Mn3Al块体合金下的电子结构计算论文.
Al—Zn—Mg合金固溶体的价电子结构分析
第５ ９卷 第 ２期 ２０ ０ ７ 年 ５ 月
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收稿 日期 ：０ ５ ．Ｏ １ ２ ０ 一 １ 一３
基金 项 目 ： 岛理工大学优秀青年教师科研启动基金项 目 （ ２ ０ 青 ｃ０４
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所 谓的 “ 平均 晶胞 ” 型 。 模 与 实 际 晶体 结构 相 比， 型忽 略 了 含溶 质原 子 模 晶胞 之 间以及 含溶质 原子 晶胞 和不含 溶质 原子 晶胞
构层 次上讨 论合 金元 素对合 金 性能 的影 响 尚未 见报
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在 价键理 论 和能 带理论 基础 上建 立 的 固体 电子 理 论 （ Ｅ ）５， 供 了一个 处 理 复 杂 体 系价 电子 结 Ｅ Ｔ ［ｌ 提
构 的计算 方 法—— 键距 差 （ Ｌ 法 ， 成 功 地 用 于 Ｂ Ｄ） 并
点阵参 数 随溶质 含 量 的变 化 而 改 变 ， 以 我们 假 设 所 固溶体 是 由理想 的不 含溶质 原子 的 晶胞 与 含溶质原 子 的 晶胞两者 混 乱 地 分布 堆 积 起来 构 成 的。“ 均 平 晶格 ” 看 作 是 由 一 种 “ 均 晶胞 ” 积 构 成 ｊ 被 平 堆 。
韩永 剑 常素 玲 高英俊 ２ ， ，
（ ． 岛理 工 大学 理 学院 ， １ 青 山东 青 岛 ２ ６ ３ ； ２ 广 西大 学 物理科 学 与工程技 术 学院 ， 宁 ５ ０ ０ ） ６ ０ ３ ． 南 ３ ０ ４
《Al和Mo微合金化对Mg-Zn-Y-Mn合金的微观组织和性能的影响》范文
《Al和Mo微合金化对Mg-Zn-Y-Mn合金的微观组织和性能的影响》篇一摘要：本文通过实验研究Al和Mo微合金化对Mg-Zn-Y-Mn合金的微观组织和性能的影响。
实验结果显示，适量的Al和Mo元素的添加能够有效改善合金的力学性能和耐腐蚀性，通过优化合金成分可进一步提高合金的抗蠕变性和硬度等关键指标。
一、引言近年来，随着环保理念的推广和应用需求的变化，镁合金由于其轻质和高性能的特质受到广泛关注。
而为了满足更为苛刻的应用条件，镁合金中往往加入各种微量元素来提高其综合性能。
本研究着眼于在Mg-Zn-Y-Mn合金中加入Al和Mo微合金化元素，以探讨其对合金微观组织和性能的影响。
二、实验方法本实验通过熔炼法制备了不同Al和Mo含量的Mg-Zn-Y-Mn 合金样品，并对样品的微观组织进行了观察和分析。
通过金相显微镜、扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪等手段，对合金的显微组织、相组成和晶粒尺寸进行了详细研究。
同时，通过拉伸试验、硬度测试和耐腐蚀性测试等手段评估了合金的力学性能。
三、实验结果（一）微观组织观察通过SEM观察发现，加入Al和Mo后的Mg-Zn-Y-Mn合金中，晶粒尺寸明显减小，晶界更加清晰。
随着Al和Mo含量的增加，合金中出现了新的相结构，这些新相的生成有助于提高合金的力学性能。
（二）力学性能分析实验结果显示，适量的Al和Mo添加能够显著提高Mg-Zn-Y-Mn合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率。
当Al和Mo含量达到一定比例时，合金的硬度也得到显著提升。
此外，经过优化成分的合金具有更好的抗蠕变性。
（三）耐腐蚀性分析电化学测试结果表明，加入Al和Mo后的Mg-Zn-Y-Mn合金在盐水中的耐腐蚀性得到了明显增强。
这主要归因于合金表面形成的保护性氧化膜，有效阻止了腐蚀介质的进一步侵蚀。
四、讨论Al和Mo的加入对Mg-Zn-Y-Mn合金的微观组织产生了显著影响。
Al元素通过与Mg形成新的强化相，提高了合金的硬度；而Mo元素则有助于改善晶界强度，增强晶粒间的结合力。
立方结构铝基金属间化合物的电子结构和力学性能
Electronic Structure and Mechanical Properties of Cubic Al-based IntermetallicsCandidate Guan YazhuoSupervisor Professor Li WenCollege Faculty of Materials, Optoelectronics and PhysicsProgram Material Physics and ChemistrySpecialization Topography Evolution of Low-dimensional NanomaterialsDegree Engineering MasterUniversity Xiangtan UniversityDate2011-5-20湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘 要铝基金属间化合物以诸多优异的化学、物理、电学、磁学和力学性能使其有望在航空航天、微电子、交通运输以及国防军工等高新技术领域得到广泛的应用。
但是它们的室温脆性严重的限制了它们的应用。
近来的一些理论研究显示材料的力学特性，尤其是金属间化合物固有的脆性，应归因于它们本身的化学键的性质或它们的电子结构。
关于Mn3Al块体合金的电子结构计算
2019年1期研究视界科技创新与应用Technology Innovation and Application关于Mn 3Al 块体合金的电子结构计算王俊灏（西南大学物理科学与技术学院，重庆400715）引言自旋电子学器件具有不同于传统半导体器件的优势使它成为21世纪重要的研究方向之一。
传统的电子学器件通常是利用电子的电荷特性，而自旋电子学器件是通过电子的自旋和电荷来进行运输的。
相对于传统电子学器件来说，自旋电子学器件不仅具有更低的耗能、非易失性、更强大的数据储存能力，而且还具有更快速的信息处理能力和集成度高的优质特点。
除此之外，它在磁记录读出磁头、磁传感器、磁性随机存储器等领域有着广泛的应用前景。
尽管自旋电子学器件能够更好地满足科学发展和人类的需要，但是它在实际材料的需求上有着较高的要求。
自旋电子学器件的制作的关键就在于如何能够将不同特征的电子有效的注入到半导体材料中，以此来达到实现自主运输的目的。
正如我们所知的，现在很多的材料做成的自旋电子学器件都只能在低温的环境下运行，这带来了很多的不便。
所以研究能在高居里温度下运行的自旋电子学器件的材料就显得尤为重要了。
研究表明自旋电子学器件的性能和自旋极化率有着密切的联系，如果材料具有高的自旋极化率，也就是说在费米能级附近分别具有自旋向上和自旋向下的电子数目越不平衡，那么自旋电子学器件的性能就越好。
近年来，由于半金属材料的优点，使得它成为了大家研究的热点之一。
1983年，de Groot 及他的团队采用第一摘要：自旋电子学器件在航天、军事等高科技领域，甚至在智能家电、通讯等民用领域都有广泛的利用，因此它也引起了科学家们越来越多的关注。
我们将对D03型Mn 3Al 块体合金的电子结构和磁性利用理论模拟计算方法进行研究。
根据理论计算发现Mn 3Al 合金不仅具有100%的自旋极化率而且还有半金属特性的电子结构。
关于合金磁性计算研究表明它是完全反铁磁性材料。
生物体系中金属离子的电子结构研究
生物体系中金属离子的电子结构研究在生物体系中，金属离子扮演着重要的角色。
它们参与着生命活动的许多方面，例如催化酶的活性、光合作用中的电子传递和氧气运输中的血红蛋白结构等。
了解金属离子的电子结构对于理解这些生命活动的机制至关重要。
首先，我们来看看金属离子的电子结构是什么。
金属离子通常将其电子配置写作一个高自旋dⁿ状态。
其中"d"代表金属离子的d轨道，n是d电子数。
例如，铁离子Fe2+的电子配置为[Ar]3d^6。
