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Mn在铁素体Fe-25%Cr合金中的迁移行为研究
1
作者
马柯榕
张浩
+3 位作者
张永帅
李坤
杜秀娟
杨雯
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023年第19期153-157,共5页
铁素体合金是目前广泛应用于固体氧化物燃料电池(SOFCs)的连接体材料。掺杂Mn的Fe-Cr合金连接体会在服役过程中形成两层氧化膜,即Cr_(2)O_(3)和(Cr,Mn)_(3)O_(4),可有效避免其高温抗氧化性不足以及Cr挥发会毒化阴极等问题。而Mn原子在Fe...
铁素体合金是目前广泛应用于固体氧化物燃料电池(SOFCs)的连接体材料。掺杂Mn的Fe-Cr合金连接体会在服役过程中形成两层氧化膜,即Cr_(2)O_(3)和(Cr,Mn)_(3)O_(4),可有效避免其高温抗氧化性不足以及Cr挥发会毒化阴极等问题。而Mn原子在Fe-Cr合金体系中的迁移对(Cr,Mn)_(3)O_(4)的形成至关重要,但其微观机理尚不明晰。利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了Mn在铁素体Fe-Cr合金表面的迁移过程,以及由内部向表面的跃迁过程。分别构建并优化了Fe-25%Cr合金的晶体模型和合金(110)表面模型,计算了Mn在(110)表面的稳定吸附位和势能面分布,并确定了Mn在表面的迁移路径。进一步结合弹性带方法计算了各种迁移路径对应的迁移势垒。结果表明,Mn原子在表面迁移路径的势垒低于0.191 eV,以及由体内向表面跃迁路径的势垒低于4.480 eV。在此基础上计算了不同迁移路径的扩散系数随温度的变化关系,可知Mn更易沿表面迁移。从微观尺度上揭示了Mn原子在铁素体Fe-Cr合金内部向表面跃迁及在表面迁移的迁移机制,确定了Mn原子由晶体内部向表面的跃迁是影响Mn扩散的决定性因素,为铁素体Fe-Cr合金在SOFCs连接体上的应用提供了理论支持。
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关键词
铁素体合金
Mn迁移
扩散系数
第一性原理
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职称材料
g-C_(3)N_(4)纳米带的电子结构及光学性质的第一性原理计算
被引量：
1
2
作者
杜秀娟
马柯榕
+3 位作者
张政委
杨雯
张瑞
张清梅
《无机化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期1674-1682,共9页
采用密度泛函理论的第一性原理方法研究了扶手椅型g-C_(3)N_(4)纳米带(AC-g-C_(3)N_(4)NRs)和锯齿型g-C_(3)N_(4)纳米带(ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs)的电子结构和光学性质。结果表明:AC-g-C_(3)N_(4)NRs和ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs的边缘H原子均能稳...
采用密度泛函理论的第一性原理方法研究了扶手椅型g-C_(3)N_(4)纳米带(AC-g-C_(3)N_(4)NRs)和锯齿型g-C_(3)N_(4)纳米带(ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs)的电子结构和光学性质。结果表明:AC-g-C_(3)N_(4)NRs和ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs的边缘H原子均能稳定存在。AC-g-C_(3)N_(4)NRs的价带顶主要由多数N原子贡献,而ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs的价带顶主要由CH边缘附近的N原子贡献。AC-g-C_(3)N_(4)NRs的导带底主要属于纳米带一侧边缘或两侧边缘附近的C原子和N原子,而ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs导带底主要属于ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs的NH边缘附近的C原子和N原子。AC-g-C_(3)N_(4)NRs和ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs的吸收系数和反射率都随纳米带宽度的增加而增加。随着AC-g-C_(3)N_(4)NR宽度的增加,吸收系数在低能区域产生明显的蓝移现象。
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关键词
g-C_(3)N_(4)纳米带
结合能
电子结构
光学性质
第一性原理
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职称材料
铝酸钇晶体光学性质和热力学性质的第一性原理研究
3
作者
孟帅
李坤
+4 位作者
秦振兴
张宇飞
马柯榕
宫长伟
杨雯
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期79-83,共5页
铝酸钇(YAlO_(3),YAP)材料的光学和热力学性能优异,在固体激光、发光显示等领域显现出巨大的应用前景。本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理研究,计算了YAP晶体的电子结构、光学和热力学性质。结果表明,YAP属于宽禁带绝缘体材料,价...
