Nb-17at%Si合金的压力温度相图

我们知道,Nb3Si有三种同素异构体,其中L12相(Cu3Au型)是由粉末烧结得到的[1],A15相Nb3Si可能是一种高温超导体,但一般只能得到偏离化学配比的化合物[2,3],在常压下往往是Ti3P型结构[4]。 高压有利于形成高密度相.Ti3P结构Nb3Si的平均原子体积为 16.79埃3/原子,稍大于 A15相Nb3Si的平均原子体积(16.39埃3/原子),其晶格常数a大约为5.08埃[5].在高压下,Ti3P结构是转变为A15相还是发生其他何种转变?这是一个值得研究的课题. 实验表明,Nb-1 7 at% Si合金比较容易形成Ti3P型结构.而按照化合物成分配制Nb-2 5at% Si合金一般得不到 Ti3P…     

液态金属Ga急冷凝固中微观结构转变的模拟研究

采用分子动力学方法对液态金属Ga的快速凝固过程进行计算机模拟跟踪研究,运用HA键型指数法和原子团类型指数法分析了金属原子Ga的成键类型和形成的基本原子团结构.发现:与通常的液态金属(如Al)相反,随着温度的降低,二十面体及与二十面体相关的1551, 1541键型数目明显下降;与立方体(fcc,bcc),六角密集结构相关的1421,1422键型数目明显增加;而与菱面体相关的1321,1311键型的数目却显著增加,逐渐占据优势.最后形成一种新型的以菱面体结构为主、夹杂着立方体(fcc,bcc)、六角密集(hcp)等团簇结构所组成的非晶态结构.这正是非晶态金属Ga的g(r)曲线分裂的第二峰的顺序为前低后高,而与非晶态金属Al的g(r)曲线(其分裂的第二峰的顺序为前高后低)明显不同的微观结构上的物理根源.     

二元液态金属Cu-Ni和Ag-Cu凝固过程的分子动力学模拟研究

用Quantum Sutton-Chen多体势对Ag6Cu4和CuNi液态金属凝固过程进行了分子动力学模拟研究.在冷却速率2×1012到2×1014K/s范围内,CuNi总是形成fcc晶体结构,而Ag6Cu4总是形成非晶态结构.考虑到CuNi及AgCu中原子半径之比分别为1.025和1.13,那么模拟结果证实了原子的尺寸差别是非晶态合金形成的一个主要影响因素.此外采用键对及原子多面体类型指数法对凝固过程中微观结构组态变化的分析,不但能说明二十面体结构在非晶态合金形成和稳定性中所起的关键作用,又有助于对液态金属的凝固过程、非晶态结构特征的深入理解.     

体心立方固溶体合金中的"团簇+连接原子"结构模型

为体现固溶体合金中的溶质原子产生的化学短程序,文章提出了配位数为14的团簇在体心立方(bcc)点阵中的堆垛模式,并建立了基于bcc结构的"团簇+连接原子"结构模型,用团簇成分式[团簇](连接原子)_x表述. 此模型中,与基体组元具有相对大的负混合焓的溶质原子占据团簇心部,其他原子作为连接或者替代团簇壳层基体原子. 1 ∶1结构模型[团簇](连接原子)₁由于最大程度地保证了团簇与连接原子的近邻,构成了连接原子最有效的合金化方式. 在两个实用bcc固溶体合金体系中, 1 ∶1模型指导设计了低V含量的储氢合金 V₁和低弹性模量高强度的 Nb₁合金. 关键词： 体心立方固溶体成分设计 "团簇+连接原子"结构模型 Ti-Cr-V合金 Ti-Zr-Mo-Nb合金     

