Cr在Cr_(2)O_(3)晶体中的扩散性质研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,通过VASP程序建立了Cr_(2)O_(3)晶体的间隙缺陷结构模型,对Cr原子在Cr_(2)O_(3)晶体中占据不同间隙位置时进行了结构优化,并结合NEB(nudged elastic band)方法计算并分析了Cr_(2)O_(3)晶体中间隙Cr原子在不同晶向的迁移路径和迁移势垒。结果表明:Cr原子在Cr_(2)O_(3)晶体中的最稳定间隙位置是氧八面体间隙中心,并发现Cr原子在[110]、[100]、[001]晶向上的迁移势垒分别为1.03、2.22、7.68 eV。揭示了Cr在Cr_(2)O_(3)晶体中扩散的取向性,可为相关实验提供理论指导,有利于推动铁素体合金连接体材料在中低温固体氧化物燃料电池中的应用。

Mg-Ca系合金结构和力学性质的第一性原理研究

通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,分析了Mg-Ca、Mg-Ca-X（X=Al,Sr）等二元和三元合金的结构和力学性质。结果表明：Mg_2Ca合金为二元Mg-Ca合金的最稳定相。Mg_2Al_6Ca_4为合金形成能力最强且最稳定的合金相,其次是Mg_6Al_2Ca_4和Mg_6Ca_4Sr_2,Mg_2Ca_4Sr_6为不稳定相。Mg2Al6Ca4存在最强的抗外力变形能力、抗剪切变形能力和刚度,而Mg_6Ca_4Sr_2的塑性和延展性最强。

铁素体合金表面钴锰尖晶石涂层的制备和阻铬性能研究

以铁素体不锈钢E-brite为基体材料,采用电解共沉积法制备Co-Mn2O3复合镀层,并将电镀样品暴露在800℃的空气中不同时间(10 min、4、100 h),经热处理将镀层转变为尖晶石涂层。利用扫描电镜、能谱分析(SEM/EDS)和X射线衍射(XRD)对热转化层进行分析。结果表明:经过10 min热处理的Co-Mn2O3复合镀层中的Mn2O3颗粒并没有完全溶入氧化层,但经4、100 h热处理的Co-Mn2O3复合镀层完全转化为(Co,Mn)3O4尖晶石涂层,这对防止基体材料中Cr的挥发有明显阻碍作用。

Mg-Zn系合金电子结构和弹性性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,分析了Mg-Zn、Mg-Zn-Al等二元和三元合金的结构、电子结构和弹性性质。结果表明:Mg_4Zn_8合金为所计算二元Mg-Zn合金的最稳定相,与相应的实验结果一致。在三元金属化合物中,Mg_4Zn_6Al_2和Mg_4Zn_2Al_6是比Mg_4Zn_8更稳定的合金相。分析其电子结构特征,这主要是由于Al原子和Zn原子之间电子杂化的贡献,进一步在原子尺度上揭示了三元合金的稳定性特征。在弹性性质方面,Mg_4Zn_8、Mg_4Zn_6Al_2和Mg_4Zn_2Al_6合金均呈延性相,而Mg_4Zn_6Al_2在抗外力变形能力、抗剪切变形能力和刚度方面综合性能最强。

铁素体合金表面复合尖晶石涂层的研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)因具有清洁、高效等优点而得到了世界各国的广泛研究。连接体是研究SOFC的关键组件之一,近年来研究最多的SOFC连接体材料是铁素体不锈钢,其在实际的生产应用中具有导热性好、热膨胀系数匹配性好等优点。但“阴极铬中毒”、高温导电性和抗氧化性差等问题又限制了这一材料的应用,常见的解决办法是在表面制备保护涂层,如活性元素氧化物涂层、稀土钙钛矿涂层、复合尖晶石涂层等,其中复合尖晶石涂层被普遍认为是最具应用前景的SOFC连接体涂层。关于复合尖晶石涂层的性能及优化研究主要集中在成分、制备工艺和连接体三个方面。在成分方面,对比研究电导率、热膨胀系数、面比电阻和氧化速率常数等参数发现,Cu-Mn尖晶石涂层的电导率最高,而Co-Mn尖晶石的综合性能最好。还可以通过在尖晶石晶体中掺杂铜、铁来提高涂层的电导率,在涂层中掺杂活性元素及其氧化物来降低面比电阻、提高涂层的高温抗氧化性。在制备工艺方面,电泳沉积、磁控溅射等方法所制备的涂层均匀致密,能很好地黏附在基体表面,涂层性能优越。在连接体方面,凹面少、表面平整的连接体所制备的涂层性能更加稳定。本文详尽地归纳了近年来关于SOFC连接体的复合尖晶石保护涂层的研究,从成分、制备工艺和连接体三个方面讨论了涂层的优化方法,并指明了研究趋势,可以为推动金属连接体的工业化应用提供指导。

神奇的彩虹

清晨，我在洗脸的时候看见阳光照在我们家的窗户上，透过玻璃来到了我的手上。呀!我的手怎么变成了彩虹？我把手向左，彩虹也向左；我把手转向右，彩虹也跟着向右。彩虹可真调皮!