基于固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論的銅鋁合金功函數(shù)研究.pdf

1、非晶準(zhǔn)晶型合金獨(dú)特的原子構(gòu)型,使得該類合金具有優(yōu)異的力學(xué)性能,因此,在航空、航天和國防軍工及日常生活用品中有著廣泛的應(yīng)用前景.然而,此類合金復(fù)雜的力學(xué)行為,特別是其變形、斷裂、脆化機(jī)理,到目前為止,在這方面的研究大多仍采用經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)方法,仍停留在對(duì)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的分析總結(jié)上,缺少從理論上對(duì)合金力學(xué)性能的預(yù)測,該方面的研究從未間斷.從原子構(gòu)型本質(zhì)上來講,這一性能是由體系的化學(xué)鍵作用或電子結(jié)構(gòu)決定的.因此,要解決非晶準(zhǔn)晶力學(xué)性能的根本問題,就必

2、須從電子結(jié)構(gòu)出發(fā).電子功函數(shù),就其本質(zhì)而言,是反應(yīng)電子結(jié)構(gòu)的重要物理參數(shù).電子功函數(shù)與材料內(nèi)部原子結(jié)構(gòu)密切相關(guān),可以它作為參數(shù)給出一幅有關(guān)材料電子結(jié)構(gòu)簡潔而清晰的物理圖像.
　　在本論文中,我們首先采用固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論的方法計(jì)算了銅鋁合金過飽和固溶體經(jīng)不同時(shí)效作用下析出相的價(jià)電子結(jié)構(gòu),然后,在價(jià)電子結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用原子線性軌道組合法計(jì)算出銅鋁合金電子功函數(shù).
　　在第一章中,簡要介紹了本文的研究背景、功函數(shù)實(shí)

3、驗(yàn)測量的一般方法以及材料變形的力學(xué)行為等.
　　第二章,利用固體與分子經(jīng)驗(yàn)電子理論計(jì)算了銅鋁合金過飽和固溶體經(jīng)不同時(shí)效作用析出相的價(jià)電子結(jié)構(gòu),然后利用價(jià)電子結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果計(jì)算了析出相的相結(jié)構(gòu)因子、結(jié)合能以及楊氏模量.通過對(duì)析出相價(jià)電子的最強(qiáng)共價(jià)電子對(duì)數(shù)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)銅鋁合金過飽和固溶體合金化強(qiáng)度可經(jīng)不同時(shí)效作用而增強(qiáng).通過分析析出相的相結(jié)構(gòu)因子,解釋了相的析出先后順序.通過對(duì)析出相的楊氏模量的比較,發(fā)現(xiàn)過飽和固溶體經(jīng)不同時(shí)效作用可

4、使合金楊氏模量逐漸得到提高,從而增強(qiáng)合金的彈性.通過結(jié)合能隨單位結(jié)構(gòu)共價(jià)電子總數(shù)的變化關(guān)系分析,發(fā)現(xiàn)結(jié)合能隨單位結(jié)構(gòu)共價(jià)電子總數(shù)的增大而線性增大.該部分研究工作,對(duì)銅鋁合金改性設(shè)計(jì)具有一定的理論指導(dǎo)意義.
　　在第三章中,在自由電子氣模型下,采用原子線性軌道組合法計(jì)算了銅鋁合金電子功函數(shù),并進(jìn)一步研究了含銅量對(duì)銅鋁合金電子功函數(shù)的影響.研究發(fā)現(xiàn),銅鋁合金電子功函數(shù)介于純鋁和純銅的電子功函數(shù)之間,且銅鋁合金電子功函數(shù)隨著含銅量的增加