合金非晶态结构的形成条件

非晶态合金又名“金属玻璃”,其结构类似于一般的玻璃,其原子的三维空间呈拓朴无序状的排列,它没有晶界,堆垛层错等缺陷存在,是一种非常均匀的组织.非晶态合金所表现出的优异性能(机械、物理和化学性能),已引人注目,它是近代极有发展前途的新型合金材料. 目前在制备非晶态合金的方法中,有溅射法、液态轧制法等多种,方法繁多,但按其基本原理归纳起来主要是液态淬火法,即将熔融的合金将其快速喷射到冷衬底上急冷.因此对液态淬火法形成非晶态的机理,是当代金属物理学上广泛研究的一项重要课题.有人[1]曾提出非晶态合金的形成和稳定性问题是决定…     

用X射线衍射法测定非晶态金属的结构

自从1960年前后 Pol Duwez[1]发展了由液态快速冷却金属的技术之后,非晶态金属和合金的研究引起国内外的广泛重视.目前已有近百种金属和合金可以具有非晶态的结构[2].非晶态合金的许多物理性质与晶体有显著差别.有些非晶态合金具有优异的力学性能、磁性或其他特性,这就为研制新材料提供了新的途径.非晶态材料的多种物理性质是与它的微观结构密切相关的,因此非晶态的结构研究是研究这类材料的重要方面. 非晶态结构的实验研究和测定,主要是用衍射分析法,即使用波长与原子间距相近的X射线、电子或中子来照射样品,考察其相干散射的空间分布.得…     

二元非晶态合金结构模型化的R_t判据

类金属原子的相对分布是过渡金属-类金属(TM-M)型非晶态合金结构中化学短程序的一个重要特征。本文根据这一思想定义了一个新的制作此类非晶态合金结构模型的判据,并使用此判据制作了几个组分和成分都各不相同的结构模型,分别模拟Ni_(64)B_(36),Fe_(80)B_(20),Ni_(31)B_(19)和Co_(81)P_(19)非晶态合金的结构。所得的各部分径向分布函数G_(ij)(r)都与实验相符。将这些结果与前人的工作作了比较,并进行了讨论。     

非晶态金属的结构模型

非晶态金属与合金具有许多有别于晶体的优异性能和效应.非晶态合金的性能,它的形成条件、稳定性以及结构相变等无不涉及它的微观结构.因此非晶态结构的研究是非晶态物理中的重要课题,在晶态固体的研究中,通常用X光、电子、中子衍射分析来获得原子排列的知识,这些都是基于晶体的结构的周期性.非晶态固体中的原子排列没有这种规则的周期性,因而通常的结构分析方法不易确定原子的组态.衍射分析所提供的只是原子的平均环境的知识,这种平均环境可以用所谓径向分布函数[RDF(r)]来描述.由实验得到的RDF(r)反映了非晶态固体的原子排列具有某种短…     

二元非晶态合金结构模型化的Rt判据

类金属原子的相对分布是过渡金属-类金属(TM-M)型非晶态合金结构中化学短程序的一个重要特征。本文根据这一思想定义了一个新的制作此类非晶态合金结构模型的判据,并使用此判据制作了几个组分和成分都各不相同的结构模型,分别模拟Ni₆₄B₃₆,Fe₈₀B₂₀,Ni₈₁B₁₉和Co₈₁P₁₉非晶态合金的结构。所得的各部分径向分布函数G_ij(r)都与实验相符。将这些结果与前人的工作作了比较,并进行了讨论。 关键词：     

非晶态铁磁Fe—Ni基合金的穆斯堡尔谱研究

本文研究了非晶态合金Fe_(81-x)Ni_xSi_(3.5)B_(13.5)C_2(x=5,10,15,20,25,30,35)及坡莫合金Fe_(50)Ni_(50)在室温和外加磁场下的穆斯堡尔谱,用拟谱方法获得了超精细相互作用的参量及超精细场分布P(H).实验结果表明,非晶态Fe-Ni基合金存在两种磁性铁原子且有类因瓦特性,在x=15左右存在异常现象.文中提出了外加磁场和低温的外界条件,就磁有序而言,具有相似的效应.同时,用类金属的键合作用和金属原子的转移效应较好地解释了非晶态过渡金属(TM)-类金属(M)合金的实验现象.     

