彭平
,
陈律
,
周惦武
,
田泽安
,
韩绍昌
,
金涛
,
胡壮麒
金属学报
采用第一原理赝势平面波方法研究了Re与Ru合金化前后g-Ni/g¢-Ni3Al相界的电子与能态结构。断裂功计算结果显示：Re置换g-Ni相区中的Ni或Ru置换g¢-Ni3Al 相区中的Al，Re或Ru合金化均可提高Ni/Ni3Al相界的断裂强度；而Re与Ru在相界区的复合合金化，则只有当Re与Ru分别占据共格 (002)g/g¢原子层邻近 (001)g原子层上的Ni原子位与(001)g¢原子层上的Al原子位时, g-Ni/g¢-Ni3Al相界的断裂强度才可进一步提高，若其中的Ru置换g¢-Ni3Al相区内层Al， 这时复合合金化Ni/Ni3Al相界的断裂强度不仅没有提高，反而比合金化前纯Ni/Ni3Al相界的断裂强度低。电子态密度与电子密度分布图的分析表明：Re与Ru合金化对g-Ni/g¢-Ni3Al相界断裂强度的影响可归因于Re和Ru与其最近邻Ni原子间强烈的电子相互作用引起的相界区域层间原子成键相互作用的改变。
关键词:
g-Ni/g¢
,
-Ni3Al interface
,
alloying effect
,
first-principle calculation
彭平
,
陈律
,
周惦武
,
田泽安
,
韩绍昌
,
金涛
,
胡壮麒
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2007.02.005
采用第一原理赝势平面波方法研究了Re与Ru合金化前γ-Ni/γ'-Ni3Al相界的电子与能态结构.断裂功计算结果显示:Re置换γ-Ni相区中的Ni或Ru置换γ'-Ni3Al相区中的Al,均可提高Ni/Ni3Al相界的断裂强度;Re与Ru在相界区复合合金化时,当Re与Ru分别占据共格(002)γ/γ'原子层邻近(001)γ原子层上的Ni原子位与(001)γ'原子层上的Al原子位时,γ-Ni/γ'-Ni3Al相界的断裂强度可进一步提高,若其中的Ru置换γ'-Ni3Al相区内层Al,刚复合合金化Ni/Ni3Al相界的断裂强度不仅没有提高,反而比Ru单独合金化时Ni/Ni3Al相界的断裂强度还低.电子态密度与电子密度分布图的分析表明:Re与Ru合金化对γ-Ni/γ'-Ni3Al相界断裂强度的影响可归因于Re和Ru与其最近邻Ni原子间强烈的电子相互作用引起的相界区域层间原子成键相互作用的改变.
关键词:
γ-Ni/γ'-Ni3Al相界
,
合金化效应
,
第一原理计算
,
电子结构
陈律
,
彭平
,
李贵发
,
刘金水
,
韩绍昌
稀有金属材料与工程
采用第一原理赝势平面波方法,计算了B2-RuAl金属间化合物的基本物性及其点缺陷结构的几何、能态与电子结构,通过对不同点缺陷结构形成热与形成能的计算与比较,分析和预测了RuAl金属间化合物中点缺陷结构的种类与存在形式.结果表明:RuAl金属间化合物的点缺陷主要是Ru空位和Al反位,在富Ru合金中主要为Ru反位,在富Al合金中则主要是Al反位.这些点缺陷主要以Ru-Ru双空位和Al-Al双反位的组态结构形式出现,并且双空位以Ru-Ru为第一近邻时其点缺陷结构最稳定,而双反位则是以Al-Al为第三近邻时稳定性最高.进一步通过对NiAl和RuAl不同点缺陷结构Cauchy压力的比较,发现点缺陷对RuAl塑性的降低程度比NiAl低,因而含有点缺陷的实际合金的室温塑性RuAl比NiAl好.
关键词:
RuAl合金
,
点缺陷
,
第一原理
,
赝势平面波方法
,
塑性
陈律
,
文韬
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.2.001
采用第一原理赝势平面波方法和基于虚拟晶体势函数近似(VCA),计算了Ag合金化(浓度x＜1.0%,原子分数,下同)时完整与缺陷B2-NiAl晶体的弹性性质,并采用弹性常数C44,Cauchy压力参数(C12-C44)、弹性模量E、剪切模量G及其与体模量B0的比值G/B0等,表征和评判了Ag合金化浓度x对NiAl金属间化合物延性与硬度的影响.结果表明:无论是无缺陷的理想NiAl晶体,还是含Ni空位或Ni反位的NiAl缺陷晶体,x＜1%的Ag合金化均可使其硬度大幅提高;在0%～0.6%以及0.7%～1%区间,Ag将提高NiAl完整晶体材料的延性,并且以0.6%附近为最好;当x≤0.5%时,Ag合金化能改善Ni空位的NiAl多晶材料延性,并以x=0.32%～0.48%时,Ni空位的NiAl多晶延性的提升幅度尤为明显;而当1%＞x＞0.5%时,却可明显提高Ni反位B2-NiAl晶体的延展性,并在x=0.73%～1%区间呈现相对较好的韧化效果.上述结论归于低浓度Ag的固溶强化与高浓度Ag的富Ag相软化作用.
关键词:
B2-NiAl
,
Ag合金化
,
第一原理计算
,
弹性性质
陈律
,
彭平
,
李贵发
,
胡艳军
,
周惦武
,
张为民
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2005.05.003
采用第一原理赝势平面波方法计算了L10型TiAl金属间化合物中掺入Mn,Nb后的电子结构和价键结构.通过合金原子形成热得出:Mn优先占据Al点阵位置,Nb优先占据Ti点阵位置.Mulliken聚居数分析发现:Mn或Nb合金化后,分别降低了(001)和(002)面内的原子间键合强度,掺入Nb还降低了层间的原子间键合强度,而掺入Mn,则使层间原子间键合强度增加.整体上来讲,掺入Mn有利于改善TiAl的室温脆性,而掺入Nb,不利于改善TiAl的室温脆性.
