王硕:等组元中、高熵合金性能的第一性原理研究论文

王硕:等组元中、高熵合金性能的第一性原理研究论文

本文主要研究内容

作者王硕(2019)在《等组元中、高熵合金性能的第一性原理研究》一文中研究指出:一般认为在高熵合金中,混合熵对其热力学稳定性起主导作用。对于等组分的五元面心立方CrMnFeCoNi高熵合金,考虑到Mn与Cr相比Fe,Co和Ni元素的脆性与反铁磁性质,理解高熵合金中原子成键对高熵合金的设计是至关重要的。本人使用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了等组分五元CrMnFeCoNi高熵合金磁性、Mn与Cr原子间成键以及除组态自由能外,振动、磁性、电子自由能对总亥姆霍兹自由能的贡献。本文研究成果如下:(1)在考虑自旋极化时,Mn与Cr原子间形成共价键,同时Cr元素对近邻Co有磁耦合作用,使得初始铁磁态排布的Co转变为反铁磁态。(2)通过局域态密度分析,得到Mn,Fe元素磁性贡献最大,磁矩分别是6.034,-2.928μ_B。(3)当温度高于600K时,振动自由能的贡献超过组态自由能;同时磁自由能的贡献约为电子自由能贡献的两倍,表明磁自由能对高熵合金热力学稳定性起着重要影响。鉴于CrMnFeCoNi高熵合金的电子局域密度函数分析,进一步探究了AlCoCrFeNi系中,等组分三元中熵合金AlCrFe、AlCoCr、AlCoFe、CoCrNi和CrFeNi的电子局域密度分布函数,混合焓,电负性差与Zener各向异性指数之间的联系,研究结果如下:(1)CoCrNi,CrFeNi采取面心立方结构FCC较体心立方BCC是热力学稳定的,AlCrFe则采取体心立方结构BCC,这与实验结果吻合。(2)对于所研究的FCC/BCC结构的中熵合金,我们发现其Zener各向异性指数与合金电负性差呈正相关,即电负性差越大各向异性越明显。(3)基于电子局域密度函数,我们发现在原子半径与电负性值较小的原子周围,电子局域性明显较强。且电子局域性越强,其各向异性指数越大。(4)进一步分析原子的Bader电子转移,我们发现无论FCC/BCC结构表现为,总的电子转移量越大,电子局域化程度越高,对应成键分布越不均匀,导致了中熵合金拥有较大的各向异性值。

