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ReSi_(1.75)电子结构的第一性原理研究

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物理学报 2007年第8期56卷 4891-4895页

作者：邱安宁张澜庭吴建生上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及高温测试开放实验室上海200030

基于第一性原理全势线性缀加平面波方法和局域密度近似(LDA),对ReSi1.75的基态晶格属性进行了研究.结构优化的结果表明,ReSi1.75的基态平衡晶格常数比实验值小约0.6%.在LDA计算基础上,考虑局域的Re的d电子库仑作用,用LDA+U方法计算了ReS... 详细信息

基于第一性原理全势线性缀加平面波方法和局域密度近似(LDA),对ReSi1.75的基态晶格属性进行了研究.结构优化的结果表明,ReSi1.75的基态平衡晶格常数比实验值小约0.6%.在LDA计算基础上,考虑局域的Re的d电子库仑作用,用LDA+U方法计算了ReSi1.75的电子结构,发现当Ueff=U-J=4.4eV时,能带结构呈半导体性质.具有0.12eV的间接能隙和0.36eV的直接能隙.有效质量计算结果表明,ReSi1.75晶体具有强烈的各向异性.ReSi1.75的态密度在费米能级附近变化剧烈,通过掺杂改变材料的费米能级位置,有望提高材料的热电性能.

关键词： ReSi1.75 局域密度近似自相互修正作用电子结构

致密度对填充skutterudite化合物La_(0.75)Fe_3CoSb_(12)热电性能的影响

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物理学报 2004年第2期53卷 537-542页

作者：杨磊张澜庭吴建生上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及测试开放实验室上海200030

研究了致密度对填充skutterudite化合物La0 75Fe3CoSb1 2 热电性能的影响 .La0 75Fe3CoSb1 2 表现为p型传导 ,载流子迁移率随着致密度的增加而升高 .由于样品中空洞的散射作用 ,致使电阻率 ρ随着致密度的降低而升高 ,同时造成热导率... 详细信息

研究了致密度对填充skutterudite化合物La0 75Fe3CoSb1 2 热电性能的影响 .La0 75Fe3CoSb1 2 表现为p型传导 ,载流子迁移率随着致密度的增加而升高 .由于样品中空洞的散射作用 ,致使电阻率 ρ随着致密度的降低而升高 ,同时造成热导率κ的下降 ,但塞贝克系数α与致密度关系不大 ,致密度造成电阻率 ρ升高的比率与热导率κ下降的比率相当 ,致密度不同的样品具有相当的ZT值 .致密度对填充式skutterudite化合物La0 75Fe3CoSb1 2

关键词：致密度填充skutterudite化合物热电性能载流子迁移率散射作用电阻率塞贝克系数

Skutterudite类化合物晶粒长大规律和放电等离子体烧结的研究

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金属学报 2003年第8期39卷 785-789页

作者：杨磊吴建生张澜庭上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及测试开放实验室上海200030

用熔融-退火-放电等离子体烧结法(SPS)制备了晶粒尺寸均匀致密度高的La0.75Fe3CoSb12热电合金.研究了退火时间和温度对skutterudite合金晶粒长大的影响,晶粒生长动力学指数n=2.7,表观生长激活能Q=381±30 kJ/mol.晶粒长大主要受扩散机... 详细信息

用熔融-退火-放电等离子体烧结法(SPS)制备了晶粒尺寸均匀致密度高的La0.75Fe3CoSb12热电合金.研究了退火时间和温度对skutterudite合金晶粒长大的影响,晶粒生长动力学指数n=2.7,表观生长激活能Q=381±30 kJ/mol.晶粒长大主要受扩散机制控制. SPS的致密度随烧结时间的延长和温度的升高而增加, SPS后微观组织的观察表明,通过控制退火温度可有效地控制合金最终的晶粒尺寸.

