Co3Ti和CoTi的电子结构及结合能

利用紧束缚线性ｍｕｆｉｎ-ｔｉｎ轨道（ＴＢ-ＬＭＴＯ）方法，计算了金属间化合物Ｃｏ₃Ｔｉ和ＣｏＴｉ的电子结构．得到了它们的晶格常量与体弹性模量以及结合能．所得结果与实验及其它理论的结果符合得较好． 关键词：     

系列CoMnZnZ四元Heusler化合物的结构和半金属铁磁性

通过第一原理计算理论预测了CoMnZnZ (Z=Si, Ge, Sn, Pb)系列Heusler合金的弹性常数、电子结构和磁性,并根据弹性常数计算得到弹性模量等参量,计算了该系列化合物声速和德拜温度.计算采用全势线性缀加平面波方法,交换相关函数采用基于Perdew-Burke-Ernzerhof的广义梯度近似泛函.弹性模量结果表明晶体呈现韧性特征;承受剪切的性能弱于承受单轴压缩的性能;结构组成具有较低的各向异性性能.电子结构的计算显示CoMnZnZ (Z=Si, Ge, Sn)三个化合物属于半金属铁磁体,但是CoMnZnPb化合物并不显示半金属特性. CoMnZnZ (Z=Si, Ge, Sn)三个化合物的磁矩通过Slater-Pauling法则进行计算得到的量值与第一原理计算得到的完全一致,遵从总的价电子数减去28的Slater-Pauling法则,三个化合物磁矩为整数且自旋极化率为100%.利用轨道杂化理论解释了此系列化合物半金属性的根源.     

Ti,Nb, Al及其二元合金状态方程的第一原理计算及其应用

金属状态方程对于探究金属及合金原子的相互作用中起到了至关重要的作用.本文使用第一原理计算了Ti, Nb, Al及其二元合金能量与原子间距关系(E-r关系),并使用得到的E-r关系计算了金属及合金的体弹性模量,结果与实验值吻合的很好.计算结果表明,使用不同的赝势,计算不同金属表现出不同的适用性;二元合金的E-r曲线处于对应合金化元素曲线之间;并且合金的E-r曲线会更靠近合金内含量较高的元素的E-r曲线;并发现合金E-r关系可通过组成合金的纯金属的E-r关系计算获得,且用该方法计算材料的体弹性模量与实验值非常符合.     

铟钇金属间化合物力学性能的第一性原理计算

本文基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,对铟钇(In-Y)金属间化合物的力学结构稳定性、弹性性质和热力学性能进行了研究.通过结构优化得到了In_3Y、InY、InY_2三种金属间化合物的晶格常数,发现与实验值比较吻合.弹性常数的计算结果表明In-Y金属间化合物的结构是稳定的,由弹性常数推算出In_3Y、InY、InY_2三种合金的体积模量、杨氏模量、剪切模量、泊松比和各向异性等力学性质,发现InY_2合金的体积模量、杨氏模量、剪切模量要比其它两种的值大,其抗形变能力更强.本文还预测了In-Y金属间化合物的热力学性质,如德拜温度、热导率,通过第一性原理计算得到的In-Y金属间化合物的力学和热力学性质为In-Y合金材料的实际应用和材料设计提供了参考.     

第一原理研究铝锂金属间化合物

运用密度泛函理论系统地研究了二元铝锂金属间化合物Al₃Li、AlLi、Al₂Li₃和Al₄Li₉的结构、形成热、弹性和电子结构.通过计算四种金属间化合物的形成热,证明了金属间化合物中铝和锂之间具有强烈的化学作用. 在富锂金属间化合物中,随着锂的含量的增加,金属间化合物热力学稳定性呈线性减弱. 计算金属间化合物的单晶弹性常数可以得出四种金属间化合物都是机械稳定的. 运用Voigt-Reuss-Hil     

取向Pr2Fe14B与Nd2Fe14B多晶磁化曲线的计算

基于单离子晶场模型 ,提出了计算稀土 Fe(Co)金属间化合物取向多晶样品磁化曲线的方法 .用此方法计算了取向Pr2 Fe14 B和Nd2 Fe14 B多晶的高场磁化曲线 ,计算中使用了拟合化合物单晶磁化曲线得到的交换场与晶场参数 .计算曲线与实验曲线相符合 .     

