Temperature and composition dependence of the band gaps of Ga$_{1-x}$In$_x$N alloy: a first-principles study based on the virtual crystal approximation
本文采用第一性原理的虚晶近似（VCA）方法研究了Ga $_{1-x}$ In $_x$ N合金的结构、电子和振动性质。用TB 09泛函获得了3.85 eV的带隙弯曲参数。声子态密度随着In含量的增加向低频移动。然而，VCA忽略了无序效应，因此无法描述合金化后声子谱的展宽。本文还研究了GAN、InN及其合金Ga $_{1-x}$ In $_x$ N的电子-声子相互作用对带隙温度依赖性的影响。计算的零点运动重整化和拟合的Varshni参数在整个组成范围内进行了讨论。
2015-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Single crystal growth of TIMETAL LCB titanium alloy by a floating zone method
本文介绍了在光学浮区炉中生长亚稳态$β$ -Ti合金TIMETAL LCB单晶的方法。检查前体材料和单晶的化学组成。结果表明，在生长过程中，基体合金元素的浓度没有明显变化，而间隙元素O和N的浓度增加。DSC测量确定该浓度变化对正在进行的相变具有轻微影响，因为在单晶材料中，与$α$相沉淀相关的峰向较低温度移动几度，并且归因于$ω$颗粒的扩散控制生长的峰向较高温度移动。X射线倒易空间图的测量和他们的模拟表明，该单晶具有镶嵌结构，镶嵌块的平均尺寸约为60 nm。
2018-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Incorporating precipitation-related effects on plastic anisotropy of age-hardenable aluminium alloys into crystal plasticity constitutive models
提出一种通过修改硬化法则将沉淀效应纳入晶体塑性本构模型的新方法，显著提升了AA6014-T4铝合金塑性各向异性的预测精度。
2024-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of crystal structure and precipitation crystallography of a new MgxAl2-xGd phase in Mg97Al1Gd2 alloy
一个新发现的沉淀物的组成，晶体结构和沉淀晶体学的特征在于由铯校正的扫描透射电子显微镜（STEM）。片状沉淀物的组成为MgxAl 2-xGd（x = 0.38），其晶体结构与面心立方结构的Mg 2 Gd和Al 2 Gd相同，晶格常数为7.92埃（空间群No.227，Fd-3 m）。基体与析出相之间的取向关系为（0001）m //（111）p和[10-10]m // [1-10]p，惯习面平行于（0001）m //（111）p面。此外，这种相变的择优晶体学很好地解释了基于界面中的原子匹配。
2016-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of Early-stage Clustering in Ternary Metal Alloys Using the Phase Field Crystal Method
首次应用相场晶体学方法研究了合金成分对淬火/时效过饱和三元铝合金体系团簇行为的影响。形成工作的分析建立在Fallah { \it et al.}为了描述二元合金中早期团簇的位错介导的形成机制[Phys.Rev.B.，DOI：10.1103/PhysRevB.00.004100]。与实验一致，我们表明，Mg的添加到Al-1.1 Cu合金中的淬火/时效状态下的团簇的形核速率增加，通过增加有效的驱动力的形核，增强位错应力松弛和降低表面能与富Cu的Cu-Mg共团簇。此外，我们表明，它是有利的，小的亚临界集群有更高的亲和力Mg比更大的超临界富铜集群，特别是描绘了两个阶段的集群现象。
2012-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Multiscale analysis of crystal defect formation in rapid solidification of pure aluminium and aluminium-copper alloys
快速凝固导致独特的微观结构特征，其中较少研究的主题是各种晶体缺陷的形成，包括高位错密度以及晶体取向的梯度和分裂。由于这些缺陷严重影响材料的机械性能和性能特征，因此了解缺陷形成机制以及它们如何取决于凝固条件和合金化非常重要。为了阐明快速凝固诱导晶体缺陷的形成机制，我们进行了多尺度模拟分析，包括键级势的分子动力学（MD），相位场晶体振幅扩展（PFC-AE）模拟，和顺序耦合相位场-晶体塑性（PF-CP）模拟。对由此产生的位错密度进行量化并与过去的实验进行比较。原子的方法（MD，PFC）可以用来校准连续水平的晶体塑性模型，和框架增加了从多尺度分析产生的机制的见解。
