脉冲电流作用下高韧性球墨铸铁凝固的电子理论分析

在铸态高韧性球墨铸铁QT400-18凝固过程中进行电脉冲处理,电脉冲参数为电压2600 V,频率0.88 Hz,电容200μF,处理时间15 min。施加脉冲电流后,石墨球圆整度改善,数量增加,粒径减小。同时运用固体与分子经验电子理论(EET)计算了价电子结构,从电子结构层次看,球墨铸铁在非平衡凝固中受相结构中最强共价键上的共用电子对数nA控制,其表征原子间结合力的强弱或相分解或重构的难易程度。电脉冲作用球墨铸铁熔体相比未进行电脉冲处理的相同熔体过冷度增加12 K,同时根据“类拖曳效应的价电子理论模型”,电脉冲的施加加强了熔体中nA较大的团簇的“类拖曳效应”,增大了平衡与非平衡共晶温度间隔,使得石墨更易形核,因此脉冲电流作用熔体具有促石墨化作用。

固体与分子经验电子论对Mo-30W合金耐液态锌腐蚀性能研究

使用"固体与分子经验电子理论"(EET)分别计算了纯Mo,W原子的价电子结构表电子结构,使用"键距差法"(BLD)分别对纯Mo,W及Mo-30W合金进行了计算,按照"固体与分子经验电子理论"基本思想提出了杂阶数目多则材料抗腐蚀性高的观点。结果表明:Mo-30W合金的耐液态锌的腐蚀性、弹性、塑性、强度等指标远高于纯Mo,W材料,更具有工业价值。

Zr元素对纯铝细化机理的电子理论研究

基于固体与分子经验电子理论(EET),计算了Al-Zr合金熔体中相及相界面的价电子结构,获得了表征合金性能关系的价电子结构参数统计值,并利用这些参数讨论了Zr对纯铝晶粒细化的机理。结果表明:Zr对纯铝的细化机理可以追溯到熔体中Al3Zr与α-Al相晶面间的界面共价电子密度差的统计值Δρ′,即Δρ′<10%且Δρ′值越小,合金中的异质形核效应越好,晶粒细化效果越好。Δρ′值小(2.789 04%)的Al-Al原子团簇能较容易地被异质形核核心(Al_3Zr晶体)吸附,促进异质形核及晶粒细化作用;而Δρ′值大(15.698 70%)的Al-Zr原子团簇容易从异质晶核上脱离,削弱异质形核及晶粒细化效应。

过共晶铝硅合金磷变质处理的价电子理论分析

基于"固体与分子经验电子理论",计算了AlP结构单元的价电子结构,通过与Si相结构单元的最强键上的电子对数比较后认为,当过共晶铝硅合金经过磷变质处理后,在熔体中生成的AlP粒子具有与初生Si相相似的晶体结构及电子空间分布、晶格常数的错配度较小,且具有相对较小的nA值,从而在凝固过程中首先析出,作为初生Si相的异质核心而提高了Si相的形核率。计算结果支持了AlP作为异质核心的观点。

合金电子理论及其在钛合金研究中的应用

合金因具有密度小、比强度高、耐高温、耐腐蚀等优良的综合性能在航空航天领域得到越来越广泛的应用,相应地钛合金的理论研究也越来越必要。因此,综述合金电子理论发展现状,指出密度泛函理论和固体与分子经验电子理论的理论基础、计算方法及计算结果的区别与联系,列举出两种理论在钛合金研究中的应用情况。通过对比,给出上述两种理论在钛合金应用中各自的优缺点,展望合金电子理论在钛合金未来研究中的应用前景。

RAlX系列化合物的价电子结构、结合能和磁矩

针对RAlX(R=La,Ce,Pr;X=Ge,Si)系列化合物,基于固体与分子经验电子理论(EET)构建含4f电子的稀土元素Ce和Pr的杂化表。对EET理论中的K公式进行适应性修正,用修改后的公式计算单质稀土Ce和Pr的内聚能、熔点和磁矩等性能,计算结果与试验结果相符,验证了杂化表的可靠性。用新的杂化表计算Weyl半金属RAlX(R=La,Ce,Pr;X=Ge,Si)的价电子结构(VES)、结合能与磁矩,计算得到的键长和磁矩与试验结果基本一致。结果表明:RAlX化合物的VES与晶体结构、结合能和磁矩有很强的相关性。

