摘要：Ni-Mn-Ti基全d族Heusler合金因具有良好的力学性能和弹热效应而成为金属功能材料领域的研究热点,然而此类合金具有临界应力和滞后较大的问题限制了其实际应用.有研究学者发现Ni-Mn基合金掺杂Fe不仅可以降低相变滞后,还可以大幅提高合金力学性能.鉴于此,本文采用第一性原理计算系统地研究了Fe掺杂对Ni_(50-x)Mn_(37.5)Ti_(12.5)Fe_(x)(x=3.125,6.25,9.375)全d族Heusler合金的相稳定性、马氏体相变和磁性能的影响.结果表明随着Fe掺杂量的增多,奥氏体的晶格常数逐渐减小;相稳定性随着Fe掺杂量的增加而逐渐降低,但在不同成分下,马氏体始终比奥氏体更稳定,表明合金可以发生马氏体相变.合金的奥氏体相为铁磁性,磁矩主要由Mn原子提供,而马氏体相由于正常占位的Mn(MnMn)原子与占据Ti位的富余Mn(MnTi)原子的磁矩反平行排列而表现为反铁磁性.Fe取代Ni使Ni_(50-x)Mn_(37.5)Ti_(12.5)Fe_(x)合金系奥氏体和马氏体之间的能量差△E、电子浓度e/a和电子密度n都呈现减小趋势,表明合金的马氏体相变温度随着Fe原子掺杂量的增多而下降.本文旨在为新型Ni-Mn-Ti-Fe合金的成分设计和性能优化提供指导.

摘要：复杂成分的高熵氧化物可以设计成具有有趣物理现象的新型铁电材料。通过传统高温固相法成功地合成了一种单相钙钛矿结构(K_(0.5)Bi_(0.5))_(0.2)Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2)Mg_(0.2)TiO_(3)高熵陶瓷,研究了其介电性能和铁电性能。多元素掺杂使得陶瓷在测试温度范围内没有观察到明显介电弛豫峰。低于300℃时,陶瓷介电常数温度稳定性较高。当测试温度为650℃,频率为100 Hz时,得到最大的介电常数8887。结果表明:高熵概念的引入不仅在成分复杂的材料中可以发现新的高熵铁电体,而且是调节电子陶瓷性能的可行策略。

摘要：Ni-Mn-In是一种新型的磁控形状记忆合金,它通过磁场诱导逆马氏体相变实现形状记忆效应.实验中常围绕化学计量比Ni_2MnIn合金进行成分调整,以获得适宜的马氏体相变温度与居里温度,在这个过程中必然会产生多种点缺陷.本文使用量子力学计算软件包VASP,在密度泛函理论的框架下通过第一原理计算,系统地研究了非化学计量比Ni-X-In(X=Mn,Fe和Co)合金的缺陷形成能和磁性能.反位缺陷中,In和Ni在X亚晶格的反位缺陷(In_X和Ni_X)的形成能最低,Ni和X反位于Y的亚晶格(Ni_Y和X_Y)得到较高的形成能.因此,In原子可以稳定立方母相的结构,而X原子对母相结构稳定性的影响则相反;空位缺陷中最高的形成能出现在In空位缺陷,再次肯定了In原子对稳定母相结构的作用.此外,详细研究了点缺陷周围原子的磁性能以及电荷分布.本文的计算结果在指导实验中的成分设计和开发新型磁控形状记忆合金方面具有重要意义.

摘要：采用第一原理计算方法系统地研究了Cu含量对Ni-Mn-Ga-Cu铁磁形状记忆合金的晶体结构、相稳定性和磁性能的影响。形成能的计算结果表明,在Ni2MnGa合金中,添加的第四组元Cu将优先占据Mn的亚晶格格点,从而为实验中的成分设计提供了理论依据。随着Cu含量的增加,铁磁性奥氏体的相稳定性逐渐减弱,而顺磁性奥氏体的相稳定性则逐渐增强,导致顺磁性奥氏体和铁磁性奥氏体的基态总能量之间的差值减小,这是此类合金Curie温度TC随Cu含量的增加而降低的本质原因。而实验上观察到的马氏体相变温度Tm随合金元素Cu含量的增加而升高的现象本质上是由于奥氏体与马氏体两相之间的能量差增大,从而提高了马氏体相变的驱动力所致。此外,Ni-Mn-Ga-Cu合金的磁性能随Cu含量的增加而减弱,并从电子态密度的角度阐释了磁性能降低的原因。

