Al(Ga)原子择优占位对Gd_2Co_(17)化合物磁晶各向异性的影响

用磁性测量和磁取向粉末X射线衍射方法,研究了Gd2Co17-xMx(M=Al,Ga;x≤4)化合物的磁晶各向异性与Al(Ga)原子浓度的依赖关系.随着x的增加, Gd2Co17-xAlx(x≥1)和Gd2Co17-xGax(x≥2)化合物的室温磁晶各向异性由易面转变为易轴;在Al、Ga原子的浓度分别为x=0.9和x=1.8附近时,室温各向异性常数K1由负变正,在x=3时达到最大值,且含Al化合物的K1最大值约为含Ga化合物的四倍根据Al(Ga)原子在Gd2Co17化合物不同Co晶位择优占位的事实,讨论了Co亚点阵磁晶各向异性的演变.结果表明, Al原子择优占据6c晶位是导致Al原子对Co亚点阵各向异性正贡献大于Ga原子的主要原因.

Si原子择优占位对R_2Co_(17)化合物中Co次晶格磁晶各向异性的影响

对R2Co17-xSix（R＝Ce，Gd和Y）化合物的X射线衍射和磁性测量研究结果表明，Si原子的加入使R2Co17化合物的室温磁晶各向异性由易面转变为易轴，各向异性常数随Si原子浓度的增加而出现极大值、重点讨论了Si原子在Co次晶格四个不同晶位择优占位与Co次晶格磁晶各向异性演化的关系。

La3Co29-xFexSi4B10的择优占位、电子结构和晶格振动性质的理论研究

分别用第一性原理及原子间相互作用势对初始模型进行几何优化,所得稳定结构的晶格参数均与实验值符合较好.通过第一性原理密度泛函理论,计算了稳定结构La_3Co_(29-x)Fe_xSi_4B_(10)化合物择优占位情况,计算结果表明,Fe原子最择优替代Co原子的2c晶位,择优占位顺序为2c>8j1>8i2>8j2>8i3>16k>8i1,这与实验结果非常符合.Fe原子每次只替代不同晶位的一个Co原子时,La_3Co_(29-x)Fe_xSi_4B_(10)体系的晶格常数几乎不变,磁矩却发生了有趣的变化.当Fe原子沿着择优顺序依次替代不同晶位的所有Co原子时,随着La_3Co_(29-x)Fe_xSi_4B_(10)体系中Fe原子含量的增多,其电子态密度整体向左移动.Fe原子完全替代Co时,与未掺杂时相比体系的总磁矩增加.最后,利用原子间相互作用势进一步预测了La_3Co_(29-x)Fe_xSi_4B_(10)体系的晶格振动及热力学性质.在低频部分,振动模式主要由质量较大的Co,Fe和La元素作贡献;随着掺杂原子Fe的增多,体系的截止频率先减小后增多,中频部分由Si元素引起的振动模式减少;B-B强相互作用引起了高频部分的振动模式.基于声子态密度预测了不同数量Fe掺杂后体系的比热、熵和德拜温度的变化,当Fe含量大于Co时,德拜温度明显升高.

YCo_(5-x)M_x(M=Fe,Ti)中合金元素择优占位

利用多元晶体中原子择优占位MBW模型和原子间相互作用势,从原子层次对合金 元素Fe,Ti在CaCu5结构的Y-Co合金中的择优占位进行了计算研究.计算结果表明,Fe和Ti 择优占据3g位置,与实验结果符合.

RMn_(12-x)Fe_x(R=Y,Ho,Er)择优占位和晶格振动的原子级模拟(英文)

利用基于第一性原理和陈氏晶格反演方法获得的原子间相互作用对势模拟计算了RMn12-xFex(R=Y,Ho,Er)金属间化和物的结构性质,计算结果表明第三组元Fe择优占据8f晶位,8j晶位与8i晶位次之,计算的晶格常数与实验结果符合较好.利用晶格反演的原子间相互作用对势对RMn12-xFex复杂结构的一些力学性质如弹性常数和体模量进行了模拟计算,并首次探讨了该体系的声子态密度曲线及德拜温度.