NiAl中空位迁移机制的计算机模拟

运用分子动力学方法采用F-S多体势函数从原子尺度上模拟了NiAl金属间化合物中单空位的迁移运动行为，认为空位随成分的变化而采取不同的迁移方式：成分在理想化合比附近空位迁移主要以六步循环方式进行，其中V_Al主要以直型［100］六步循环方式迁移，V_Ni以［110］型六步循环方式占优势；当成分偏离时在富Ni一侧空位迁移则以ASB方式占很大的优势.计算所得NiAl金属间化合物中单空位迁移激活能与实验值相符，从微观上合理地解释了NiAl金属间化合物淬火实验中较高淬火温度对 关键词：     

第一性原理计算M2C（M=V、Nb、Ta）的结构性质、弹性性质和热力学性质

通过密度泛函理论的第一原理计算,研究了 M2C (M=V, Nb, Ta)(空间群:pbcn, No: 60)在高压下的电子结构、弹性和热力学性质。该理论是建立在平面波的基础上,该平面波将在 CASTEP 代码中实现。首先,本文计算的晶格常数与已有的实验结果和理论数据吻合较好。其次,计算了过渡金属碳化物的分波态态密度和总态密度,结果表明这三种过渡金属碳化物均为金属,金属丰度由高到低的顺序为:V2C > Nb2C > Ta2C。第三,研究了高压下的弹性常数 C ij 、集料弹性模量(B、G、E)和泊松比。其中计算得到 Ta2C 的体积模量最高(257 GPa)。根据弹性稳定性判据,预测这三种化合物在 100 GPa 以内均具有力学稳定性。计算的 B/G 比值表明,这三种化合物在 100 GPa 范围内具有延展性。最后,利用准谐德拜模型研究了这三种化合物的热力学性质     

第一性原理计算M_2C (M=V,Nb, Ta)的结构、弹性和热力学性质（英文）

通过密度泛函理论的第一原理计算,研究了M_2C (M=V, Nb, Ta)(空间群:pbcn, No:60)在高压下的电子结构、弹性和热力学性质.该理论是建立在平面波的基础上,该平面波将在CASTEP代码中实现.首先,本文计算的晶格常数与已有的实验结果和理论数据吻合较好.其次,计算了过渡金属碳化物的分波态态密度和总态密度,结果表明这三种过渡金属碳化物均为金属,金属丰度由高到低的顺序为:V_2C Nb_2C Ta_2C.第三,研究了高压下的弹性常数C_(ij)、集料弹性模量(B、G、E)和泊松比.其中计算得到Ta_2C的体积模量最高(257 GPa).根据弹性稳定性判据,预测这三种化合物在100 GPa以内均具有力学稳定性.计算的B/G比值表明,这三种化合物在100 GPa范围内具有延展性.最后,利用准谐德拜模型研究了这三种化合物的热力学性质.     

高压下三元金属间化合物SrAlSi的电学和晶格动力学特性

基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了三元金属间化合物SrAlSi在高压下的电子性质和晶格动力学性质.三元金属间化合物SrAlSi具有和MgB₂类似的六角蜂巢状结构,Sr原子取代了Mg原子的位置,Al、Si原子无序地占据B原子的位子.通过对SrAlSi三元金属间化合物能带和三维费米面的计算,发现在压力的作用下SrAlSi费米面附近的能带发生电子拓扑变化,压力可以导致电子拓扑结构相变(ETTs).通过晶格动力学研究发现,在压力的作用下,SrAlSi的光学支沿着A-L-H方向逐渐软化,声学支逐渐变硬,说明金属间化合物SrAlSi在压力作用下结构不是很稳定,随着压力的继续增大,会有新的结构出现.     

