蒋淑英
,
李世春
材料导报
NiAl和Ni3Al金属间化合物熔点高、密度低,具有较好的热传导性和良好的抗氧化性,是航空航天领域很有潜力的高温结构材料.运用固体与分子经验电子理论分析了NiAl和Ni3Al金属间化合物的价电子结构,并从电子结构层次初步探讨了NiAl和Ni3Al金属间化合物的强度、稳定性、室温脆性及熔点等问题.计算结果表明,化学计量比的NiAl和Ni3Al的脆性因子均小于0.08,室温下表现为本征脆性,NiAl的脆性比Ni3Al的脆性大;NiAl的熔点和强度均比Ni3Al的高,稳定性比Ni3Al的差.
关键词:
Ni-Al系金属间化合物
,
经验电子理论
,
价电子结构
,
室温脆性
蒋淑英
,
李世春
稀有金属材料与工程
在钛与钢的连接界面处,由于母材组元的相互扩散和反应,形成了TiFe和TiFe<,2>金属间化合物,对接头性能影响很大.运用固体与分子经验电子理论,计算TiFe和TiFe<,2>的价电子结构和共价键键能,并从价电子结构层次分析TiFe和TiFe<,2>热稳定性和脆性.结果表明:TiFe<,2>比TiFe具有更牢固的共价键络,因此其热稳定性更好;TiFe和TiFe<,2>的脆性因子均小于0.08,表现为本征脆性.
关键词:
TiFe
,
TiFe2
,
经验电子理论
,
价电子结构
,
键能
蒋淑英
,
李世春
材料热处理学报
应用固体与分子经验电子理论,计算了Al-Cu系各相的价电子结构、键能、结合能、形成焓和有效生成热,并应用计算结果对Al/Cu固相界面的扩散反应进行了预测.结果表明,在AL/Cu固相界面扩散反应的初始阶段,Cu为限制元素,根据初生相有效生成热判据,Al2Cu相在Al/Cu界面最先生成;随界面缺陷消失和Al2Cu相层形成,界面有效元素浓度不断提高,热力学驱动力将超过动力学限制,在保温时间足够长情况下,后续相将按照热力学驱动力的大小依次生成Al4Cu9、AlCu、Al3 Cu4、Al2Cu3,界面反应生成相预测结果与实验结果吻合.
关键词:
经验电子理论
,
价电子结构
,
结合能
,
形成焓
,
有效生成热
,
界面反应预测
蒋淑英
,
李世春
中国有色金属学报
运用固体与分子经验电子理论,计算Au-Cu系金属间化合物的价电子结构、共价键键能及晶体理论结合能.计算结果表明:金属间化合物Au3Cu、AuCu、AuCu3的最强键分别为Au-Au键、AuⅠ-AuⅡ键、Au-Cu键,最强键键能分别为10.728 6、10.038和10.163 0 kJ/mol,晶体理论结合能分别为401.25、363.64和381.02 kJ/mol.用EET理论计算的晶体结合能值与用特征晶体理论计算的晶体结合能值基本吻合.3种化合物中,Au3Cu的最强键键能和晶体理论结合能最大,因此其稳定性最好.
关键词:
Au-Cu体系
,
金属间化合物
,
经验电子理论
,
价电子结构
,
结合能
蒋淑英
,
李世春
材料热处理学报
基于固体与分子经验电子理论(EET)和键距差方法(BLD),计算了5种La-Al化合物的价电子结构和化学键键能,从价电子结构层次探讨了5种La-Al化合物对稀土铝合金强度、塑性和高温稳定性的影响.结果表明,LaAl4对铝合金的室温强度、高温稳定性和高温强度都有显著的贡献,同时对铝合金的塑、韧性影响最小；LaAl3的增强作用不大；La3Al脆性大,稳定性差.因此,在稀土铝合金的制备中,应促进LaAl4相的生成,避免La3Al和LaAl3的出现.
关键词:
稀土铝合金
,
La-Al化合物
,
价电子结构
,
性能
蒋淑英
,
李世春
稀有金属材料与工程
采用镶嵌式扩散偶技术制备Al/Ti扩散偶,在Al熔点以上Ti熔点以下进行扩散热处理,研究Al/Ti液/固界面扩散溶解层的组织结构演变、形成机制及生长规律.实验结果表明,热处理后的扩散溶解层为TiAl<,3>颗粒和含少量Ti的铝基固溶体的混合组织;TiAl<,3>相是热处理过程中最先出现也是唯一出现的新生相;扩散溶解层的生长机制和生长方向随热处理时间的延长发生了改变,在热处理开始后一段时间,扩散溶解层的生长受化学反应速度控制,与保温时间呈线性关系,之后,转变为受扩散控制,与保温时间呈抛物线关系,扩散溶解层的生长方向也由Ti基侧转变为Al基侧;扩散溶解层的厚度与热处理温度呈指数关系.
