用MAEAM法计算Ag/Ni的界面能

采用改进分析型嵌入原子法计算了Ag(111)//Ni(001)和Ag(001)//Ni(111)扭转界面的能量，结果表明：对Ag(111)//Ni(001)界面，当扭转角等于0°（或30°）时界面能最小，这一择优扭转角取向和Gao等人的实验结果一致；同样，对Ag(001)//Ni（111）界面，当扭转角等于0°（或30°）时界面能最小；从界面能最小化考虑，Ag(001)//Ni(111)扭转界面的择优扭转角也为0°（或30°）. 关键词： Ag/Ni界面 界面能 计算 改进分析型嵌入原子法 近重合位置点阵     

Ta和Re对Ni/Ni3Al相界面断裂强度和蠕变强度的影响

采用基于密度泛函理论和广义梯度近似的第一原理方法,探究Ta元素和Re元素在Ni/Ni3Al相界面中的相互作用及其对界面强度的影响.计算表明:在绝大多数化学计量比范围内, Ta原子优先占据γ相中的顶点Ni位, Re原子优先占据γ’相中的Al位, Re原子和Ta原子共合金化时掺杂位置不发生改变.通过格里菲斯断裂功、不稳定堆垛层错能及空位迁移能的计算,得出Ta和Re合金化都可以增强界面的格里菲斯断裂能,提高界面的结合强度,两种合金化元素均提高了体系的不稳定堆垛层错能,即提高了界面阻碍位错运动的能力和抵抗变形的能力,其中Re的单独合金化效果更好.两种元素的掺杂提高了界面上空位迁移的势垒,阻碍了空位的发射和吸收,进而提高了合金的蠕变能力.     

微合金化元素对Fe-Al界面结合的第一性原理研究

利用第一性原理中的DFT理论研究了Fe/Al界面的能量学和电子结构,讨论了替位型掺杂的元素Zn、Mn、Ni在Fe/Al界面处的作用.结果表明:元素Zn、Mn、Ni都会优先替换界面处的Fe原子,使得界面结合能增加,体系更稳定,有利于界面的结合;跨界面的Fe原子与Al原子之间的电荷布居、键长以及差分电荷密度图的计算表明:掺杂后有利于跨界面的Fe-Al间成键,从而加强了Al层与Fe基体的结合,且结合强度由强到弱依次为:掺Zn>掺Mn>掺Ni;与实验比较吻合.最后对掺杂Zn的增韧机理加以解释.     

Al(111)/Al_3Li(111)的界面性质

运用基于第一性原理的平面波贋势法,计算研究了Al (111)/Al_3Li (111)的界面性质.结果表明:Al (111)/Al_3Li (111)的界面具有三种原子配位关系结构,其中界面处仍保持与基体Al一致的三明治堆垛构型的界面稳定性最好.计算表明,该结构界面最薄弱层,位于Al_3Li (111)内,其分离功最小(约1.53 J/m~2),强度最弱,而基体Al和Al_3Li内部的强度随着到界面距离的增大而逐渐增强.     

Ca，Be在镁合金中的阻燃作用

建立了镁合金的晶体,液态及其固/液界面模型.采用递归法计算了Ca,Be在α-Mg、固/液界面、镁液态中的环境敏感镶嵌能,定义并计算了Mg,Ca及Be与氧的原子亲和能.计算结果表明：Ca,Be在镁晶体中的环境敏感镶嵌能较高,不能稳定固溶于晶体中,因此在固体中的溶解度较小.合金凝固时Ca,Be扩散到环境能较低的液体中,向液面聚集.由于Ca,Be与氧的原子亲和能低于镁与氧的亲和能,聚集在液体表面的Ca,Be将优先与氧结合,生成致密的镁与合金元素的混合氧化物,阻止镁合金燃烧. 关键词： 电子结构 阻燃 Mg合金     

原子发射光谱法直接测定焦炭中的15种微量杂质元素

采用原子发射光谱直接测定了焦炭中Si、Mn、Mg、Pb、Sn、Fe、Ni、Al、Ti、Mo、Ca、V、Cu、Zn、Ag等15种微量杂质元素。方法不需要高温灰化及冗长的样品前处理技术,直接粉末进样分析,操作简便、快速,能够满足焦炭中常规杂质分析的需要。     

金（山）银花药材中15种金属元素的测定

为比较金银花、山银花中金属元素的含量是否存在差异,用王水对金银花、山银花进行消解,用火焰原子吸收光谱法测定了它们中Na、Ca、Mg、Zn、Fe、Co、Cr、Ni、Mn、Sn、Cu、Cd、Pb、Ag、Au等金属元素的含量.发现金银花、山银花中Na、Ca、Fe、Ni、Mn元素含量差异较大,他们所含的重金属元素超标.     

