陶辉锦
,
谢佑卿
,
彭红建
,
余方新
,
刘锐锋
,
李晓波
,
聂耀庄
中国有色金属学报
采用SGTE纯单质数据库中Gibbs能的表达式,结合JANAF热力学实验数据,用最小二乘法对金属元素Cu的Gibbs能表达式进行重新评估.重新评估后的转变热容、转变焓和转变熵分别为-0.187 J/(mol·K)、13.138 kJ/mol和9.675 J/(mol·K),与实验数据符合很好.运用Debye-Grüneisen模型研究Cu从0 K到熔点的热力学性质,结果发现模型计算的低温热容值偏低,从而导致模型计算的转变熵和Gibbs能偏大.运用Debye-Grüneisen模型研究过冷液体的热力学性质,并通过保持熔点热容、焓和熵值的连续性,得到液相Cu的热容和Gibbs能等热力学性质,结果与实验值数据符合较好.
关键词:
Cu
,
Gibbs能
,
评估
,
热力学性质
,
Debye-Grüneisen模型
,
过冷液体
谢佑卿
,
聂耀庄
,
李小波
,
刘心笔
,
彭红建
,
李艳芬
中国有色金属学报
介绍以第一原理合金电子理论为基础的系统合金科学(FP-SSA)框架中Au3Cu型有序合金的特征原子势能(CAPE)配分函数.主要创新内容如下:以基本原子团{AiAu·[(I - i)Au,iCu]}和{AiCu·[(I- i)Au,iCu]}序列的中心特征原子AiAu和iCu为结构单元序列,替代原子对和原子团,建立了合金相的特征原子排列模型；以配位原子团[(I - i)Au,iCu]对作用于特征原子势场影响的方式替代原子对能量相互作用和原子团能量相互作用方式,以特征原子势能能级代替原子对能级和原子团能级,建立了合金相的“特征原子势能相加定律”,计算合金相及其组元的平均势能；在特征原子排列的简并因数与特征原子势能能级一致的条件下建立CAPE配分函数和计算组态熵.此函数揭示了当今流行的固溶体理论的不足之处,为建立特征Gibbs能配分函数奠定了基础.
关键词:
Au3Cu型有序合金
,
第一原理
,
系统合金科学
,
特征原子
,
势能
,
配分函数
聂耀庄
,
谢佑卿
,
李小波
,
彭红建
金属学报
应用基于密度泛函与密度泛函微扰理论的平面波赝势方法计算了一组不同晶格常数下hcp结构金属Zr的声子谱及相应的静态总能，由此得到不同晶格常数下的自由能，由准谐近似及自由能极小判据得到自由能与温度的关系，进而计算了热膨胀系数、体弹性模量、定容及定压摩尔热容与温度的关系，计算结果在较宽的温度范围内与实验相符。对热膨胀系数，同时应用德拜-格林奈森模型进行了计算，并与第一原理方法的结果进行了比较。对摩尔热容的计算考虑了电子的贡献，表明在高温区电子热容的贡献不能忽略
关键词:
第一原理计算
,
calculations
,
Thermal properties
,
Phonons
谢佑卿
材料导报
“态决定性质,性质依赖于态“表明了态和性质的关系.研究中人们对态和性质的关系存在两种思维方式:正向思维和逆向思维.这两种思维的实质是相同的,但侧重点不同,对研究者的心态有不同的影响.在此提出讨论,以便共同培育良好的创新环境.
关键词:
状态
,
性质
,
材料科学
谢佑卿
,
李艳芬
,
刘心笔
,
李晓波
,
彭红建
,
聂耀庄
材料导报
将系统科学的哲学观和方法论凝练为3个哲学命题和3个主要方法.系统合金科学(SSA)包含两个部分:系统合金科学(SSA)理论框架和合金特征原子排列设计(CAAD)应用工程.SSA理论框架分为两个分支:以实验(EX)技术为基础和以第一原理(FP)金属间化合物电子理论为基础的SSA理论框架.SSA理论框架层次是:特征原子势能和体积的分离理论,特征晶体的价键理论,特征晶体热力学性质的分离理论,合金相特征原子排列晶体学,合金相混合特征晶体热力学,合金相转变、相平衡和相图的混合特征晶体综合理论.各理论层次之间的关系由结构单元序列链、公式链和信息链描述.
关键词:
系统合金科学
,
Ti-Al系
,
Au-Cu系
,
合金设计
,
有序-无序转变
彭红建
,
谢佑卿
,
李小波
,
聂跃庄
中国有色金属学报
依据特征晶体理论(CC)确定Pt-Ru合金系中的特征原子序列和特征晶体序列的电子结构、势能、原子体积、晶格常数和结合能等,研究合金催化剂的稳定性、催化性能及成分配比;计算Pt-Ru有序合金中Pt和Ru配比分别为3-1、1-1和1-3的合金的势能和晶格常数,并分析组元Pt的组态变化;计算Pt-Ru无序合金的平均性质和组元Pt的电子结构.研究结果表明:随着Ru含量的增加,势能降低,合金稳定性增强,晶格常数随之减小,组元Pt的d空穴增加,提高了催化活性;合金中Pt与Ru的最佳原子个数之比约为1-1.
关键词:
Pt-Ru合金
,
电子结构
,
催化性能
谢佑卿
材料导报
合金物理与化学框架是由相互关联的原子团簇交迭模型、特征原子排列模型、特征晶体混合模型和性质变化数学模型组成,是金属材料系统科学框架的中枢.它使合金电子结构、晶体结构、热力学性质和物理性质相互关联.依据由此框架得到的特征原子序列和相应的特征晶体序列的结构参数和性质,便可进行无序和有序合金的单原子操纵设计,并能预计它们的电子结构、晶体结构、晶格常数、热力学性质和物理性质随成分的变化.
关键词:
材料科学
,
电子结构
,
晶体结构
,
热力学性质
,
物理性质
刘锐锋
,
谢佑卿
,
陶辉锦
,
彭红建
材料导报
用OA理论结合Debye-Grüneisen模型,计算了FCc-Al从0K到熔点(933.47K)的热容曲线.将计算结果与实验值进行比较,发现理论值偏低,对其原因进行了系统分析.对理论模型计算值进行适当修正,发现修正后的数据和实验值较吻合.与SGTE数据库绘制的热容曲线比较,得知SGTE给出的FCGAl的热容数据不完善.最终由理论计算的修正值并结合SGTE数据库,给出了从0K到沸点FCC-Al的热容曲线,实现了对金属元素Al热容的完整描述.
关键词:
FCC-Al
,
热容
,
Debye-Grüneisen模型
,
SGTE数据库
彭坤
,
谢佑卿
,
彭浩
,
徐应红
中国稀土学报
依据金属单原子理论确定了密排六方结构α-Sc和α-Y的电子结构分别为[Ar](3dc)1.3315(4sc)0.9050 (4sf)0.7635和[Kr](4dc)1.2930(5sc)0.9470(5sf)0.7600, 并计算了它们的势能曲线、晶格常数、结合能、弹性和热膨胀系数随温度的变化. 对其体心立方结构初态特征晶体和初态液体的电子结构进行了研究. 提供了不同晶体结构Sc和Y的结构参数和性能参数, 为金属Sc和Y及其相关材料的理论设计提供了完整的数据资料.
关键词:
稀土
,
钪
,
钇
,
电子结构
,
晶体结构
,
结合能