2021-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Stability of Fe-based alloys with structure type C6Cr23
大块金属玻璃是液态金属合金凝固而不结晶形成的。在金属-准金属型（Fe-B-基和Fe-C-基）的铁基大块玻璃形成合金的研究中，基于结构原型C6 Cr23的晶体通常优先于非晶相。破坏这种竞争晶体结构的稳定性可以提高玻璃的成形性。我们进行第一性原理总能量计算的生成焓，以确定第三个元素，可以有效地破坏C6 Cr23。在过渡金属中，钇似乎是最佳的，稀土也是合适的。原子大小是主要因素。
2004-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Characterizing Solute Segregation and Grain Boundary Energy in a Binary Alloy Phase Field Crystal Model
本文研究了如何溶质偏析和它的关系，在二元合金的晶界能被捕获的相场晶体（PFC）的形式主义，一个连续的方法，采用原子尺度的弹塑性扩散时间尺度的影响。使用两种二元合金PFC模型模拟晶界-Elder等人（2007）的原始二元模型和Greenwood等人（2011）的XPFC模型。在这两种情况下，Read-Shockley理论很好地描述了晶界能与取向差数据的关系。吉布斯吸附定理，然后用来推导出一个半解析函数描述溶质偏析晶界。这是用来表征晶粒边界能量与平均合金浓度和过冷低于固相线。我们还研究了不同物种之间的尺寸失配及其相互作用强度如何影响晶界偏析。最后，我们解释了我们的模拟界面偏析相关的材料性能的影响。
2013-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Undercooling growth and magnetic characterization of ferromagnetic shape memory alloy Ni2FeGa single crystals
Ni_2FeGa单晶在过冷条件下由玻璃纯化方法生长。研究发现，嵌入单晶基体中的微量γ相优先<100>沿生长方向取向。该γ相产生定向残余应力并导致各向异性的双向形状记忆效应。在[001]和[010]方向上观察到-2.5%和1.5%的大应变。这种微量γ相也改善了材料的延展性，因此晶体可以在室温下在母相中塑性变形。通过<110><111>低场M-T测量，确定了Ni 2FeGa合金母相的易磁化方向和难磁化方向分别为和取向。
2013-11-12 cond-mat.mtrl-sci
The Crystallography of Aluminum and its Alloys
本章从纯铝开始，讨论晶体结构的形式和可用于描述晶体结构的不同晶胞。面心立方晶格参数和热膨胀系数在纯铝的测量进行审查和parametrisations，让读者评估他们在整个温度范围内，铝是固体。介绍了一种称为空位三角形的新概念，并证明它是确定铝熔点附近空位浓度的有效手段。德拜-沃勒因子，定量的热振动的铝原子在纯铝，审查和参数化的全范围的温度下，铝是固体。回顾了纯铝中原子间键合的性质及其表征的历史，得出了纯铝是四面体键合的明确结论。铝合金的晶体学，然后讨论的纯铝所涵盖的所有概念，使用突出的合金的例子。介绍了固态形核和沉淀物生长的电子密度域理论，并从晶体学的角度讨论了这一理论作为合理化合金相变的新手段。
2020-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Dissipative structure formation during crystallization of alloys under high-nonequilibrium conditions
本文用计算机模型研究了二元系的结晶过程，该模型考虑了扩散系数与温度的关系和合金中溶解组分的非平衡分配。在Fe-B和Ni-B系快速凝固过程中，获得了枝晶尖端过冷度与界面速度的关系。检测到的形态转变的条件下从扩散生长制度的变化，在一些临界过冷度的热生长。这种转变的特征在于枝晶生长速度的不连续放大。临界过冷度和生长速度不连续性的值取决于动力学系数的各向异性的程度，以及原子动力学和界面上扩散的活化能的差异。
2008-04-11 cond-mat.mtrl-sci
NMR and the antiferromagnetic crystal phase regions in rapidly quenched ribbons and in alloys of the type $Cu-Mn-Al$