Mg微合金化对MoSi_2价电子结构及性能的影响

为了预测Mg微合金化对MoSi2性能的影响,运用固体与分子经验电子理论(EET),采用键距差(BLD)以及平均原子模型的方法,对MoSi2和Mo(Si0.95,Mg0.05)2固溶体进行价电子结构分析,并计算各键键能。结果表明:Mg微合金化改变了Mo原子和Si原子的杂化状态,从而使相应的价电子结构参数发生变化。Mg微合金化之后,最强键上共价电子对数和键能降低,表明固溶体的熔点和硬度降低。共价电子数在总价电子数中所占比例下降,晶格电子数增加,因而Mg微合金化之后宏观上表现为材料的强度降低,但是塑性和导电性增加,脆性降低。

Cr对铜价电子结构及性能影响

利用改进计算的含溶质晶胞的点阵常数对Cu-Cr晶胞的相空间价电子结构进行计算,并在此基础上定义了表征合金相性能的相结构因子nN、F、nA和ρLv。计算结果表明:合金元素Cr的溶入后,Cu-Cr混合晶胞的nN和F为3413和55.7268,相比纯铜晶胞有了极大幅度的极高,从而使合金的稳定性大大增强;同时最强键共用电子对数nA由0.3754增加至0.4912,大大强化了铜基体;但表征合金导电性的ρLv有所下降。计算结果及理论分析与实际相吻合,从而从价电子结构层次解释了合金宏观层面所表现出的性能。

化学计量成分NiAl合金的价电子结构

NiAl有序金属间化合物密度低、抗氧化性好 ,有望在 12 50℃的高温领域应用 .应用固体与分子经验电子理论(EET)研究了B2结构化学计量比成分NiAl的价电子结构 .在用键距差方法计算时 ,共考虑了六种共价键 .计算结果表明 ,有 3 0种原子状态符合键距差小于 0 .0 0 5nm这一判据 .根据键距差最小原则确定NiAl中实际的原子状态 :Ni的杂阶为B型杂化 12阶 ,Al的杂阶为

Na||Sb-Pb-Sn液态金属电池电极的价电子结构与热-电性能计算

应用固体与分子经验电子理论系统地研究液态金属池Na||Sb-Pb-Sn电极的价电子结构与热、电性能.研究结果表明:电极合金的价电子结构与其性能密切关联.阴极合金Na_(1–x)IA_x (IA=K, Rb, Cs)的晶格电子随着掺杂量的增加而减少,诱发合金的熔点、结合能随掺杂量的增加而降低. Na离子输运到阳极,与阳极Sb-Sn-Pb形成产物NaSb_3, NaSn, Na_(15)Sn_4, NaPb.其理论熔点与实验相符. NaSb_3的平均晶格电子数最少,开路电压最高.研究表明:对于Na||Sb-Pb-Sn液态金属电池体系而言,晶格电子扮演重要的角色,可以调控电极的热、电性能.

CuCrSnZn合金析出相价电子结构计算与强化机理分析

基于经验电子理论(EET理论)及程氏改进的TFD理论,计算了CuCrSnZn合金时效处理后析出的析出相Cr与基体Cu形成的α-Cu(111)/Cr(110)相界面的价电子结构,利用界面结合因子ρ、△ρ分析了合金界面电子结构与合金的析出强化和软化温度的关系。结果表明,α-Cu(111)/Cr(110)晶面电子密度差较大,界面应力较大,有效阻碍了位错的运动和界面的推移,从而提高了合金的强度和软化温度。

无钴高强高韧钢中奥氏体相价的电子结构

利用固体与分子经验电子理论(EET)对无钴高强高韧钢奥氏体中含碳与不含碳晶胞的价电子结构进行了计算和分析·得到含碳晶胞的nA值大于不含碳晶胞的nA值,故在相的转变中主要考虑含碳晶胞的影响·在含碳晶胞中合金元素Ni,Si,Cr,Mo与碳原子形成偏聚区,且Ni,Si与C的结合力比Cr,Mo的大,偏聚区能降低C的扩散能力,阻碍位错运动,推迟马氏体相变;使基体中保持高度的位错,也会导致材料中有一定数量的残余奥氏体,并细化奥氏体晶粒,使转变的马氏体尺寸减小,这对材料的韧性有利·

铸态中铬硅铸铁价电子结构与M_7C_3体积分数

为提高中铬铸铁共晶碳化物中M7C3比例,研究了中铬硅铸铁(290Cr8Si2).建立了铸态中铬硅铸铁基体的价电子结构,运用固体与分子经验电子理论(EET)分析了中铬硅铸铁中Si的作用.分析和实验结果表明,中铬硅铸铁基体含C、Cr、Si的γ-Fe晶胞中,C原子与Si原子的结合力强于C原子与Cr原子的结合力,较高的含Si量降低了铸铁基体的含Cr量,提高了共晶碳化物的含Cr量,进而提高了共晶碳化物中M7C3的比例.耐磨损中铬硅铸铁(290Cr8Si2)共晶碳化物(M7C3+M3C)中M7C3占94.2%(体积分数),明显高于中铬铸铁(290Cr8Si1)共晶碳化物中的M7C3的71.7%(体积分数).