离子注入法制备非晶态合金

一、前 言 非晶态金属具有特异的结构[1]和性能[2],当前已引起材料科学技术工作者的广泛兴趣.非晶态金属的形成和稳定性的研究是凝聚态物理学的一个重要方面.至今制备非晶金属的方法有气相沉积法(冷却速率1015K/sec),液态急冷法(冷却速率10～6-10～9K/sec)和激光上釉法(冷却速率 109K/sec).这些方法的一个共同特点是将特定成分的气相或液相的金属合金急速的冷却,使原气相或液相物质的杂乱无章的原子排列还未来得及有序化成晶体状态之前就凝成固相,从而呈现为非晶态. 随着物理学的进展,最近的试验研究表明,用离子注入的方法也可以制成非晶…     

液态金属In凝固过程中微观结构转变的模拟研究

采用分子动力学方法对液态金属In的快速凝固过程进行计算机模拟跟踪研究.运用HA键型指 数法和原子成团类型指数法分析了金属原子In的成键类型和形成的原子团簇结构.发现：与通常的液态金属(如Al)相反，随着温度的降低，二十面体及与二十面体相关的1 551 键越来越少；与四方体，六角密堆积相关的1421，1422和1431键数目总和变化很小；而与菱 面体相关的132l，1311，1301和1201的数目却随着温度的降低而显著增加，逐渐占据优势 .最后形成一种新型的以菱面体结构为主、夹杂着立方体(fcc，bcc) 关键词： 液态金属In 微结构转变 团簇结构 分子动力学 计算机模拟     

Al-Mg合金熔体快速凝固过程中微观结构演化机理的模拟研究

采用分子动力学方法对Al₅₀Mg₅₀合金熔体的快速凝固过程进行了模拟,并采用双体分布函数、键型指数法和原子团类型指数法等方法,从微观结的不同层面对Al-Mg合金熔体快速凝固过程中微观结构的演化机理进行了深入的分析研究.结果表明：本模拟所获得的Faber-Ziman偏结构因子与实验结果符合较好.Al₅₀Mg₅₀合金熔体具有遗传性,在快速凝固过程形成了非晶态结构,其中二十面体短程序结构对非晶态结构的形成起决定性作用.基于原 关键词： Al-Mg合金熔体 快速凝固过程 分子动力学模拟 微观结构     

尺寸效应对非晶态TM100-xMx合金结构的影响

本文通过对非晶态合金结构的计算机模拟,研究非晶态TM_100-xM_x合金在成分基本相同条件下,M原子与TM原子尺寸比的变化对合金结构的影响。为此,分别模拟了Fe₈₀P₂₀,Co₈₁P₁₉和Fe₈₀B₂₀等非晶态合金的结构,并从径向分布函数、拓扑短程序、结构的稳定性和电子迁移引起的原子尺寸变化等方面讨论了原子尺寸的变化对非晶态合金结构的 关键词：     

Invar合金的电子化学势均衡判据

用二元团簇作为描述Invar合金的基本结构单元,运用"团簇共振"结构模型,建立起以某一已知二元团簇与连接原子按1:x比例连接,描述Invar合金的电子化学势均衡判据.给出了Invar合金成分的经验分子式,即Invar合金成分=[团簇]1(连接原子)x.运用此判据,解析了部分Invar合金成分.发现典型的Invar合金实验成分与经验分子式相符合,说明基于"团簇共振"模型的Invar合金的电子化学势判据很好地解释了Invar合金成分的形成规律.     