结果表明，$Cu-Mn-Al$薄带的反常电阻率行为是由导电电子与Mn原子团簇之间的s-d相互作用引起的。虽然核磁共振测量显示Mn原子的反铁磁和铁磁团簇共存而没有长程序，但研究反铁磁晶相区域（其对于较大区域具有长程序）的磁共振性质也是一个有趣的问题，并且也可能发生在这些带中。Heusler型$Cu-Mn-Al$合金的组成介于$Cu_{2}MnAl$和$Cu_{3}Al$之间。预马氏体$βCu-Zn-Al$合金的电子显微镜观察表明，高温淬火的$βCu-Zn-Al$合金具有这种合金的电子衍射图案，可以用具有正交结构的小颗粒的存在的模型很好地解释。值得注意的是，在材料性能的改进的一个重要方面是创建一个纳米结构的状态在矩阵中，这具有显着的优势，在磁性和机械特性相比，在晶体或非晶态的散装材料。研究Mn原子和团簇的磁共振性质是一个有趣的问题，不仅对于没有长程序的Mn原子和团簇，而且对于也可能出现在带中的反铁磁晶相区域（对于较大的区域具有长程序）也是一个有趣的问题。这就是本文的目的。
2018-04-11 cond-mat.mtrl-sci
Effect of co-existing crystal structures on magnetic properties of Ni_2Mn_(1+x)Sn_(1-x) magnetic shape memory alloy
本文用X射线衍射法对Ni_2Mn_（1+x）Sn_（1-x）（x = 0.40和0.44）磁性记忆合金马氏体相的晶体结构随温度变化进行了分析。马氏体相由4层和14层正交结构组成。4层和14层正交结构的相分数随温度变化。有趣的是，磁性也随温度变化，并对应于结构变化温度。由此计算了原始Mn和置换Mn之间的交换耦合常数，表明4层和14层正交结构具有不同的反铁磁耦合强度。分析解释了零场冷却条件下这些系统的自旋玻璃行为和异常的交换偏置效应的起源。
2017-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Can an amorphous crystallize into a high entropy alloy?
在非晶-HEA复合材料可以表现出类似于相分离玻璃固溶体复合材料的高韧性和抗脆化性的前提下，我们开发了一种基于热力学的方法来识别能够进行非晶到HEA转变的化学成分。我们引入了两个新的参数：相选择值（PSV）和摩尔体积分散度参数。使用这种热力学方法提出了七个多组分组合物，并建立了识别此类组合物的一般准则。该方法还表明，BMG可能不适合进行无定形HEA转化。
2020-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamics study of plasticity in Al-Cu alloy nanopillar due to compressive loading
本文采用分子动力学方法研究了压缩载荷对Al-Cu合金塑性的影响，研究了Al的晶向和合金元素（Cu）含量对合金塑性的影响。结果<001><110><111>表明，在Al的晶载方向上，Cu的合金化率最高可达10%，合金纳米柱的屈服强度和应变分别在晶载方向和晶载方向上最高<110><001>。进一步研究了位错密度和位错相互作用对纳米柱压应力应变行为的解释。
2017-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Revisiting the crystal structure of the equilibrium S (Al2CuMg) phase in Al-Cu-Mg alloys using X-ray absorption spectroscopy (XAFS)
尽管中间体（S '）和平衡S（Al 2CuMg）相的晶体结构主要通过使用成像或衍射技术进行了许多研究，但结果仍然存在争议。在这项研究中，我们使用X射线吸收光谱（XAFS）来验证正确的结构，考虑到Perlitz & Westgren（PW），Mondolfo，Radmilovic & Kilaas和Yan等人报道的众所周知的模型。我们的结果支持广泛接受的PW模型作为正确的结构，而其他模型不符合我们的观察。
2019-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Model for the on-site matrix elements of the tight-binding hamiltonian of a strained crystal: Application to silicon, germanium and their alloys
我们讨论了应变金刚石或锌-金刚石晶体或纳米结构的sp 3d 5s * 紧束缚哈密顿量的现场矩阵元的模型。该模型具有现场，非对角耦合之间的s，p和d轨道，并能够再现任意应变的带能量和有效质量在整个布里渊区的影响。它只引入了几个额外的参数，并且没有任何含糊之处，这些含糊之处可能来自于将宏观应变定义为原子位置的函数。以硅、锗及其合金为例，说明了该模型的应用。特别是，我们做了一个详细的比较紧束缚和从头计算的数据应变硅，锗和SiGe。
2009-02-03 cond-mat.mtrl-sci
