陈益林
,
袁江
,
周惦武
,
夏罗生
,
韦肖飞
材料导报
采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法,计算了Co和Ni对LiNH2体系的晶体、电子结构及解氢性能的影响.负合金形成热与H原子解离能的计算结果表明:金属元素Co、Ni在LiNH2中少量置换固溶时,体系结构稳定性发生变化,合金化增强了体系的解氢能力,其中Ni提高LiNH2体系解氢效果较好.电子态密度(DOS)与电子密度分析结果表明:合金化提高LiNH2解氢能力的主要原因是合金化元素Co、Ni导致LiNH2体系Fermi能级附近能隙值发生变化以及“与N-H之间的成键作用减弱.
关键词:
LiNH2
,
形成热
,
电子结构
袁江
,
宋新华
,
卢端敏
,
候德政
材料导报
采用基于密度泛函理论的第一性原理赝势平面波方法,研究了V元素掺杂对LiNH2的电子结构和解氢性能的影响.计算结果显示,V元素掺杂LiNH2晶体模型的负合金形成热减少,LiNH2体系结构的稳定性减弱,合金化增强了体系的解氢能力.Mulliken集居数、电子态密度与电子密度的进一步分析发现:掺杂V以后,通过电荷补偿,N与H之间离子性相互作用增强,共价性相互作用减弱;费米能级(EF)处键峰值增大,能隙△EH-L变窄,LiNH2的解氢能力提高.
关键词:
赝势平面波
,
LiNH2
,
合金形成热
,
电子结构
,
解氢性能
袁江
,
周惦武
,
陈益林
,
侯德政
材料导报
采用基于密度泛函理论"总体能量赝势平面波方法"的CASTEP总能计算软件包,通过LiNH2晶胞将Li置换成Mg和Nb及其移走H所需能量及几何、电子结构、负合金形成热的计算,发现添加Mg和Nb使LiNH2体系负合金形成热减少,表明体系相结构稳定性变差,预示着解氢能力得到改善.通过电子态密度(DOS)与电子密度的进一步分析发现,添加Mg和Nb提高LiNH2解氢能力的主要原因在于Mg和Nb与其周围的H相互作用不明显,而使NH之间的成键作用减弱,从而提高了LiNH2体系的解氢能力.
关键词:
Mg
,
Nb
,
LiNH2
,
解氢性能
,
形成热
,
电子结构
袁江
,
俞云雷
,
吴静雅
,
陈宇天
,
陆观
,
邱自学
复合材料学报
将无线射频识别技术（RFID）引入结构健康监测领域，提出了利用传感标签和读写器实现结构健康无线监测的新方法。以埋入环氧树脂复合材料结构中具有一定规格和布局的NiTi形状记忆合金（SMA）超弹丝作为电容器的电极，分布的RFID传感标签实时获取形状记忆合金丝间的微小电容信号，并将其与时间、位置编码信息打包后无线传输给读写器和监控站点。对两种SMA增强复合材料层合板，分别在万能材料试验机和冲击试验机上进行了拉伸、弯曲和冲击实验，结果表明，系统能实现对埋入结构中NiTi超弹性传感元件的高精度监测，并具有功能扩展方便、路由选择与定位简单的特点。
关键词:
复合材料层合板
,
形状记忆合金
,
射频识别
,
无线监测
,
健康监测
袁江
,
魏红伟
,
罗静
,
杨剑
,
韦肖飞
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.06.034
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了LiAlH4-Cl体系的晶体与电子结构及稳定性能.计算生成焓发现,Cl-均可替代LiAlH4晶体结构中不同位置的H原子、[AlH4]单元体及占间隙位,其占位难易程度从易到难依次为:间隙位>H2位>H4位>H3位>H1位>[AlH4]单元体.H原子解离能的计算发现:在Cl-替代[AlH4]单元和占据间隙位时,LiAlH4体系的结构稳定性变差,对应体系的放氢能力提高.其中,Cl-占据间隙位时,其对应体系放氢能力最强.费米能级附近能隙ΔEH-L值变小,对应体系的结构稳定性降低,是提高LiAlH4体系放氢能力的根本原因.