关键词：热电材料填充Skutterudite化合物晶粒生长放电等离子体烧结

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金属间化合物大晶粒超塑性

上海交通大学学报 2003年第12期37卷 1821-1825页

作者：胡静林栋樑上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及高温测试开放实验室

在所研究的Fe3Al,Fe3Si,FeAl,Ni3Al,NiAl和TiAl等金属间化合物中均发现大晶粒超塑性.金相分析表明,超塑性变形过程中晶粒明显细化;透射电子显微学(TEM)和位向成像显微学(OIM)分析表明,超塑性变形过程中大量亚晶形成亚晶网络,且随变形量... 详细信息

在所研究的Fe3Al,Fe3Si,FeAl,Ni3Al,NiAl和TiAl等金属间化合物中均发现大晶粒超塑性.金相分析表明,超塑性变形过程中晶粒明显细化;透射电子显微学(TEM)和位向成像显微学(OIM)分析表明,超塑性变形过程中大量亚晶形成亚晶网络,且随变形量增大,网络内小角度及大角度亚晶界密度不断增高,即发生连续动态回复与再结晶.高温塑性变形是通过位错的滑移和攀移进行的,而亚晶界的迁移、滑动和转动起到协调变形的作用,保持了材料在宏观上的超塑性.

关键词：金属间化合物大晶粒超塑性连续动态回复与再结晶

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CoSi电子结构第一性原理研究

物理学报 2005年第1期54卷 328-332页

作者：潘志军张澜庭吴建生上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及测试开放实验室上海200030

采用基于第一性原理的密度泛函理论全势线性扩展平面波法 ,首先对CoSi的晶胞参数进行优化计算 ,CoSi多粒子系统的最低能量为 - 1346 8 4 2 97Ry ,此时其晶胞处于最稳态 ,与最稳态对应的晶胞体积V0 等于 5 89 936 0a .u .3,晶胞参数为a =... 详细信息

采用基于第一性原理的密度泛函理论全势线性扩展平面波法 ,首先对CoSi的晶胞参数进行优化计算 ,CoSi多粒子系统的最低能量为 - 1346 8 4 2 97Ry ,此时其晶胞处于最稳态 ,与最稳态对应的晶胞体积V0 等于 5 89 936 0a .u .3,晶胞参数为a =b =c =0 4 4 38nm ;然后计算了优化后的CoSi的电子结构及Si侧Al掺杂的CoSi0 75Al0 2 5的电子结构并分析了两者的电子结构特征 ,计算的CoSi电子能态密度与已有的计算结果整体形貌相同 ,但存在局部差异 ,Al掺杂后费米面发生了偏移 ;最后探讨了两者的电子结构对热电性能的影响 ,Al掺杂可提高CoSi的材料参数B 。

关键词：电子结构第一性原理多粒子系统费米面密度泛函理论掺杂态密度平面波法晶胞体积晶胞参数

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Cr-Si-Al薄膜微观结构及电阻率分析

上海交通大学学报 2003年第12期37卷 1969-1973页

作者：林泽伟董显平吴建生上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及高温测试开放实验室上海200030

采用磁控溅射方法制备Cr-Si-Al电阻薄膜,以X射线衍射仪和透射电镜研究薄膜在不同温度退火处理后微观结构的变化,并利用四探针法测量薄膜的电阻值.结果表明:薄膜在低于250°C热处理时均为非晶态;退火温度大于300°C时,薄膜中开始析出尺寸... 详细信息

采用磁控溅射方法制备Cr-Si-Al电阻薄膜,以X射线衍射仪和透射电镜研究薄膜在不同温度退火处理后微观结构的变化,并利用四探针法测量薄膜的电阻值.结果表明:薄膜在低于250°C热处理时均为非晶态;退火温度大于300°C时,薄膜中开始析出尺寸约10～15nm的Cr(Si,Al)2晶粒.其后,在退火温度为350～450°C时,析出的晶粒大小没有明显变化.当退火温度为600°C时,析出的晶粒大小及数量急剧增大,平均尺寸接近45nm.随着退火温度的上升,薄膜电阻率先上升、后下降;薄膜电性能变化与微观结构的关系可以用活化隧道理论解释.