Martensitic Transformation in Crystal-Amorphous Superlattices of NiTi Shape Memory Alloy
Department of Materials Science and Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院材料科学与工程系）
研究镍钛形状记忆合金晶体-非晶超晶格中马氏体相变，用大规模分子动力学模拟不同晶相分数情况。发现部分非晶化改变相变路径，增强可逆性等，为定制形状记忆合金热机械性能提供策略。
2026-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of large single-crystal hexagonal boron nitride grains on Cu-Ni alloy
六方氮化硼（h-BN）由于其优异的性能以及其作为石墨烯基器件的理想介电层的潜力而引起了极大的关注。在早期的报道中，通过化学气相沉积获得的h-BN薄膜通常是多晶的，由于在衬底上的高成核密度而具有小晶粒。本文报道了在合理设计的Cu-Ni合金箔上成功地合成了大单晶h-BN晶粒。结果表明，通过优化基体中Ni的含量，可以将成核密度降低到60个/mm ~ 2。该策略使单晶h-BN晶粒的生长达到7，500 μ m2，比以前的报道大约2个数量级。这项工作不仅为理解h-BN的成核和生长机制提供了有价值的信息，而且为大规模纳米电子应用提供了一种有效的替代剥离h-BN作为高质量介电层的方法。
2015-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Preferential Composition during Nucleation and Growth in Multi-Principal Elements Alloys
本文通过分子动力学模拟五元等原子比 CoCrCuFeNi 合金的结晶，发现内能驱动的择优成分分布使晶核富集 Fe 和 Co，并导致纳米尺度短程有序与成分梯度。
2023-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring negative pressure by crystal defects: Crack induced hydride formation in Al alloys
气候变化促使人们寻求无碳排放的能源生产和储存解决方案。金属氧化物在这方面表现出很有前途的特性。它们可以通过调整微结构和结构缺陷的负压来进一步稳定。使用系统的从头算和原子模拟，我们表明，在形成的负加压裂纹尖端区域的增强是可行的，通过增加试样上的机械拉伸载荷。理论预测已被用来重新评估和解释原子探针断层扫描实验的高强度7 XXX铝合金，显示出大幅提高氢浓度在结构缺陷附近的应力腐蚀裂纹尖端。这些结果包含重要的意义，提高金属作为H-存储材料的能力。
2022-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Crystal structure of Cu-Sn-In alloys around the η phase field studied by neutron diffraction
近年来，由于新的环境法规迫使在电子器件的键合技术中消除Pb的使用，Cu-Sn-In三元系的研究变得非常重要。一个关键的相关问题涉及在结合区生长的金属间相，并决定其质量和性能。在这项工作中，我们集中在η相（Cu 2 In或Cu 6Sn 5），存在于两端的二元和三元相。本文用中子衍射方法研究了一系列60 at.%左右合金的组成和晶体学Cu组成，In含量为0 ~ 25原子%，从300 \degreeC淬灭。通过扫描电子显微镜、探针显微分析和高分辨中子衍射对合金进行了表征。Rietveld改进的中子衍射数据允许改进目前可用的模型中的六方η相的二元Cu-Sn以及三元合金中的占位。首次报道了三元Cu-Sn-In η相的结构数据与组成的关系，这些信息具有重要的技术意义，也为三元相图的建模提供了有价值的输入数据。
2012-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Spin waves in alloys at finite temperatures: application for FeCo magnonic crystal
从理论上研究了温度和无序度对磁振子晶体Fe $_{1-c}$ Co $_{c}$自旋波谱的影响。我们的形式主义是基于分析的海森堡哈密顿的波矢量和频率依赖的横向磁化率的装置。进入模型的交换积分由\emph{ab initio}磁力定理得到。为了解释有限温度下磁振子谱的软化，我们采用相干势近似处理无序和无规相近似。该合金在自旋电子学应用中表现出许多有利的特性。除了高居里温度外，它的磁振子带隙在高温下保持稳定，并且在很大程度上不受无序的影响。我们特别注意合金化引入的磁振子的衰减。阻尼原来是一个非单调的函数的杂质浓度，由于非平凡的演变的交换积分的值与Co浓度。磁振子的无序诱导阻尼估计比它们的朗道阻尼小得多。
