机械合金化致二元过渡金属非晶态合金形成规律的探讨

运用Ｍｉｅｄｅｍａ参数和尺寸因子Ｒ分别构成Ｍｉｅｄｅｍａ参数坐标和三维化学坐标成功地研究机械合金化二元过渡金属非晶合金的形成规律。基于实验事实所确定的机械合金化二元非晶的形成条件分别是见原文，以上两判据区分机械合金化非晶态合金形成与否的准确度分别为８０％和８８％。从微观原子的相互作用以及固态反应非晶化热力学和动力学的角度分析了以上参数在描述机械合金化二元过渡族合金体系非晶形成规律的内在物理涵义以及与固态反应非晶化实现所需条件的联系。 关键词：     

机械合金化合金相形成机制的研究现状

机械合金化是制备难熔金属的非晶合金，不互溶金属的过饱和固溶体和纳米多晶的新方法，简单综述了机械合金化过程中合金相形成的机制。除了亚稳平衡下的层扩散机制外，在机械合金化过程中多晶型约束以及自助放热反应也会控制相的形成和产生。     

机械合金化Cu1-xSnx系的穆斯堡尔研究

利用机械合金化方法获得了几种铜－锡合金，特别是熔融法不易获得的η-Cu₆Sn₅，Ｘ射线衍射结果显示球磨使各样品纳米化，并形成包含确定合金相的固溶体，穆斯堡尔谱表明，各固溶体中除包含合金相外，还存在富锡相及富铜相，提出在机械合金化过程中，首先铜和锡纳米化，然后两种原子相互扩散形成包含合金相、富α－锡相和富ｆｃｃ铜相的固溶体。 关键词：     

Mg-Sn-Si系合金的热力学基础及合金相演变过程分析

研究了Mg-Sn-Si系合金的热力学基础及合金相的演变过程. 结果表明: 对于Mg-Sn-Si系合金, 合金相的比热容随着温度增加而增加, 在低温下变化迅速, 而在高温下变化平缓, 其热膨胀系数在低温范围内随温度升高呈指数形式增加, 而在高温范围内呈线性增大. 在Mg₂ (Si_x, Sn_1-x)、Mg₂ (Sn_x, Si_1-x)相结构中, Sn(Si)原子的取代位置不固定, 可以是面心, 也可以是顶点. 常规凝固过程中, 由于处于非平衡状态, x的取值范围有所波动, 对于Mg₂ (Si_x, Sn_1-x)和Mg₂ (Sn_x, Si_1-x) 两种结构, x的取值范围在0.25或0.75附近. Mg₂ (Si, Sn)的生成温度较高, 可从液相中直接析出, 也可由Mg₂Si转化而来, 而Mg₂ (Sn, Si)的生成温度较低, 只能从基体中析出, 随着Sn含量的增加, 开始析出Mg₂ (Sn, Si)相的温度升高.     

Mg-Al-Ca合金中二元Laves相的电子结构和力学性能

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Mg-Al-Ca合金中AB2型二元Laves相(如CaMg2,CaAl2和MgAl2)在不同形态结构(C14,C15和C36)下的晶体结构、电子结构和力学性能.计算所得的晶格常数与实验数据吻合很好.形成能与相关能的计算表明C15-CaAl2 Laves相具有很好的合金化能力和结构稳定性.态密度和电荷密度的计算从微观上进一步分析了C15-CaAl2具有很好的合金化能力和稳定性的根源.弹性常数的计算和力学性能的分析表明C14- MgAl2具有很好的延展性,C15- MgAl2具有很好的塑性.     

二元合金多晶粒的枝晶生长的等温相场模型

基于Ginzburg-Landau理论和单晶粒的枝晶生长模型,发展了一个单相场控制的多个晶粒的枝晶生长模型. 采用相场和溶质场耦合的方法,以Al-2%Cu合金为例模拟了二元合金等温凝固过程中多个晶粒的生长过程. 结果表明,这个模型的计算结果展现了多个晶粒枝晶的竞争生长,能较真实的再现凝固过程中的枝晶的生长过程. 关键词： 相场法 多晶粒 等温凝固 二元合金     

以最大原子密度定义合金相中的第一近邻团簇

本文提出利用不同壳层所包含的径向原子密度, 即单位体积内的原子个数随着径向的分布, 来方便而精确地定义团簇, 即具有最大径向原子密度的且表面呈现三角密堆结构的完整壳层为第一近邻团簇. 最后以Al-Ni-Zr合金相为例说明了该方法的合理性与适用性, 及此方法所定义的团簇与非晶形成的关系.     

