中国航空科学基金(2013ZE52058)
- 作品数：4 被引量：23H指数：3
- 相关作者：徐江钱阳黄豪杰邹爱华更多>>
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- 相关领域：理学电气工程金属学及工艺更多>>
- Al代位合金化对D8_8-Ti_5Si_3力学性能与电子结构影响的第一性原理研究被引量：2
- 2015年
- 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势平面波方法,计算了不同数量的Al原子代位六方D8_8结构的Ti_5Si_3晶体中的Si原子后的形成能(ΔH_f)、结合能(ΔE_(coh))、体模量(B)、剪切模量(G)、泊松比(ν)、Cauchy压力参数(C_(12)―C_(66),C_(13)―C_(44))、金属性(f_m)和派-纳力(τ_(P-N))等参数,表征了Al合金化对D8_8-Ti_5Si_3的结构稳定性和力学性质的影响.结合态密度、差分电荷密度图和Mulliken布居等电子结构分析,揭示了Al原子的添加量对D8_8-Ti_5Si_3的韧/脆性变化的影响机制.研究表明,D8_8-Ti_5Si_3晶体中强的Ti^(6g)―Si^(6g)方向共价键是导致其室温脆性的主要原因.当1个和2个Al原子占据D8_8-Ti_5Si_3晶体中Si^(6g)位置时,形成了键强较弱的Al^(6g)―Si^(6g)键、Ti^(6g)―Al^(6g)键和Ti^(4d)―Al^(6g)键,同时降低了D8_8-Ti_5Si_3中Ti^(6g)―Si^(6g)键的强度和数量,从而提高了D8_8-Ti_5Si_3的韧性.当D8_8-Ti_5Si_3晶体中Si^(6g)位置被3个Al原子所占时,Al^(6g)―Si^(6g)键消失,而Ti^(6g)―Si^(6g)键的强度增加,导致Ti_5(Si_(1-x)Al_x)_3的脆性增加.
- 黄豪杰徐江
- 关键词：第一性原理化学键电子结构
- 钛合金双极板表面纳米晶Zr涂层在质子交换膜燃料电池环境中的性能被引量：11
- 2015年
- 为改善金属双极板在质子交换膜燃料电池(PEMFC)环境中的耐腐蚀性能及降低其界面接触电阻,采用双阴极等离子溅射沉积技术,在Ti-6A1-4V合金表面制备了纳米晶Zr涂层.利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等微观分析手段对该涂层的组织结构进行了表征.结果表明:所制备的涂层具有沉积层和扩散层的双层结构,其微观组织连续、致密.在分别通入氢气/空气、70°C的0.5 mol·L^(-1_H_2SO_4+2mg·L^(-1)HF的溶液中,对比研究了纳米晶Zr涂层与Ti-6A1-4V合金在模拟电池的阳极/阴极工作环境中的电化学腐蚀性能.动电位极化测试结果表明:在模拟电池的阳极/阴极工作环境中,纳米晶Zr涂层的腐蚀电位均明显高于Ti-6A1-4V合金;在阴极工作电极电位为+0.6 V下,纳米晶Zr涂层与Ti-6A1-4V合金均位于钝化区内,Zr涂层的钝化电流密度较Ti-6A1-4V合金降低约4个数量级;而在阳极工作电极电位为-0.1 V下,纳米晶Zr涂层呈现出阴极保护特征.电化学阻抗谱测试结果表明,在0.5 mol·L^(-1)H_2SO_4+2 mg·L^(-1)HF的溶液中,纳米晶Zr涂层的容抗弧半径和相位角的最大值及其频率宽度均明显大于Ti-6A1-4V合金.此外,纳米晶Zr涂层同时改善了Ti-6A1-4V合金的导电性与憎水性能.
- 钱阳徐江
- 关键词：质子交换膜燃料电池双极板
- 模拟PEMFC环境下纳米晶ZrC涂层钛合金双极板的性能研究被引量：5
- 2017年
- 采用双阴极等离子溅射沉积技术,在Ti-6A1-4V合金表面制备了厚度为10μm、平均晶粒尺寸为12 nm的ZrC纳米晶涂层。研究了改性前后钛合金双极板在质子交换膜燃料电池环境中的耐腐蚀性能、导电性能以及憎水性能。结果表明:在模拟PEMFC阴/阳极环境中,纳米晶ZrC涂层的腐蚀电位明显高于Ti-6A1-4V合金,而腐蚀电流密度较Ti-6A1-4V合金降低约4个数量级。在+0.6 V阴极工作电极电位下,纳米晶ZrC涂层具有更快的成膜速率以及更高的钝化膜稳定性;而在–0.1 V阳极工作电极电位下,ZrC纳米晶涂层则呈现出阴极保护特征。
- 钱阳徐江
- 关键词：质子交换膜燃料电池双极板TI-6A1-4V合金接触电阻
- Ti,Cr,Al和B合金化元素对α-Nb_5Si_3力学性能和电子结构的影响被引量：7
- 2014年
- 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,通过比较形成能(Eform)、价电子浓度(VEC)、弹性常数(Cij)、剪切模量(G)与体模量(B)的比值(G/B)以及派-纳力(τP-N)等参量的变化,研究了Ti、Cr、Al和B合金化对D81结构的α-Nb5Si3结构稳定性和力学性能的影响.研究表明:合金化元素Ti、Cr、Al和B分别优先占据α-Nb5Si3中Nb4c、Nb4c、Si4a和Si8h位置;添加不同含量合金化元素的α-Nb5Si3仍保持稳定的D81结构;Ti、Al和B合金化使α-Nb5Si3的脆性增加,而随着Cr含量的增加,α-Nb5Si3的韧性逐渐增强.此外,态密度(DOS)和Mulliken布居等电子结构的计算结果表明:Ti、Al和B合金化导致α-Nb5Si3脆性增加的主要原因是提高了共价键的强度;而Cr合金化的增韧作用主要来源于共价键数量的减少和强度的削弱,以及更多的反键态被占据.
- 邹爱华徐江黄豪杰
- 关键词：第一性原理脆性电子结构