但是，在生物体系中，金属离子不止是简单的高自旋dⁿ状态。
与生命活动相关的金属离子比如铁、铜和锌都具有低自旋状态。
在低自旋状态下，铁离子Fe2+的电子配置为[Ar]3d^6，而在高自旋状态下，其电子配置为[Ar]3d^4。
低自旋状态下d轨道能量更高，因此低自旋状态对于金属离子在生物体系中的丰富性和多样性尤为重要。
那么，为什么低自旋状态比高自旋状态更常见呢？这是因为在低自旋状态下，大部分d的原子轨道都是双占据的，而在高自旋状态下则不存在这种情况。
这些双占据的轨道具有更强的内壳屏蔽效应，从而减少了花费在靠近核心电子上的电子能量，使d轨道的能量更高。
除了低自旋状态外，金属离子还可以和生物分子形成配合物。
这些配合物可以通过共价键或配位键同生物分子相互作用。
金属离子的配合物的电子结构更加复杂，因为它们的电子不仅和离子自身的电子相互作用，还和配体的电子相互作用。
这种相互作用可以使金属离子的电子重新分布，从而改变其反应性、活性和偏好。
例如，铁离子通过与不同的配体形成不同的配合物，可以参与许多不同的生命活动过程。
在研究金属离子的电子结构时，科学家们通常使用光谱学技术来观察和分析金属离子的吸收和放射光谱。
这些光谱提供了有关离子的电子结构的丰富信息，例如轨道能级、电子构型和反应中间体的数量。
总之，金属离子的电子结构对于生命活动具有极其重要的影响。
低自旋状态和配合物结构使金属离子在生物体系中表现出复杂的化学性质，从而为许多生命活动过程提供重要的基础。
采用第一原理方法研究Al 3+掺杂LiMn2O4的电子结构
计算 中， 电子交换关联能函数的处理采用广义梯度近似（ Ｇ ） Ｇ Ａ 近似 ． 原子赝势函数采用超软赝势（ ｌａ Ｕｔ — ｒ ｓｆＰｅｄｐｔ ｔ１． 面波 截 断ｆ （ ｎｒ ｕ ｇ ￣ ３０ｅ 使 每 个 原 子 能量 收 敛 至 １ ０ ５Ｖ以 内 ， ｏｔ ｓｕｏｏ ｎｉ）平 ｅ ａ ｌ Ｅｅｇ Ｃ ｔ ） ￣ ｙ ｏ ５ Ｖ， ×１ Ｉｅ
采 用第 一 原 理方 法 研 究 Ａ３ 掺 杂 １＋ ＬＭｎＯ 的 电子结构 ｉ ２４
刘丽影 ， 沈洪涛 ， 惠敏 ， 顾 翟玉春
（ 东北大 学材 料与 冶金 学院 ， 宁 沈 阳 １ＯＯ ） 辽 ｌＯ４
［ 要 ］ 为了从理论方面研 究掺杂 Ａ 对锂离子电池正极材料 Ｈ ｎ０ 结构及电化学性能 摘 Ｐ Ｍ ２４
的影响 ， ｔ／ ２４中掺 杂 Ａ 的电子结构进 行 了基于 密度泛 函理论 的第 一原理研 究， 对 ｉｌ ０ Ｖ ｎ Ｐ 得到 了 相应 的 晶格 常数 、 费米 能 、 能带 图、 密度 图及 分 态 密度 图． 态 结果 表 明 ， 杂 Ａ 后 ， 掺 Ｐ 品格 常 数 变小 ， 材料结 构 更 加 稳定 ， 环 性 能 更 好 ， 效 地 抑 制 了 Ｍ ３ 生 的 Ｊｈ—ｅｅ 变 ， 入 循 有 ｎ 发 ａｎＴｌｒ畸 ｌ 掺 Ａ３ ｌ 的缺 点是使材 料 的电导率 降低 ．
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第２ 第３ ４卷 期
２０ ０８年 ６月
分 子
科
学
学 报
Ｖ０ ． ４ Ｎｏ ３ １２ ．
Ｊ ｒ Ａ Ｏ ＭＯＬ Ｃ Ｉ Ｏｔ ￣ Ｌ Ｆ Ｅ Ｕ ＡＲ Ｓ ＩＮＣ ＣＥ Ｅ
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［ 文章编号］００ ０５２０ ） － ０－ １０－ ３｛ ８０ ０ ６ ４ ９ ０ ３２ ０
金属材料中的电子结构分析
金属材料中的电子结构分析金属材料是人类社会历史上重要的材料之一，从最简单的铁到最复杂的高强度合金，在各个领域都有广泛的应用。
金属材料的性质与其电子结构密切相关，因此对金属材料的电子结构进行分析和理解是提高金属材料性能和开发新材料的必要条件。
一、金属材料的电子结构简介金属材料的电子结构主要由金属原子中的外层电子决定。
在金属晶格中，外层电子被强烈束缚在原子周围的金属离子上，形成一种电子气，被称为金属电子云。
金属电子云中的电子数目较多，且能量分布较广，形成一个广义的价带，其中最高的占据态称为费米面。
费米面以下的能级被填满，称为价态电子；费米面以上的能级则未被填满，称为导态电子。
金属中的价态电子保持在原子周围的离子中运动，形成了化学键；导态电子在整个晶体中运动，形成了金属的导电性和热传导性。
因此，金属的力学性能、导电性、热传导性和磁性等性能与其电子结构密切相关。
二、电子结构分析的方法对于单个金属原子，可以使用理论方法计算其电子结构，如密度泛函理论（DFT）和多体微扰理论（MPT）。
但对于复杂的合金和金属晶体，实验研究更为重要。
经典的实验方法包括X射线衍射、电子探针、中子散射等，都可以用于了解金属晶体的结构和电子波函数。
同时，由于电子的波动性质，高能电子和光子可以用于研究金属晶体中电子的运动，如X射线吸收谱（XAS）、光电子能谱（PES）和透射电子显微镜（TEM）等。
三、应用金属材料的电子结构分析在材料科学和工程中有着广泛的应用。
例如，对于新材料的开发和设计，通过对金属材料的电子结构分析，可以了解其物理、化学和力学性质，从而准确地预测其性能。
此外，电子结构分析还可以帮助解释材料的微观行为，如晶体的生长、位错的产生、相变的过程等。
最近，电子结构分析在材料设计中的应用越来越广泛，通过人工智能等技术，可以快速而准确地预测不同材料的性能，并设计出更优异的材料。
电子结构分析还可以帮助解释催化反应、锂离子电池等现象，为实现绿色和可持续发展提供了一种新的途径。
Ni—Al系金属间化合物价电子结构与性能分析
域很有潜力的高温结构材料 。运用 固体与分子经验 电子 理论分析 了 Ｎｉ 和 Ｎｉ 金 属 间化合 物 的价 电子结构 ， Ａｌ 。 Ａｌ 并
从电子结构层 次初步探讨 了 Ｎｉ 和 Ｎｉ 金属 间化合物的强度 、 Ａｌ ｓ Ａｌ 稳定性 、 室温脆 性及熔 点等 问题 。计 算结果表 明，
化 学 计 量 比 的 Ｎｉ 和 Ｎｉ 的脆 性 因子 均 小 于 ０ ０ ， 温下 表 现 为 本 征脆 性 ， Ａｌ Ａｌ ３ Ａｌ ．８ 室 Ｎｉ 的脆 性 比 Ｎｉ 的脆 性 大 ； Ａｌ ３ Ａ１ Ｎｉ
（ ｃ ｏ ｌ ｆＥｌｃｒｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｇｎ ｅ ｉｇ。Ｃｈｎ ｉｅｓｔ ｆＰ ｔｏｅ ｍ （ ｓ ｉａ ，Ｄｏ ｇ ｉｇ２ ７ ６ ） Ｓ ｈ ｏ ｅｔｏ ｃ ａ ｉａ ｏ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｉａＵｎｖ ｒｉ ｏ ｅｒ ｌｕ ｙ Ｅｅ ｔ Ｃｈｎ ） ｎ ｙｎ ５ ０ １ Ａｂｔａｔ ｓｒ ｃ Ｎｉ ｎ ３ ｔｒ ｔｌｃｃ ｍｐ ｕ ｄ ｒ ｏ ｅ ｔ ｌ ｔｒ ｌ ｏ ｉｈ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｔｕ ｔ ｒ ｈ Ａｌ ｄＮｉＡ１ｎ ｅｍｅａｌ ｏ ｏ ｎ ｓａｅｐ ｔｎｉ ａ ｉ ｉ ａ ｍａｅｉ ｓｆ ｒｈｇ －ｅ ｅ ａｕ ｅｓｒ ｃｕ ｅｉ ｔｅ ａ ｎ
的 熔 点和 强度 均 比 Ｎｉ 的 高 ， 定 性 比 Ｎｉ 的 差 。 ３ Ａｌ 稳 。 Ａｌ 关键 词 Ｎ— １ ｉ 系金属 间化合物 Ａ 经验电子理论 价电子结构 室温脆性
中 图分 类 号 ： ４ ＴＧ １ ６
Ａｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｌ ｎ ｅ Ｅｌｃ ｒ ｎ Ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ ｎ ｏ ｅ ｔｅ ｆ Ｉ ｅ ｍ ｅ ａ ｌｃ ａ ｙ ｉ ｎ Ｖａ ｅ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ａ ｄ Ｐｒ ｐ ｒ ｉ ｓｏ ｎｔ ｒ ｔ ｌｉ Ｃｏ ｐ ｕ ｄ ｎ ＮｉＡＩＳ ｓｅ ｍ ｏ ｎ ｓ ｉ — ｙ ｔｍ Ｊ ＡＮＧ ｈ ｙｎ Ｉ Ｓ ｕ ｉｇ，Ｌ ｈ ｃ ｕ ＩＳ ｉｈ ｎ
