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AuCu_3-亚格子系统的合金基因Gibbs能配分函数和平衡全息网络相图(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第11期24卷 3585-3610页

作者：谢佑卿李小波刘心笔聂耀庄彭红建中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学粉末冶金研究院长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 中南大学物理与电子学院长沙410083 中南大学化学化工学院长沙410083

以AuCu3-亚格子系统为例,介绍3项发现:第一,迄今阻碍金属材料科学进步的第三大障碍是研究者们习惯用平衡均匀转变的思维方式认识温度极其缓慢变化的合金相变实验现象,然后以实验现象的错误认识为选择信息,建立Gibbs能函数和所谓的"平衡... 详细信息

以AuCu3-亚格子系统为例,介绍3项发现:第一,迄今阻碍金属材料科学进步的第三大障碍是研究者们习惯用平衡均匀转变的思维方式认识温度极其缓慢变化的合金相变实验现象,然后以实验现象的错误认识为选择信息,建立Gibbs能函数和所谓的"平衡相图";第二,AuCu3-型亚格子系统的平衡全息网络相图可用来描述与成分和温度有关的合金基因排列结构和各种热力学性质的系统相关性;第三,每个合金的平衡转变都是均匀的单相转变,不是非均匀的双相转变,存在一条没有有序相和无序相共存区的单相相界线,相界线顶点成分和温度远偏离AuCu3化合物临界点的计量成分和温度。

关键词： AuCu3化合物 AuCu3-型亚格子系统合金基因Gibbs能配分函数平衡全息网络相图系统金属材料科学

Zr_5Si_3及Zr_3Ti_2Si_3弹性性质与热学性质

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中国有色金属学报 2007年第9期17卷 1495-1500页

作者：聂耀庄谢佑卿彭红建李小波中南大学物理科学与技术学院长沙410083 中南大学材料科学与工程学院长沙410083

应用基于密度泛函理论的平面波赝势方法计算16H金属硅化物Zr5Si3及Zr3Ti2Si3的基态晶格参数,得出弹性常数、体弹性模量、弹性模量、剪切模量及泊松比等弹性性质。利用弹性常数计算德拜温度、格林奈森常数,并在德拜-格林奈森模型基础上... 详细信息

应用基于密度泛函理论的平面波赝势方法计算16H金属硅化物Zr5Si3及Zr3Ti2Si3的基态晶格参数,得出弹性常数、体弹性模量、弹性模量、剪切模量及泊松比等弹性性质。利用弹性常数计算德拜温度、格林奈森常数,并在德拜-格林奈森模型基础上计算这两种金属硅化物的各向异性热膨胀系数,由此得出Zr5Si3的a、c方向各向异性热膨胀系数(高温时)分别为8×10-6和15×10-6,对Zr3Ti2Si3(高温时)分别为11×10-6和13×10-6,与实验基本相符。根据方向体弹性模量、方向弹性模量及重叠布居数讨论两种材料各向异性热膨胀不同的原因。

关键词：第一原理计算热学性质弹性性质金属硅化物

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金属Ti热学性质第一原理研究

中南大学学报（自然科学版） 2007年第6期38卷 1072-1077页

作者：聂耀庄谢佑卿彭红建李小波中南大学物理科学与技术学院湖南长沙410083 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

应用基于密度泛函与密度泛函微扰理论的平面波赝势方法计算一组不同晶格常数下六角密堆积(hcp)结构金属Ti的声子谱及相应的静态总能,由此得到不同晶格常数下的自由能,由准谐近似及自由能极小判据得到自由能与温度的关系,进而计算热膨胀... 详细信息

应用基于密度泛函与密度泛函微扰理论的平面波赝势方法计算一组不同晶格常数下六角密堆积(hcp)结构金属Ti的声子谱及相应的静态总能,由此得到不同晶格常数下的自由能,由准谐近似及自由能极小判据得到自由能与温度的关系,进而计算热膨胀系数、定容摩尔热容及定压摩尔热容与温度的关系,对热膨胀系数及定容摩尔热容的第一原理计算值与德拜理论计算值进行比较。结果表明:295 K下声子谱理论值与实验值除在[001]方向上的光学纵模有少量偏差外,其余部分符合得很好;hcp结构金属Ti有一定程度的各向异性热膨胀,沿c轴方向与a轴方向的热膨胀系数比值为1.5左右;热膨胀系数、定容摩尔热容及定压摩尔热容第一原理计算值在较宽的温度范围内与已有的实验数据相符;热膨胀系数的德拜理论值仅在室温以下温区与实验结果相符;定容摩尔热容的第一原理计算值与德拜理论值在中温区有少量偏差,在低温及高温区非常接近。