ICP-AES法测定羊毛中的多种元素

本文采用HNO_3-HClO_4湿法低温消化制样,ICP-AES法连续测定羊毛样品中的主量和微量元素(Ca、Mg、Na、K、Al、Fe、Ag、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、P、Pb、Sn、Sr、Ti、V和Zn。方法简便、快速。回收率92—111%,变动系数1.2—19%。主量元素对微量元素的测定基本无影响。本法适用于动物毛中上述各元素的测定。     

第一性原理研究Al-Cu-Li合金中T1相的腐蚀机理

利用密度泛函理论的第一性原理,讨论Al-Cu-Li合金中主要析出相T1相(Al6Cu4Li3)的表面性质,计算不同终结面的表面能和表面电子功函数,并探讨应力作用和常见合金元素对Al/T1界面的影响.结果表明:T1相的表面能与表面的原子排列有关,不同的表面通过应变释放重构,进而获得不同的表面能.表面电子功函数则与表面原子种类有关,由于Li的电负性最小,含Li原子的表面通常有较低的电子功函数,进而降低材料的耐蚀性.此外,在应力作用下,T1相一些表面的电子功函数变化与纯金属是相反的.压应力下T1相电子功函数降低,材料更加容易被腐蚀;张应力下T1相功函数增加,材料更加耐腐蚀.同时,通过计算Al/T1界面中Ag,Zn和Mg 3种合金元素的替位能,可以发现,这3种元素都有利于降低界面能,且Ag的作用最明显.     

H原子在Al(111)和Ag(111)面上的吸附

本文用电荷自洽的EHT方法,研究了H原子在Al(111)和Ag(111)面上的吸附,结果指出:在Al(111)面上,H以原子状态吸附在某些对称位置上,它也能渗透到表面层中去,成为填隙原子;H₂分子在表面处发生解离吸附。在Ag(111)表面上,H原子有可能以分子状态吸附,H—H键平行于表面,这与高分辨率电子能量损失谱所得到的实验结果一致;但H₂分子在Ag(111)表面也可能发生解离吸附。 关键词：     

掺杂元素对Mg2NiH4稳定性影响的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一原理赝势平面波(PW-PP)方法,计算了低温相Mg2NiH4和(Mg2Ni,X)H4(X=Ag, Al, Ti或Zr)的生成热及电子结构,分析了掺杂元素对Mg2Ni氢化物稳定性的影响. 结果表明,掺杂导致了合金氢化物生成热的绝对值降低,合金氢化物的稳定性下降,且发现掺杂元素电负性越大,氢化物越不稳定. 从电子态密度图和Mulliken布居数分析知道,掺杂后合金氢化物释氢能力增强的主要原因在于Ni-H之间的成键减弱,以及掺杂元素诱导费米能级EF处电子数浓度N(EF)的增加.     

掺杂元素对Mg2NiH4稳定性影响的第一性原理研究

本文采用基于密度泛函理论(DFT)的第一原理赝势平面波(PW-PP)方法,计算了低温相Mg2NiH4和(Mg2Ni,X)H4(X=Ag, Al, Ti或Zr)的生成热及电子结构,分析了掺杂元素对Mg2Ni氢化物稳定性的影响. 结果表明,掺杂导致了合金氢化物生成热的绝对值降低,合金氢化物的稳定性下降,且发现掺杂元素电负性越大,氢化物越不稳定. 从电子态密度图和Mulliken布居数分析知道,掺杂后合金氢化物释氢能力增强的主要原因在于Ni-H之间的成键减弱,以及掺杂元素诱导费米能级EF处电子数浓度N(EF)的增加.     

Solute-second phase interaction for Mg,Ag and Zn in Al–Li alloys

ABSTRACT

Early experiments have shown the promises of alloying with Mg?+?Ag (or Mg?+?Zn) on the performance of Al–Li alloys. To better understand the interaction between solutes and second phases in Al–Li alloys, Mg, Ag and Zn segregation to Al/δ′ interface as well as their substitution in δ′ bulk were investigated at the atomic level using first principles modelling and calculations. Energetics results and local charge analyses revealed that Mg, Ag and Zn can segregate to Al/δ′ interface by different preference, but have no significant influence on the interface adhesion. Ag and Zn can also dissolve into δ′ bulk, and enhance the local metallic bonding with nearest-neighboring Al atoms. Based on these results, a multi-fold benefit mechanism was suggested for the combined alloying with Mg?+?Ag (or Mg?+?Zn) in Al–Li alloys.     

