Al-Fe和Al-Mn-Si准晶体系中金属间化合物的合成与表征
发布时间：2021-06-08 20:32
本文利用高压烧结和放电等离子体烧结工艺合成了Al-Fe和Al-Mn-Si两个准晶体系的一系列复杂金属间化合物。主要利用单晶X射线衍射技术对一些析出物的晶体结构进行了解析和精修;利用第一性原理计算研究了Al-Fe体系中新相的机械稳定性、动力学稳定性和热力学稳定性以及能带、态密度和电子局域函数等相关性质;利用拓扑学分析了Al-Mn-Si体系中Al3（Mn,Si）相的本征构建单元。首先,在原子配比为3:1的Al-Fe高压烧结样品中,发现了一个Al13Fe3新相并确定为三方相,其晶胞参数为:a=14.5906（8）?,b=14.5906（8）?,c=7.7002（4）?,α=β=90°,γ=120°,空间群为R3c。通过第一性原理计算发现该相是一个呈金属性的稳定相。其次,在放电等离子体烧结Al2+δFe（δ=0.67）化合物的析出物中发现了一个原子比恰好为3:1的Al-Fe相并确定了其结构,其晶胞参数为:a=7.6474（7）?,b=6.4097（6）?,c=4.2114（4）?,α=β=γ=90°,空间群...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 准晶简介
1.1.1 准晶的发现
1.1.2 准晶的分类
1.1.3 准晶的制备
1.1.4 准晶的性能与应用
1.2 高压及高压合成技术
1.2.1 高压概述
1.2.2 高压研究的意义
1.2.3 高压技术的优势
1.3 第一性原理计算
1.3.1 第一性原理计算的基本定义
1.3.2 第一性原理计算的一般步骤
1.3.3 第一性原理计算常用到的软件
1.4 Al-Fe及 Al-Mn-Si系准晶的研究进展
1.5 本论文的主要研究目的
第2章 实验设备及方法
2.1 六面顶压机
2.1.1 设备简介及工作原理
2.1.2 温度标定
2.1.3 样品组装
2.2 放电等离子烧结系统
2.2.1 SPS设备及其工作原理
2.2.2 样品封装
2.2.3 放电等离子烧结系统的应用
2.2.4 SPS-3.20MK-Ⅳ放电等离子烧结前期准备工作
2.3 四圆单晶X射线衍射仪
2.3.1 工作原理
2.3.2 实验流程
2.3.3 结构精修
2.4 其它辅助实验设备
2.5 实验材料
2.6 实验方法
第3章 Al_(13)Fe_3 单晶的发现
3.1 引言
3.2 Al_(13)Fe_3 实验合成和结构精修
3.2.1 原料配比
3.2.2 实验参数和流程
3.3 结果与讨论
3.3.1 EDX成分分析
3.3.2 单晶X射线衍射测试
3.3.3 Al_(13)Fe_3 相的结构描述
3.4 Al_(13)Fe_3 第一性原理计算
3.4.1 计算细节
3.4.2 Al_(13)Fe_3 相的电学性质研究
3.4.3 Al_(13)Fe_3 相的稳定性
3.5 本章小结
第4章 Al_3Fe相的实验合成和理论研究
4.1 引言
4.2 Al_3Fe实验合成和结构精修
4.2.1 实验参数和流程
4.2.2 单晶X射线衍射测试和结构精修
4.3 Al_3Fe第一性原理计算
4.3.1 计算细节
4.3.2 Al_3Fe相的稳定性
4.3.3 Al_3Fe相的电学性质和成键研究
4.4 Al_3Fe结构描述
4.5 本章小结
第5章 Al_3(Mn,Si)相的实验合成及拓扑结构分析
5.1 引言
5.2 Al_3(Mn,Si)实验合成和结构精修
5.2.1 原料配比
5.2.2 实验参数和流程
5.2.3 单晶X射线衍射测试和结构精修
5.3 Al_3(Mn,Si)结构描述
5.4 Al_3(Mn,Si)晶体结构的拓扑性研究
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间承担的科研任务和主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Study on a straight dislocation in an icosahedral quasicrystal with piezoelectric effects[J]. Lianhe LI,Guanting LIU. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2018(09)
[2]High pressure x-ray diffraction techniques with synchrotron radiation[J]. 刘景. Chinese Physics B. 2016(07)
[3]准晶研究进展（2011～2016）[J]. 范长增. 燕山大学学报. 2016(02)
[4]Mg-Zn-Y三元合金富Mg区凝固组织及二十面体准晶相形貌[J]. 万迪庆,杨根仓,周尧和. 稀有金属材料与工程. 2007(12)
[5]准晶材料的应用研究进展[J]. 李志强,徐洲,李小平,王硕. 材料导报. 2002(02)
[6]准晶理论的新进展[J]. 郭可信. 物理. 2000(12)
[7]Al65Cu20Fe15合金的凝固组织及二十面体准晶的生成[J]. 张瑞康,王建波,汪大海,刘静,陈小梅,桂嘉年,王仁卉,刘静,陈方玉. 金属学报. 1999(05)