关键词：第一原理计算热学性质声子

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钒的稳定相和亚稳相低温热力学研究

科学通报 2007年第19期52卷 2230-2234页

作者：李小波谢佑卿聂耀庄彭红建中南大学材料科学与工程学院长沙410083

利用文献中的实验数据,钒的稳定相热力学被多项式模型和德拜模型评估.通过带限制条件的非线性最小二乘算法确定多项式模型和德拜模型中的参数.在温度区间[0,298.15K]内,热容Cp(T)和吉布斯自由能G(T)?H(298.15K)的表达式被给出.而钒的亚... 详细信息

利用文献中的实验数据,钒的稳定相热力学被多项式模型和德拜模型评估.通过带限制条件的非线性最小二乘算法确定多项式模型和德拜模型中的参数.在温度区间[0,298.15K]内,热容Cp(T)和吉布斯自由能G(T)?H(298.15K)的表达式被给出.而钒的亚稳相热力学只能由德拜模型外推,给出其对应的热容Cp(T)表达式.

关键词：钒热容热力学 SGTE

Mg-Si合金系B81-型合金基因浓度及性质的研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第7期54卷 2576-2583页

作者：彭红建刘劲远李小波聂耀庄罗宾辉谢佑卿中南大学化学化工学院湖南长沙410083 中南大学材料科学与工程学院湖南长沙410083

以Mg-Si合金系为例,根据合金基因理论和中心配位原子模型,推导密排六方(HCP)结构B8_(1)-型合金基因浓度的表达式。计算B8_(1)-型有序合金的基因浓度随Si的原子数分数(xSi)和有序度(σ)的变化,阐明B8_(1)-型有序合金的基因浓度随xSi和σ... 详细信息

以Mg-Si合金系为例,根据合金基因理论和中心配位原子模型,推导密排六方(HCP)结构B8_(1)-型合金基因浓度的表达式。计算B8_(1)-型有序合金的基因浓度随Si的原子数分数(xSi)和有序度(σ)的变化,阐明B8_(1)-型有序合金的基因浓度随xSi和σ的变化特征。计算B8_(1)-型有序合金和无序Mg((1-x))Six合金随xSi的变化特征。研究结果表明:与无序合金相比,B8_(1)-型有序合金的参数如结合能等变化更大,因此,有序化可提高Mg-Si合金的抗压强度;s和p轨道上的共价电子数(分别为ns和np)随Si的原子数分数的增加而增多,当xSi>0.4时反而减少;共价电子数增多有利于提高Mg-Si合金的抗腐蚀强度,这为智能化制备高强轻质Mg合金指明了方向。

关键词： Mg-Si合金系 HCP结构基因浓度

钙钛矿化合物SrFe_(1-x)Cu_xO_(3-δ)(0≤x≤0.3)的制备及磁性

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粉末冶金材料科学与工程 2015年第1期20卷 53-58页

作者：董存军彭国令聂耀庄郭光华中南大学物理与电子学院长沙410083

采用溶胶-凝胶法制备钙钛矿结构化合物Sr Fe1-xCuxO3-δ(0≤x≤0.3)的多晶样品,通过X射线衍射(XRD)结合Rietveld结构精修方法研究该化合物的晶体结构,并使用物性综合测量系统(PPMS)研究其磁性能。精修结果表明掺Cu可使样品发生结构转变,... 详细信息

采用溶胶-凝胶法制备钙钛矿结构化合物Sr Fe1-xCuxO3-δ(0≤x≤0.3)的多晶样品,通过X射线衍射(XRD)结合Rietveld结构精修方法研究该化合物的晶体结构,并使用物性综合测量系统(PPMS)研究其磁性能。精修结果表明掺Cu可使样品发生结构转变,x=0的样品为I4/mmm点群的正方结构,而x=0.1,0.2,0.3的样品均为Pm 3 m点群的立方结构,晶格常数随Cu含量的增加而减小。磁性测量的结果表明Cu含量越高,造成铁磁和反铁磁相互作用的竞争越激烈,形成自旋玻璃态;x=0.1,0.2,0.3的样品转变温度低于x=0的样品,但随Cu含量增加,x=0.1,0.2,0.3的样品转变温度逐渐升高;随Cu含量增加,Fe/Cu位的有效磁矩减小。