High-temperature site preference and atomic short-range ordering characteristics of ternary alloying elements in γ’-Ni3Al intermetallics

Abstract

Remarkable high-temperature mechanical properties of nickel-based superalloys are correlated with the arrangement of ternary alloying elements in L1₂-type-ordered γ′-Ni₃Al intermetallics. In the current study, therefore, high-temperature site occupancy preference and energetic-structural characteristics of atomic short-range ordering (SRO) of ternary alloying X elements (X = Mo, W, Ta, Hf, Re, Ru, Pt or Co) in Ni₇₅Al_21.875X_3.125 alloy systems have been studied by combining the statistico-thermodynamical theory of ordering and electronic theory of alloys in the pseudopotential approximation. Temperature dependence of site occupancy tendencies of alloying X element atoms has been predicted by calculating partial ordering energies and SRO parameters of Ni-Al, Ni-X and Al-X atomic pairs. It is shown that, all ternary alloying element atoms (except Pt) tend to occupy Al, whereas Pt atoms prefer to substitute for Ni sub-lattice sites of Ni₃Al intermetallics. However, in contrast to other X elements, sub-lattice site occupancy characteristics of Re atoms appear to be both temperature- and composition-dependent. Theoretical calculations reveal that site occupancy preference of Re atoms switches from Al to both Ni and Al sites at critical temperatures, T_c, for Re > 2.35 at%. Distribution of Re atoms at both Ni and Al sub-lattice sites above T_c may lead to localised supersaturation of the parent Ni₃Al phase and makes possible the formation of topologically close-packed (TCP) phases. The results of the current theoretical and simulation study are consistent with other theoretical and experimental investigations published in the literature.     

Adhesion and bonding of the Al/TiC interface

The electronic structure and adhesion of Al/TiC(0 0 1) interface are examined by density functional theory. Our results show the preferred configuration is the Al atom above the ceramic’s metalloid atom. The calculated adhesion explains the conflicting experimental results of the W_ad from the aspect of the establishing different chemical equilibrium bonds at the different temperatures. By applying several analysis methods we have thoroughly characterized the interfacial electronic structure. For the Ti-site the interfacial Al and Ti atoms form the metal/covalent bond, while for the C-site the interfacial Al and C atoms form the polar covalent interaction. In addition, we examine the effects of Mg and Si alloying elements at the interface, and find that Mg greatly deteriorates the interface and Si slightly improves the interface. The cleavage may take place preferentially at the interface with the help of interface strain energy, especially with the addition of Mg. This is in good agreement with the experimental result.     

Effect of solute atoms on fracture toughness in dilute magnesium alloys

The effect of alloying elements on the toughness and the fracture behaviour was investigated on seven kinds of Mg-0.3?at.% X (X?=?Ag, Al, Ca, Pb, Sn, Y and Zn) alloys with a grain size of 3–5?μm. The fracture toughness and fracture behaviour in magnesium alloys were closely related to the segregation energy. The Mg–Al and –Zn alloys that had small segregation energy showed high toughness and ductile fracture in most regions, while the Mg–Ca alloy with large segregation energy exhibited low toughness and intergranular fracture. These different tendencies resulted from solute segregation at grain boundaries (GBs). The change in the lattice parameter ratio was the influential material parameter regardless of whether the GB embrittlement was for enhancement or suppression.     

微合金化元素对Fe—A1界面结合的第一性原理研究

利用第一性原理中的DFT理论研究了Fe／A1界面的能量学和电子结构，讨论了替位型掺杂的元素Zn、Mn、Ni在Fe／A1界面处的作用．结果表明：元素Zn、Mn、Ni都会优先替换界面处的Fe原子，使得界面结合能增加，体系更稳定，有利于界面的结合；跨界面的Fe原子与Al原子之间的电荷布居、键长以及差分电荷密度图的计算表明：掺杂后有利于跨界面的Fe-Al间成键，从而加强了Al层与Fe基体的结合，且结合强度由强到弱依次为：掺Zn〉掺Mn〉掺Ni；与实验比较吻合．最后对掺杂Zn的增韧机理加以解释．     

高压密封微波消解-ICP-AES法测定五种蒙药中无机元素

采用HNO3-HClO4消解体系分别对额日敦-乌日勒、德都红花七味丸、通拉嘎-5、乌珠目-7、给旺-9等五种蒙药样品进行高压微波消解制样,利用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定了镁、铝、钙、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、砷、硒、锶、钼、银、镉和铅等17种无机元素的含量。通过添加标准回收实验,回收率均在97.25%~106.35%之间,验证了分析数据的可靠性。所有元素测定结果的相对标准偏差均小于3.3%,具有良好的准确度和精密度。实验结果表明,其中常量元素Ca,Mg和Fe,Mn,Zn,Cu的含量较高,测定结果可为开发研制蒙药新制剂、研制蒙药的质量控制标准和提高蒙药药效提供理论依据。