赵慧
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赵宇宏
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杨晓敏
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眭怀明
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侯华
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韩培德
稀有金属
采用第一性原理平面波赝势方法研究了合金元素X(X=Ca、Sr、Ba)掺杂Mg2Si的占位情况:(1)取代Mg原子位置;(2)取代Si原子位置;(3)间隙固溶到Mg2Si晶胞中.分析合金系Mg7Si4X,Mg8Si3X,Mg8Si4X的形成热和结合能可知,Mg7Si4X的形成热和结合能均为负值,且最小.表明Mg7Si4X更容易形成稳定化合物,具有较强的合金化能力,且Ca,Sr,Ba掺杂Mg2Si时有优先占据Mg原子的倾向.研究Mg7Si4X的弹性模量和电子结构发现:Mg7Si4Ca、Mg7Si4Sr为脆性相:Mg7Si4Ba为延性相,塑性最好;掺杂Ca,Sr,Ba使Mg2Si逐渐由脆性向韧性转变.Ca,Sr,Ba的掺入均使Mg2Si的电子态密度发生偏移,费米能级处的电荷密度增加,导电性增强,共价键作用减弱,合金系结构稳定性减弱.
关键词:
Mg2Si
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第一性原理
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弹性性能
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电子结构
李培忠
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靳磊
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马良
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周海滨
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王纯
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雷新更
稀土
采用从头算平面波赝势方法结合电子交换关联能的广义梯度近似理论,对四方YSZ、Nb2O5掺杂YSZ(简写为NbYSZ)、Ta2O5掺杂YSZ(简写为TaYSZ)的晶体结构进行几何优化,得到体系的最稳定结构.然后利用胡克定律计算了四方YSZ、NbYSZ、TaYSZ的弹性常数,根据弹性常数分别获得了这三种结构的体模量、剪切模量、杨氏模量、声速、德拜温度和理论最低热导率等参数.研究结果表明:Nb2O5和Ta2O5掺杂均能降低YSZ的杨氏模量和理论最小热导率.从理论上证实Nb2O5和Ta2O5均是YSZ良好的掺杂剂,Ta2O5的效果好于Nb2O5.
关键词:
四方YSZ
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Nb2O5和Ta2O5掺杂
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机械性能
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热性能
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第一性原理
王小宏
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张彩丽
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户秀萍
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韩培德
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理超软赝势平面波方法,研究了Al、Zn对Mg-Li合金中α-Mg/β-Li相界断裂强度的影响.体系结合能的计算结果表明Al、Zn固溶于Mg-Li合金后其结构更为稳定;从所得断裂功、态密度以及电荷密度的结果来看,Al更容易固溶于α-Mg固溶体中,对断裂强度的增强作用优于占位于α-Mg/β-Li相界面;Zn占位于α、β晶内、相界面的倾向性不明显,但均可使体系的断裂强度提高;Al、Zn复合合金化后使体系稳定性得到提高,断裂强度等得到进一步的改善.环境敏感镶嵌能的计算结果表明Zn比Al更容易偏聚于相界面;Al、Zn合金化对体系稳定性、断裂强度产生的影响主要是由于Al-3s3p轨道电子、Zn 3d轨道电子贡献产生了新的成键峰,以及Mg 2p轨道及Li 2s轨道电子在费米能级处共同作用的结果.
关键词:
Mg-Li合金
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Al
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Zn
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第一性原理
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电子结构
,
合金化效应
