摘要：金属有机框架(MOFs)具有较大的比表面积和可调节的孔径,其金属离子和有机配体都具有良好的携电荷能力,近年来作为锂离子电池负极材料受到广泛关注。本文介绍了目前常用的锂离子电池MOFs负极材料,归纳了MOFs材料在锂离子电池负极中的改性策略和合成方法,且系统分析了MOFs及其衍生材料的结构与形貌设计的主要原则,指出了其未来发展趋势及研究挑战。

摘要：纵览了人类思维方式的演变、自然科学和金属材料科学发展的历程,阐述了金属材料及其理论的层次性和相关性。介绍了我们为实现金属材料科学设计的规划轮廓。

摘要：应用合金系统科学(SSA)框架,确定FCC Ti-Al合金系结构参数和性质及相应特征晶体的基本信息;在FCC Ti-Al系中,通过SSA框架计算得到Ti和Al特征原子序列的电子结构和性质;确定新的Gibbs能函数与结构参数和性质能紧密关联。研究结果表明,应用特征原子排列设计可设计无序和有序合金,它们的电子结构、晶格常数、物理性质和热力学性质随成分的变化都可由此求得。

摘要：以Pt-Ru合金系为例,指出了确定二元合金系特征原子序列的方法,根据无序合金的品格常数和生成热的实验值,选择合适的方程作为其能量和体积的相互作用方程,然后即可确定合金系特征原子序列的基本信息,便可阐明并设计无序、有序合金的结构和性质,对于Pt-Ru合金系,能实现电子结构和催化性能的关联,随配位Ru原子的增加,合金势能降低,稳定性增强,d空穴增加,品格常数减小,催化活性增强。

摘要：据纯金属单原子理论确定面心立方结构(fcc)贵金属Ir的原子状态为[Xe](5dn)4.50(5dc)2.50(6sc)1.63-(6sf)0.37,并对金属Ir的密排六方结构(hcp)和体心立方结构(bcc)初态特征晶体及初态液体的原子状态进行研究;在此基础上,解释Ir的原子状态与晶体结构的关系,计算fcc-Ir的势能曲线,体弹性模量、线热膨胀系数、晶格常数和比热容等随温度变化的曲线。研究结果表明:计算值与实验值基本吻合,计算值可用于电催化剂的优化设计。

摘要：本文介绍了二元固溶体性质的交互作用方程,交互作用导数方程,组元的平均摩尔性质与偏摩尔性质的关系式和它们之间的差值约束方程。以对Au-Ni合金系的体积分析为例证明宏观热力学中定义的固溶体组元的偏摩尔性质不仅在数值上不同于组元的平均性质,有时它们随浓度变化的趋势也与组元的平均性质变化趋势相反。虽然在统计热力学中能设计出多种固溶体组元平均性质随浓度的变化规律和多种交互作用方程,但只有对合金系的能量,体积以及更多的性质进行综合分析后方可做出正确选择。

摘要：以Au-Cu系为例,介绍3项发现和2个方法。第一,建立全息合金定位设计系统是推动系统金属材料科学和合金基因工程持续发展的新路径。它的基地由材料测试和计算中心、系统金属材料科学中心、合金基因工程中心、全息合金定位设计系统信息中心和控制中心组成。第二,原子移动的共振激活和同步交换机制具有2种形式:局域式和定向扩散式。第三,平衡和亚平衡全息网格相图是研究者发现、设计、生产和应用先进合金的蓝图和可操作平台,它们分别由合金相的等温Gibbs能线的平衡杠杆线数值法和亚平衡交点数值法获得。点击每一格点便可获得设计合金的3个结构层次信息:组织的相的组成和分数,相的排列结构和性质;合金相的成分,合金基因排列结构和性质;合金基因的电子结构和性质。它将开创一个网络设计先进合金的新时代。

摘要：依据hcpTi Al系的特征原子和特征晶体序列的结构参数和性质 ,应用计算机技术进行无序hcpTixAl( 1-x) 合金单原子操纵设计 ,求得它们的电子结构参数、晶体结构参数、物理性质和热力学性质 ,并存入信息库中 ,为复杂合金的设计。

摘要：以系统科学哲学为指导,以Au-Cu合金系为实例,介绍了以下内容:合金基因、合金基因全息信息传输的Gibbs能函数以及AuCuI(Cu4Au8AA)化合物无序化的平衡和亚平衡传输方式,Au3Cu、AuCu和AuCu3亚格子系统的平衡全息网络相图(HNP);描述组元—成分—结构—性能—温度之间的关系;预测设计合金信息的蓝图:Au-Cu合金系的平衡和亚平衡HNP图。实现"网络化、信息化和智能化设计与研发先进合金"的路径规程是"基本组元合金系统—合金基因序列—亚格子合金系统的平衡HNP图—合金系的平衡和亚平衡HNP图—合金基因工程—合金系统全息知识与数据库"。实施此路径规程的基地称之为"全息合金定位设计与研发系统(HAPDS)"。

摘要：本文以Ta–W合金系为例,根据合金基因理论和配位原子数,推导出了BCC结构中DO3-型合金基因浓度的公式。计算了DO_3-TaW_3和DO3-Ta3W有序合金的基因浓度随成分xW和有序度(s)的变化。当s=smax时,化学计量比的DO_3-TaW_3化合物的合金基因浓度等于合金的浓度,即χ_8^(Ta)=0.25,χ_4~W=0.5,χ_8~W=0.25。化学计量比的DO_3-Ta_3W化合物的合金基因浓度也等于合金的浓度,即χ_0^(Ta)=0.25,χ_4^(Ta)=0.5,χ_0~W=0.25随着有序度的降低,DO_3-TaW_3和DO3-Ta3W有序合金将会发生分裂,且随着有序度的降低,合金基因分裂程度增加。计算了DO_3-TaW_3和DO_3-Ta_3W有序合金的原子状态和性质随成分xW的变化,指出了DO_3-TaW_3和DO_3-Ta_3W金属间化合物的制备非常困难的原因主要是由于它们的结合能差异小,为新一代超高温材料在航空发动机上的应用设计提供科学理论指导。