王海燕
,
高雪云
,
任慧平
,
金自力
,
张红伟
稀有金属材料与工程
采用基于密度泛函理论(DFT)的平面波超软赝势方法,结合广义梯度近似(GGA),计算了Ce原子在α-Fe晶内、晶界和自由表面的杂质形成能,在此基础上,研究了稀土元素Ce在α-Fe中的占位倾向,并根据Rice-Wang热力学模型讨论了Ce元素在晶界的韧脆化作用.结果表明:Ce倾向于偏聚在α-Fe晶界区,此外,Ce在晶界和自由表面的杂质形成能之差小于零.α-Fe晶界掺杂Ce前后的电子结构显示,Ce占位于晶界后,为掺杂区提供了更多的电子用于成键,与晶界上相邻Fe原子的作用加强,使掺杂区产生由金属键向离子键变化的趋势,也使晶界上Fe原子的成键态能量比重增加,从而增强了掺杂区原子之间的结合能力.同时,Ce加入后与晶界上Fe原子外层轨道发生较为强烈的相互作用,并使晶界上的原子成键区态密度左移,降低了体系总能量.
关键词:
Ce
,
α-Fe
,
晶界
,
电子结构
,
DFT
雷洪
,
张红伟
,
陈宏豫
,
赫冀成
材料与冶金学报
doi:10.3969/j.issn.1671-6620.2011.02.008
为了选择正确的微观溶质偏析模型研究铁碳合金的凝固过程,利用Thermo-Calc商业软件计算了不同碳含量下铁碳合金的固相线温度、液相线温度和碳的平衡分配系数,利用数值方法研究了不同微观溶质偏析模型下铁碳合金的固液界面温度和无量纲液相溶质浓度.数值结果表明:文献中常用的碳平衡分配系数不准确;Clyne-Kurz模型和Scheil模型不能准确地预测固液界面温度,Brody-Flemings模型不能正确地预测碳偏析,建议采用杠杆模型和大中逸雄模型计算铁碳合金凝固过程的微观溶质偏析.
关键词:
铁碳合金
,
微观偏析
,
平衡分配系数
,
固相线温度
,
液相线温度
杨秋红
,
曾智江
,
徐军
,
张红伟
,
苏良碧
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.03.034
采用传统无压烧结工艺制备出透明性良好的掺Cr的Al2O3透明陶瓷;测定了其吸收光谱和荧光光谱,发现在Al2O3六配位的八面体结构中,除了有Cr3+离子的特征吸收峰外,由于有Mg2+的电荷补偿作用,也有Cr4+离子,Cr4+的荧光发射峰位于1223nm附近,与Cr4+在四面体中的发光行为一致.但其荧光发射峰较窄,半高宽△λ仅为37nm.
关键词:
Al2O3透明陶瓷
,
荧光性能
,
八面体
,
四价铬离子
刘达
,
雷洪
,
王天龙
,
张红伟
材料与冶金学报
doi:10.14186/j.cnki.1671-6620.2015.02.005
基于前人的实验结果和已有的热力学数据,通过热力学计算分析了Fe-Al-O三元系的反应产物、反应平衡常数,以及活度系数对铝脱氧化学平衡的影响.计算结果表明,在炼钢过程中,Fe-Al-O三元系的反应产物为Al2O3;当w[Al]＜0.1％时,已有的热力学数据给出的铝脱氧平衡反应曲线呈现出相似的规律(钢中w[O]随着w[Al]的增加而减少);如果采用日本学术振兴会给出的标准吉布斯自由能,并忽略二阶相互作用系数,在w[Al]接近3.5％时会给出错误解;铝脱氧的标准吉布斯自由能和相互作用系数采取Itoh的建议值,则可给出合理的结果;铝脱氧平衡曲线“上翘”的原因是一阶活度系数影响的结果,二阶相互作用系数仅减小铝氧平衡曲线“上翘”的程度.
关键词:
铝脱氧
,
脱氧热力学
,
相互作用系数
,
Fe-Al-O三元系
,
活度
杨秋红
,
曾智江
,
徐军
,
张红伟
,
丁君
中国稀土学报
采用传统无压烧结工艺在氢气氛下制备Al2O3透明陶瓷. 实验结果表明: MgO和La2O3复合添加时, 随着La2O3掺杂量的增加体积密度总体上保持上升的趋势. 随着保温时间的延长, 陶瓷的致密化程度增大, 残余气孔逐步排出, 晶粒进一步长大. 采用La2O3和MgO复合添加比单独掺入MgO陶瓷样品透过率更高, 掺杂效果更好. 在烧结温度为1750 ℃, 保温时间为1 h条件下, 在波长为300～800 nm测试范围内, 陶瓷样品的全透过率大于82%, 最大值为86%.
关键词:
无机非金属材料
,
氧化铝
,
透明陶瓷
,
显微结构
,
氧化镧
,
稀土
王海燕
,
毛卫民
,
高雪云
,
任慧平
,
张红伟
材料热处理学报
利用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,分别计算了NbC/α-Fe界面模型的几何结构和电子结构,在此基础上,探讨了含铌微合金钢中NbC与α-Fe界面关系及作用机理.结果表明,NbC析出物趋向于以α-Fe的体心Fe原子作为键桥结合;对上述结合方式模型的态密度、电荷密度和重叠布居数的分析表明,界面主要通过NbC顶端的C原子和Nb原子与相邻的体心Fe原子以共价键方式结合,使NbC/α-Fe界面体系在(110)面的结合能力增强,而NbC本身作为硬质点存在,能够阻止滑移进行,最终起到沉淀强化的作用.
关键词:
含铌钢
,
析出相
,
界面
,
第一性原理
雷洪
,
张红伟
,
陈芝会
,
王恩刚
,
赫冀成
钢铁
建立并求解动量、热量和质量传输耦合模型,研究了连铸结品器内钢液流动、传热、凝固、溶质输运和夹杂碰撞长大行为.数值结果表明连铸机内钢液温度、碳质量分数和夹杂物体积分数的空间分布与钢水流动特征相似,也可分为上下2个循环区.但是其分布具有各自的特点.在涡心处,钢液温度较低,碳质量分数较高,夹杂物体积分数和数量密度较低.在弯月面处,钢液温度较低,碳质量分数较高,夹杂物的体积分数和数量密度较低.在结晶器出口处的凝固坯壳内,夹杂物的体积分数和数量密度分布极不均匀,存在阶跃现象,这与冲击点处凝固坯壳的重熔有关.
关键词:
湍流
,
凝固
,
溶质输运
,
夹杂物
,
连铸结晶器
张红伟
,
王恩刚
,
赫冀成
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2002.01.019
采用Fe-C二元合金的连续介质模型,对方坯连铸过程进行紊流流动、凝固及溶质传输的三维耦合数值模拟.计算表明,注流在结晶器上部形成的回流,大部分返回主入流股,其余部分随凝固坯壳向下流动.凝固坯壳在截面上由于注流冲刷造成不均匀分布,与实际情况相符.随凝固进行,液相中的溶质不断富集,最终在铸坯中心区域形成宏观偏析.
关键词:
连铸方坯
,
紊流
,
凝固
,
宏观偏析
,
耦合模拟
,
有限差分法