2021-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Kinetic Monte Carlo Simulations of Crystal Growth in Ferroelectric Alloys
铁电合金的生长速率和化学有序的研究与动力学蒙特卡罗（KMC）模拟使用静电模型与长程库仑相互作用，作为温度，化学成分和衬底取向的函数。晶体生长的特征在于涉及吸附和蒸发的热力学过程，具有固体对固体的限制并且排除扩散。一个KMC算法制定有效地模拟这个模型中存在的长程相互作用。对Ba（Mg_{1/3} Nb_{2/3}）O_3（BMN）型材料进行了模拟计算。与简单的岩盐有序结构相比，有序BMN仅在非常低的温度下生长，并且仅在微调条件下生长。对于具有四价组分的材料，如（1-x）Ba（Mg_{1/3} Nb_{2/3}）O_3 + xBaZrO_3（BMN-BZ），该模型在低温下没有引入四价离子，而是呈现出相分离的基态。在较高的温度下，四价离子可以被纳入，但所得的晶体显示没有化学有序的扩散机制的情况下。
2004-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Quasi-localized modes in crystalline high entropy alloys
高熵合金（HEAs）是通过将多种金属物质以几乎相同的量混合而设计的，以获得具有优异机械性能的结晶或非晶材料。在这里，我们使用分子动力学模拟的位置和成分的混乱，在确定的CrMnFeCoNi HEAs的低频振动特性的作用。我们的研究结果表明，预期的依赖关系的状态密度的频率作为$D(ω)\simω^4$恢复非晶HEAs，也观察到部分结晶的合金与偏差，取决于结晶的程度。我们发现，准本地化的振动仍然是可见的结晶HEAs，虽然抑制相比，相应的非晶合金。我们的工作提供了一个统一的角度来描述HEA的力学性能方面的振动态密度。
2023-03-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of Pb1-xCdxTe and Pb1-xMnxTe ternary alloys
本文对两种PbTe基三元合金Pb_（1-x）Cd_xTe和Pb_（1-x）Mn_xTe进行了系统的理论研究。首先，我们用从头算方法研究了CdTe-PbTe固溶体的晶体结构稳定性，预测了PbTe的岩盐结构转变为CdTe的锌盐结构的组成。用同样的方法研究了晶格常数与混晶中Cd（Mn）含量x的关系。所获得的晶格常数随x的减小与在两种合金中观察到的一致。用紧束缚方法计算了PbTe基三元化合物的能带结构。为了正确描述组成材料，提出了PbTe和MnTe块体晶体的新紧束缚参数化以及岩盐CdTe的紧束缚描述。对于这两个研究的三元合金，计算的带隙在L点的增加与x，在定性协议与光致发光测量在红外。结果还表明，在p型Pb_（1-x）Cd_xTe和Pb_（1-x）Mn_xTe混晶中，可以预期热电功率的增强。
2012-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Virtual crystal description of III-V semiconductor alloys in the tight binding approach
提出了一种简单有效的方法来构造三元合金在虚晶近似下的经验紧束缚参数。这结合了一个新的，紧凑的制定的应变参数和线性插值应变合金平衡晶格参数的二元材料的哈密顿。我们表明，它是可能的，以获得一个完美的描述的带隙弓的InGaAsSb材料的三元合金家庭。此外，这种方法是在一个很好的协议与超胞计算使用相同的参数集。该方案为基于合金的光电器件的原子建模开辟了一条道路，而无需大量的超原胞计算。
2016-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Role of Allotropy on Phase Formation in High Entropy Alloys
该研究提出同素异形现象在决定单相高熵合金晶体结构中起关键作用，并通过434种已知成分分析、1400余种成分热力学建模及九种合金实验合成验证了该理论，为特定晶体结构材料的筛选提供了重要工具。
2024-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Structural Phase Transition and Carrier Density Tuning in SnSexTe1-x Nanoplates for Topological Crystalline Insulators