烧结过程中Ni-Al金属间化合物形成的内耗

Ni-Al金属间化合物是一类重要的高温结构材料,在多种领域具有明确的目标需求.粉末冶金技术是制备Ni-Al金属间化合物的一种重要选择.探索烧结过程中Ni-Al金属间化合物形成和转变过程,明确固相扩散反应发生温度和金属间化合物种类对调控烧结工艺和优化产品质量至关重要.本文采用内耗技术系统研究了Ni-Al粉末混合物压坯烧结...     

高压下金属间化合物CaAlSi的电子结构和晶格动力学性质

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了三元金属间化合物CaAlSi在高压下的电子性质和晶格振动性质。三元金属间化合物CaAlSi具有和MgB2类似的六角蜂巢状结构,Ca原子取代了Mg原子的位置,Al、Si原子无序地占据B原子的位子。通过对Ca三元金属间化合物能带和三维费米面的计算,发现在压力的作用下CaAlSi费米面附近的能带发生了电子拓扑变化,压强可以导致电子拓扑结构相变(ETTs)。通过晶格动力学的研究发现,在压力的作用下,CaAlSi的光学支沿着A-L-H方向逐渐软化,声学支逐渐变硬。说明此金属间化合物在压力的作用下,其结构不是很稳定,随着压力的继续增大,可能会有新的结构出现。     

镧与真空沉积银纳米粒子的金属间化合

根据HumeRothery规则,分析了银与镧两元素之间形成金属间化合物的倾向性,并根据真空蒸发沉积的条件,分析了在真空蒸发沉积情况下镧与银之间形成金属间化合物的可能性.用X射线光电子能谱化学位移方法对真空蒸发沉积的银、镧薄膜进行了分析,结果表明在真空沉积条件下镧与银之间的确形成了金属间化合物. 关键词： 金属间化合物 镧 银 纳米粒子     

超分子结构单元研究黑索金的弹性各向异性

含能材料的弹性性质微观上体现了分子间的结合力,且与含能材料的化学分解和爆炸相关.因此,弹性性质-晶体结构的关联为设计具有特定性质的新材料和理解含能材料点火起爆提供了理论基础.本文提出超分子结构单元作为最小化学单元来定量表征黑索金(RDX)不同晶面的弹性模量.基于超分子结构单元的弹性模量模型表明,与弹性模量相关的微观因素有:超分子结构单元的分子对数量、分子对的平衡距离、分子间力常数以及分子间非键能与晶面法线的夹角;而弹性模量的各向异性来源于分子间非键能与晶面法线的夹角不同.研究结果表明, RDX的超分子结构单元包含15个RDX分子,以该超分子结构单元计算得到RDX(100),(010),(001),(210)和(021)晶面的弹性模量分别为21.7, 17.1, 20.1, 19.1和15.3 GPa.除RDX(001)晶面外,以上晶面的理论计算值与超声共振谱、脉冲激热散射、布里渊散射和纳米压痕实验值基本吻合. RDX(001)晶面的计算值(20.1 GPa)远高于实验值(15.9—16.6 GPa),原因可能是计算过程中将RDX分子看作刚性体,忽略了RDX(001)晶面在外界载荷作用下...     

Nb掺杂γ-TiAl金属间化合物的电子结构与力学性能

运用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Nb掺杂γ-TiAl金属间化合物的结构参数、能带结构、电子态密度及弹性常数.结果表明:Nb替代Ti掺杂相比Nb替代Al掺杂的形成能低,Nb在替位掺杂时更倾向于取代Ti原子形成稳定的结构,Nb替代Ti掺杂能够提高γ-TiAl金属间化合物的抵御塑性变形能力、断裂强度和延展性;与Nb替代Ti掺杂相比,Nb替代Al掺杂同样增强γ-TiAl金属间化合物的断裂强度且其增强延展性的效果更好,但抵御塑性变形的能力有所削弱.     

