含氮的Fe-Mn-Si基合金共格界面能的理论计算

利用改进的离散点阵平面模型（MPLD），引入Smirnov的统计模型，将间隙原子和置换原子对界面能的贡献分开，可计算含有间隙原子的多元合金体系的共格界面能．含N（ωN〈0．5％）的Fe-Mn-Si基合金{111}fcc／／{0001}hcp共格界面能的计算结果表明，N增加合金的共格界面能。间隙原子增加了相界面的结合强度．置换原子对界面能的贡献随温度的上升而增加，而间隙原子的贡献与之相反，两者综合的结果是共格界面能随温度上升而增加．间隙原子C对共格界面能的影响程度大于N，原因是C、N同置换原子的交互作用不同．     

金镉与铁锰合金马氏体相变过程中引起内耗的机制

用扭摆法测量了金镉合金(含镉49元子％)在bcc相 bct相正反马氏体相变过程中内耗的变化,得到了类似于电阻变化的内耗——温度曲綫,而没有观察到如鉄锰等合金中出现的“相变内耗峯”。分别研究了金镉合金及鉄锰合金(含锰17.5重量％)马氏体相变过程中内耗与频率,振幅,温度以及升温速度的关系,并根据两种合金不同类型马氏体相变的特征,对实验结果进行了分析。结果表明,两种不同内耗观象的本质可能是一样的,即内耗仅与保持共格的界面有关,而与以上各种因素无本质的依赖关系。最后对产生内耗的机制作了讨论,认为这是一种应力感生共格界面移动所引起的静滞内耗。     

快速凝固Ti—Ni形状记忆合金中马氏体结构

利用单辊熔体旋转法制备了近等原子比的Ti-Ni形状记忆合金,分析了快速凝固对合金相变点的影响,利用XD－5A型X－射线衍射仪测定以及相变产物马氏体的结构。快速凝固差热法可使Ti-Ni形状记忆合金中马氏体相变温度降低,同时R相变与马氏体分离。     

马氏体相变中的孤立子

在马氏体相变过程中引入孤立子模型,进一步揭示马氏体相变过程的物理本质。通过将马氏体和母相之间的相界面看作为一个拓扑型的孤立波,借助Ｐｅｙｒａｒｄ的一维一性原子链孤立子模型,从相界面运动的Ｈａｍｉｌｔｏｎｉａｎ量出发,导出马氏体相界面运动的孤立子方程,求解该方程的孤立解,获得马氏体相界面能量与界面运动速度之间的关系,以及界面宽度随相变速率的变化规律。结果显示,随着界面运动速率的提高,马氏体和母相之间     

Ge含量对Fe—24%Mn合金γ→ε马氏体转变的影响

通过X射线衍射（XRD）、拉伸性能的测定,分析了Ge对Fe-24%Mn形状记忆合金γ相点阵参数和马氏体转变的影响。发现随着Ge含量的上升,Fe-24%Mn合金γ相点阵参数增大,Fe-24%Mn合金的γ→ε马氏体相变有明显抑制作用,γ奥氏体相趋于稳定,合金的拉抻强度和屈服强度逐步降低,塑性上升。尽管Ge与Si具有相同的外层电子结构,且原子半径都比Fe小,但两者对奥氏体的点阵参数影响完全相反,Si降低γ相点阵参数能促进γ→ε马氏体相变,Ge增加γ相的点阵参数却抑制相变。     

马氏体相变的一维金兹堡—朗道理论

改进了Falk提出的马氏体相变的一维金兹堡-朗道理论，在体系自由能中加入了马氏体周围母相的应变能，由此推出了一个4阶金兹堡方程，其中有约化温度t与约化母相弹性模量P两个重要参数。方程的两类解分别代表表面马氏体和孪晶马氏体的形核。两种马氏体的形成与参数t和P密切相关：当固定P而降低t时，表面马氏体将先于孪晶马氏体出现；当固定t而增加P时，孪晶马氏体形成的超始温度下降。按此修正G-L理论所得到的解比Falk的解更符合实际马氏体相变的形核过程。     

拓扑模型在马氏体相变形状应变计算中的应用

在拓扑模型框架下由界面位错滑移产生的晶体塑性变形公式推导得到合金马氏体相变的形状应变(38)的矩阵表达式,研究表明:在拓扑模型中,马氏体相变形状应变(38)具有经典唯象理论中"不变平面应变"的形变特征,且该形状应变的产生源于合金界面位错结构等可观测的物理对象,相比于唯象理论,拓扑模型对马氏体相变形状应变的表征更具实际意义.     