摘要：锑(Sb)具有高的理论比容量、较小的电极极化、合适的Na^(+)脱嵌电位、价格低廉以及环境友好的优势,而成为一种具有较大应用前景的钠离子电池负极材料。但是,Sb基负极材料的一个重要挑战是在循环过程中高比容量伴随着大的体积变化,进而导致活性材料粉化,并从集流体上脱落,这大大限制了其在钠离子电池领域的大规模应用。因此,如何解决Sb基负极材料充放电过程中体积膨胀问题对于高性能的钠离子电池设计是至关重要的。本文详细综述和讨论了Sb基材料的结构-性能关系及其在钠离子电池中的应用,详细介绍了钠离子电池Sb基负极材料在氧化还原反应机理、形貌设计、结构-性能关系等方面的最新研究进展。本综述的主要目的是探讨影响Sb基负极材料性能的决定因素,从而提出有前途的改性策略,以提高其可逆容量和循环稳定性。最后,对Sb基钠离子电池负极材料的未来发展、面临的挑战和前景进行了展望。本文可为Sb负极材料的构建和优化提供具体的观点,阐明了Sb基负极材料未来的发展方向,从而促进钠离子电池的快速发展和实际应用。

摘要：Ni-Mn-Sn合金是一种极具工业应用潜力的新型铁磁形状记忆合金,化学成分对Ni_(2)Mn_(1+x)Sn_(1-x)合金的马氏体相变和磁性能影响重大,而在成分调整过程中势必会产生一系列的点缺陷.本文使用量子力学计算软件包VASP(Vienna ab-initio software package)研究了包含反位缺陷、空位和原子交换在内的点缺陷对Ni-Mn-Sn合金的结构稳定性、磁性能和电子结构的影响.通常借助第一性原理计算可以高效经济地对不同成分下合金的相变、磁性能和弹性性能展开研究,而且还可以得到不能直接用实验方法获得母相和产物相的基态能量、相变驱动力以及微观磁性能.研究结果表明,大多数点缺陷的形成能为负值,表明这些缺陷能够在Ni-Mn-Sn合金中形成并稳定存在.富Mn贫Sn是实验中常见的成分设计,势必会在合金中产生大量形成能相对较低的MnSn反位缺陷.Sn空位的形成大大降低了母相的稳定性,促进合金发生马氏体相变.当过量的Mn占据Sn位时,Mn-Mn间距减小30%,导致过量Mn的磁矩反平行于正常Mn原子的磁矩方向排列.本研究有助于更好地理解Ni-Mn-Sn合金的马氏体相变行为及其基础物理性能.

摘要：通过第一性原理计算系统地研究了掺杂Ti含量对Ni_8Mn_(4-x)Ga_4Ti_x(x为单胞中掺杂Ti原子的个数,x=0、0.5、1、1.5和2)铁磁形状记忆合金相稳定性和磁性能的影响。根据能量最低原理,掺杂的Ti组元优先占据Ni_2MnGa合金中的Mn阵点。随着Ti含量的增加,顺磁奥氏体与铁磁奥氏体相的总能之差减小,从本质上导致了实验观察到的合金Curie温度(TC)的降低。随着Ti含量的逐渐增加,Fermi面以下自旋向上总电子态密度逐渐降低,而自旋向下的部分几乎不变,导致自旋向上与自旋向下的电子数之差减小,这是Ti含量增加而合金总磁矩降低的本质原因。本工作的计算结果对指导实验中的成分设计和开发新型磁控形状记忆合金具有重要意义。

摘要：以内蒙古某电厂疏松型粉煤灰为研究对象,采用硫酸水热浸出的方法提取粉煤灰中的铝,在分析粉煤灰成分、形貌和物相的基础上,研究浸出温度、浸出时间、硫酸浓度、硫酸用量工艺参数对铝提取率的影响,通过X射线衍射对浸出渣的物相进行表征。结果表明,在浸出温度为180℃、浸出时间为4h、硫酸浓度(质量分数)为61%、硫酸用量为理论值的3倍的条件下浸出粉煤灰,铝的提取率可达88%以上。该工艺具有浸出温度低、硫酸浓度低、铝提取率较高等特点,对疏松型粉煤灰的开发利用具有实际意义。