Abstract

yi ban ren wei zai gao shang ge jin zhong ,hun ge shang dui ji re li xue wen ding xing qi zhu dao zuo yong 。dui yu deng zu fen de wu yuan mian xin li fang CrMnFeCoNigao shang ge jin ,kao lv dao Mnyu Crxiang bi Fe,Cohe Niyuan su de cui xing yu fan tie ci xing zhi ,li jie gao shang ge jin zhong yuan zi cheng jian dui gao shang ge jin de she ji shi zhi guan chong yao de 。ben ren shi yong ji yu mi du fan han li lun de di yi xing yuan li ji suan fang fa ,yan jiu le deng zu fen wu yuan CrMnFeCoNigao shang ge jin ci xing 、Mnyu Cryuan zi jian cheng jian yi ji chu zu tai zi you neng wai ,zhen dong 、ci xing 、dian zi zi you neng dui zong hai mu huo ci zi you neng de gong suo 。ben wen yan jiu cheng guo ru xia :(1)zai kao lv zi xuan ji hua shi ,Mnyu Cryuan zi jian xing cheng gong jia jian ,tong shi Cryuan su dui jin lin Coyou ci ou ge zuo yong ,shi de chu shi tie ci tai pai bu de Cozhuai bian wei fan tie ci tai 。(2)tong guo ju yu tai mi du fen xi ,de dao Mn,Feyuan su ci xing gong suo zui da ,ci ju fen bie shi 6.034,-2.928μ_B。(3)dang wen du gao yu 600Kshi ,zhen dong zi you neng de gong suo chao guo zu tai zi you neng ;tong shi ci zi you neng de gong suo yao wei dian zi zi you neng gong suo de liang bei ,biao ming ci zi you neng dui gao shang ge jin re li xue wen ding xing qi zhao chong yao ying xiang 。jian yu CrMnFeCoNigao shang ge jin de dian zi ju yu mi du han shu fen xi ,jin yi bu tan jiu le AlCoCrFeNiji zhong ,deng zu fen san yuan zhong shang ge jin AlCrFe、AlCoCr、AlCoFe、CoCrNihe CrFeNide dian zi ju yu mi du fen bu han shu ,hun ge han ,dian fu xing cha yu Zenerge xiang yi xing zhi shu zhi jian de lian ji ,yan jiu jie guo ru xia :(1)CoCrNi,CrFeNicai qu mian xin li fang jie gou FCCjiao ti xin li fang BCCshi re li xue wen ding de ,AlCrFeze cai qu ti xin li fang jie gou BCC,zhe yu shi yan jie guo wen ge 。(2)dui yu suo yan jiu de FCC/BCCjie gou de zhong shang ge jin ,wo men fa xian ji Zenerge xiang yi xing zhi shu yu ge jin dian fu xing cha cheng zheng xiang guan ,ji dian fu xing cha yue da ge xiang yi xing yue ming xian 。(3)ji yu dian zi ju yu mi du han shu ,wo men fa xian zai yuan zi ban jing yu dian fu xing zhi jiao xiao de yuan zi zhou wei ,dian zi ju yu xing ming xian jiao jiang 。ju dian zi ju yu xing yue jiang ,ji ge xiang yi xing zhi shu yue da 。(4)jin yi bu fen xi yuan zi de Baderdian zi zhuai yi ,wo men fa xian mo lun FCC/BCCjie gou biao xian wei ,zong de dian zi zhuai yi liang yue da ,dian zi ju yu hua cheng du yue gao ,dui ying cheng jian fen bu yue bu jun yun ,dao zhi le zhong shang ge jin yong you jiao da de ge xiang yi xing zhi 。

论文参考文献

  • [1].Inconel 718合金相性能的第一性原理和晶体塑性有限元研究[D]. 叶诚辉.上海交通大学2016
  • [2].微量元素对铜基键合丝性能影响的第一性原理研究[D]. 钟明君.重庆理工大学2019
  • [3].基于第一性原理研究CMAS腐蚀YSZ及YSZ(Er)的微观机制[D]. 陈郑.南昌航空大学2019
  • [4].基于第一性原理医用镁合金的强韧化研究[D]. 燕超.郑州大学2019
  • [5].Cu对Inconel 718合金相稳定性影响的第一性原理和实验研究[D]. 江璐.兰州理工大学2019
  • [6].基于第一性原理的γ-Fe(111)面CO2/Cl-共吸附特性研究[D]. 郑冰洁.东北石油大学2018
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  • [8].Ti2AlNb合金氧化行为的第一性原理研究[D]. 李悦.哈尔滨工业大学2018
  • [9].钙钛矿光电性能及铑合金力学性能的第一性原理计算[D]. 青维.湘潭大学2018
  • [10].Ti1-xFex合金力学性能的第一性原理研究[D]. 朱倩倩.湘潭大学2018
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  • [9].高熵高温合金结构及弹性力学性质的模拟研究[D]. 邵帅.河北科技大学2018
  • [10].高熵合金Al_xCoCrFeNi(x=1,2)力学性质的第一性原理研究[D]. 周磊.郑州大学2011
  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自中北大学的王硕,发表于刊物中北大学2019-07-04论文,是一篇关于第一性原理论文,高熵合金论文,电子结构论文,各向异性论文,中北大学2019-07-04论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自中北大学2019-07-04论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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