对于拓扑绝缘体和拓扑晶体绝缘体（TCI），它们的奇异表面态对于基础凝聚态物理研究以及未来的电子学如低耗散电子学和自旋电子学是有希望的。然而，通常主导输运性质的高体载流子密度是材料的主要挑战，严重阻碍了我们研究和操纵表面态的能力。在这篇手稿中，我们展示了一种合金化策略，SnSexTe 1-x，有效地降低了体载流子密度。只要SnSexTe 1-x保持立方晶体结构，它就被预测为TCI。我们显示系统的体载流子密度随着Se浓度的增加而降低，表明合金化原理起作用。此外，我们绘制了相图的立方正交结构转变的Se浓度的函数。这是通过研究保持单晶并且处于立方相或正交相的合金纳米片而成为可能的，与表现出多晶晶粒的大块合金相反。最后，我们系统地研究了SnSexTe_（1-x）从立方相到菱面体相的结构转变所伴随的铁电相变。这是首次对SnSexTe_（1-x）合金体系的铁电转变进行研究。
2016-03-07 cond-mat.mtrl-sci
Crystal rotation during alloy heating
本研究首次通过原位3DXRD扫描显微镜发现高温合金加热过程中的意外晶体旋转，并结合残余应变分析与有限元模拟揭示其与锁定第一类残余应变释放、热膨胀和晶体畸变的关系。
2024-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Accuracy of ab initio methods in predicting the crystal structures of metals: review of 80 binary alloys
预测和表征材料的晶体结构是材料研究和开发中的关键问题。我们报告了以下系统的从头算LDA/GGA计算结果：AgAu、AgCd、AgMg、AgMo*、AgNa、AgNb*、AgPd、AgRh*、AgRu*、AgTc*、AgTi、AgY、AgZr、AlSc、AuCd、AuMo*、AuNb、AuPd、AuPt*、AuRh*、AuRu*、AuSc、AuTc*、AuTi、AuY、AuZr、CdMo*、CdNb*、CdPd、CdPt、CdRh、CdRu*、CdTc*、CdTi、CdY、CdZr、CrMg*、MoNb、MoPd、MoPt、MoRh、MoRu、MoTc*、MoTi、MoY*、MoZr、NbPd、NbPt、NbRh、NbRu、NbTc、NbY*、NbZr*、PdPt、PdRh*、PdRu*、PdTc、PdTi、PdY、PdZr、PtRh、PtRu、PtY、PtTc、PtTi、PtZr、RhRu、RhTc、RhTi、RhY、RhZr、RuTi、RuTc、RuY、RuZr、TcTi、TcY、TcZr、TiZr*，YZr*（*=从头算方法预测没有化合物稳定的系统）。与实验数据的详细比较证实了从头计算方法可以预测基态的高精度。保留字：二元合金，从头算，过渡金属，结构铝，镉，金，镁，钼，铌，钯，铂，铑，钌，钪，银，钠，钛，锝，钇，锆。
2005-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Cold dwell behaviour of Ti$_6$Al alloy: Understanding load shedding using digital image correlation and crystal plasticity simulations
利用数字图像相关技术和晶体塑性模拟方法研究了粗晶Ti-6Al合金在3种不同温度下的冷保压行为。应变提取大体积晶粒蠕变期间DIC测量和用于校准晶体塑性模型。两个主要的滑移系统（基底和棱柱）的临界分辨剪切应力（CRSS）的值被确定为温度的函数。在不同温度下测定了两个晶粒对（1）“流氓”晶粒对和（2）“非流氓”晶粒对）边界上的应力。在“流氓”粮食对，在蠕变期间的应力增量被发现在“硬”粮食中观察到甩负荷。在升高的温度下，发现120 C是最坏的情况，因为发现这两个晶粒对的晶界处的应力差是三个温度中最大的。这可以归因于这样一个事实，即棱柱体和基底滑移系统的应变率敏感性在这种最坏情况下的温度下最大。
2021-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Information Entropy Based Crystal Structure Prediction of Chemically Disordered Alloys via Graph Convolutional Neural Networks
Indian Institute of Engineering Science and Technology, Shibpur（印度工程科学与技术学院，希布尔）；Indian Institute of Technology (BHU), Varanasi（印度理工学院（贝拿勒斯印度教大学），瓦拉纳西）
提出基于信息熵的方法，结合图卷积神经网络和炼金蒙特卡洛采样，高效预测化学无序合金（包括高熵合金）的相结构，并验证了BDV描述符的适用性。
2026-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Atomic investigations on the mechanical properties of CoCrNi medium-entropy alloy nanowires
Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学）