316L表面激光熔覆NiTi合金涂层的组织结构及元素占位

60NiTi(60wt%Ni-40wt%Ti)合金具有高硬度、高弹性模量及优异的耐磨和耐腐蚀性能,在许多领域有潜在的应用价值。本文对激光熔覆方法在316L不锈钢表面制备NiTi涂层的微观组织结构和物相组成进行了分析。结果表明:基材中主要成分Fe和Cr扩散到熔覆涂层中并显著地影响了镍钛涂层的组织结构和性能。熔覆涂层主要组成相为NiTi和Ni_(3)Ti,提高Ni含量可抑制NiTi_(2)析出。第一性原理计算结果显示,Fe和Cr元素易于固溶在B2结构的NiTi相中,并且都倾向于置换晶胞中的Ni原子。Ni_(3)Ti晶胞结构中的Ni和Ti原子各有2个不同的晶位,Fe原子倾向于置换晶胞中Ni-1晶位的Ni原子,而Cr原子倾向于置换晶胞中Ni-2晶位的Ni原子。根据涂层的成分分析结合模拟可知,镍钛合金涂层中NiTi和Ni_(3)Ti相的化学式分别为Ni_(5)Ti_(8)Fe_(2)Cr和Ni_(9)Ti_(4)Fe_(2)Cr。

镍基单晶高温合金多组元置换的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理分别研究了镍基单晶高温合金γ-Ni与γ′-Ni_(3)Al相中Al及3d(Ti、Cr、Co、Ni)、4d(Mo)、5d(Hf、Ta、W)9种合金元素的相择优与位点择优占位,计算了1062种单位点、双位点和三位点掺杂体系的置换能。结果表明:所研究的合金元素都倾向于占据γ-Ni相。当合金元素掺杂γ′-Ni_(3)Al相时,其位点择优与掺杂元素的原子半径密切相关,掺杂元素的原子半径越小,掺杂元素原子越倾向于占据Ni位,掺杂元素的原子半径越大,掺杂元素原子越倾向于占据Al位。用Al、Ti、Ta和Hf置换γ-Ni相中的Ni位点时,缺陷构型的能量较稳定,而且使其他元素在其近邻位点的置换也较稳定。多组元的多位点共掺杂可形成稳定缺陷复合结构,可能在镍基单晶高温合金的固溶强化机制中起重要作用。

温度对DO_(22)结构Ni_3V反位缺陷影响的微观相场法模拟

运用微观相场法研究温度对DO22结构反位缺陷的影响。结果显示,无论是α亚晶格上的反位缺陷VNi和AlNi还是β亚晶格上的NiV和AlV,其值均随温度升高而升高。β亚晶格上的反位缺陷NiV随温度升高而升高的速率和幅度最大,并且无论是在低温还是高温下其值均大于其他类型的反位缺陷值。Al原子在α亚晶格的占位几率高于在β亚晶格的占位几率,Al优先占据α亚晶格。

Gd_2(Co,Al)_(17)化合物的结构和磁晶各向异性

通过磁性测量和X-射线衍射研究了Gd2Co17-xAlx化合物的结构和磁晶各向异性。当x≤4时,样品具有菱方Th2Zn17型结构,x=5时,具有六方CaCu5型结构。随着Al浓度增加,晶格常数和单胞体积单调增大,而居里温度和自发磁化强度近似线性地减小;在x≥1时,观察到Co亚点阵的磁晶各向异性变号,室温易磁化方向由易面转变为易轴,且易轴各向异性场和各向异性常数随Al原子浓度增加出现极大值;基于补偿温度(65K)下自由粉末颗粒的磁化曲线,导出了亚点阵间的分子场系数和Gd-Co交换耦合常数,结果表明,Al原子对Gd-Co交换耦合作用的影响较小。根据Al原子在Co亚点阵4种晶位的择优占位,分析了磁晶各向异性的演变。