关键词：溶胶-凝胶法磁性材料晶体结构有效磁矩

Au_3Cu-亚格子系统的合金基因Gibbs能配分函数和平衡全息网络相图(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2015年第1期25卷 211-240页

作者：谢佑卿聂耀庄李小波彭红建刘心笔中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学粉末冶金研究院长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学物理与电子学院长沙410083 湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 中南大学化学化工学院长沙410083

以Au3Cu-亚格子系统为例,介绍了3项发现:第一,至今阻碍金属材料科学进步的第四大障碍是研究者们尚未认识到一个真正的合金相Gibbs能函数应由合金基因序列和它们自己的Gibbs能级序列构建的Gibbs能配分函数导出。第二,建立合金基因Gibbs... 详细信息

以Au3Cu-亚格子系统为例,介绍了3项发现:第一,至今阻碍金属材料科学进步的第四大障碍是研究者们尚未认识到一个真正的合金相Gibbs能函数应由合金基因序列和它们自己的Gibbs能级序列构建的Gibbs能配分函数导出。第二,建立合金基因Gibbs能配分函数的六条规则,特别证明了计算合金组态熵的简并因子中结构单元占居Gibbs能级的概率应按照组元占居格点的概率方式简并;第三,以前研究者从未预料到的主要特征:具有一条没有有序相和无序相共存区的单相相界线;相界线顶点成分和温度远偏离Au3Cu化合物临界点的成分和温度;在0 K时,Gibbs能随成分变化曲线上的最低点成分远偏离Au3Cu化合物的成分;Au3Cu-型长程有序合金的理论极限成分范围由第一跳变有序度决定。

关键词： Au3Cu化合物 Au3Cu-型亚格子系统合金基因Gibbs能配分函数平衡全息网络相图系统金属材料科学

合金基因、全息网络相图和全息合金定位设计与研发系统

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中国有色金属学报 2015年第10期25卷 2798-2843页

作者：谢佑卿李小波刘心笔彭红建聂耀庄中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学粉末冶金研究院长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 中南大学化学化工学院长沙410083 中南大学物理与电子学院长沙410083

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—... 详细信息

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)"。

关键词： Au-Cu系合金基因序列平衡和亚平衡全息网络相图全息合金定位设计与研发系统系统金属材料科学

AuCuI(A_8^(Au)A_4^(Cu))化合物无序化路径跟踪的原子移动新机制(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第10期24卷 3221-3256页

作者：谢佑卿彭红建刘心笔李小波聂耀庄中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学粉末冶金研究院长沙410083 中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 中南大学化学化工学院长沙410083 湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 中南大学物理与电子学院长沙410083

以由AAu8和ACu4干基因组成的AuCuI(AAu Cu8 A4)化合物的无序化实验路径为例,介绍了3个发现和1个方法。发现AuCuI(AAuCu8A4)化合物抗拒温度变化保持结构稳定性的能力归因于AAu8和ACu4基因的势阱深度远超过其振动能,这导致其无序化实验路... 详细信息

以由AAu8和ACu4干基因组成的AuCuI(AAu Cu8 A4)化合物的无序化实验路径为例,介绍了3个发现和1个方法。发现AuCuI(AAuCu8A4)化合物抗拒温度变化保持结构稳定性的能力归因于AAu8和ACu4基因的势阱深度远超过其振动能,这导致其无序化实验路径是亚平衡的;发现AuCuI(AAu Cu8 A4)适应温度变化改变结构的原子移动新机制是合金基因的"共振激活-同步交换"机制,这导致无序化是非均匀性和递次性的亚平衡转变;发现无序化过程中存在跳变有序度,导致存在跳变温度和升温速度增加跳变温度降低的"逆反效应",即所谓的"Retro效应"。采用实验混合焓路径法,建立了一整套亚平衡全息网络路径图。

关键词：金属间化合物合金基因有序无序转变共振激活-同步交换机制热力学性质平衡和亚平衡全息网络路径图