金属材料的电子结构计算及其应用研究
金属材料的电子结构计算及其应用研究随着科学技术的不断进步，材料科学也在不断发展。
金属材料是我们日常生活中最常见的材料之一，其广泛应用于汽车、飞机、船舶、电子设备等领域。
在材料科学领域，研究材料的电子结构是非常重要的一部分，而计算材料的电子结构能够为材料设计提供有用的参考信息。
电子结构的计算方法主要分为两类：第一类是基于量子力学的第一性原理计算方法，如密度泛函理论（DFT）；第二类是基于分子力学的经验力场计算方法，如分子动力学（MD）方法。
DFT是解决材料电子结构的最常用方法之一，它是基于能量泛函和电荷密度的理论，可以计算所有物质的基态性质。
DFT方法已被广泛应用于计算合金、薄膜、催化剂等的结构与性质。
DFT方法是一种非常精确的计算方法，能够提供非常准确的电子能带结构信息，为材料的设计提供了重要的参考。
金属材料的电子结构计算是一个非常复杂的过程，因为金属材料的电子运动规律本身就非常复杂。
金属材料是由大量离散的金属原子构成的晶体，原子之间存在着复杂的相互作用。
因此，金属材料的电子结构计算需要使用复杂的理论模型和计算方法。
特别是对于复杂的金属合金材料，其电子结构计算更是需要使用先进的计算方法和高性能计算机。
金属材料的电子结构计算可以应用于材料设计、材料优化和材料性能预测等方面。
在材料设计方面，计算金属材料的电子结构可以为材料设计和合成提供重要的参考信息。
例如，我们可以通过计算已知材料的电子结构，预测新材料的性质和应用。
在材料优化方面，计算金属材料的电子结构可以优化材料的结构和性质，使其更加适用于特定的应用场景。
例如，我们可以通过计算材料的电子结构，优化材料的力学性能、热性能和化学性质等。
在材料性能预测方面，计算金属材料的电子结构可以为材料的性能预测提供重要的参考信息。
例如，我们可以通过计算材料的电子结构，预测其电导率、热导率、磁性和机械性能等。
总之，金属材料的电子结构计算及其应用研究是材料科学中非常重要的一个领域。
alznmg合金电子理论研究
攘簧３＋对Ａ１一Ｚｎ－Ｍｇ燕合金固溶体中可戆的ＡＩ－Ｚｎ，ＡＩ—Ｍｇ及Ｍｇ－Ｚｎ二元缡蘩晶舞墓翔Ａ１一Ｚｎ－Ｉｖｌｇ三元缡聚鑫齄麴徐毫孚皱褥避褥计萁，分糈了该合金中玎‘、，７＇／／出桕的结构模戮。
４，辩Ａ１－Ｚｎ系禽金过饱和嗣溶体在时效过程审脱滚的Ｇ．Ｐ逐蒜母摇的界面能做了计算，并对英界霹的匿电荷密度进行计黧。
关键谲：Ａｌ—Ｚｎ．Ｍｇ繇合金ＥＥＴ堙论＋价电子结构界面能＋本文为国撤自然科学基盒资助课题（５００６１００１）广话大学硬：｝学位论文ＴＨＥＳＴＵＤＹＯＦＡｔ－Ｚｎ—ＭｇＡＬＬＯＹＳＷｌＴ鞋ＥＬＥＣＴＲＯＮＴＨＥＯＲＹＡＢＳＴ＆ＡＣ下ＡＩ＊Ｚｎ－ＭｇＡｌｌｏｙｓｐｌａｙｅｄａｌｌｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅａｖｉｇａｔｉｏｎａｎｄａｎｄｐｒｅｆｅｒａｂｌｅａｇｅｈａｒｄｎｅｓｓ．ｓｐａｃｅｆｌｉｇｈｔｄｕｅｔｏｔｈｅｉｒｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙ，ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈＯｎｅｄｒａｗｂａｃｋｏｆｔｈｅｓｅａｌｌｏｙｓⅥ髓ｔｈｅｉｒｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙｔｏｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｇ（ＳＣＣ）。
Ａｌｔｈｏｕｇｈｏｖｅｒａｇｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｅｓｃｏｕｌｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｇ，ｉｔｃｏｕｌｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅａｌｌｏｙｓ’ｓｔｒｅｎｇｔｈｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｂｅｔｗｅｅｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｗａｓｏｆｇｒｅａｔｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ遮ｏｒｄｅｒｔｏｋｅｅｐｔｈｅａｌｌｏｙｓ’ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｓｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｃｒａｃｋｉｎｇｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｔｈｅｉｒｈｉｇｈ—ｓｔｒｅｎｇｔｈａｆｔｅｒａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｈｅａｔｔｒｅａｔｎｌｅｎｔ．ＵｎｆｏｒｔｕｎａｔｅｌｙｄｕｓｔｖｅｒｙｌｉｍｉｔｅｄｗｏｒｋｈａｓｂｅｅｎｄｏｎｅＯｎｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃｍｅｃｈａｎｉｓｍｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ．确ｅｖａｌｅｎｃｅｅｌｅｃｔｒｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄｉｎｔｅｒｐｈａｓｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｅａｃｈｓｏｌｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｐａｒｔｏｆｔｈｅｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｓｉｎＡ１一ＺｎａｎｄＡ１－Ｚｎ－－ＭｇａｌｌｏｙｓｖｃｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅＥｍｐｉｒｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｈｅｏｒｙｉｎｓｏｌｉｄａｎｄｍｏｌｅｃｕｌｅｓ（ＥＥＴ）ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄＴＦＤｍｅｔｈｏｄｂｙＣｈｅｎｇＫａｉｊｉａ。
MEAM在Ni3Al合金研究中的应用
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
MEAM 在Ni3Al 合金研究中的应用
1 理论方法Daw 和Baskes 创建的EAM 势是在对金属氢脆的研究中以半经验形式提出的。
他们从准原子理论出发，把系统中的每一个原子均看作是嵌在由其它原子形成的主晶格(host lattice)中的杂质。
运用密度泛函理论并考虑局域密度近似得到系统的总能量为：(1)式中Etot——系统的总能量；Fi—把原子i 嵌入到背景电子密度为的位置的嵌入能；φij(R ij)——距离为
Rij 的i 原子和j 原子的对相互作用。
引进参考结构(即能够得到原子详细信息的一种晶体结构，通常取原子的平衡晶体结构以后，每个原子的能量可写为：(2)
在这里用参考结构中的最近邻原子数Zi 取平均值。
而嵌入能有明确的表达式：(3)
式中ρi——相对电子密度；Ai——待定参数；Ei0——升华能。
φij(R ij)可以由参考结构中原子的能量：(4)