外部压力下β相奥克托金晶体弹性性质变化的第一性原理研究

基于密度泛函理论,采用投影缀加波方法对不同压力条件下β相奥克托金(β-HMX)的弹性常数进行了计算.计算得到零压条件下β-HMX的体弹性模量为12.7 GPa,剪变模量为4.4 GPa,与实验测量结果接近.对β-HMX弹性常数压力响应的分析表明,随着外部压力增加,晶体的体弹性模量和剪变模量逐渐增加.当外部压力达到7 GPa时晶格开始沿剪应变方向出现不稳定性,与拉曼散射实验结果相符.     

Au-Sn金属间化合物的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,计算研究了Au-Sn二元系金属间化合物的生成焓、结合能、电子结构、弹性性质和结构稳定性. 计算结果表明：Au₅Sn合金的生成焓最小,说明Au₅Sn较容易生成,但Au₅Sn在热力学和力学上是不稳定的;AuSn₂和AuSn₄的键合作用较强,弹性模量、剪切模量均大于AuSn和Au₅Sn;从电子结构的角度,AuSn₂和AuSn₄ 的成键主要来自于Au原子d 轨道与Sn原子p轨道的杂化;而AuSn以Sn–Sn键的相互作用为主,Au₅Sn相中Au 的占比较大,导致Au–Au共价键发挥作用,抑制了Sn导带p电子的成键. 关键词： 电子结构 弹性性质 第一性原理 Au-Sn金属间化合物     

高温高压下Ag-Mg-Zn合金中金属间化合物的微观结构与热动力学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Ag-Mg-Zn合金中金属间化合物AgMg,Mg4Zn8和Ag8Mg4Zn4在高温高压下的结构稳定性、弹性性能和热动力学性质.理论计算结果与实验值和其他的理论结果符合得非常好.研究表明:金属间化合物AgMg,Mg4Zn8和Ag8Mg4Zn4在零温零压下是力学稳定的;Mg4Zn8和Ag8Mg4Zn4为延性相,而AgMg则为脆性相;在这三种金属间化合物中,Ag8Mg4Zn4的塑性最好,AgMg的塑性最差.利用准谐Debye模型,讨论了高温高压下Ag-Mg-Zn合金中金属间化合物的摩尔振动内能Uvib,m,摩尔Helmholtz振动自由能Avib,m,摩尔振动熵Svib,m,摩尔定容热容Cv,m,摩尔定压热容Cp,m,热膨胀系数α,Griüneisen 参量γ和Debye温度(O).     

SiP化合物结构和电子特性的第一性原理研究

应用第一性原理方法研究了SiP化合物的结构和电子特性,并且将研究推广到其他第四族元素磷化物(IV-P).在研究的各种结构中,SiP单斜晶体结构是能量最低、最稳定的结构.SiP的体弹性模量比CN和CP化合物以及相对应的第三族元素氮化物和磷化物要小.SiP不同的结构间能发生相变,其单斜晶体结构(monoclinic)在压强为6.2 GPa, 15.0 GPa, 19.3 GPa, 20.0 GPa 和 10.3 GPa时分别转变成GeP型结构、Rhom.型结构、β-InS型结构、 CsCl型结构和NaCl型结构.能带计算结果显示SiP单斜晶体结构(monoclinic)和GaSe型结构是间接带隙分别为1.123 eV 和 0.123 eV的半导体,SiP其他结构则显示出金属特性.其他化学比为1:1的第四族元素磷化物(IV-P)具有相同的性质.     

取向Pr2Fe14B与Nd2Fe14B多晶磁化曲线的 计算

基于单离子晶场模型,提出了计算稀土-Fe(Co)金属间化合物取向多晶样品磁化曲线的方法.用此方法计算了取向Pr₂Fe₁₄B和Nd₂Fe₁₄ B多晶的高场磁化曲线,计算中使用了拟合化合物单晶磁化曲线得到的交换场与晶场参数.计 算曲线与实验曲线相符合. 关键词： 磁化曲线 晶场 2Fe₁₄B')" href="#">R₂Fe₁₄B