Ni—Ti合金马氏体相变的位错模型

根据实验结果,建立了一个Ｎｉ－Ｔｉ合金马氏体相变的位错模型,认为该相变是以母相阵点到马氏体阵点的矢量ｂ１或ｂ２为Ｂｕｒｇｅｒｓ矢量的相变位错在母相（１１０）ｐ面上交替地运动,形成一对对（００１）Ｍ孪晶,马氏体以形成孪晶对的形式生长,这样的马氏体具有最小的弹性应变能。利用此模型提出了马氏体的热弹性行为和形状记忆效应的物理机制。     

Fe—Mn—Si—Cr—N形状记忆合金应力诱发马氏体量的测定

通过X射线衍射峰位置和强度的计算,可以测定Fe-Mn-Si-Cr-N形状记忆合金中应力诱发马氏体（ε相）体积分数。选择既不重叠又有足够强度的奥氏体的{111}r、{200}r和马氏体的{101}ε衍射峰用于定量测定γ相和ε相的含量,并以定量金相结果进行了验证。结果表明,该合金的应力诱发马氏体的体积分数fhcp和应变量之间符合Olsen和Cohen用于Fe-Cr-Ni合金的指数关系：fhcp=1-exp{-β[1-exp(1αη)]^n},拟合的参数α、β和n分别为12.5、2.2和0.5,其中n值与Fe-Cr-Ni合金的n值（4.5)不同,表明Fe-Mn-Si基合金在较小的应变量下就可获得比Fe-Cr-Ni合金大得多的应力诱发马氏体量,原因可归结于两种合金的相变机制不同。实验和拟合结果也证实了Olsen和Cohen认为的在Ms点以上不能通过应力诱发得到100%的马氏体。     

形状记忆材料的热力学设计

以新一代溶液模型考察了合金元素对Fe-Mn-Si基合金层错能的影响，并预测了Fe-Mn-Si合金面心立方(fcc)→密排六方(hcp)马氏体的相变温度．应用规则溶液模型计算了含Ce和Y的ZrO2基陶瓷四方(t)→单斜(m)马氏体相变的自由能，结合测得ZrO2基陶瓷的强度，预测了马氏体相变的开始温度．对Ni-Mn-Ga磁驱动记忆合金的磁性转变温度Tc、体心立方至体心正方(bcc→bct)马氏体相变温度Tmart和饱和磁化强度Ms与成分的关系进行了优化，提出了具有较佳综合性能的成分范围．应用热力学方法对Fe-Mn-Si基合金、ZrO2基陶瓷和Ni-Mn-Ga铁磁合金等形状记忆材料作出的成分设计均与实验结果符合较好．     

电化学沉积法制备Co-Ni合金及其磁性能研究

室温下,分别采用恒电位沉积法和脉冲电位沉积法制备面心立方fcc(Co)和密排六方hcp(Co)混晶Co-Ni合金材料,利用XRD、SEM、EDX等手段对其结构和组成进行表征,并利用振动样品磁强计研究其磁性能.结果表明:脉冲电位沉积法比恒电位沉积法更有利于具有致密织构的Co-Ni纳米晶合金的生成,同时有利于合金中Co含量的增大.     

Landau theory of martensitic transformation in Fe-Mn-Si based alloys

Considering the features of martensitic transformation in Fe-Mn-Si based alloys, the Landau theory is established by introducing the density of stacking faults as a new order parameter ηand the corresponding free energy function. By using such an order parameter, the stacking fault mechanism of the nucleation and growth for the γ(fcc)→ε(hcp) martensitic transformation can be reasonably explained, and a further detailed mechanism is proposed. The stacking faults are generated and overlapped in an irregular form at the beginning and then becoming regular to create some transition structures till a stable phase forms at a certain temperature. The importance of the interface soliton is to complete the transformations into various structures of martensite but not the twinned one. The thermodynamics of fcc→hcp transformation and those between different transition structures are described by the free energy function established in the present note.     

