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
高雪云
,
刘俊友
,
刘杰
,
田景玉
腐蚀学报（英文）
利用扫描电镜(SEM)观察白云鄂博矿烧结用失效高铬铸铁篦条的表面氧化膜形貌, 进行成分能谱分析(EDS), 测定氧化膜中氟含量, 结合X射线衍射(XRD)对氧化膜进行物相分析, 分析含氟烧结料用高铬铸铁篦条的失效机理. 结果表明, 在高温运行中, 烧结料的F、S、Na、K等使篦条基材产生腐蚀, 篦条腐蚀膜中结构疏松的Na2SO4、K2SO4、FeF3和低熔点Ni·NiS共晶使其表面不能形成致密连续的腐蚀膜, 从而造成失效.
关键词:
白云鄂博矿
,
sintering material
,
grate
,
failure
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
王海燕
,
毛卫民
,
朱国辉
,
高雪云
,
李德超
,
任慧平
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,研究了稀土La对含铌钢中NbC在铁素体区析出行为的影响.计算了α-Fe中La原子和Nb原子与空位之间,以及La原子和Nb原子之间的点缺陷结合能;此外,讨论了La在α-Fe中与Nb扩散激活能的关系.在此基础上,分析了稀土加入对铌析出行为的影响.结果表明:La原子与空位之间有较强的相互吸引作用,而与Nb原子之间则为相互排斥,这种结合能的差异会造成Nb的扩散迁移能有所升高.同时,La的加入使Nb原子近邻的空位形成能显著降低,从而促进α-Fe中Nb原子近邻空位的形成.迁移能与空位形成能变化的计算结果显示,La能够使α-Fe中Nb的扩散激活能显著降低,从而促进了铁素体区NbC的析出.
关键词:
La
,
NbC
,
α-Fe
,
析出
,
第一性原理
王海燕
,
任慧平
,
高雪云
,
刘宗昌
,
王玉峰
材料热处理学报
以添加稀土的Q345B钢为研究对象,运用固体与分子经验电子理论(Empirical Electron Theory,EET),建立了稀土低碳钢中相变行为的价电子结构模型,从电子层次揭示了稀土在低碳钢中的作用机理.理论计算结果表明,随着稀土Ce原子的固溶,原γ-Fe晶胞中Fe原子的混乱状态有所升高,这种较强的γ-Fe-Ce键形成规则排列,晶胞中参与结合的共价电子对数明显增加,高于γ-Fe晶胞的共价电子对数,这使得珠光体转变过程需要更大的过冷度才能完成,也即稀土钢的C-曲线临界温度降低,形成向下拖曳.同时,共价电子对数和相结构因子S的变化也促进了晶粒细化.利用EET理论预测稀土低碳钢相变结果与实测的CCT图结果吻合良好,验证了该方法的有效性和可靠性.
关键词:
稀土
,
低碳钢
,
相变
,
经验电子理论(EET)
高雪云
,
刘俊友
,
刘杰
,
田景玉
腐蚀学报（英文）
利用扫描电镜(SEM)观察白云鄂博矿烧结用失效高铬铸铁篦条的表面氧化膜形貌,进行成分能谱分析(EDS),测定氧化膜中氟含量,结合X射线衍射(XRD)对氧化膜进行物相分析,分析含氟烧结料用高铬铸铁篦条的失效机理.结果表明,在高温运行中,烧结料的F、S、Na、K等使篦条基材产生腐蚀,篦条腐蚀膜中结构疏松的Na2SO4、K2SO4、FeF3和低熔点Ni·NiS共晶使其表面不能形成致密连续的腐蚀膜,从而造成失效.
关键词:
白云鄂博矿
,
烧结
,
篦条
,
失效
王海燕
,
高雪云
,
任慧平
,
李德超
,
刘宗昌
稀有金属
doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2016.01.015
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理,研究了Ni对bcc-Fe/ε-Cu界面结合的影响.建立了ε-Cu在bcc-Fe的析出模型,选取界面两侧不同阵点位置,计算Ni在不同位置的偏聚能,分析了Ni在界面区域的占位倾向,在此基础上探究了Ni对bcc-Fe/ε-Cu界面结合的影响.利用Rice-Wang热力学模型的计算表明,当Ni原子处于偏聚能最低的位置时,能够强化界面的结合.而界面分离功计算结果显示,Ni偏聚于bcc-Fe/ε-Cu界面后,界面分离功由279.8 mJ ·m-2增加到286.7 mJ ·m-2,表明Ni偏聚后会使界面体系更加稳定.Ni偏聚于界面后对界面区域的电子结构也产生一定影响,差分电荷密度显示,与纯bcc-Fe/ε-Cu界面相比,Ni偏聚后会在其周围聚集较多的电子,且Ni与相邻原子之间电子云方向性更为明显;同时,Ni也使近邻Cu和Fe原子的态密度(DOS)向成键态偏移,这使得Ni偏聚加强了bcc-Fe/ε-Cu界面的结合,使界面区更为稳定.
关键词:
Ni
,
bcc-Fe
,
Cu
,
第一性原理
