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《北京师范大学》 1998年
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若干金属间化合物物理特性的理论研究

段素青  
【摘要】:本文的工作是在第一原理计算(TB-LMTO方法)的基础上研究了一些二元合金系统(Co-Ti、Fe-Al,Ti-Al)金属间化合物基态的物理和力学性质,在此基础上又利用集团变分方法(CVM)研究了Ti-Al系统的相稳定及晶格振动对相稳定的影响。 为了探讨Co_3Ti和CoTi两种金属间化合物韧性差异的微观机制,我们计算了它们的电子结构,结果显示两种合金都存在一个赝能隙,但它们的Fermi面相对于赝能隙的位置不同,这将导致两种合金特性上的差异。Co_3Ti的电子结构类似于金属中电子结构,原子结合中金属键的成分较大,而CoTi的价电子大部分被束缚在成键带上,原子结合中共价键的成分较大,因此Co_3Ti的韧性和导电性都会比CoTi好。 通过电子结构计算我们也解释了Co_3Ti很容易发生氢脆的原因。计算结果显示H原子在Co_3Ti中与两种金属原子的结合以共价键为主导致脆性增加。计算结果显示H原子进入Co_3Ti中的两个填隙位置后能量会降低,而且Co_3Ti的体积变化很小,两个填隙位置间的势垒较小。这些结果说明H原子不但容易被Co_3Ti的表面所吸附,而且容易在在Co_3Ti中扩散。 通过自旋极化计算Fe-Al系统的铁磁性随Al组分及压力的变化关系。发现该系统存在Al组分引起的铁磁-顺磁相变(c_c(?)0.5),铁磁矩虽然随压力减小,但不存在压力诱导的铁磁-顺磁相变。 在电子结构计算的基础上,利用CVM方法研究了Ti-Al系统的有序-无序相转变的相图,并且运用两种方法考虑晶格振动对相转变的影响。结果发现,利用连续介质模型仅考虑晶格振动的声频支对系统相转变几乎无影响,而利用M(?)bius反演对势并计算晶格振动谱的方法考虑的晶格振动(既考虑了声学支也考虑了光学支)对系统相转变有明显的影响,说明在讨论晶格振动对合金有序-无序相转变的影响时,晶格振动的光学模是很重要的。
【学位授予单位】:北京师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:1998
【分类号】:O481

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