简介:通过基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对MgCu2,Mg2Ca和MgZn2的力学性能和电子结构进行计算,计算所得晶格参数与实验值和文献值相吻合。合金形成热和结合能的计算结果表明,MgCu2具有最强的合金形成能力和结构稳定性。计算了MgCu2,Mg2Ca和MgZn2的弹性常数,推导了体模量、剪切模量、弹性模量和泊松比。结果表明,MgCu2、Mg2Ca和MgZn2均为延性相,MgCu2的刚度最大,MgZn2的塑性最好。通过对结合能和弹性常数的计算,预测了MgCu2、Mg2Ca和MgZn2的熔点。通过对态密度(DOS)、Mulliken布居数、电子占据数和差分电荷密度的计算,分析了MgCu2、Mg2Ca和MgZn2的结构稳定性和力学性能机制。最后,计算和讨论了3种金属间化合物的Debye温度。
简介:通过第一性原理计算方法研究了Mg-Al-Ca-Sn合金中主要强化相Mg17Al12,Al2Ca,Mg2Sn和Mg2Ca的结构稳定性、电子结构、弹性常数和热力学性质。计算所得晶格常数与实验值及文献值吻合。合金形成热和结合能计算结果表明,Al2Ca具有最强的合金形成能力及结构稳定性。通过对这些化合物的态密度、Mulliken电子占据数、金属性和差分电荷密度计算分析了其结构稳定性的机制。通过计算Mg17Al12,Al2Ca,Mg2Sn和Mg2Ca的弹性常数,推导出了各相的体模量、剪切模量、杨氏模量和泊松比。热力学性质计算结果表明,Al2Ca和Mg2Sn的Gibbs自由能低于Mg17Al12,即Al2Ca,Mg2Sn的晶体结构稳定性优于Mg17Al12相。因此,通过添加Ca和Sn元素可以提高Mg-Al系合金的热力学稳定性。更多还原
简介:基于离子与分子共存理论,建立了计算二元和三元强电解质水溶液中结构单元或离子对的质量作用浓度的通用热力学模型;同时,采用4种二元水溶液和2种三元水溶液验证该通用热力学模型。通过转换标准态和浓度单位,用所建立的通用热力学模型计算出的298.15K时4种二元水溶液和2种三元水溶液中结构单元或离子对的质量作用浓度和文献中报道的活度值吻合得很好。因此,可采用本研究提出的通用热力学模型计算出的二元和三元水溶液结构单元或离子对的质量作用浓度预报二元和三元强电解质水溶液中组元的反应能力;同样,也可证实本研究提出的通用热力学模型的假设条件是正确和合理的,即强电解质水溶液是由阳离子和阴离子、H2O分子和其他水合盐复杂分子组成的。基于该通用热力学模型计算出的二元和三元强电解质水溶液结构单元或离子对的质量作用浓度严格服从质量作用定律。
简介:在飞机多层铆接结构层间腐蚀缺陷的脉冲涡流检测中,需要识别提离效应造成的干扰信号和缺陷信号,同时也需要判断缺陷深度。制作了模拟飞机多层铆接金属结构的试样,对不同深度和大小的腐蚀缺陷进行了检测。采用主成分分析(PrincipalComponentAnalysis,PCA)方法对实验数据进行处理,并提取前3个主成分进行分析。结果表明:应用PCA方法,可以将纯提离信号与带层间腐蚀缺陷的信号显著区别开来,可以将不带提离时的纯腐蚀信号的深度识别出;将PCA提取的主成分应用K-means算法进行聚类,可以将纯提离信号与纯腐蚀信号和腐蚀提离混合信号区别开来。而对于带提离的腐蚀,试验发现其PCA分布与不同深度的纯腐蚀出现混淆,因而不能准确识别这两种信号。