本研究通过分子动力学模拟探究CoCrNi中熵合金纳米线的力学性能，揭示其各向异性及原子力与力学性能的线性关联，为合金纳米线设计提供指导。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Bandgap widening and behavior of Raman-active phonon modes of cubic single-crystalline (In,Ga)$_2$O$_3$ alloy films
本文研究分子束外延生长的立方(In,Ga)$_2$O$_3$合金薄膜，发现Ga掺入导致带隙蓝移，并利用拉曼声子模式频率作为测定Ga含量的灵敏指标。
2021-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Effective structural unit analysis in hexagonal close packed alloys -- reconstruction of parent beta microstructures & crystal orientation post processing analysis
具有同素异形相变的材料可以导致形成微观结构，其中晶粒具有由相变历史确定的取向关系（OR）。这些微观结构影响最终材料的性能。在锆合金中，存在固态体心立方（BCC）到六方密堆积（HCP）相变，其中HCP相的晶体取向可以通过Burgers取向关系（BOR）与母体BCC结构相关。在目前的工作中，我们适应的重建代码开发的钢，使用马尔可夫链聚类算法分析电子背散射衍射（EBSD）的地图，并将其应用到HCP和BCC BOR。该算法作为开源代码发布（通过github，作为ParentBOR）。该算法能够对原始和重建数据集进行新的后处理，以分析存在的HCP α相的变体，并了解每个母体β晶粒内的共享晶面和共享晶格方向，我们预计这有助于了解最终微观结构的变形相关特性。最后，我们比较了ParentBOR代码与最近发布的MTEX实现的重建代码，以揭示微观结构如何描述的差异和相似之处。
2021-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamically driven tilt grain boundaries of monolayer crystals using catalytic liquid alloys
本研究提出利用钼酸钠液态合金的气-液-固生长法，可制备产率超95%的钼极性5|7缺陷的单层MoS₂晶界，提升薄膜光致发光强度，为二维多晶薄膜的缺陷调控与性能工程提供技术线索。
2025-07-30 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and glass forming ability in early and late transition metal alloys
最近观察到的Cu-Zr，Hf金属玻璃（MG）晶化后磁化率变化（Δ \c{hi} exp）与其玻璃形成能力（GFA）之间的相关性也适用于Cu-Ti和Zr-Ni合金。特别地，小的Δ \c{hi} exp对应于高GFA，其反映了玻璃态合金和相应的结晶合金的相似的电子结构ES。在这里，我们研究了五个Cu-Ti和四个Cu-Zr和Ni-Zr MG中的Δ \c{hi} exp。所有合金的完全结晶的最终状态，从X射线衍射图案进行了验证。根据相应的临界铸造厚度dc的变化，建立了Cu-Ti、Cu-Zr和Cu-Hf MG中GFA随组成的变化。由于没有Ni-Zr MG中dc的数据，因此通过使用经验标准（例如降低的玻璃化转变温度）来描述其GFA。对于所研究的所有合金，观察到Δ \c{hi} exp和dc（和/或GFA的其他标准）之间具有非常好的相关性。ES和GFA之间的相关性对于Cu-Zr和NiZr 2合金显示得最好，其中可获得结晶后ES变化（ΔES）的直接数据。简要讨论了高GFA的Δ \c{hi} exp（ΔES）判据对其它金属-金属玻璃（包括三元和多元块体玻璃）的适用性。
2017-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Crystal Chemistry and Magnetic Properties of Manganese Zinc Alloy "YMn2Zn20" Comprising a Mn Pyrochlore Lattice
报道了一种理想成分为YMn_2Zn_20的锰锌合金的化学成分、晶体结构和磁性能。只有当In或Al部分取代Zn时，化合物才稳定。我们已经确定了实际的化学式为YMn 2 + dZn 20-x-dMx，其中M = In或Al，并且已经确定了掺入的M和过量Mn原子占据Zn原子的三个晶体学位置的特征偏好。烧绿石晶格中的Mn原子具有小的磁矩，它们彼此反铁磁性地相互作用，但在0.4 K以上没有表现出长程序，这可能是由于烧绿石晶格的几何挫折。其结果是，导电电子的有效质量大大增强，如在相关的辉石晶格化合物（Y，Sc）Mn 2和LiV 2 O 4中观察到的。然而，过量Mn原子的存在与大的局部磁矩相当的自旋5/2往往掩盖烧绿石Mn原子的固有磁性。结果表明，“YMn_2 Zn_（18）In_2”既没有过剩Mn原子，也没有位序无序，是进一步研究的理想化合物。