关键词:
LiAlH4
,
Cl
,
结构稳定性
,
解氢性能
高英力
,
李学坤
,
黄亮
,
袁江
,
余先明
硅酸盐通报
借鉴荷叶表面微构造特征,基于超疏水仿生理念,通过微纳米路表构建与超疏水涂层设计相结合,对传统水泥路面表层进行防覆冰、易除冰复合设计;分析超疏水材料的作用机理以及在路面应用的可行性,制备由主体结构混凝土层和超疏水-防覆冰层组成的路面板结构模型.对比超疏水路面和普通水泥路面表层的水滴接触角大小,分析其路面疏水性能;利用自主设计的“摆锤式附着强度”测试装置以及劈裂实验法测试试件“冰-路”附着强度.结果表明:对比普通水泥路面,超疏水-防覆冰路面表现出优良的超疏水性能,冰与路面的附着力大大降低,试验中残留附着冰的质量以及冰与路面的劈裂强度分别是普通水泥路面的36.80％和27.36％.
关键词:
超疏水
,
防覆冰
,
水泥混凝土路面
,
设计
,
试验
袁江
,
宋新华
,
孙甲尧
,
龚航
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2016.1.001
基于密度泛函理论的第一性原理，通过计算 RuAl 合金氧化物 Al2 O3和 RuO2的氧化能，考察过渡金属元素 X （X ＝W，Mo，、Cr）加入到 RuAl 合金后的占位及对氧化物 Al2 O3和 RuO2的结构稳定性影响。研究表明：经过渡金属元素 X 合金化后，Al2 O3和 RuO2的氧化能均有所增大，增大 Al2 O3氧化能的顺序为：W ＞Mo ＞Cr；增大 RuO2氧化能的顺序为：Mo ＞Cr ＞W，且 RuO2氧化能增大幅度大于 Al2 O3。通过态密度、电荷密度等因素的分析，阐明了 W 对提高 RuAl 抗氧化性能的根本原因是降低了 Al-O 和 Ru-O 的共价键特性，增加了 Al-O 和 Ru-O 的离子键特性；金属元素 X（X ＝W，Mo，Cr）可阻碍 RuAl 金属化合物发生内氧化过程，有利于在 RuAl 表面层的横向方向上形成连续性致密的 Al2 O3氧化层。
关键词:
RuAl
,
第一原理
,
抗氧化性能
,
稳定性
,
氧化能
孙甲尧
,
刘让贤
,
胡良君
,
袁江
,
陈胜迁
宇航材料工艺
doi:10.12044/j.issn.1007-2330.2017.02.014
通过对6mm厚的A356-T6/6061-T6异种铝合金的搅拌摩擦焊工艺试验研究,采用OM、SEM、万能拉伸试验机、显微硬度仪等分析了母材位置、焊接速度对接头组织和性能的影响.研究结果表明:当旋转速度为1000r/min、焊接速度为100～400 mm/min时,均可获得内部无明显缺陷、外观良好的异种铝合金接头;A356-T6铝合金置于前进侧时有利于材料的迁移,焊缝区组织由典型的焊核区、热机械影响区和热影响区特征组织组成,焊核区域晶粒由表层向底层逐渐细化;接头拉伸性能随焊接速度的增加而增大;焊接速度较低时,A356合金位于前进侧有利于获得强度更高的接头,而焊接速度较高时,6061位于前进侧有利于获得高性能接头,且接头的屈服强度和延伸率均较A356位于前进侧时高;无论A356还是6061置于前进侧,接头的断裂位置均位于A356侧热影响区,与母材放置位置无关,这与焊缝硬度最小值区位置相吻合.
关键词:
A356-T6/6061-T6
,
异种铝合金
,
母材位置
,
焊接速度
袁江
,
周惦武
,
魏红伟
中国有色金属学报
基于TiF3作为催化剂提高MgH2解氢性能的实验结果,采用基于密度泛函理论的Dmol3程序包,计算从MgH2体系中移走H原子所需能量及几何、电子结构的改变,探讨TiF3对MgH2体系解氢热力学影响及提高其解氢性能的机理.结果表明:Ti替代Mg,体系中Ti-H的成键作用比Mg-H强,Ti将MgH2中的H吸附到其周围,导致MgH2中Mg周围的H减少;创造Mg空位,随着温度的提高,体系中H—H之间的键长变短,两者情形均利于提高MgH2体系的热力学行为.创造Mg空位所需能量(6.65 eV)高于Ti替代Mg的能量(2.34 eV),表明低温下,Ti替代Mg对MgH2体系解氢更为有利,至此TiF3中的Ti替代MgH2中的Mg,利于加快化学反应的进行,使结构稳定的MgH2发生转变,生成结构不稳定的TiH2,这样体系解氢过程不是通过MgH2,而是转化为TiH2进行,因此TiF3可提高MgH2体系的解氢性能.
关键词:
MgH2
,
TiF3
,
密度泛函理论
,
解氢性能