含铅铋系2223相成相规律的研究

本文通过X射线衍射、超导电性测量、差热分析、电镜等手段对块材Bi系超导体组元的挥发、组成、烧结温度、烧结时间、临界温度T_c与2223相的形成等进行了研究。结果表明:当烧结温度小于910℃时,除Pb外其他组元的挥发没有被观测到。制备2223相的最佳配料组成是Bi_(1.70)Pb_(0.30)Sr_2Ca_2Cu_3O_x,烧结温度在830—845℃之间,烧结时间大于72小时。低于825℃样品中主超导相为2212,高于860℃,2223相难以被观测到,而2201相含量相对增多。依照本文的工艺成功地合成出2223相含量大于90％,T_c近110K,均匀性很好的块材超导体。     

二元合金多晶粒的枝晶生长的等温相场模型

基于Ginzburg-Landau理论和单晶粒的枝晶生长模型，发展了一个单相场控制的多个晶粒的枝晶生长模型. 采用相场和溶质场耦合的方法，以Al-2%Cu合金为例模拟了二元合金等温凝固过程中多个晶粒的生长过程. 结果表明，这个模型的计算结果展现了多个晶粒枝晶的竞争生长，能较真实的再现凝固过程中的枝晶的生长过程.     

Mg–Al-Ca合金中二元Laves相的电子结构和力学性能

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Mg-Al-Ca合金中AB2型二元Laves相（如CaMg2, CaAl2 和MgAl2 ）在不同形态结构（C14, C15和C36）下的晶体结构、电子结构和力学性能。计算所得的晶格常数与实验数据吻合很好。形成能与相关能的计算表明C15- CaAl2 Laves相具有很好的合金化能力和结构稳定性。态密度和电荷密度的计算从微观上进一步分析了C15-CaAl2具有很好的合金化能力和稳定性的根源。弹性常数的计算和力学性能的分析表明C14-MgAl2具有很好的延展性,C15-MgAl2具有很好的塑性。     

Mg–Al-Ca合金中二元Laves相的电子结构和力学性能

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了Mg-Al-Ca合金中AB2型二元Laves相（如CaMg2, CaAl2 和MgAl2 ）在不同形态结构（C14, C15和C36）下的晶体结构、电子结构和力学性能。计算所得的晶格常数与实验数据吻合很好。形成能与相关能的计算表明C15- CaAl2 Laves相具有很好的合金化能力和结构稳定性。态密度和电荷密度的计算从微观上进一步分析了C15-CaAl2具有很好的合金化能力和稳定性的根源。弹性常数的计算和力学性能的分析表明C14-MgAl2具有很好的延展性,C15-MgAl2具有很好的塑性。     

Nb在Ni3Al中取代行为及合金化效应的第一性原理研究

采用基于第一性原理的平面波赝势方法,研究了Nb原子在Ni₃Al中的格点取代行为及合金化效应.通过对不同原子被置换后体系的形成热、结合能及电子态密度的计算和比较,发现Nb原子倾向于取代Ni₃Al中的Al原子,其取代行为主要由系统的电子结构决定,计算结果与实验相符.为了进一步研究Nb原子的取代行为,对Nb原子占据的格点以松散或紧凑分布下体系的总能、形成热、结合能以及电子态密度进行了计算,结果表明Nb原子占据的格点更倾向于紧凑分布.为了研究Nb对Ni_{3关键词： 第一性原理 3}Al合金')" href="#">Ni₃Al合金 电子结构 合金化效应     

磁无序及合金化效应影响Co2CrZ(Z=Ga,Si,Ge)合金相稳定性和弹性常数的第一性原理研究

采用确切的Muffin-Tin轨道结合相干势近似方法,本文系统计算研究了0 K下,磁无序及合金化效应影响Co₂CrZ(Z=Ga,Si,Ge)合金L2₁和DO₂₂相稳定性的规律性及物理机理.研究结果表明,0 K下,L2₁相合金晶格常数、体弹性模量、磁矩和弹性常数均与理论和实验值基本吻合;铁磁下合金具有L2₁结构,随磁无序度(y)的增大,L2₁相能量相对逐渐增大,最终由低于转变到高于D0₂₂相,因此,当y≥0.1(0.2)时,Z=Si和Ge(Z=Ga)的合金具有DO₂₂相稳定结构;随y的增大,L2₁相的四方剪切弹性模量(C’=(C₁₁-C₁₂)/2)还不断软化,表明无论在能量还是力学角度上,磁无序都有利于3种合金发生四方晶格变形;磁无序影响L2₁和D0₂₂相相对稳定性的电子结构机理归因于Jahn-Teller...     

双频场作用下三能级原子的动力学行为

求得双频场作用下串接型三能级原子系统哈密顿量的本征函数和本征值.从而给出任意初始原子态和任意偏调情况下,原子系统随时间的演化公式.研究了能级布居数和原子极化与光强的关系.揭示了原子初始条件和光场相对相位对原子动力学行为的影响.在相对相位为π时,原子场耦合最小,在特殊情况下为零.     