计算典型结构金属元素空位形成能的新方法

在Tiwari和Patil计算空位形成能的模型基础上,对金属表面能的计算方法进行了改进,计算了面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)典型金属的空位形成能,并引入能量修正因子,可使理论计算结果与实验值基本一致,对fcc, bcc, hcp结构金属的能量修正因子分别取1.292,1.265和1.357,可以比较精确地计算fcc, bcc, hcp金属的空位形成能.     

Cu(111)面上原子扩散势垒的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)结合平板周期模型方法,对Cu在Cu(111)表面fcc洞位、hcp洞位的吸附模型进行了几何优化,并用从fcc洞位到hcp洞位过渡态计算的方法,研究了Cu在Cu(111)表面的扩散势垒.通过对不同基底层数、不同表面弛豫层数、不同覆盖率的比较,得到基底层数为4层、表面弛豫1层、覆盖率为1/4ML(monolayer)时,Cu在Cu(111)表面的扩散势垒和实验结果吻合得较好.在此基础上,计算了Fe、Ni、Co等磁性原子在Cu(111)表面的扩散势垒.     

一种估算金属空位形成能的半经验方法

在Ｂｒｏｏｋｓ模型的基础上,改进了表面能的计算方法,并对ｂｃｃ,ｆｃｃ和ｈｃｐ金属的空位形成能进行了计算,发现计算结果与实验测试平均值间存在线性关系,引入能量修正因子修正后可使两者基本一致,由此发展的半经验方法可对金属空位形成能进行有效预测。     

Solid solution or amorphous phase formation in TiZr-based ternary to quinternary multi-principal-element films

TiZr-based multicomponent metallic films composed of 3–5 constituents with almost equal atomic concentrations were prepared by cosputtering of pure metallic targets in an Ar atmosphere.X-ray diffraction was employed to determine phase composition,crystalline structure,lattice parameters,texture and crystallite size of the deposited films.The deposited films exhibited only solid solution(fcc,bcc or hcp) or amorphous phases,no intermetallic components being detected.It was found that the hcp structure was stabilized by the presence of Hf or Y,bcc by Nb or Al and fcc by Cu.For the investigated films,the atomic size difference,mixing enthalpy,mixing entropy,Gibbs free energy of mixing and the electronegativity difference for solid solution and amorphous phases were calculated based on Miedema’s approach of the regular solution model.It was shown that the atomic size difference and the ratio between the Gibbs free energies of mixing of the solid solution and amorphous phases were the most significant parameters controlling the film crystallinity.     

γ（fcc）→ε（hcp）马氏体相变切变角的原子力显微镜测定方法

建立了一种测量γ(fcc)→ε(hcp)马氏体相变切变角的方法.运用Thompson四面体和几何模型推导出马氏体变体的迹线方向,通过计算求得相变浮凸角与真实切变角的对应关系.应用原子力显微镜(AFM)测量了Fe-30％Mn-6％Si合金应力诱发马氏体相变的浮凸角.文中两个实例计算结果分别为17.85°和21.10°,与理论值19.47°相比误差小于2°,表明该方法具有精度较高、操作简单的特点.     

纳米结构金属空位形成能的研究

本文在Tiwari and Patil（Scripta Metallurgica,1975,9：833）计算空位形成能的模型基础上,研究了纳米结构金属的空位形成能计算方法,通过引入形状因子,并考虑晶粒尺寸效应,计算了面心立方（fcc）、体心立方（bcc）和密排六方（hcp）结构纳米金属的空位形成能.结果表明,纳米结构金属的空位形成能随着晶粒尺寸的减小而下降 晶粒尺寸不变时,空位形成能随着晶粒形状因子的增大呈线性下降趋势.     

CO在hcp(0001)和fcc(111)面上吸附的间接相互作用

本文采用格林函数方法,用单电子理论在紧束缚近似下研究了一氧化碳在过渡金属六角密排(0001)面和面心立方(111)面上吸附的间接相互作用。计算中采用复能积分方法避免了由于存在分裂态与共振态给计算带来的困难。计算得到一氧化碳在hcp(0001)面及fcc(111)面上的吸附结构。