基于第一性原理计算L1_(2)-Al_(3)Li金属间化合物低指数晶面表面能

采用基于第一性原理的平面波贋势法,计算L1_(2)-Al_(3)Li金属间化合物的(100)、(110)、(111)3个低指数晶面的表面能。结果表明,Al 3Li的(100)、(110)晶面分别具有Al-Li表面终端和富Al表面终端2种非化学计量比结构,(111)晶面只有一种化学计量比表面终端结构,而且具有最小的表面能(约0.757 J/m^(2)),定量计算与电子性质定性分析结果完全一致。

热等静压TiC/H13钢基复合材料的力学性能与合理初始粒径比

以H13钢粉和TiC粉末为原料,采用热等静压法制备H13钢和TiC/H13钢基复合材料,重点考察TiC粉末与H13钢粉末的初始粒径比（r/R）对复合材料的致密度、宏观硬度、微观组织及拉伸性能的影响。结果表明：直接用市售的H13钢粉和TiC粉制备的TiC/H13钢基复合材料,其致密度和抗拉强度均比H13钢的低,分别为88.2%和544.5 MPa,硬度HRC为62.5,比H13钢的略高。通过构建简单几何关系模型及分析,推导出增强相TiC颗粒与H13钢粉的初始粒径比r/R的合理判据,

原位制备Fe(TiC)_p复合材料中增强相颗粒的组织遗传性及调控技术

以羰基Fe粉、Ti粉及C粉为原料,采用真空原位反应烧结法制备颗粒增强型Fe(TiC)_p复合材料。对微观组织的观察和元素分析发现,原料Ti粉对TiC增强颗粒的形貌和粒径具有较明显的遗传性。对这一组织遗传性,从反应热力学和扩散动力学方面给出解释,并基于此认识,设计原料Ti粉的球磨细化预处理工序。经预处理后原位反应烧结材料的致密度明显提升,并能够在铁基体中形成分散度更高、尺度更细小、且近球形的TiC增强颗粒,从而使复合材料的硬度从HV99.4提高到HV152.3,抗弯强度从550 MPa提高到935 MPa。

点缺陷浓度对非化学计量比L1_2型结构的A1_3Sc弹性性能的影响

采用密度泛函理论与Wagner-Schottky热力学模型计算了金属间化合物L1_2-A1_3Sc中点缺陷浓度与温度、成分间的关系.结果表明:在考察的温度区间(T=300—1200 K),理想化学计量比L1_2-A1_3Sc中的点缺陷主要为Al空位和Sc空位,且缺陷浓度较低(在1200 K时仅约为10^(-6)).当L1_2-A1_3Sc偏离化学计量比成分时,富Al成分端的点缺陷主要为Al反位与Sc空位,且两种缺陷的浓度相当;富Sc成分端的点缺陷则主要为Sc反位.利用超胞模型进一步计算了含点缺陷L1_2-A1_3Sc晶体的弹性常数,并计算预测了点缺陷形式和浓度对其弹性性能的影响.结果表明:在理想化学计量比成分附近,点缺陷的引入均会降低非化学计量比L1_2-Al_3Sc晶体的杨氏、剪切和体积弹性模量,增加非化学计量比L1_2-Al_3Sc弹性性能的各向异性,但是对其脆-韧性的影响不大.

微合金化元素Zr对热障涂层关键界面的强化效应及机理

针对高温热障涂层中关键的过渡层/热生长层界面,通过第一性原理界面热力学建模和密度泛函计算,考察微量锆元素对g-Ni(Al)/α-Al_2O_3界面结构、偏析、和界面结合的影响,以及在基体中对杂质(硫)的钉扎。结果显示:锆具有与同族元素铪类似的界面强化作用,其强化机理可以归纳为3种,即在基体中有效钉扎硫,以抑制硫的有害界面偏析、在界面处置换硫,以减轻偏析硫对界面的危害以及在界面偏析以直接强化界面结合,可使较弱的理想化学计量比界面的分离功提高3倍。

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.