Nd(Fe_(1-x)Co_x)_(10)V_2的Mssbauer谱

通过X射线衍射、磁测量和M ssbauer谱等测试方法研究了Nd(Fe1-xCox) 10 V2 的结构和磁性。结果表明 :Nd(Fe1-xCox) 10 V2 (x =0 ,0 .0 5 ,0 .1,0 .15 ,0 .2 )化合物的晶体结构均为ThMn12 型结构 ;随着Co含量增大 ,晶格常数将单调减少 ,居里温度Tc 呈单调增大 ,饱和磁化强度Ms 逐渐增加。Co部分取代Nd(Fe1-xCox) 10 V2 中的Fe原子 ,将择优占据 8i铁晶位。

ErFe_(11-x)Cr_xTi化合物结构和居里温度研究

通过X射线衍射和磁测量手段研究ErFe11-xCrxTi(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)化合物的晶体结构与居里温度.结果表明:ErFe11-xCrxTi化合物均为ThMn12型结构.Cr对Fe的替代导致单胞体积和晶格参数c的单调减小以及晶格参数a的复杂变化,这可能与Cr的择优占位有关;同时,随着Cr替代量x的增加,ErFe11-xCrxTi化合物的居里温度单调下降,这可能是Cr的替代引起3d次晶格中铁磁交换作用削弱和Cr择优占位共同作用的结果.

Y_2(Co,Si)_(17)化合物的结构与磁晶各向异性

采用真空电弧熔炼法制备了 Y2 Co17- x Six化合物。用 X-射线衍射和磁性测量方法 ,研究了化合物的晶体结构和内禀磁性。实验结果表明 ,随 Si原子浓度增加 ,Y2 Co17- x Six化合物的居里温度和饱和磁化强度急剧下降。本文重点讨论了 Si原子在 Co次晶格的四个不同晶位择优占位与 Co次晶格磁晶各向异性从易面转变为易轴的演化关系 ,其中 1 8h晶位对 Co次晶格各向异性负贡献起重要作用。

金属间化物Nd(Fe_(1-x)Co_x)_(10)V_2的磁性能机制

通过X射线衍射.磁测量和M(?)ssbauer谱测定了Nd（Fe1-Cox）10V2的结构和磁性.结果表明,Nd（Fe1-xCox）10V2（x=0,0.05,0.10,0.15,0.20）化合物的晶体结构均为ThMn12型结构;随着 Co含量x的增大,晶格常数将单调减少.Co原子的替代将导致化合物各个Fe晶位上的磁超精细场值Bhf逐渐增加.Co部分取代Nd（Fe1-xCox）10V2中的Fe原子时.将择优占据8i铁晶位.取向样品NdFe10V2的热磁曲线和变温M(?)ssbauer谱研究结果表明.该化合物在T=120K条件下存在自旋重取向现象.

ErFe_(10.5-x)Cr_xMo_(1.5)化合物的结构与居里温度

通过X射线衍射及磁测量手段研究了Er-Fe10.5-xCrxMo1.5(x=0、0.5、1、1.5、2、2.5、3)化合物的结构与居里温度。研究结果表明,ErFe10.5-xCrxMo1.5化合物均为ThMn12型结构。Cr对Fe的替代导致单胞体积V和晶格参数a,c均呈现先减后增的变化趋势,这可能与Cr的择优占位有关。对磁性质的研究结果表明,随着Cr替代量x的增加,ErFe10.5-xCrxMo1.5化合物的居里温度单调下降,这可能是Cr替代引起3d次晶格中铁磁交换作用削弱和Cr择优占位共同作用的结果。

3:29富铁金属间磁性化合物的研究现状和趋势

3:29稀土金属间化合物具有单斜晶晶体结构,属于A2/m空间群组,是一种非常具有潜在应用价值的稀土永磁材料。文中介绍了几种不同的元素取代和间隙原子占位对磁性能的影响,描述了几种交换作用,总结了磁性机理,并对该永磁材料的研究作了评述。