得到，即: (5)
将(5)式代入(1)式，即可求出系统的总能量。
[next]而(5)式中参考结构中每个原子的能量Eiu(R)可由普适能量函数得到：(6)
(7) (8)
式中Bi——体积弹性模量；Ωi—原子体积；E i0—升华能。
另外，在MEAM 中对电子密度的计算作了改进。
在EAM 中，是原子电子密度球形平均的线性迭加；而在MEAM 中则考虑了角度项的作用：(9) 式中ti——权重因子，ti0 定为1。
(10)
(11) (12) (13) (14)[next]
式中R ijα——矢量Rij 的α分量。
对于具有对称中心的立方晶格，。
铝基金属间化合物论文：铝基金属间化合物电子结构力学性能功函数第一性原理计算
铝基金属间化合物论文：铝基金属间化合物电子结构力学性能功函数第一性原理计算【中文摘要】铝基金属间化合物以诸多优异的化学、物理、电学、磁学和力学性能使其有望在航空航天、微电子、交通运输以及国防军工等高新技术领域得到广泛的应用。
但是它们的室温脆性严重的限制了它们的应用。
近来的一些理论研究显示材料的力学特性,尤其是金属间化合物固有的脆性,应归因于它们本身的化学键的性质或它们的电子结构。
然而由于实验条件的限制,通过电子结构信息来深入理解铝基金属间化合物力学性质的相关研究很少。
因此,从电子结构的角度去研究和分析金属间化合物的力学性能尤其是脆化本质具有很重要的意义。
随着近年来计算机技术和计算材料科学的发展,基于密度泛函理论的第一性原理计算方法已成为计算固体及表面性质的有效工具。
论文主要分两大部分:第一部分详细计算了几种典型的立方结构的二元、三元铝基金属间化合物的晶体及电子结构和力学性能;第二部分计算了三元铝基金属间化合物AlCu2Ti、AlCu2Zr、AlCu2Hf和AlCu2Mn的一些相关的块体及表面性质。
论文主要包括以下内容:（1）采用第一性原理方法计算了几种立方结构铝基金属间化合物AlCu3、AlCu2Zr和AlZr3的稳定性、弹性、电子结构和力学性能。
通过计算所得到的弹性常数与实验值吻合很好。
形成能与结合能的计算结果表明:AlCu3、AlCu2Zr和AlZr3都有较好的稳定性和合金化能力,且AlZr3的稳定性最高,其次是AlCu2Zr,最后是AlCu3。
通过计算得到了AlCu3、AlCu2Zr及AlZr3的弹性常数( C11、C1 2及C 44),进而得到合金的弹性模量,最后进一步分析讨论了材料的力学性质。
（2）利用第一性原理方法计算了金属间化合物AlCu2Ti、AlCu2Mn、AlCu2Zr 和AlCu2Hf的稳定性、电子结构、力学性能以及表面性能。
通过形成能与结合能的计算得出:在这四种金属间化合物中,合金化能力和稳定性最强的是AlCu2Zr相,这主要原因在于其费米能级处较少的态密度值,通过进一步计算得到AlCu2Ti、AlCu2Mn、AlCu2Zr和AlCu2Hf 的弹性常数( C11、C1 2及C 44)及弹性模量,还计算了其（100）和（110）面的表面能及表面电子功函数,在此基础上进一步分析讨论材料的块体及表面性质,并找出其内在的联系,分析其内在的变化机制。
Al—Cu—Mg合金界面电子结构计算及其对合金性能的影响
［ 谰］ １ ｕＭｇ合金 ；界 面 电子绪 构 ＧＰ Ｚ 关键 Ａ一 － Ｃ Ｂ
＿
－ －
［ 中圄分类号】Ｑ Ｔ
【 文献标识褐］ Ａ ｌ
【 文章编号］０７１６（０００ —０４０ １０ —８ ５２ １）４０ ３—３
Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｆＩ ｅ ｆ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ｕｃ ｕｒ ｎｄ Ｉ ｌｕｅ ｅｏ ｏ ｒｉ ｓｏ ｌｕ ａ ｉ ｎｓｏ ｎｔ ｒａ ｅＥｌｃ ｒ ｎ Ｓ ｒ ｔ ｅａ ｎｆ ｎｃ ｎ Ｐｒ ｐｅ ｔｅ ｆ ＡＩＣｕ － ｇ Ａｌｏ － － － Ｍ ｌｙ
ｉ ａ ｉｇ ｒｃ ｓｉ ｒ ｃ ｌ ｌ ｅ ｓ ｇｔｅ ｍ ｉ ｃ ｌ ｌ ｔ ｎＴ ｅ ｒ Ｅ Ｔ ｉ Ｓ ｌ ｎ ｌ ｕｅ ， ｅ ｅｕｔ ｓｇ ｅｔ ａ ｔｅ ｏａ ｂ ｎ ｉ ｔ ｓ ｙｏ ｎ ｇｎ ｏ ｅｓ ｇｗｅｅ ａｃ ａ ｄ ｉ ｐｒ ａ Ｅｅ ｒ ｈ ｏｙ（ Ｅ ） ｎ ｏｉ ａ ｄＭｏｅ ｌｓ ｔ ｓ ｌ ｇ ｓ ｄｔ ｔｈ ｔ ｏ ｄ ｇｉ ｅ ｉ ｆ ｐ ｎ ｕｔ ｕｎ ｈＥ ｉ ｃｏ ｄ ｃ ｈ ｒ ｓｕ ｅ ｈ ｔ ｌ ｎ ｎ ｎ ｔ Ｓ”
Ni-AL系金属间化合物价电子结构计算及界面反应预测研究
【 关键词 】Ｎ ｉ — Ａ Ｌ系 金属间化合 物 价 电子结
１计算Ｎ ｉ － Ａ Ｌ 合金的价电子结构
１ ． １ 晶体 结 构
Ｎ ｉ Ａ Ｌ相 ；Ｎ ｉ Ａ Ｌ的生成 焓在 Ｎｉ Ａ Ｌ ／ Ｎ ｉ 上要 比
按 照 Ｎｉ — Ａ Ｌ的 二 元 相 图， 可 在 室 温 下
存在并稳定的相包括 Ａ Ｌ 、Ｎｉ Ａ Ｌ 、Ｎｉ ２ Ａ 、 成焓还是为 负，但其 绝对值 要更小一些 ，这就 Ｎｉ Ａ Ｌ 、Ｎｉ Ａ Ｌ １ 、Ｎ Ａ Ｌ 、Ｎ ｉ 。而有文献 已经报 ｈ态 ，可 将 Ｎｊ 原 子分 成 甲种 、甲次 、乙种 ， ｉ Ａ 需在 高温 下维持 一段 时间才 能形 道了 ＡＬ、 Ｎ ＡＬ、 Ｎｉ 、 Ｎｉ ＡＬ价 电子结构的计算 ， 各 包含 １ ８ 个 杂阶 。其 中 ，有磁 电子 的为 甲种 表 明 Ｎ
所 以本 文只将 Ｎｉ ＡＬ ３ 、Ｎｉ ２ ＡＬ ３ 、Ｎｉ Ａ Ｌ ３ 结构 的 计算列出 。
以及 甲次 杂化态 的 Ｎｉ焓负 得 多些 ，所 以，优先 析 出的 用 Ｃ语 言对价 电子 的结 构计算 进行 语言 Ｎ 将 会是 Ｎ Ａ Ｌ ；Ｎ ｉ Ａ Ｌ １ 在Ｎ ｉ Ａ Ｌ ／ Ｎｉ Ａ Ｌ上 的生 编 程。按 照 Ｎ ｉ 原 子杂 阶所构 成 的不 同 ｔ 态和
一
＝
（
）Ｅ ＋ （
）Ｅ —Ｅ ｃ
＋Ｙ
般说来原子 单键半 距大约为 ０ ． １ ｎ ｍ。当
Ｘ＋ ｙ
金属间化合物ni_3al反相畴界能及层错能的改进分析型嵌入原子法计算
金属间化合物ni_3al反相畴界能及层错能的改进分析型嵌入原子法计算反相畴界能和层错能是金属间化合物Ni_3Al的重要物理性质，通过嵌入原子法进行计算可以提供关键的理论信息。
本文将详细介绍如何使用嵌入原子法计算Ni_3Al的反相畴界能和层错能，并探讨如何改进这种计算方法以提高计算精度。
首先，嵌入原子法是一种计算固体金属结构及性质的常用方法之一、它基于密度泛函理论（DFT），采用周期性边界条件，并假设金属原子相互作用通过嵌入原子势有效描述。
具体而言，嵌入原子法将金属晶格中的每个原子嵌入到一个无限大的电子气中，通过优化电子密度来计算材料的总能量。
在计算Ni_3Al的反相畴界能时，首先需要建立一个包含反相畴界的模型。
一种常用的方法是使用slab模型，其中Ni_3Al晶格平面上的原子在模型中被排列成不同的顺序，使得两边的排列方式不同。
然后，对此模型进行几何优化和电子结构计算，计算得到不同原子排列方式下的总能量。
反相畴界能可以通过计算两侧金属原子排列方式不同的总能量差来得到。
在计算Ni_3Al的层错能时，同样需要建立一个包含层错的模型。
一种常用的方法是使用supercell模型，其中Ni_3Al晶格中有一个或多个层被错位一定的距离，并保持其他层不变。
然后，对此模型进行几何优化和电子结构计算，计算得到不同层错位程度下的总能量。
层错能可以通过计算错位层和未错位层之间的总能量差来得到。
然而，使用传统的嵌入原子法计算Ni_3Al的反相畴界能和层错能存在一些局限性和精度问题。
首先，传统嵌入原子法可能会忽略材料间的相互作用，从而导致计算结果与实验结果存在差异。
其次，嵌入原子法对电子结构的约化表示可能会引入额外的误差。
此外，模型的选择和约束条件的设置也可能会影响计算结果的准确性。
为了改进嵌入原子法计算Ni_3Al的反相畴界能和层错能的精度，可以采取以下几种策略。
首先，采用更高级的计算方法，如密度泛函理论的更高级别的近似或量子蒙特卡罗模拟等，以提高计算的准确性和可靠性。