[8]电场和磁场作用下的金属凝固[J]. 邢书明,徐亚荣,胡汉起,刘秉顺. 特种铸造及有色合金. 1998(06)
[9]快速凝固Al88Cr2Ni10-xMnx（x=0,5,7或10）合金准晶相的形成[J]. 李明军,宋广生,吕衣礼,杨根仓,周尧和. 中国有色金属学报. 1998(02)
[10]准晶的晶体学特征[J]. 郭可信. 化学进展. 1994(04)
本文编号：3219151
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 准晶简介
1.1.1 准晶的发现
1.1.2 准晶的分类
1.1.3 准晶的制备
1.1.4 准晶的性能与应用
1.2 高压及高压合成技术
1.2.1 高压概述
1.2.2 高压研究的意义
1.2.3 高压技术的优势
1.3 第一性原理计算
1.3.1 第一性原理计算的基本定义
1.3.2 第一性原理计算的一般步骤
1.3.3 第一性原理计算常用到的软件
1.4 Al-Fe及 Al-Mn-Si系准晶的研究进展
1.5 本论文的主要研究目的
第2章 实验设备及方法
2.1 六面顶压机
2.1.1 设备简介及工作原理
2.1.2 温度标定
2.1.3 样品组装
2.2 放电等离子烧结系统
2.2.1 SPS设备及其工作原理
2.2.2 样品封装
2.2.3 放电等离子烧结系统的应用
2.2.4 SPS-3.20MK-Ⅳ放电等离子烧结前期准备工作
2.3 四圆单晶X射线衍射仪
2.3.1 工作原理
2.3.2 实验流程
2.3.3 结构精修
2.4 其它辅助实验设备
2.5 实验材料
2.6 实验方法
第3章 Al_(13)Fe_3 单晶的发现
3.1 引言
3.2 Al_(13)Fe_3 实验合成和结构精修
3.2.1 原料配比
3.2.2 实验参数和流程
3.3 结果与讨论
3.3.1 EDX成分分析
3.3.2 单晶X射线衍射测试
3.3.3 Al_(13)Fe_3 相的结构描述
3.4 Al_(13)Fe_3 第一性原理计算
3.4.1 计算细节
3.4.2 Al_(13)Fe_3 相的电学性质研究
3.4.3 Al_(13)Fe_3 相的稳定性
3.5 本章小结
第4章 Al_3Fe相的实验合成和理论研究
4.1 引言
4.2 Al_3Fe实验合成和结构精修
4.2.1 实验参数和流程
4.2.2 单晶X射线衍射测试和结构精修
4.3 Al_3Fe第一性原理计算
4.3.1 计算细节
4.3.2 Al_3Fe相的稳定性
4.3.3 Al_3Fe相的电学性质和成键研究
4.4 Al_3Fe结构描述
4.5 本章小结
第5章 Al_3(Mn,Si)相的实验合成及拓扑结构分析
5.1 引言
5.2 Al_3(Mn,Si)实验合成和结构精修
5.2.1 原料配比
5.2.2 实验参数和流程
5.2.3 单晶X射线衍射测试和结构精修
5.3 Al_3(Mn,Si)结构描述
5.4 Al_3(Mn,Si)晶体结构的拓扑性研究
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间承担的科研任务和主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Study on a straight dislocation in an icosahedral quasicrystal with piezoelectric effects[J]. Lianhe LI,Guanting LIU. Applied Mathematics and Mechanics（English Edition）. 2018(09)
[2]High pressure x-ray diffraction techniques with synchrotron radiation[J]. 刘景. Chinese Physics B. 2016(07)
[3]准晶研究进展（2011～2016）[J]. 范长增. 燕山大学学报. 2016(02)
[4]Mg-Zn-Y三元合金富Mg区凝固组织及二十面体准晶相形貌[J]. 万迪庆,杨根仓,周尧和. 稀有金属材料与工程. 2007(12)
[5]准晶材料的应用研究进展[J]. 李志强,徐洲,李小平,王硕. 材料导报. 2002(02)
[6]准晶理论的新进展[J]. 郭可信. 物理. 2000(12)
[7]Al65Cu20Fe15合金的凝固组织及二十面体准晶的生成[J]. 张瑞康,王建波,汪大海,刘静,陈小梅,桂嘉年,王仁卉,刘静,陈方玉. 金属学报. 1999(05)
[8]电场和磁场作用下的金属凝固[J]. 邢书明,徐亚荣,胡汉起,刘秉顺. 特种铸造及有色合金. 1998(06)
[9]快速凝固Al88Cr2Ni10-xMnx（x=0,5,7或10）合金准晶相的形成[J]. 李明军,宋广生,吕衣礼,杨根仓,周尧和. 中国有色金属学报. 1998(02)
[10]准晶的晶体学特征[J]. 郭可信. 化学进展. 1994(04)
本文编号：3219151
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