Ni对CoFe合金相稳定性的影响

本工作利用第一性原理的热力学计算方法,研究了等摩尔配比的CoFe和CoFeNi合金的有序无序转变。计算结果的朗道理论分析表明:1) CoFe和CoFeNi合金的基态均为B2相结构;2) CoFe合金的高温平衡相为BCC结构,当达到转变温度时,CoFe合金会发生B2到BCC结构的相转变,有序无序转变温度大致在1400 K,摩尔组态熵变为;3) 随着Ni的添加,合金体系的转变温度会降低,CoFeNi合金发生了非平衡转变,其高温平衡相为FCC结构,有序无序转变温度低于750 K,摩尔组态熵变为。计算结果与两种合金的有序无序转变实验结果相吻合。

晶界元素偏聚及其机理的研究进展

晶界成分偏聚对多晶材料的力学性能有很大影响,探明影响晶界成分偏聚的因素和偏聚机理,对改善材料性能和优化设计合金系统具有重要意义。本文通过归纳近几年来国内外原子尺度研究晶界成分偏聚及其机理的研究进展,分析了间隙原子,置换型原子和空位在晶界的偏聚及其对材料性能的影响,讨论了成分偏聚与合金元素择优占位行为的关系,总结了晶界成分偏聚对材料力学性能影响的根本原因。

3∶29型Gd-Fe-Co-Cr化合物的结构和磁性

制备了Ｇｄ３（Ｆｅ１ － ｘＣｏｘ）２５Ｃｒ４（０ ≤ｘ ≤０－６） 和Ｇｄ３Ｆｅ２９ － ｙＣｒｙ（３－５ ≤ｙ ≤５－０） 化合物，通过Ｘ射线衍射和磁性测量手段研究了它们的结构和磁性．实验表明这些化合物都属于Ａ２／ ｍ 空间群．Ｃｒ 含量增加导致居里温度下降，饱和磁化强度降低，磁晶各向异性场下降．Ｃｏ 替代Ｆｅ 导致单胞体积收缩，居里温度升高，５ Ｋ 的饱和磁化强度在ｘ ＝ ０－３ 左右达到极大值，磁晶各向异性在ｘ ＝ ０－４ 附近由易面转变为易轴．

稀土金属间化合物RFe_2Zn_(20-x)In_x的结构属性研究

RFe2Zn20(R代表稀土元素)型稀土金属间化合物因其低稀土含量和良好的铁磁性,已成为铁磁材料的研究热点之一.添加第四组元对该系列化合物的晶体结构和材料性能会产生一定影响.利用晶格反演方法获得了一系列有效的原子间相互作用势,对三元RFe2Zn20和四元RFe2Zn20-xInx化合物进行原子级模拟计算.研究表明,随着稀土元素原子量的增加,三元体系的晶格参数和体积呈线性下降,第四组元引入与否对该线性关系无直接影响.第四组元In替代Zn时,择优占据16c晶位,占满16c后选择占据96g晶位,始终不占据48f晶位.择优占位的结论符合实验观测,并与晶格反演势分析的结果一致.

Y_2Fe_(17-x)Cr_x的结构和居里温度

利用准第一原理原子间相互作用势对Y_2Fe_(17-x)Cr_x的结构进行了原子级模拟。并研究了Cr原子在Y_2Fe_(17)结构中的择优占位行为,结果表明Cr原子择优占据4f,12j晶位。在Cr原子择优代位的基础上,详细计算了Y_2Fe_(17-x)Cr_x的晶体结构,原子晶位和晶格常数,这些都与实验结果吻合很好。进一步计算了弛豫结构的态密度,并利用自旋波理论对居里温度的先升后降的行为进行定性解释。上述结果表明了第一原理原子间相互作用势在研究此类化合物的有效性。