N(i)3 Al合金的价电子结构
N(i)3 Al合金的价电子结构
刘丹
【期刊名称】《济宁学院学报》
【年(卷),期】2008(029)003
【摘要】利用固体与分子经验电子理论(EET)研究了Ll2型N(i)3 Al有序晶体结构,在采用键距差方法计算时,共考虑四种共价键.根据键距差最小的原则,确定N(i)3 Al 中实际的原子状态为:A:13, AlM的杂阶为为A:4.
【总页数】3页(P24-26)
【作者】刘丹
【作者单位】济宁学院物理系,山东曲阜,273155
【正文语种】中文
【中图分类】TG111.1
【相关文献】
1.Ni3Al合金价电子结构计算与力学性能的研究 [J], 刘丹
2.富Al区Fe-Al合金复杂相的价电子结构及熔点计算 [J], 张建民
3.间隙杂质对Ti—Al合金价电子结构及相变温度的影响 [J], 李文;张瑞林
4.Mg对Zn—27%Al合金组织转变的价电子结构分析 [J], 魏立;刘俊友;雷卫明;段立明
5.化学计量成分NiAl合金的价电子结构 [J], 范润华;刘冰;孙戈红;孙家涛;陈云;尹衍升
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Mn对Mg3Al合金腐蚀性能的影响
Ｍｎ对Ｍｇ⁃３Ａｌ合金腐蚀性能的影响作者简介：姚㊀胜（１９９３－），男，湖南益阳人，硕士研究生，研究方向：镁合金腐蚀㊂姚㊀胜（中南大学粉末冶金研究院，湖南长沙４１００８３）摘㊀要：本文采用电子探针㊁扫描电镜等手段研究了Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃ｘＭｎ（ｘ＝０，０．２，０．５（％））合金的显微结构及在３．５％ＮａＣｌ溶液中的腐蚀形貌，并采用静态失重法测得合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中的腐蚀速率㊂结果表明，Ｍｎ的添加能显著改善Ｍｇ⁃３Ａｌ合金的耐蚀性，这与中间化合物Ａｌ⁃Ｆｅ相变为γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５有关㊂关键词：Ｍｇ⁃Ａｌ⁃Ｍｎ合金；微观结构；腐蚀性能中图分类号：ＴＧ１４６文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－２３３９（２０１９）０２－０１０５－０３㊀㊀镁合金的密度低㊁比强度高，在交通㊁航空航天等领域有着广泛的应用，耐腐蚀性差却是限制镁合金应用的一个瓶颈问题㊂合金化是改善耐蚀性的一种有效方法，Ｍｎ是镁合金中常见的添加元素㊂Ｍｇ⁃Ａｌ体系是商用镁合金ＡＺ系列及ＡＭ系列的基础㊂然而人们对Ｍｎ对镁合金腐蚀性能的影响主要集中于商用多组元合金，对Ｍｇ⁃Ａｌ二元合金研究相对较少㊂目前，尚未见Ｍｎ对Ｍｇ⁃３Ａｌ合金腐蚀性能影响的系统研究㊂本工作制备了不同Ｍｎ含量的Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃ｘＭｎ合金，探究Ｍｎ对Ｍｇ⁃３Ａｌ合金微观结构及腐蚀性能的影响，并阐述其作用机理，为进一步设计耐腐蚀镁合金提供指导㊂１㊀研究方法１．１㊀试样制备不同Ｍｎ含量的Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃ｘＭｎ（ｘ＝０，０．２，０．５（％））由电阻熔炼炉制备㊂制备过程如下：在含ＳＦ６和Ｎ２的氩气保护气氛下，纯度为９９．９５％的镁锭加热熔化并升温至６９０ħ，随后将纯度为９９．９７％的铝锭及Ｍｇ⁃５Ｍｎ中间合金加入镁熔体中，并在６９０ħ保温１２０ｍｉｎ，以使合金成分达到均匀㊂之后，将熔体倒入钢模中使合金随炉冷却，冷却后将合金取出㊂然后去除合金氧化皮，取铸件中部作试样，用原子发射光谱仪（ＩＣＰ）检测样品成分㊂合金实际成分如表１所示㊂样品在４００ħ箱式炉中均匀化退火１５ｈ㊂１．２㊀试样检测打磨抛光处理后的样品采用ＪＸＡ－８５３０Ｆ型电子探针（ＥＰＭＡ）观察显微组织及元素分布㊂为了显示晶界，以高氯酸乙醇（５ｖ％）作为电解液，样品在１５Ｖ的直流电源下电解抛光３０ｓ左右㊂采用采用静态失重法测定合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中浸泡３ｄ的腐蚀速率（约２５ħ）㊂打磨好的样品用无水乙醇清洗㊁冷风吹干后称重，再悬挂浸泡在３００ｍＬ３．５％ＮａＣｌ溶液中３ｄ㊂之后在铬酸溶液（２００ｇ／ＬＣｒＯ３＋１０ｇ／ＬＡｇＮＯ３）中浸泡７ｍｉｎ去除腐蚀产物，用无水乙醇清洗㊁冷风吹干后再次称重，记录腐蚀前后重量变化，取３次实验平均值计算平均腐蚀速率㊂采用ＨｅｌｉｏｓＮａｎｏＬａｂＧ３ＵＣ型场发射扫描电镜（ＳＥＭ）分析试样在３．５％ＮａＣｌ溶液中浸泡３ｈ后的腐蚀形貌㊂表１㊀Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃ｘＭｎ（ｘ＝０，０．２，０．５）合金实际成分（％）合金ＡｌＭｎＦｅＣｕＮｉＳｉＭｇＭｇ⁃３Ａｌ２．９７０．０１０．０１３０．００１０．００６０．００１余量Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．２Ｍｎ２．８６０．２１０．０１００．００１０．０３００．００１余量Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．５Ｍｎ２．９６０．４５０．０１５０．００２０．０１８０．００１余量２㊀结果与讨论２．１㊀微观结构图１ ３分别为Ｍｇ⁃３Ａｌ㊁Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．２Ｍｎ㊁Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．５Ｍｎ合金在２００倍ＥＰＭＡ下的显微组织及合金元素分布㊂图１㊀（ａ）Ｍｇ⁃３Ａｌ合金２００倍下ＥＰＭＡ形貌；（ｂ） （ｄ）分别为Ａｌ㊁Ｍｎ㊁Ｆｅ的元素分布５０１图２㊀（ａ）Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．２Ｍｎ合金２００倍下ＥＰＭＡ形貌；（ｂ）（ｄ）分别为Ａｌ㊁Ｍｎ㊁Ｆｅ的元素分布图３㊀（ａ）Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．５Ｍｎ合金２００倍下ＥＰＭＡ形貌；（ｂ ｄ）分别为Ａｌ㊁Ｍｎ㊁Ｆｅ的元素分布图１（ａ）㊁图２（ａ）㊁图３（ａ）中黑点为凝固过程中产生的缩孔，白色颗粒为中间化合物颗粒，其余为α⁃Ｍｇ基体㊂由图所示，随着Ｍｎ含量增加，合金晶粒尺寸却无显著变化，这表明Ｍｎ对铸造Ｍｇ⁃３Ａｌ合金不产生晶粒细化作用，这与文献中报道的相一致㊂Ｗａｎｇ等研究了γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５与α⁃Ｍｇ的晶体学取向关系，结果表明γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５不能作为α⁃Ｍｇ的形核核心，因此不细化镁合金晶粒尺寸㊂由ＥＰＭＡ结果可知，相对于Ｍｇ⁃３Ａｌ合金，Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．２Ｍｎ和Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．５Ｍｎ合金中白色颗粒的Ｍｎ含量高很多㊂对白色颗粒的成分进行定量分析，结果如表２所示㊂值得指出的是，由于Ｍｇ⁃３Ａｌ合金中的颗粒比较小，而电子束有一定直径，因此打到了Ｍｇ基体，因此显示含有比较多的Ｍｇ㊂颗粒中Ｍｎ含量很少（约２ａｔ％），这表明其很有可能为某种Ａｌ⁃Ｆｅ相㊂从Ｍｇ⁃Ｆｅ相图可知，Ｆｅ在Ｍｇ中溶解度极低（约５ˑ１０－６），因此，在无Ｍｎ的情况下，Ａｌ与Ｆｅ容易形成Ａｌ⁃Ｆｅ相㊂表２㊀Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃ｘＭｎ（ｘ＝０，０．