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Ca,Be在镁合金中的阻燃作用被引量：6: 2009年; 建立了镁合金的晶体,液态及其固/液界面模型.采用递归法计算了Ca,Be在α-Mg、固/液界面、镁液态中的环境敏感镶嵌能,定义并计算了Mg,Ca及Be与氧的原子亲和能.计算结果表明:Ca,Be在镁晶体中的环境敏感镶嵌能较高,不能稳定固溶于晶体中,因此在固体中的溶解度较小.合金凝固时Ca,Be扩散到环境能较低的液体中,向液面聚集.由于Ca,Be与氧的原子亲和能低于镁与氧的亲和能,聚集在液体表面的Ca,Be将优先与氧结合,生成致密的镁与合金元素的混合氧化物,阻止镁合金燃烧.; 郭玉福李荣德刘贵立; 关键词：电子结构阻燃 MG合金

Mg合金晶粒细化机理的电子理论研究: 2009年; 采用递归法计算了α-Mg与α-Zr的结构能、原子结合能,Mg/Zr界面能与Mg/液态Mg界面能,Mg中Zr及Zr中Fe,Mn,Si等杂质原子相互作用能.计算发现α-Zr的结构能、原子结合能低于相应的α-Mg,且Mg/Zr界面能低于Mg/液态Mg界面能,从能量角度合理解释了Zr先于Mg从Mg熔体析出,并作为异质核心细化Mg晶粒的实验现象.原子相互作用能的计算结果显示,Zr在Mg中相互吸引形成团簇,并与杂质形成化合物,削弱晶粒细化效果.; 刘贵立; 关键词：电子结构晶粒细化 MG合金

水在金属镁表面吸附的第一原理研究被引量：10: 2010年; 采用第一性原理赝势平面波方法,通过Materials Studio软件中的castep模块,研究了水分子在Mg(0001)表面吸附行为,揭示了镁合金钝化机理。研究了水分子在Mg(0001)表面顶位T1、桥位B2、穴位H3、穴位F4吸附情况,重点研究水分子置于T1位置的3种情况,即:水分子平行镁表面T1p,水分子垂直表面T1v,水分子所在平面与镁表面有一定倾斜T1i。计算给出了吸附能、电荷密度、差分密度、水的键长键角,分析了结构的稳定性和原子间的成键情况。结果表明:水分子在Mg(0001)表面吸附时候,氧原子与表面成键,且在顶位吸附且吸附构型是倾斜时最稳定。吸附能为-0.429 3 eV(=-41.21 kJ/mol),并且吸附能大于40 kJ/mol,吸附为化学吸附。吸附过程中表面镁原子的电子向水分子转移,使镁表面电位向正方向移动,会使镁产生钝化。吸附使水分子键长增长,键角增大,即水中各原子间作用减弱,可与Mg形成水合分子或MgO、或Mg(OH)2,从而发生钝化。; 罗志成张国英梁婷李丹朱圣龙; 关键词：密度泛函理论第一性原理吸附能电荷密度

Ignition-proof mechanism of magnesium alloy added with rare earth La from first-principle study被引量：7: 2012年; The surface segregation of La and its effect on the oxygen adsorption on a Mg （0001） surface for a coverage 0=-0.25 monolayer were performed by using first-principles calculations. The calculated results showed that La atoms preferred occupying surface sites to the bulk sites, which suggested the La surface segregation. When oxygen atoms adsorbed on a pure or La alloyed Mg （0001） surface, certain amount of heat would release, and La alloying made the heat released less, which might increase the ignition point of Mg alloy. Both Mg and La had strong atomic affinity with oxygen, so the oxidation film of Mg-La alloys consisted of MgO, La2O3. The denser La2O3 turned oxide film into free and close structure, and prevented oxygen from passing through the oxidation film. The La-O covalent bonding could explain why La2O3 was compact, and resulted in good ignition-proof of Mg-La alloys.; 张国英罗志成张辉褚冉

Bi,Sb及稀土元素对AZ91镁合金高温性能影响机理研究被引量：6: 2009年; 利用大角重位点阵概念建立了AZ91镁合金基体(α相)和镁[0001]对称倾斜晶界原子结构模型,应用实空间的连分数方法计算了体系的结构能,环境敏感镶嵌能以及相互作用能.结果发现,在镁合金基体中,Al和稀土形成团簇时比较稳定,Al,Bi或Sb与稀土形成团簇时不稳定.Bi或Sb和稀土元素同时存在于AZ91镁合金中时,一方面Bi或Sb将可与RE结合形成RE2Bi(RE2Sb)或RE-Bi(RE-Sb)化合物弥散分布于晶界,另一方面镁合金基体中会形成Al11RE3化合物,消耗了镁合金中的Al,抑制粗大非连续析出相Mg17Al12的形成;稀土与Al,Bi或Sb形成的化合物熔点较高,且晶界区RE2Bi(RE2Sb)或RE-Bi(RE-Sb)化合物的析出细化AZ91合金基体中Al11RE3相,显著提高了合金的高温性能.; 张国英张辉魏丹罗志成李昱材; 关键词：电子理论晶界偏聚合金元素高温性能

