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

1、非晶準晶型合金獨特的原子構(gòu)型,使得該類合金具有優(yōu)異的力學性能,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用前景.然而,此類合金復雜的力學行為,特別是其變形、斷裂、脆化機理,到目前為止,在這方面的研究大多仍采用經(jīng)驗或半經(jīng)驗方法,仍停留在對實驗規(guī)律的分析總結(jié)上,缺少從理論上對合金力學性能的預測,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鍵作用或電子結(jié)構(gòu)決定的.因此,要解決非晶準晶力學性能的根本問題,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)驗電子理論的方法計算了銅鋁合金過飽和固溶體經(jīng)不同時效作用下析出相的價電子結(jié)構(gòu),然后,在價電子結(jié)構(gòu)計算結(jié)果的基礎(chǔ)上,采用原子線性軌道組合法計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

3、驗測量的一般方法以及材料變形的力學行為等.
　　第二章,利用固體與分子經(jīng)驗電子理論計算了銅鋁合金過飽和固溶體經(jīng)不同時效作用析出相的價電子結(jié)構(gòu),然后利用價電子結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果計算了析出相的相結(jié)構(gòu)因子、結(jié)合能以及楊氏模量.通過對析出相價電子的最強共價電子對數(shù)進行分析,發(fā)現(xiàn)銅鋁合金過飽和固溶體合金化強度可經(jīng)不同時效作用而增強.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)不同時效作用可

4、使合金楊氏模量逐漸得到提高,從而增強合金的彈性.通過結(jié)合能隨單位結(jié)構(gòu)共價電子總數(shù)的變化關(guān)系分析,發(fā)現(xiàn)結(jié)合能隨單位結(jié)構(gòu)共價電子總數(shù)的增大而線性增大.該部分研究工作,對銅鋁合金改性設計具有一定的理論指導意義.
　　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算了銅鋁合金電子功函數(shù),并進一步研究了含銅量對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