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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

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

Fe-Cr-Al合金氧化膜形成机理电子理论研究被引量：2: 2009年; 通过自编软件建立了Fe-Cr-Al合金表面、氧化膜/基体界面模型,采用递归法计算了合金元素在Fe-Cr-Al合金表面、氧化膜/基体界面的环境敏感镶嵌能、亲和能、结合能、态密度等电子结构参数.从电子层次系统研究了Fe-Cr-Al合金氧化膜的形成机理、稀土元素和杂质硫对氧化膜形成过程及黏附性的影响机理.研究表明Fe-Cr-Al合金中Al的偏聚驱动力远大于Y,Cr.氧化初期氧从合金表面向合金内部扩散,合金内部Al向合金表面扩散,使合金形成富铝、氧表面层;氧与Al间的亲和力较大(亲和能低),氧原子容易与Al结合生成Al2O3保护膜;合金中加入Y后,Y在合金表面偏聚,抑制Al向合金表面扩散,氧化膜的横向生长得到有效控制,从而避免氧化膜皱褶形貌的发生,提高氧化膜的黏附性;合金内部的S通过扩散汇集在基体/氧化膜界面,S使界面区原子的总能增高,总态密度降低,减小了界面的稳定性,进而削弱氧化膜与合金基体的结合力.; 张国英张辉方戈亮罗志成; 关键词：电子结构高温氧化 FE-CR-AL合金

锌铝合金大角度晶界特性电子理论研究: 定义了环境作用能、原子镶嵌能,利用递归法计算了ZA27合金中重位密度分别为5和9的相大角度重位点阵晶界的电子结构。计算结果表明:重位密度越大,晶界结构能越低,从而越稳定。Y与环境分解困难,有益于晶界稳定,而Pb与环境很易...; 张国英张辉杨丽娜罗志成; 关键词：稀土晶界电子结构; 文献传递

镁合金在介质中腐蚀及热氧化机理的研究: 镁合金有许多独特的优点：密度低、比强度和比刚度高、原料丰富，且机械加工性能好、可回收。从Mg 合金的这些突出特点可以预见它将会有很好的应用前景。镁合金高温性能差、耐蚀性差限制了镁合金的应用与发展。为进一步提高镁合金高温抗...; 罗志成; 关键词：镁合金机械加工性能; 文献传递

锌铝合金大角度晶界特性电子理论研究被引量：1: 2009年; 利用结构能和原子轨道自能差定义了原子的结合能和结合能差,并用递归法计算了ZA27合金中重位密度分别为1/5和1/9的α相大角度重位点阵晶界的电子结构.结果表明:重位密度越大,晶界结构能越低,从而越稳定.Fe,Y与晶界结合牢固,强化晶界,而Pb与晶界结合弱,降低晶界强度.合金元素或杂质容易偏聚在低重位密度晶界-即高指数晶界.重位密度大的晶界费米能级低于重位密度小的晶界,偏聚在晶界的杂质原子可以改变晶界的费米能级,影响晶界的电位,进而影响合金的腐蚀性能.; 张国英张辉杨丽娜罗志成; 关键词：电子结构晶界

钛合金中合金元素与位错交互作用与高温强化被引量：4: 2009年; 通过计算机编程建立钛的b=-1/3〈1 1 2 0〉刃位错模型,用实空间的连分数方法计算合金元素以及稀土元素在完整晶体及位错区引起的总结构能、环境敏感镶嵌能以及各合金元素与钛的键级积分,讨论合金元素在位错区的偏聚及交互作用.计算结果表明,Al和Sn在位错扩张区偏聚,Mo,W等合金元素以及稀土元素易于在位错芯区偏聚,这些偏聚为第二相粒子析出提供了条件,从而阻碍位错运动,提高了Ti合金蠕变性能.Al与Ti的作用最强,固溶强化效果最好.稀土主要是通过细化晶粒,提高钛合金蠕变性能的.; 杨丽娜张国英罗志成戚克振; 关键词：TI合金电子结构合金元素

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罗志成