铝酸钇(YAlO_(3),YAP)材料的光学和热力学性能优异,在固体激光、发光显示等领域显现出巨大的应用前景。本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理研究,计算了YAP晶体的电子结构、光学和热力学性质。结果表明,YAP属于宽禁带绝缘体材料,价带主要是由O的2p电子态贡献,导带基本上是由Y的4d电子态确定,较宽的带隙为众多激活离子的掺杂提供了可能,有利于设计不同材料组成的发光体系,光学性质计算得到了YAP晶体三个不同方向上的介电函数谱、吸收谱、反射谱、折射率谱和能量损失谱,表明YAP材料的光学性质具有各向异性、定向可控的特点,通过对YAP材料声子色散谱的计算,确定了德拜温度随热力学温度的变化规律,在46 K时出现了德拜温度的极小值特征点571 K,处于高温极限时YAP的德拜温度稳定在830 K,证实了自由能、熵、焓、热容等热力学基本参数的温度依赖性。本工作从原子尺度分析了YAP材料的光学性质和热力学性质,为材料的性能研究,特别是YAP材料在低温下的应用提供了基础数据支持。
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关键词
第一性原理
电子结构
光学性质
热力学
铝酸钇(YAP)
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职称材料
题名
Mn在铁素体Fe-25%Cr合金中的迁移行为研究
1
作者
马柯榕
张浩
张永帅
李坤
杜秀娟
杨雯
机构
太原科技大学应用科学学院
太原科技大学材料科学与工程学院
出处
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023年第19期153-157,共5页
基金
国家自然科学基金(51871158)。
文摘
铁素体合金是目前广泛应用于固体氧化物燃料电池(SOFCs)的连接体材料。掺杂Mn的Fe-Cr合金连接体会在服役过程中形成两层氧化膜,即Cr_(2)O_(3)和(Cr,Mn)_(3)O_(4),可有效避免其高温抗氧化性不足以及Cr挥发会毒化阴极等问题。而Mn原子在Fe-Cr合金体系中的迁移对(Cr,Mn)_(3)O_(4)的形成至关重要,但其微观机理尚不明晰。利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,系统研究了Mn在铁素体Fe-Cr合金表面的迁移过程,以及由内部向表面的跃迁过程。分别构建并优化了Fe-25%Cr合金的晶体模型和合金(110)表面模型,计算了Mn在(110)表面的稳定吸附位和势能面分布,并确定了Mn在表面的迁移路径。进一步结合弹性带方法计算了各种迁移路径对应的迁移势垒。结果表明,Mn原子在表面迁移路径的势垒低于0.191 eV,以及由体内向表面跃迁路径的势垒低于4.480 eV。在此基础上计算了不同迁移路径的扩散系数随温度的变化关系,可知Mn更易沿表面迁移。从微观尺度上揭示了Mn原子在铁素体Fe-Cr合金内部向表面跃迁及在表面迁移的迁移机制,确定了Mn原子由晶体内部向表面的跃迁是影响Mn扩散的决定性因素,为铁素体Fe-Cr合金在SOFCs连接体上的应用提供了理论支持。
关键词
铁素体合金
Mn迁移
扩散系数
第一性原理
Keywords
ferritic alloy
Mn diffusion
diffusion coefficient
first-principle
分类号
O469 [理学—凝聚态物理]
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职称材料
题名
g-C_(3)N_(4)纳米带的电子结构及光学性质的第一性原理计算
被引量：
1
2
作者
杜秀娟
马柯榕
张政委
杨雯
张瑞
张清梅
机构
太原科技大学应用科学学院
晋中学院化学化工系
太原科技大学材料科学与工程学院
出处
《无机化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期1674-1682,共9页
基金
国家自然科学基金(No.51871158,11705124,11704274)资助。
文摘