Ni-Cr-Al合金择优氧化及其影响机理的第一原理研究被引量：3: 2011年; 采用基于密度泛函理论的赝势平面波第一原理方法,研究了Ni-Cr-Al合金择优氧化及其影响机理。研究结果表明,Al,Cr不在Ni表面发生偏聚,Y却发生偏聚。氧吸附促使含Al,Cr镍合金表面偏聚反转,这对发生择优氧化起到了决定性的作用。合金元素向表面偏聚强弱的顺序为Y>Cr>Al。Cr,Al,Y存在使O于Ni合金表面化学吸附更稳定,尤其是Cr,这可以解释Ni合金氧化皮外层一般是Cr2O3,内层是Al2O3的事实。稀土促进Ni-Cr-Al合金选择性氧化是因为稀土氧化物Y2O3有助于Cr2O3,Al2O3成核。合金元素Al,Cr,Y使Ni合金表面活性增强,有助于表面Al,Cr,Y氧化物形成,产生择优氧化。O与Al,Cr,Y形成较强的共价键,与Ni形成较弱的共价键,因此Ni-Cr-Al合金表面容易生成Al2O3或Cr2O3氧化膜。O吸附使Ni,Cr,Y的d电子转移到氧原子上,因此形成的化学键兼有共价键和离子键的特性。; 梁婷张国英李丹路广霞朱圣龙; 关键词：密度泛函理论第一性原理吸附能电子态密度

多元合金化对γ-TiAl(111)表面氧吸附影响机理的第一原理研究: 2011年; 采用基于密度泛函理论的赝势平面波第一原理方法,研究了合金化对γ-TiAl合金(111)表面氧吸附的影响机理。结果表明,氧于γ-TiAl基合金表面的吸附是化学吸附,Nb与Si共同掺杂使吸附更容易发生。氧与表面Al和Ti间同时存在共价和离子键作用。且总的作用差别并不大,这就使得TiAl金属间化合物氧化时,能够同时生成TiO2和Al2O3。同时Si直接与氧发生氧化生成的SiO2与Al2O3层一起阻碍内氧化的进行。Nb、Si共同掺杂时,Nb主要在基体中起作用,Si主要在表面起作用,两种作用可以叠加,即Nb、Si共同掺杂比单独添加使γ-TiAl合金具有更高的抗氧化性能。; 李丹张国英梁婷褚冉朱圣龙; 关键词：密度泛函理论第一性原理吸附能电荷密度

变形及电场作用对石墨烯电学特性影响的第一性原理计算被引量：7: 2018年; 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了变形、电场及共同作用对石墨烯电学特性影响的电子机理.研究表明,本征石墨烯的能隙及态密度值在费米能级处均为0,呈现出半金属特性;在一定的变形量下对石墨烯施加剪切、拉伸、扭转及弯曲变形作用,发现剪切和扭转变形对打开石墨烯能隙的作用明显;对本征石墨烯施加不同方向的电场,可知<010>电场方向对打开石墨烯能隙的作用效果最强.这是因为该电场方向下石墨烯C-C原子间的布居数正值较大,成键键能较高,而负值数值较小,反键键能较低;线性增加电场强度,石墨烯的能隙呈线性增长势;变形及电场共同作用下,外加电场提高了变形对打开石墨烯能隙的作用效果,但不及两种外场叠加的作用效果.; 刘贵立杨忠华; 关键词：石墨烯电场作用能隙

Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金晶界偏聚与腐蚀机制研究被引量：15: 2009年; 采用自编软件建立Al-Zn-Mg-Cu合金中α-Al、η(MgZn2)相及晶界含η相的α-Al大角度晶界原子集团模型。用递归法计算合金中Zn、Mg、Cu的环境敏感镶嵌能、原子相互作用能,α-Al和η相结合能、费米能级等电子参数。并依据电子参数分析合金的腐蚀特性。结果显示:合金元素Mg、Cu容易在晶界偏析,Mg、Zn形成η相原子集团。因Mg在晶界偏析,晶界析出的η相较为粗大,晶内形成的η相比较细小。计算还表明:η相的费米能级最高,在腐蚀过程中作为阳极优先溶解。合金元素Zn具有增大晶界、晶内电位差的作用,降低合金的抗腐蚀性。Cu能减小晶界与晶内费米能级差,降低晶界与晶内的电位差,具有减缓合金腐蚀的作用。; 刘贵立方戈亮; 关键词：电子结构晶界偏聚超高强铝合金

镁合金稀土阻燃机理电子理论研究被引量：7: 2008年; 通过计算机软件建立镁合金的晶体,液态及其固/液界面模型.采用递归法计算了稀土元素在α-Mg、固/液界面、镁液态等原子环境中的环境敏感镶嵌能,定义并计算了Mg,La及Y与氧的原子亲和能.计算结果表明:La,Y在镁晶体中的环境敏感镶嵌能较高,不能稳定固溶于晶体中,因此在固体中的溶解度较小.合金凝固时稀土元素扩散到环境能较低的液体中,向液面聚集.由于稀土与氧的原子亲和能低于镁与氧的亲和能(镁、稀土与氧的亲和能分别为Mg-O:-14.9338eV,La-O:-19.0608eV,Y-O:-19.5050eV),聚集在液体表面的稀土将优先与氧结合,生成致密的稀土氧化物,阻止镁合金燃烧.; 刘贵立; 关键词：电子结构阻燃 MG合金

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国家自然科学基金(50671069)

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