Phonon Dispersion in Equiatomic Li-Based Binary Alloys

The computations of the phonon dispersion curves （PDC） of four equiatomic Li-based binary alloys, namely Li0.5Na0.5, Li0.5K0.5, Li0.5Rb0.5 and Li0.5Cs0.5, to second order in the local model potential is discussed in terms of the real-space sum of Born von Karman central force constants. Instead of the concentration average of the force constants of metallic Li, Na, K, Rb and Cs, the pseudo-alloy atom （PAA） is adopted to compute directly the force constants of four equiatomic Li-based binary alloys. The exchange and correlation functions due to Hartree （H） and Ichimaru-Utsumi （IU） are used to investigate the influence of screening effects. The phonon frequencies of four equiatomic Li-based binary alloys in the longitudinal branch are more sensitive to the exchange and correlation effects in comparison with the transverse branches. However, the frequencies in the longitudinal branch are suppressed due to IU-screening function than the frequencies due to static H-screening function.     

二元合金微观偏析的相场法数值模拟

使用耦合溶质场的相场模拟研究了Ni-Cu二元合金枝晶生长过程中固相溶质扩散系数D_s 对枝晶形貌和微观偏析等的影响.计算结果表明，随着D_s的减少，固液界 面前沿溶质扩散层越薄，枝晶生长越有利，枝晶尖端生长的速度越大，侧向分支越发达；D< sub>s越小，固相中溶质成分的波动越强烈，随着D_s的增大，固相中溶质 成分的波动相应减小；溶质微观偏析程度随D_s的增大而减小. 关键词： 相场方法 微观偏析 固相扩散系数 数值模拟     

二元室温金属流体热导率的理论计算与实验研究

室温金属流体在芯片散热领域中正日益显示重要价值,但相关材料的热物性比较缺乏.本文基于Faber-Ziman理论和Wiedemann-Franz-Lorenz定律,采用Ashcroft-Langrethp硬球模型偏结构因子以及空核心模型赝势计算了液态二元镓铟及钠钾合金的热导率.结果表明:相比于钠钾合金的热导率随原子组分浓度呈抛物线变化,镓铟合金的热导率与原子组分浓度呈单调变化关系,同时镓铟合金的热导率随着温度升高而升高.作为对比,本文同时也对镓铟合金的热导率进行了实验测定.结合所获数据及钠钾合金文献数据对比,表明计算结果与实验值符合得较好.本文工作为进一步研究二元合金热导率打下了基础.     

Fe基α相合金的冲击相变及其对层裂行为的影响研究

利用正向加载和逆向加载相结合的实验方法,实验研究了从低压到高压三种不同压力范围内Fe基α相合金(Fe-85.03wt%,Mn-7.63wt%,Ni-7.01wt%,Al-0.3wt%)的冲击相变和卸载逆相变历程及对应加载状态的层裂行为特征.给出了Fe基α相合金含冲击相变和卸载逆相变的加卸载Hugoniot线,发现冲击相变阈值、逆相变阈值和冲击加载压力共同决定其冲击加卸载历程,冲击相变强烈影响其层裂行为,导致样品发生了"异常"层裂.利用获得的冲击加卸载历程从应力波相互作用的角度解 关键词： α相合金')" href="#">Fe基α相合金 相变 逆相变 层裂     

强磁场中碱金属原子的演化和Aharonov－Anandan相因子

利用量子不变量理论研究了任意随时间变化的强磁场中碱金属原子系统的演化问题，得到了此系统精确的演化态，并利用此精确的演化态求出了相应的Ａｎａｒｏｎｏｖ－Ａｎａｎｄａｎ相因子和绝热极限下的Ｂｅｒｒｙ相因子。将此系统精确的演化态按哈密顿量的瞬时本征态展开，可以得到绝热近似的任意阶修正。     

定向凝固过程中枝晶侧向分枝生长行为与强制调控规律

采用相场法数值模拟研究了定向凝固过程中随机噪声条件下枝晶侧向分枝生成行为与强制扰动条件下侧向分枝调控规律. 模拟结果表明: 随机噪声条件下, 侧向分枝整体上并无规则性, 但产生频率存在一定分布范围, 且在一定时间段内会出现生成频率一致且具有极强相关性的一组侧向分枝, 即波包; 不同波包之间不具有相关性, 但不同波包内部的侧枝生成频率基本相同, 且与侧枝整体频谱曲线峰值位置处的频率基本相当; 强制周期扰动条件下, 当扰动频率处于侧向分枝整体生成频率范围内时, 可激发枝晶产生规则侧向分枝, 且扰动频率与波包内侧枝生成频率一致时侧向分枝最发达. 研究结果可为向定向凝固枝晶形态的调控提供理论指导.