及其消除办法。ICP－AES测定结果的准确度和精密度均能满足分析要求。     

ICP—AES法测定铁矿中铝,钙,镁,锰,钴,铜,钠和钾

本文研究了ICP-AES法测定铁矿中铝,钙、镁、锰、钴、铜、钠和钾的方法。对仪器工作参数,共存元素的光谱干扰和基体效应干扰进行了探讨。采用向标准系列中加入铁基空白溶液建立工作曲线,试样经酸处理后即可直接测定。本方法获得了良好的回收率(95～103%)和变异系数(0.5～1.3%,n=11),同原子吸收法进行比对试验,结果一致。     

Surface energies of the solid solutions between Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, and W

The surface energy for different surface orientations of the solid solutions as a function of concentration formed by Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, and W is computed and analyzed using the BFS method for alloys. Similarities and differences among the different binary alloys are examined in terms of strain and chemical effects.     

Optical emission behaviors of C,Al, Ti,Fe, Cu,Mo, Ag,Ta, and W wire explosions in gaseous media

Electrical explosion of wires (EEW) is a promising method for nanopowders preparation and insensitive explosives ignition. Plasma radiation plays a key role in the ignition process while little attention has been paid on this phenomenon before. This letter introduces optical emission behaviors of electrical explosions for nine materials in air, Helium, and Argon with the SWE-2 platform. Experimental results indicated that the light intensity for non-refractory metals decayed rapidly after the discharge ended. In contrast, for refractory metals, the emission continued to increase and lasted for a long period after the discharge ceased. As for spectra, the emission consisted of line and continuous spectra. With the atomic number increased, the density of lines grew rapidly, leading to a “continuous” appearance.     

X射线荧光光谱法测定不锈钢中的组分

用X射线荧光光谱法测定了不锈钢中Si、Mn、P、Cu、Ti、W、Mo、V、Ni、Cr、Nb等11种元素的含量。对磨样条件、准确度和精密度进行了实验,实验表明本方法与化学法所测结果相符。