关键词:
Al/Ti液/固界面
,
扩散溶解层
,
组织结构演变
,
形成机制
,
生长规律
蒋淑英
,
李世春
稀有金属材料与工程
应用固体与分子经验电子理论,计算了Ni-Al系各相的价电子结构和理论结合能,并应用理论结合能值进一步计算了各相的反应生成焓,通过各相生成焓的比较对界面反应生成相进行了预测.Ni、Al、Ni3Al、Ni5Al3、NiAl、Ni2Al3 和NiAl3的结合能计算值分别为427.44,324.58,441.11,440.10,435.51,432.66,395.05 kJ/mol,与实验值吻合良好.在Ni/Al界面,Ni2Al3相的生成焓最小,保温过程中,Ni2Al3相将最先析出.随后,NiAl相将在Ni2Al3/Ni的界面形成,而Ni3Al相将在NiAl/Ni的界面形成.在NiAl/Ni3Al界面,NisAl3生成焓绝对值较小,需要在较高温度下保温较长时间才可能形成.界面反应生成相预测结果与实验结果吻合.
关键词:
Ni-Al系
,
界面反应
,
经验电子理论
,
价电子结构
,
结合能
,
生成焓
蒋淑英
,
李世春
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.05.011
采用镶嵌式技术制备了Al/Fe扩散偶,在铝熔点以上铁熔点以下进行扩散热处理,对Al/Fe液-固界面扩散反应层的生长动力学进行了分析,并建立了生长动力学方程.结果表明,Fe2 Al5是热处理保温过程中唯一生成的新生相.在Fe2Al5连续单相层形成之前,其生长受Al原子和Fe原子的化学反应控制;一旦连续的Fe2 Al5单相层形成,其生长则主要依赖于Al原子沿其晶界的扩散控制,且伴随着其晶粒尺寸的长大.在800℃以下热处理,可忽略晶粒长大对原子扩散的影响,其生长动力学方程为:y=2020.96exp(-78490/RT)t0.25.但当热处理温度超过铁熔点的0.7倍后,则不能忽略晶粒长大的影响,应适当减小生长动力学方程中的生长指数值.
关键词:
Al/Fe液-固界面
,
扩散反应层
,
生长机理
,
动力学方程
蒋淑英
,
李世春
材料科学与工艺
Y是稀土铝合金中常用的添加元素，Y和Al可以形成五种不同的化合物，Y-Al化合物对稀土铝合金的性能有重要的影响。基于固体与分子经验电子理论（ EET）和键距差方法（ BLD），计算了五种Y-Al化合物的价电子结构和化学键键能，从价电子结构层次探讨了五种Y-Al化合物对稀土铝合金强度、塑性和高温稳定性的影响。计算结果表明，五种Y-Al化合物对铝合金的室温强度都有较好的增强作用；YAl3的塑性最好但稳定性极差；Y3 Al2和Y2 Al的脆性高，对铝合金的塑、韧性有严重的削弱；YAl2的强度和塑性居中，但稳定性最强，熔点高，对铝合金的室温强度、高温稳定性和高温强度都有显著的贡献。因此，在稀土铝合金的制备中，应促进YAl2相的生成。
关键词:
稀土铝合金
,
Y-Al化合物
,
价电子结构
,
性能
肖小红
,
李世春
,
蒋淑英
稀有金属材料与工程
根据晶体空间群理论,对SrBi2Ta2O9进行了从正交相到四方相的晶体重构,计算出SrBi2Ta2O9在铁电相变中的原子位移,确定了SrBi2Ta2O9沿a轴方向的自发极化.在此基础上,采用固体与分子经验电子理论(EET)计算了SrBi2Ta2O9的价电子结构,进而得到SrBi2Ta2O9中各原子的有效价电子数,由原子位移和有效价电子数求得正交铁电相SrBi2Ta2O9的自发极化强度为18.14 μC/cm2,与实验数据和其他理论方法的结果吻合较好.
关键词:
铋层状铁电体
,
原子位移
,
经验电子理论
,
价电子结构
,
自发极化