简介:利用透射电镜(TEM)和高分辨透射电镜(HRTEM)研究高压扭转大塑性变形纳米结构Al-Mg合金的微观结构演变和位错组态。结果表明:对尺寸小于100nm的晶粒,晶内无位错,其晶界清晰平直;而尺寸大于200nm的大晶粒通常由几个亚晶或位错胞结构组成,其局部位错密度高达10^17m^-2。这些位错是1/2〈110〉型60°位错,且往往以位错偶和位错环的形式出现。在高压扭转Al-Mg合金的超细晶晶粒中,用HRTEM同时观察到分别由0°纯螺型位错和60°混合位错分解产生的Shockley部分位错而形成的微孪晶和层错。这些直接证据证实,通常存在于FCC纳米晶中由晶界发射部分位错而产生孪晶和层错的变形机制,同样可以存在于超细晶FCC金属中。基于实验结果,分析了高压扭转Al-Mg合金中的局部高密度位错、位错胞、非平衡晶界、层错和孪晶等对晶粒细化的作用,提出了相应的晶粒细化机制。
简介:基于石墨的六角层片模型,通过分析石墨晶体结构及不同位置碳原子的成键特性,提出石墨晶体中的边缘碳原子和基面碳原子具有不同的电化学特性,建立球形石墨颗粒的紧密堆积模型,推导石墨颗粒中表面碳原子(SCA)及边缘碳原子(ECA)分数与石墨的晶体结构参数和颗粒尺寸之间的计算公式,讨论ECA对首次不可逆容量的影响机理并进行验证。结果表明,边缘碳原子的电化学活性较高,易于发生电解液分解并与其它碳原子或基团形成稳固的联接。对于实际石墨颗粒,通过引入相应的修正因子可以修正计算结果,修正后的计算公式可以适用于多种碳材料,如石墨,乱层碳及改性石墨的SCA及ECA分数的计算。
简介:刚性挡墙被动位移模式包括平移(T)、绕墙顶一点转动(RTT)、绕墙顶转动(RT)、绕墙底一点转动(RBT)和绕墙底转动(RB)。挡墙位移模式对刚性挡墙被动土压力分布有重要影响。这一点目前缺乏理论解析解,需要建立考虑位移模式影响的刚性挡墙被动土压力分析方法。为此,建立被动位移模式函数,提出土体由一系列弹簧和理想弹塑性体组成,沿挡墙任一点被动土压力与相应水平位移成线性关系假定,得到了不同位移模式刚性挡墙被动土压力的计算公式。研究结果表明,被动土压力合力与Coulomb被动土压力的计算结果相等,但是被动土压力分布与挡墙位移模式参数m密切相关,为土体深度z的二次函数。被动土压力合力作用点也与挡墙位移模式参数m密切相关。所得的被动土压力分布与试验结果吻合较好。所提的不同位移模式刚性挡墙被动土压力通用计算方法具有重要的理论分析价值。
简介:光弹法测量应力是通过对图像中携带的灰度信息计算出应力条纹的相位信息,然后再对图像去包裹确定全场等差线条纹级次,从而确定应力分量,实现对材料应力分布的考察。本研究将Patterson和Wang的六步相移法基本原理与计算机数字图像处理技术应用于传统光弹性方法中,选择具有精确理论解的有机玻璃透明材料模型试样进行试验;通过对有机玻璃透明材料实施一次正射加一次斜射的方法,配合图像处理技术,确定了有机玻璃透明材料应力分布,并将试验结果与模型的理论解进行了对比,相对误差为7.9%;详细分析了引起误差的因素。本研究结论确定了该方法应用于有机玻璃透明材料应力分布考察中的可行性。
简介:采用声化学法研究Zn掺杂对氧化镉纳米结构生长过程的影响.纳米颗粒的X射线衍射(XRD)谱表明,所制备的CdO样品为立方结构.场发射扫描电子显微镜(FESEM)图像显示,样品用Zn原子掺杂时,其形貌发生变化,粒度变小.利用室温光致发光(PL)和紫外?可见光谱(UV-Vis)分析技术研究样品的光学性质,结果表明,不同的发射带由不同的跃迁引起,CdO能带隙由于掺杂而增大.对纳米结构电学性质的研究表明,Zn掺杂导致光生载流子密度提高,从而使得纳米结构的导电性提高,光照射纳米结构所产生的光电流亦增大.根据本研究的结果,Zn掺杂可以改变CdO纳米结构的物理性质.