Co50Fe25-xMnxSi25系列合金的结构、磁性和半金属性研究

利用实验和能带计算相结合的方法,对介于两种预期的半金属Heusler合金Co₂FeSi和Co₂MnSi间的四元合金Co₅₀Fe_25-xMn_xSi₂₅的晶体结构、磁性、能带结构和半金属性进行了研究.采用考虑库仑相互作用的的广义梯度近似方法计算了系列合金的能带结构,通过与实验结果进行对比,揭示了成分变化过程中合金分子磁矩及原子磁矩的变化规律.研究发现, 关键词： 磁性 半金属 Heusler合金     

Al_xCrFeNiTi系高熵合金成分和弹性性质关系

为了探索Al_xCrFeNiTi系高熵合金组成成分和弹性性质的关系,结合固溶体特征参数和第一性原理计算,研究Al元素含量对Al_xCrFeNiTi (x=0, 0.5, 1, 2, 3, 4)合金结构和弹性性质的影响,并分析合金固溶体特征参数与弹性性质之间的关系.结果表明:Al_xCrFeNiTi系合金的价电子浓度随着Al含量的增加逐渐减小,合金在体心立方结构下的形成焓均低于面心立方结构,说明研究的Al_xCrFeNiTi系合金会形成单一的体心立方结构固溶体;合金的晶格常数和形成能力强弱随着Al含量的增加而增大,但合金的结构稳定性略有下降;当合金元素按照等原子比进行成分配比时,合金的原子尺寸差异最大; Al_xCrFeNiTi系合金中不同原子之间除了金属键结合外,还表现出一定的共价和离子键结合特征;对于Al_xCrFeNiTi系合金而言,随着热力学熵焓比的增大,合金体弹模量和韧性随之增大;随着合金混合焓的增加,合金在压缩方向的各向异性程度明显降低.热力学熵焓比和混合焓可作为Al_xCrFeNiTi系高熵合金成分设计的重要参数.     

非晶态合金Fe_(83)B_(17)和Ni_(64)B_(36)结构的研究

本文叙述了用偏振中子衍射方法对Fe_83B_17非晶合金和中子衍射方法对Ni_64B_36非晶合金的结构研究。由实验数据计算了每种合金的偏干涉函数(PSF) S_(ij)(Q),和偏简约径向分布函数G_(ij)(r)。并得到原子短程结构上的各项参数。在此基础上,讨论了这一类非晶态合金的结构模型,计算了其一种模型简单单元的中子衍射散射强度,并和实验所得的结果作了比较。     

判定金属玻璃微观结构中的二十面体类团簇

基于Voronoi几何分形法, 分析了理想二十面体团簇和ZrCu二元金属玻璃中各种团簇的结构特点, 提出了一种判定金属玻璃原子结构中二十面体类团簇的方法. 并选取三个ZrCu 非晶成分作为研究对象, 基于Voronoi团簇, 利用该方法提取了各种构型团簇, 证实其中四种构型团簇的基本几何结构与理想二十面体相似, 并具有同样近似于理想二十面体的高致密度、高规则度和高五次对称性, 因此可称之为二十面体类团簇. 此类二十面体类团簇可作为金属玻璃的主要结构单元, 普遍存在于非晶结构中; 二十面体类团簇及其连接能包含几乎所有的原子, 从而形成非晶结构. 研究结果提供了一种新的团簇判定方法, 有助于从微观结构层面分析合金中的非晶形成机理.     

面心立方固溶体合金的团簇加连接原子几何模型及典型工业合金成分解析

工业合金牌号的成分选择体现了固溶体合金的化学短程有序结构,满足由最近邻两层原子组成的"团簇加连接原子"模型,例如对于置换型面心立方固溶体Cu-Zn,其合金牌号成分可以表述为[Zn-Cu_(12)]Zn_(1-6)和[Zn-Cu_(12)](Cu,Zn)_6,其中方括号内为第一近邻配位多面体团簇.基于此,本文赋予团簇式以具体原子结构的含义,对置换型面心立方固溶体结构中团簇的可能存在形式进行了穷尽,得出团簇式所对应的所有"团簇加连接原子"结构单元模型,给出团簇和连接原子之间的比例和空间排列的所有可能,并对Cu-Zn和Cu-Ni合金常用牌号对应的团簇式给出了三维结构模型,进一步验证了前期关于合金团簇式解析的正确性.用这些模型中原子化学序描述合金的成分,赋予团簇式以具体的原子结构意义,为进一步开发新的合金提供了理论依据.