２，０．５（％））合金中中间化合物的成分（ａｔ％）合金ＡｌＭｎＦｅＭｇＭｇ⁃３Ａｌ５５．７６２．１４１７．２７２４．８３Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．２Ｍｎ５６．５３４１．８１０．１４１．５２Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．５Ｍｎ４８．４４４９．６９０．５５１．３２结合Ａｌ⁃Ｍｎ相图，从成分来看，Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．２Ｍｎ及Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．５Ｍｎ合金中的颗粒为γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５㊂而且γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５中含有少量的Ｆｅ，这是因为Ｆｅ的原子半径与Ｍｎ相似，可以相互替换㊂此外从图１（ａ）㊁图２（ａ）㊁图３（ａ）可知，随着合金中Ｍｎ含量升高，白色颗粒数量也增加，这表明γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５数量随Ｍｎ含量增加而增加㊂２．２㊀腐蚀性能图４为Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃ｘＭｎ（ｘ＝０，０．２，０．５（％））合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中浸泡３ｄ的腐蚀速率㊂由图可知，随着Ｍｎ含量增加，合金腐蚀速率逐渐降低㊂Ｍｇ⁃３Ａｌ合金的腐蚀速率约为Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．２Ｍｎ合金的５倍㊁Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．５Ｍｎ合金的１５倍㊂这表明Ｍｎ的添加能显著改善Ｍｇ⁃３Ａｌ合金的耐蚀性㊂图４㊀Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃ｘＭｎ（ｘ＝０，０．２，０．５（％））合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中浸泡３ｄ的腐蚀速率图５为Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃ｘＭｎ（ｘ＝０，０．２，０．５（％））合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中浸泡３ｈ后并去除腐蚀产物的ＳＥＭ形貌图㊂由前文可知，Ｍｇ⁃３Ａｌ合金中白色颗粒为Ａｌ⁃Ｆｅ相，Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．２Ｍｎ和Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．５Ｍｎ合金中白色颗粒为γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５相㊂从腐蚀形貌来看，各合金镁基体均发生严重腐蚀，而中间化合物Ａｌ⁃Ｆｅ相㊁γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５相尚未发生明显腐蚀，这表明中间化合物与镁基体间存在微观原电池，且镁基体作为阳极优先腐蚀溶解㊂６０１图５㊀实验合金腐蚀３ｈ后的ＳＥＭ形貌（ａ，ｄ）Ｍｇ⁃３Ａｌ合金；（ｂ，ｅ）Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．２Ｍｎ合金；（ｃ，ｆ）Ｍｇ⁃３Ａｌ⁃０．５Ｍｎ合金㊀㊀从腐蚀机理来看，有文献报道，Ａｌ⁃Ｆｅ相通常与α⁃Ｍｇ基体构成微观原电池，且由于Ａｌ⁃Ｆｅ相的电位相对α⁃Ｍｇ基体正很多，因而作为原电池的阴极加速α⁃Ｍｇ基体腐蚀溶解㊂当合金中添加Ｍｎ元素后，合金中会生成γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５相，尽管γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５与α⁃Ｍｇ基体之间仍然会形成微观原电池，但由于γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５相与α⁃Ｍｇ基体间的电位差较Ａｌ⁃Ｆｅ相与α⁃Ｍｇ基体电位差小很多，因此微观原电池的加速效应被大大抑制，进而镁合金耐蚀性得到大大改善㊂３㊀结语随着Ｍｎ的添加，Ｍｇ⁃３Ａｌ合金中的Ａｌ⁃Ｆｅ相转变为γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５相，后者数量随着Ｍｎ的增加而增加㊂添加Ｍｎ显著改善合金耐蚀性，这与Ａｌ⁃Ｆｅ相变为γ２⁃Ａｌ８Ｍｎ５相有关，因为中间化合物与镁基体之间的微观原电池效应受到抑制㊂因此，在含Ａｌ镁合金中适当添加Ｍｎ元素，能改善耐蚀性，进而扩大镁合金的应用㊂参考文献：［１］㊀范刘群，李明照，李晓艳，等．ＡＺ９１铸态镁合金中Ｍｎ含量对其微观组织及耐蚀性能的影响［Ｊ］．材料保护，２０１４（４７）：５２．［２］㊀朱㊀蜜，龚㊀佳，王少华，等．Ｍｎ对Ｍｇ⁃９Ａｌ⁃２Ｓｎ镁合金耐蚀性能的影响［Ｊ］．腐蚀科学与防护技术，２０１３（２５）：４７７．［３］㊀ＺｈｕＳ，ＬｉｕＺ，ＱｕＲ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈａｎｄＭｎｅｌｅｍｅｎｔｓｏｎｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｅｘｔｒｕｄｅｄＡＺ６１ｓｙｓｔｅｍｉｎ３．５ｗｔ％ＮａＣｌｓｏｌｕｔｉｏｎａｎｄｓａｌｔｓｐｒａｙｔｅｓｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｇｎｅｓｉｕｍａｎｄＡｌｌｏｙｓ，２０１３（１）：２４９．［４］㊀ＨａＨ⁃Ｙ，ＫｉｍＨＪ，ＢａｅｋＳ⁃Ｍ，ｅｔａｌ．Ｉｍｐｒｏｖｅｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔ⁃ａｎｃｅｏｆｅｘｔｒｕｄｅｄＭｇ⁃８Ｓｎ⁃１Ｚｎ⁃１ＡｌａｌｌｏｙｂｙｍｉｃｒｏａｌｌｏｙｉｎｇｗｉｔｈＭｎ［Ｊ］．ＳｃｒｉｐｔａＭａｔｅｒｉａｌｉａ，２０１５（１０９）：３８．［５］㊀ＮａｍＮＤ，ＭａｔｈｅｓｈＭ，ＦｏｒｓｙｔｈＭ，ｅｔａｌ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅａｄｄｉｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆａｎｅｘｔｒｕｄｅｄＭｇ⁃５Ａｌｂａｓｅｄａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２０１２（５４２）：１９９．［６］㊀ＭｅｔａｌｎｉｋｏｖＰ，Ｂｅｎ⁃ＨａｍｕＧ，ＴｅｍｐｌｅｍａｎＹ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＭｎａｄｄｉｔｉｏｎｓ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｎｅｗｗｒｏｕｇｈｔＭｇ⁃５Ａｌａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＣｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，２０１８（１４５）：１０１．