关键词：电阻薄膜晶化微观结构电性能

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固体氧化物燃料电池金属连接体研究进展

中国腐蚀与防护学报 2025年第1期 46-60页

作者：董子烨吴毅恒卢翀沈朝曾小勤上海交通大学材料科学与工程学院上海交通大学分析测试中心

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全固态燃料电池，连接体作为其中的关键组成部分，显著影响电池的性能。早期的连接体采用陶瓷材料制作，其高昂的成本和较高的电阻阻碍了电池的发展。随着电池工作温度的降低(550～800℃)，金属材料取代... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种全固态燃料电池，连接体作为其中的关键组成部分，显著影响电池的性能。早期的连接体采用陶瓷材料制作，其高昂的成本和较高的电阻阻碍了电池的发展。随着电池工作温度的降低(550～800℃)，金属材料取代陶瓷材料成为可能。铁素体不锈钢(FSS)凭借其低成本、良好的机械加工性能、高温下较好的耐腐蚀能力等优点，成为连接体候选材料，但其性能仍需进一步优化。本文综述了550～800℃SOFC连接体材料研究现状，重点介绍了FSS以及表面改性FSS的研究情况，比较了预氧化和各类涂层改性FSS的优缺点，并对连接体材料的研究方向进行了展望。

关键词：固体氧化物燃料电池金属连接体抗氧化性能表面涂层

Al置换Si对CoSi电子结构及传输性能的影响

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中国有色金属学报 2006年第1期16卷 54-58页

作者：李成川潘志军张澜庭任维丽吴建生上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及测试开放实验室上海200030

采用基于第一性原理的密度泛函理论全势线性缀加平面波法计算CoSi的电子结构及Si侧Al置换掺杂的CoSi0.875Al0.125的电子结构并分析两者的电子结构特征。结果表明：CoSi为典型的半金属化合物，在费米面处价带和导带存在部分重叠且在费米... 详细信息

采用基于第一性原理的密度泛函理论全势线性缀加平面波法计算CoSi的电子结构及Si侧Al置换掺杂的CoSi0.875Al0.125的电子结构并分析两者的电子结构特征。结果表明：CoSi为典型的半金属化合物，在费米面处价带和导带存在部分重叠且在费米面处电子能态密度值比较低，因此其导电性能相对金属的导电性能稍微差一些；在理论计算的基础上，选择制备CoSi和CoSi0.88Al0.12两种单晶并测试了两种单晶在300-1000K之间的塞贝克系数、电阻率及300～480K之间的热导率。随着温度的升高，CoSi的塞贝克系数变化不大，而CoSi0.88-Al0.12的塞贝克系数呈降低的趋势，且存在一由正向负的转变温度，随着温度的升高，CoSi和CoSi0.88Al0.12的电阻率都增大，CoSi的热导率逐渐下降，而CoSi0.88Al0.12的热导率先下降然后上升。

关键词：热电材料电子结构 Al掺杂传输性能

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B掺杂CoSi的微观组织和单晶热电性能

中国有色金属学报 2004年第12期14卷 2055-2059页

作者：周扬李成川任维丽张澜庭吴建生上海交通大学材料科学与工程学院教育部高温材料及测试开放实验室上海200030

研究了掺杂B后CoSi化合物的微观组织及单晶的热电性能。结果表明 :B在CoSi中的最大固溶度为0 .4 % (摩尔分数 ) ,CoSi化合物的晶格常数随着B含量的增加线性减小 ,当B含量达到其最大固溶度时晶格常数不再变化 ;电弧熔炼制备的CoSi1-xBx ... 详细信息

研究了掺杂B后CoSi化合物的微观组织及单晶的热电性能。结果表明 :B在CoSi中的最大固溶度为0 .4 % (摩尔分数 ) ,CoSi化合物的晶格常数随着B含量的增加线性减小 ,当B含量达到其最大固溶度时晶格常数不再变化 ;电弧熔炼制备的CoSi1-xBx 材料具有很多空洞和裂纹 ,单晶试样大大减少了组织上的缺陷 ;掺杂B后CoSi0 .995B0 .0 0 5单晶仍为N型传导 ,Seebeck系数的绝对值增加 ,电阻率下降 ,热导率升高 ;掺杂B后热电优值(ZT)

关键词： B 固溶晶格常数 CoSi单晶热电性能