关键词:
赝势平面波方法
,
电子结构
,
Mulliken聚居数
,
合金形成热
,
室温脆性
李贵发
,
彭平
,
陈律
,
胡艳军
贵金属
doi:10.3969/j.issn.1004-0676.2006.02.002
采用第一原理赝势平面波方法,计算了Fcc-Ag晶体及其Ag(111)、Ag(110)与Ag(100)自由表面的能量、几何与电子结构.根据表面能的计算,预测了Ag表面的结构稳定性,结果表明密排Ag(111)面结构稳定性最好,低指数奇异面Ag(100)面次之,Ag(110)面的结构稳定性最差.通过对不同表面几何与电子结构的比较,初步分析了其结构稳定性差异的产生原因.表面原子驰豫不仅引起表面几何结构的变化,而且使表面层的电子结构与键合特性发生改变.驰豫后表面层原子的部分价电子跑到了表面层以上的真空区,使表面层原子的电子态密度峰形发生变化,还新形成了表面态,这是表面能产生的主要原因,而Ag(110)表面相对于Ag(111)与Ag(110)表面具有高表面活性的主要原因则源于其表面层原子显著的结构驰豫.
关键词:
金属材料
,
Fcc-Ag
,
第一原理赝势平面波方法
,
表面能
,
电子结构
陈律
,
彭平
,
湛建平
,
田泽安
,
韩绍昌
中国有色金属学报
采用第一原理赝势平面波方法计算了Ru合金化前后γ-Ni/γ'-Ni3Al相界的电子与能态结构,并比较强化元素Ru分别占据不同亚点阵位时对相界断裂强度的影响.结果表明:Ru置换Ni/Ni3Al相界区域中的Ni或Al原子,都可明显提高Ni/Ni3Al相界的断裂强度;尤其以Ru置换γ-Ni/γ'-Ni3Al相界界面层的Al原子时,对相界的强化效果最好.电子态密度与电子密度分布图的分析结果显示:Ru合金化对γ-Ni/γ'-Ni3Al相界的强化可归因于Ru与其最近邻Ni原子间强烈的电子相互作用引起的相界区域层间原子价键强度的增强.
关键词:
γ-Ni/γ'-Ni3Al相界
,
合金化效应
,
第一原理计算
,
断裂功
陈律
,
彭平
,
湛建平
,
韩绍昌
稀有金属材料与工程
采用第一原理赝势平面波方法,基于虚拟晶体势函数近似(VCA),计算Fe合金化(浓度x<3.0%, 原子分数, 下同)时完整与缺陷B_2-NiAl晶体的弹性性质,并采用弹性常数C_(44)、Cauchy压力参数(C_(12)-C_(44))、杨氏模量E、剪切模量G 及其与体模量B_0的比值 G/B_0等,表征和评判Fe合金化浓度x对NiAl金属间化合物延性与硬度的影响.结果表明:无论是无缺陷的理想NiAl晶体,还是含Ni空位或Ni反位的NiAl缺陷晶体,x<0.6%的Fe合金化均可使其硬度大幅提高.Fe合金化浓度低于0.5%时,虽然完整NiAl晶体的延性变差,但含Ni空位的缺陷NiAl晶体的延性却可明显改善,并以x = 0.2%~0.4%时韧化效果最好.Ni空位或Ni反位降低B_2-NiAl晶体的本征延性.实验中0.20%~0.25%的Fe合金化对NiAl晶体延性的改善很可能源于Fe原子与NiAl晶体中Ni空位间的关联与协同作用.
关键词:
B_2-NiAl
,
Fe合金化
,
第一原理计算
,
VCA近似
,
弹性性质
陈律
,
彭平
,
韩亚利
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.01.012
为了从理论上进一步揭示L10型TiAl金属间化合物的本征物性,采用第一原理赝势平面波方法,计算了L10型TiAl金属间化合物的平衡晶格常数、合金结合能、形成热、弹性常数以及点缺陷形成能,并与其他计算方法和实验测试的结果进行了比较.点缺陷形成能的分析结果表明,富Ti合金易出现Ti反位缺陷,富Al合金易出现Al反位缺陷;双空位形成能的分析结果表明,Ti-Ti最近邻双空位形成能最低,表明这种Ti-Ti最近邻双空位最稳定.基于晶体总电子态密度与各原子分波态密度等电子结构信息,对上述计算结果进行了初步分析.
关键词:
TiAl合金
,
电子结构
,
赝势平面波方法
陈律
,
彭平
,
韩绍昌
稀有金属材料与工程
采用第一原理赝势平面波方法,计算了B2-YX(X=Cu,Rh,Ag,In)金属间化合物的基本物性.通过对不同点缺陷结构形成热和形成能的计算与比较,分析和预测了B2-YX金属间化合物中点缺陷结构的种类与存在形式.结果表明:B2-YX点缺陷结构主要是X子晶格上的空位与Y子晶格上的反位,在富Y的YX金属间化合物中主要为X空位,在富X的YX金属间化合物中则主要是X反位.通过对B2-YX金属间化合物完整晶体与点缺陷结构Cauchy压力参数C12-C44和G/8o值的比较,发现点缺陷能明显提高B2-YX金属间化合物的室温塑性,推测这很可能是含有点缺陷的实际B2-YX多晶材料比无缺陷理想单晶和NiAl多晶材料表现出更好室温塑性的原因之一.
关键词:
B2型Y(钇)基金属间化合物
,
点缺陷
,
第一原理
,
赝势平面波方法
,
塑性