［７］㊀ＭｉｎｇｏＢ，ＡｒｒａｂａｌＲ，ＭｏｈｅｄａｎｏＭ，ｅｔａｌ．ＣｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆＭｇ⁃９Ａｌａｌｌｏｙｗｉｔｈｍｉｎｏｒａｌｌｏｙｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔｓ（Ｍｎ，Ｎｄ，Ｃａ，ＹａｎｄＳｎ）［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｄｅｓｉｇｎ，２０１７（１３０）：４８．［８］㊀ＬａｓｅｒＴ，ＮüｒｎｂｅｒｇＭＲ，ＪａｎｚＡ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｍａｎｇａ⁃ｎｅｓｅｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＡＺ３１ｇｒａｖｉｔｙｄｉｅｃａｓｔａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＭａｔｅｒｉａｌｉａ，２００６（５４）：３０３３．［９］㊀ＨａｎＧ，ＭａＧ，ＬｉｕＸ．ＥｆｆｅｃｔｏｆｍａｎｇａｎｅｓｅｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＭｇ⁃３Ａｌａｌｌｏｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｌｌｏｙｓａｎｄＣｏｍｐｏｕｎｄｓ，２００９（４８６）：１３６．［１０］㊀ＷａｎｇＹ，ＸｉａＭ，ＦａｎＺ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆＡｌ８Ｍｎ５ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌ⁃ｌｉｃｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｎｇｒａｉｎｓｉｚｅｏｆａｓ⁃ｃａｓｔＭｇ⁃Ａｌ⁃ＺｎＡＺ９１Ｄａｌｌｏｙ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃｓ，２０１０（１８）：１６８３．［１１］㊀ＡｎｓａｒａＩ，ＤｉｎｓｄａｌｅＡＴ，ＲａｎｄＭＨ．ＣＯＳＴ５０７：Ｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｃａｌｄａｔａｂａｓｅｆｏｒｌｉｇｈｔｍｅｔａｌａｌｌｏｙｓ［Ｍ］．１９９８，２：１９５．［１２］㊀ＤｕＹ，ＷａｎｇＪ，ＺｈａｏＪ，ｅｔａｌ．ＲｅａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｈｅＡｌ⁃ＭｎｓｙｓｔｅｍａｎｄａｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅＡｌ⁃Ｍｇ⁃Ｍｎｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈ，２００７（９８）：８５５．［１３］㊀ＺｅｎｇＧ，ＸｉａｎＪＷ，ＧｏｕｒｌａｙＣＭ．Ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎａｎｄｇｒｏｗｔｈｃｒｙｓ⁃ｔａｌｌｏｇｒａｐｈｙｏｆＡｌ８Ｍｎ５ｏｎＢ２⁃Ａｌ（Ｍｎ，Ｆｅ）ｉｎＡＺ９１ｍａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＭａｔｅｒｉａｌｉａ，２０１８（１５３）：３６４．［１４］㊀ＰａｗａｒＳ，ＺｈｏｕＸ，ＴｈｏｍｐｓｏｎＧＥ，ｅｔａｌ．ＴｈｅＲｏｌｅｏｆＩｎｔｅｒｍｅｔａｌ⁃ｌｉｃｓｏｎｔｈｅＣｏｒｒｏｓｉｏｎＩｎｉｔｉａｔｉｏｎｏｆＴｗｉｎＲｏｌｌＣａｓｔＡＺ３１ＭｇＡｌｌｏｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＴｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，２０１５（１６２）：４４２．７０１。
第一性原理计算论文：第一性原理计算AMgNi4合金稳定性力学性能电子结构
第一性原理计算论文：第一性原理计算AMgNi4合金稳定性力学性能电子结构第一性原理计算论文：第一性原理计算AMgNi4合金稳定性力学性能电子结构【中文摘要】纯金属镁虽有丰富的含量和各种优异的性能,如低密度、高的比强度和刚度、好的减震性和电磁屏蔽性等等,但因其活泼的化学性质,在室温或高温下较差的力学性能等方面的原因,极大地限制了它在现代工业上的应用。
为了提高镁的性能尤其是高温下的力学性能,和满足工业上对结构材料的大量需求,对镁合金的研究探索已经成为开发轻质结构材料的热点,引起了实验和理论上的持续关注。
虽然目前对稀土镁合金进行了大量的实验研究,但是对一些合金及合金中的相缺乏深入的了解,尤其对一些内在的作用机制还不是很明确,需要理论方面的研究指导。
本文采用基于密度泛函理论之上的第一性原理计算的方法,对稀土镁合金中典型的C14型Mg2Y（Yb）强化相进行了理论上的计算,得到了与实验一致的结构参数。
计算所得到的结合能表明Mg2Y （Yb）相,具有较强的结构稳定性,且Mg2Y相对Mg2Yb而言更稳定。
对弹性常数及力学性质的计算分析表明Mg2Yb相比Mg2Y展示了好的塑性和各向同性,而Mg2Y比Mg2Yb相具有较大的弹性常数Cij和较好的刚度。
接着,采用相同的计算方法对新型三元镁合金AMgNi4（A=Y, La, Ce, Pr和Nd）进行了结构参数、力学性质、电子结构等方面的研究。
计算得到的平衡晶格常数与实验很好的一致,负的形成焓ΔH和结合能Ecoh表明这些合金有很强的稳定性。
其次,计算结果指出YMgNi4合金在这些合金中有最大的弹性常数Cij、剪切模量G、体模量B和杨氏模量E,却有最小的泊松比υ和最差的韧性。
再次,结果还表明三元合金AMgNi4（A=La, Ce, Pr和Nd）的弹性常数Cij、剪切模量G、体模量B、杨氏模量E以及G/B这些物理量的值,均随着元素A原子序数的增大而增大,而泊松比υ却是逐渐变小、韧性逐渐减弱,依次呈现规律性变化。
多元合金的电子、原子层次的理论计算及其应用
多元合金的电子、原子层次的理论计算及其应用【摘要】本文是在电子、原子层次上进行多元合金设计的一个初步探索，研究表明，由原子间相互作用势计算确定合适的基体成分，选择尝试的合金总成分，通过经验公式计算碳化物体积分数，取得与合适的相结构对应的合金总成分，由试验检验设计的合理性。
这样的一种思路是可行的。
关键词: 第一原理; 相互作用势; 多元合金; 合金设计AbstractThis is a preliminary investigation of alloy design for multi-element alloys at electronic and atomicscale. The research shows that this idea of alloy design was feasible that first calculating the propertiesof matrix with different compositions by interatomic potential，secondly selecting the attempt total composition of the alloy， then calculating the carbide volume fraction by empirical formulae， until obtaining the appropriate total composition of the alloy corresponding to the desired phase structure， finally testing the design by experiment.Keywords: first principles， Interatomic potentials， Multi-element alloy， alloy design1．引言目前从电子、原子层次上进行材料设计是材料科学领域的学者们广泛关注的热点问题，主要研究方法有第一性原理方法，第一性原理赝势方法，原子间相互作用势方法，分子力学方法，分子动力学方法及蒙特卡罗方法等。
