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低膨胀Fe-Ni合金因瓦效应的原子尺度机理及其团簇的热膨胀

发布时间:2021-06-16 17:06
  Fe-Ni因瓦合金在室温下有着接近零的线膨胀系数,自被发现以来就在生产和生活的各个方面得到了极为广泛的应用。同时,因瓦效应的机理也受到科学家们的关注并被大量研究,但是迄今为止仍然没有一个被广泛认可的解释。探索因瓦效应的机理可以扩大因瓦合金的应用范围,深化人们对材料磁性和电子结构的理解,在理论和应用上都有着极为重要的意义。本文结合第一性原理计算和经典分子动力学模拟,对Fe-Ni因瓦合金低膨胀的原子尺度机理和Fe-Ni团簇的热膨胀性质进行了研究。本文的主要内容如下:(1)利用第一性原理计算研究了 Fe-Ni因瓦合金磁体积效应的原子尺度机理,分析了原子结构与磁矩的关系以及磁矩与体积的关系。发现Fe原子的磁矩会随着最近邻Fe原子的增多而下降,但Ni原子磁矩与最近邻Fe原子个数间没有规律性的关系;Fe原子磁矩下降或从铁磁态变为反铁磁态会造成合金体积减小的趋势,但Ni原子的磁矩变化不会对合金的体积造成影响,Fe-Ni因瓦合金的磁体积效应主要来源于面心立方(FCC)Fe。(2)利用经典分子动力学模拟研究了 Fe-Ni因瓦合金的原子结构和原子尺度热膨胀。原子结构分析表明Fe和Ni原子之间存在着较强的相... 

【文章来源】:山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:105 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

低膨胀Fe-Ni合金因瓦效应的原子尺度机理及其团簇的热膨胀


图1.3?Fe-Ni合金的自发体积磁致伸缩随成分的变化??..-*^1?^??

体积膨胀率,系数,金属间化合物,过渡金属


L??u)?/??>/?*10??i〇?-?/???’。3??'-—-Y?3??'、、、/?-?2??5?■?、、/??X??/?\?H1??、、??/?、、、??o?—?????^???〇??c<??10?-?(b)?产??■???i〇6?广??5?-?\j?■??、八J???-5?-?|?,?|?!?I?I?-??〇?1〇〇?200?300?400?500?600??T?(K)??图1.13?ZrQ.7Nb().3Fe2的体积膨胀率(a)和热膨胀系数(b)%??Fig.?1.13?The?volume?expansion?rate?(a)?and?thermal?expansion?coefficient?(b)?for??zro.7Nbo.3Fe21551??除去晶态合金之外,一些铁磁性的过渡金属的金属间化合物也被发现有类似??因瓦合金的反常的热膨胀性质。1975年,Shiga等人报道了具有Laves相的金??属间化合物(Zn>.7Nb().3)Fe2的因瓦效应,如图1.13所示,它的线膨胀系数与有序??合金FesPt接近,在室温下线膨胀系数甚至为负数。因瓦金属间化合物一般由3d??过渡金属(主要是Fe、Co)和5d金属(Y、Zr、Nb)或者稀土元素组成。含??Fe的化合物都是铁磁性的,而含Co的化合物中还需要含有稀土元素才能具有铁??磁性。报道较多的因瓦金属间化合物主要有AFe2和BC〇2[55_58]?(A可以是Zn??Nb,Hf,Ti,Sc?和?Ce?等元素,B?可以为?Gd,?Tb,Dy,?Ho?和?Er?等元素

函数拟合,高斯


—??jt?Peak?Point??J?*?a3"??p<-i(*-Myc3)2)?X??4"?/?\??3?-?cl??0Q00U75?-??^?a2=?6?418??4?2?6*??2?-?jl?c2=?0?0799?■??V*?a3=?4?247??1-?丨土??—??q?I?I?|?|?|?|?|?????2.3?2.35?2.4?2.45?2.5?2.55?2.6?2.65?2.7??r??图2.1利用高斯三阶函数拟合PDF的第一峰??Fig.?2.1?Fitting?the?first?peak?of?the?PDF?with?Guass?three?order?function??31??

【参考文献】:
期刊论文
[1]材料科学专业引入计算模拟方法教学的研究[J]. 刘建军,尹新国,张金锋,路彦峰.  淮北师范大学学报(自然科学版). 2013(01)
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博士论文
[1]以磁振子—声子相互作用研究海森堡系统的集体激发与因瓦效应动力学[D]. 成泰民.东北大学 2005
[2]铁基非晶及纳米晶合金的因瓦效应研究[D]. 卢志超.东北大学 1994



本文编号:3233457

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