氧化锆基固体电解质价电子结构研究

应用固体与分子经验电子理论(EET理论)计算了不同Y2O3掺杂量的ZrO2基固体电解质材料价电子结构,探讨了成分、价电子结构与离子电导率间的关系,得到了与实验规律一致的结果。提出了可用复合参量P来预测离子电导率,为从理论上预测具有高离子导电性的YSZ材料成分提供依据。

Ni_3Al合金价电子结构计算与力学性能的研究

利用固体与分子经验电子理论,计算了添加Zr,Mn,Be,Hf,Sb,Ti的Ni3Al合金价电子结构.在利用键距差方法计算时,共考虑4种共价键.根据计算结果分析了合金元素对合金Ni3Al稳定性,塑性和强度的影响.

Fe_3Al有序度截留后的力学性能与价电子结构的关系(英文)

利用固体与分子经验电子理论 (EET)对Fe3 Al的两种晶体结构 :D0 3 和B2的滑移能进行了计算 ,结果表明B2结构在室温下具有较低的滑移能 ,在较小的能量作用下 ,B2结构优先滑移 ,这预示B2结构具有较好的塑性。据此对D0 3 结构的Fe3 Al进行有序度截留 (淬火处理 )研究。截留后B2结构的Fe3 Al材料的加工性能发生了显著变化 ,抗压强度和硬度下降。本文对比研究了D0 3 和B2型Fe3 Al价电子结构及其力学性能的关系 ,发现价电子结构与力学性能之间存在很好的相关性。

镍基体上银和铜膜的择优取向及其价电子分析

目的研究在Ni(100)基体上沉积Ag和Cu膜的择优取向的形成机理。方法采用X-射线衍射进行分析,根据固体与分子经验电子理论(EET)的键距差(BLD)方法,计算Ni(100)晶面、Ag和Cu的33个晶面的平均电子密度及相对电子密度差。结果X-射线衍射分析结果表明,在Ni(100)基体上沉积Ag和Cu膜的主要择优取向为(111),其次依次为(100)和(110)。计算结果表明,2个晶面的电子密度差越小,相应的择优取向越强。结论从界面处电子密度的连续原理成功地分析了在基体上沉积薄膜的择优取向的产生机理。

Ni_3Al合金的价电子结构

利用固体与分子经验电子理论(EET)研究了L12型Ni3Al有序晶体结构,在采用键距差方法计算时,共考虑四种共价键.根据键距差最小的原则,确定Ni3Al中实际的原子状态为:Ni的杂阶为A:13,Al的杂阶为A:4.

价电子结构与合金元素对NiAl力学性能的影响

运用固体与分子经验电子理论,计算了添加几种常用合金元素M(M=Cr,Mn,Fe,Co,Cu)的合金(NiM)Al相空间价电子结构,并采用相结构因子nA、ρLV表征和评判了合金元素M对NiAl金属间化合物塑性和硬度的影响。研究结果表明,采用宏合金化的方法虽然可以提高合金的硬度,却降低了合金的塑性。合金化后NiAl硬度增加的次序为(Ni0.875Mn0.125)Al>(Ni0.875Co0.125)Al>(Ni0.875Fe0.125)Al>(Ni0.875Cr0.125)Al>(Ni0.875Cu0.125)Al>NiAl,塑性降低次序则与硬度增加次序相反。

Fe_3Al金属间化合物的价电子结构与其力学性能的关系

对长程有序金属间化合物Fe3Al(Fe 2 8Al)进行淬火处理 (有序度截留 )研究 ,处理后获得的B2结构对Fe3Al的力学性能产生了极大的影响 ,实验结果表明 ,处理后Fe3Al的硬度和强度有明显的下降。运用固体与分子经验电子理论 (EET)对比研究了Fe3Al金属间化合物的两种结构 (D0 3型和B2型 )价电子结构与其力学性能的关系 ,发现价电子结构与力学性能之间有很好的相关性。