含Nd镁铝合金电子结构计算与强化机制分析
Ｅｄ ｃ ｔ ｎ Ｃｈ ｎ ｉｅ ｓｔ ｆＧｅ ｓ ｉｎ ｅ ， ｉｎ ０ ０ ３， ｉ ａ ２ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆＭａ ｅ ｉｌ ｕ ａｉ ， ｉ ａＵｎｖ ｒｉｙ ｏ ｏ ｃｅ ｃ ｓ Ｂｅｊ ｇ １ ０ ８ Ｃｈｎ ： ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｔｒａｓ ｏ ｉ
ａ ｄ ห้องสมุดไป่ตู้ｈ ｍ ｉａ ｇ ｎ ｅｉ ｇ， ａ ｎｎ ｎ ｔｔ ｔ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｉ ｚ ｏ ２ ０ １ Ｌｉｏ ｉｇ， ｉ ａ ｎ ｅ ｃｌ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ Ｌｉｏ ｉ ｇ Ｉ ｓ ｉ ｅｏ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｊｎ ｈ ｕ １ １ ０ ， ａ ｎ ｎ Ｃｈｎ ） ｕ
Ａ ｌＮｄ ｗｅ ｅ ｃ ｌｕ ａ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｅｍ ｐ ｒｃ ｌ ｅ ｔｏ ｅ ｒ ｆｓ ｌ ｓａ ｄ ｍ ｏ ｅ ｕ ｅ （ ３ ｒ ａｃ ｌ ｔ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｉｉ ａ ｃ ｒ ｎ Ｔｈ ｏ ｙ ｏ ｏ ｉ ｎ ｌ ｃ ｌ ｓ ＥＥＴ） ｎ ｈ Ｅｌ ｄ ，ａ ｄ ｔ ｅ
摘 要 ： 于 Ｅ Ｔ 理 论 ， 算 了 Ｎｄ元 素 加 入 ＭｇＡ 合 金 后 形 成 的 ＭｇＡ１ 基 Ｅ 计 —１ － － Ｎｄ固 溶 体 ， 二 相 Ａ１ ， 。 第 ｚ Ａ１ Ｎｄ Ｎｄ价 电 子 结 构 ，
研 究 了 价 电 子 结 构 与 合 金 固 溶 强 化 、 二 相 强 化 、 温稳 定 性 和 晶 粒 细 化 的关 系 。 ＭｇＡ１ ｄ最 强 键 共 价 电 子 对 数 值 第 高 － － Ｎ 和 共 价 电 子 密 度 值 均 大 于 ａＭｇ的 ７ 值 和 值 ， 明 Ｎｄ的 固溶 有 利 于 基 体 强 度 的 提 高 ； 二 相 ＡｌＮ － ／ Ａ 表 第 ｄ最 强 键 （
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文 章 编 号 ： ０ １４ ８ （ ０ ８ ０—０ ７０ １ ０ —３ １２ ０ ）５０ ０ —６
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Mn3Al块体合金下的电子结构计算论文2019-02-15
摘要：自旋电子学器件在航天、军事等高科技领域，甚至在智能家电、通讯等民用领域都有广泛的利用，因此它也引起了科学家们越来越多的关注。
我们将对D03型Mn3Al块体合金的电子结构和磁性利用理论模拟计算方法进行研究。
根据理论计算发现Mn3Al合金不仅具有100%的自旋极化率而且还有半金属特性的电子结构。
关于合金磁性计算研究表明它是完全反铁磁性材料。
Mn3Al 合金是一种半金属完全反铁磁材料，所以研究Mn3Al合金对自旋电子学器件的设计具有重要意义。
关键词：Mn3Al合金；密度泛函理论；电子结构；磁性
自旋电子学器件具有不同于传统半导体器件的优势使它成为21世纪重要的研究方向之一。
传统的电子学器件通常是利用电子的电荷特性，而自旋电子学器件是通过电子的自旋和电荷来进行运输的。
相对于传统电子学器件来说，自旋电子学器件不仅具有更低的耗能、非易失性、更强大的数据储存能力，而且还具有更快速的信息处理能力和集成度高的.优质特点。
除此之外，它在磁记录读出磁头、磁传感器、磁性随机存储器等领域有着广泛的应用前景。
尽管自旋电子学器件能够更好地满足科学发展和人类的需要，但是它在实际材料的需求上有着较高的要求。
自旋电子学器件的制作的关键就在于如何能够将不同特征的电子有效的注入到半导体材料中，以此来达到实现自主运输的目的。
正如我们所知的，现在很多的材料做成的自旋电子学器件都只能在低温的环境下运行，这带来了很多的不便。
所以研究能在高居里温度下运行的自旋电子学器件的材料就显得尤为重要了。
研究表明自旋电子学器件的性能和自旋极化率有着密切的联系，如果材料具有高的自旋极化率，也就是说在费米能级附近分别具有自旋向上和自旋向下的电子数目越不平衡，那么自旋电子学器件的性能就越好。
近年来，由于半金属材料的优点，使得它成为了大家研究的热点之一。
1983年，deGroot及他的团队采用第一性原理计算方法在理论上首次发现half-Heusler合金NiMnSb具有半金属性，越来越多的Heusler合金被研究证实其半金属性并被归为半金属铁磁体。
Heusler合金具有独特的磁学性质、形状记忆效应、半金属性、拓扑绝缘等性能，而这些优点就使得这种合金在自旋电子器件的研究中具有重要意义。
虽然Mn3Al块体合金具有多种结构，其中最重要的一种结构是
D03型。
利用密度泛函理论计算的方法，本文研究了D03型Mn3Al块体合金的电子结构及磁性。
1研究方法
本文采用的第一性原理计算，此次研究所有的计算工作都是在高性能计算机上运行ViennaAb-initoSimulationPackage（VASP）程序完成。
计算过程中，我们采用广义梯度近似（GGA）方法，选取缀加投影波（PAW）来描述离子
实与价电子之间的相互作用，平面波截断能取为350eV，利用Monkhorst-Pack 方法生成17×17×17的k点网格，并且电子自洽计算的收敛标准被设为10-6Ev。
在对Mn3Al块体合金进行结构优化和静态计算时，0.01eV被设为相关原子停止驰豫的标准。
2结果分析
根据对处于平衡状态的Mn3Al块体计算的数据，我们绘制出了D03型
Mn3Al块体合金态密度图，如图2所示。
在块体的态密度图中，费米能级处的自旋极化电子的态密度曲线明显不对称，我们选择费米能级为能量零点。
正如我们所知道的，通过对Mn3Al合金自旋极化电子结构的分析是判断其半金属性的有效方法之一。
从图2中我们可以看到，自旋向下的态密度图穿过了费米能级，导致其在费米能级不存在带隙；而自旋向上的态密度图在费米能级处存在明显的带隙。
所以自旋向上和自旋向下的图就分别表现出了半导体和金属的电子结构特征。
这就表明D03型Mn3Al块体合金具有半金属性电子结构。
对于自旋电子器件来说，合金材料的磁性特征很重要。
我们知道D03型Mn3Al块体合金材料的磁性主要来源于原子的自旋磁矩。
从计算数据的分析，我们发现在
D03型Mn3Al块体合金中，MnMn层的Mn2原子的磁矩是1.4μB，MnAl层的Mn1原子的磁矩是-2.8μB，Al原子的磁矩是0。
并且MnMn层的Mn原子和MnAl层的Mn原子的磁矩方向相反，从而导致了D03型Mn3Al合金的总磁矩为0。
相关研究表明Mn3Al合金具有完全反铁磁性。
3结论
本文利用第一性原理计算了D03型Mn3Al块体合金材料的磁性和电子结构。
对Mn3Al的磁性和电子结构的研究表明，Mn3Al合金不仅具有完全反铁磁性质而且还具有典型的半金属性。
Mn3Al的半金属性就表明了这种材料具有100%的自旋极化率，这是制作电子自旋器件的理想材料。