采用密度泛函理论的第一性原理方法研究了扶手椅型g-C_(3)N_(4)纳米带(AC-g-C_(3)N_(4)NRs)和锯齿型g-C_(3)N_(4)纳米带(ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs)的电子结构和光学性质。结果表明:AC-g-C_(3)N_(4)NRs和ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs的边缘H原子均能稳定存在。AC-g-C_(3)N_(4)NRs的价带顶主要由多数N原子贡献,而ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs的价带顶主要由CH边缘附近的N原子贡献。AC-g-C_(3)N_(4)NRs的导带底主要属于纳米带一侧边缘或两侧边缘附近的C原子和N原子,而ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs导带底主要属于ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs的NH边缘附近的C原子和N原子。AC-g-C_(3)N_(4)NRs和ZZ-g-C_(3)N_(4)NRs的吸收系数和反射率都随纳米带宽度的增加而增加。随着AC-g-C_(3)N_(4)NR宽度的增加,吸收系数在低能区域产生明显的蓝移现象。
关键词
g-C_(3)N_(4)纳米带
结合能
电子结构
光学性质
第一性原理
Keywords
C_(3)N_(4)nanoribbons
binding energies
electronic structure
optical properties
first-principles calculations
分类号
O611.3 [理学—无机化学]
O649.4 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
铝酸钇晶体光学性质和热力学性质的第一性原理研究
3
作者
孟帅
李坤
秦振兴
张宇飞
马柯榕
宫长伟
杨雯
机构
太原科技大学应用科学学院
太原科技大学材料科学与工程学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期79-83,共5页
基金
国家自然科学基金(51871158)
山西省基础研究计划资助项目(202103021224268)
太原科技大学科研启动基金资助(20222006)。
文摘
铝酸钇(YAlO_(3),YAP)材料的光学和热力学性能优异,在固体激光、发光显示等领域显现出巨大的应用前景。本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理研究,计算了YAP晶体的电子结构、光学和热力学性质。结果表明,YAP属于宽禁带绝缘体材料,价带主要是由O的2p电子态贡献,导带基本上是由Y的4d电子态确定,较宽的带隙为众多激活离子的掺杂提供了可能,有利于设计不同材料组成的发光体系,光学性质计算得到了YAP晶体三个不同方向上的介电函数谱、吸收谱、反射谱、折射率谱和能量损失谱,表明YAP材料的光学性质具有各向异性、定向可控的特点,通过对YAP材料声子色散谱的计算,确定了德拜温度随热力学温度的变化规律,在46 K时出现了德拜温度的极小值特征点571 K,处于高温极限时YAP的德拜温度稳定在830 K,证实了自由能、熵、焓、热容等热力学基本参数的温度依赖性。本工作从原子尺度分析了YAP材料的光学性质和热力学性质,为材料的性能研究,特别是YAP材料在低温下的应用提供了基础数据支持。
关键词
第一性原理
电子结构
光学性质
热力学
铝酸钇(YAP)
Keywords
first-principle
electronic structure
optical property
thermodynamics
YAlO_(3)(YAP)
分类号
O469 [理学—凝聚态物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Mn在铁素体Fe-25%Cr合金中的迁移行为研究
马柯榕
张浩
张永帅
李坤
杜秀娟
杨雯
《材料导报》
CSCD
北大核心
2023
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
g-C_(3)N_(4)纳米带的电子结构及光学性质的第一性原理计算
杜秀娟
马柯榕
张政委
杨雯
张瑞
张清梅
《无机化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
铝酸钇晶体光学性质和热力学性质的第一性原理研究
孟帅
李坤
秦振兴
张宇飞
马柯榕
宫长伟
杨雯
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
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