2012-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Atomic Ordering in Cubic Bismuth Telluride Alloy Phases at High Pressure
研究了一系列碲化铋化合物从有序金属间相到替代合金再到半有序相的压力诱导相变。用角色散X射线衍射法观察到Bi_4 Te_5、Bi_2 Te和Bi_2 Te化合物在室温下压缩到14--19GPa时形成无序体心立方（bcc）晶体结构的合金。BiTe和Bi 2 Te合金以及先前发现的Bi 2 Te 3和Bi 4 Te 3的高压合金都被发现在约100°C的非常温和的温度下温和退火后显示出原子有序性。在退火时，BiTe从bcc转变为B2（CsCl）晶体结构类型，并且其他相采用其半无序变体，其特征在于在两个晶体学位点之一上的置换无序。相变压力和合金相的原子体积在Bi_mTe_n系列中表现出系统的变化，包括端元Bi和Te。采用第一性原理计算研究了B2型BiTe的电子结构和化学键性质，并确定了有序转变的驱动力.计算得到的B2型BiTe的费米面具有复杂的结构，并预测在20 ~ 60 GPa之间会发生三次拓扑变化。
2016-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic mechanism for anisotropic magnetoresistance and experimental confirmation in Co$_x$Fe$_{1-x}$ single-crystal films
使用第一性原理输运计算，我们预测，各向异性磁阻（AMR）的单晶Co $_x$ Fe $_{1-x}$合金是强烈依赖于电流取向和合金浓度。AMR的内在机制被发现产生的带交叉由于磁化依赖的对称性保护。这些特殊的$k$ -点可以通过改变合金成分和交换分裂而朝向或远离费米能移动，从而允许AMR可调谐性。精细的输运测量证实了预测，进一步揭示了沿不同晶轴的纵向和横向折射率的相互关系。
2020-08-03 cond-mat.mtrl-sci
The evolution of precipitate crystal structures in an Al-Mg-Si(-Cu) alloy studied by a combined HAADF-STEM and SPED approach
本文详细研究了低Cu（0.01at.%）添加对合金性能的影响研究了Al-0.80Mg-0.85Si合金时效过程中析出相的变化规律。通过扫描透射电子显微镜结合新型扫描旋进电子衍射方法（包括机器学习）评估沉淀物晶体结构。这些技术的结合使得能够通过分析统计上显著数量的沉淀物来评估单个沉淀物内的原子排列，以及在每个老化条件下对沉淀物相分数的改进估计。基于所获得的结果，可以近似出被锁定在沉淀物内的溶质原子的总量。结果表明，即使Cu含量接近杂质水平，Al-Mg-Si系统沉淀也受到过时效的显著影响。主要的变化是由于含Cu的Q '相的相分数逐渐增加，其最终被视为主导沉淀物结构。结构超越可以基于热稳定Q '相的连续形成来解释，其中Cu原子柱并入比可能容纳的更少的Cu。
2018-05-30 cond-mat.mtrl-sci
Unusual crystallization behavior close to the glass transition
利用分子模拟，我们揭示了金属合金中晶体成核的机制，并揭示了晶体成核和玻璃化转变之间的相互作用，因为结晶的条件接近这种转变。虽然降低结晶温度通常会导致较低的自由能垒，我们发现一个意想不到的逆转行为的玻璃形成合金的结晶温度接近玻璃化转变。为此，我们模拟结晶过程中的两个玻璃形成铜合金，$Ag_6Cu_4$，它具有积极的混合热，并在$CuZr$，其特征在于由一个大的负混合热。我们的研究结果使我们能够确定，这种不寻常的行为是直接相关的非单调的温度依赖性的形成能量的连接二十面体结构，这是不相容的结晶顺序，并阻碍发展的晶核，导致一个意想不到的更大的自由能垒在低温下。这反过来又促进了一个主要是紧密堆积的临界核的形成，具有更少的缺陷，从而提出了一种控制晶核结构的新方法，这在催化中至关重要。
2021-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and band gap composition-dependence of the II-VI quaternary alloys
在成功描述II-VI族合金的基础上，将经验弯曲参数引入到广泛使用的虚晶近似中，建立了描述Zn_{1-y} Cd_ ySe_{1-x} Te_x和Zn_{.9} Cd_{.1} S_{.07} Se_{.93}四元合金的紧束缚哈密顿量.我们只是使用一个公式，可以认为是这种情况下虚晶体近似的直接推广。我们的哈密顿量很好地再现了在最近的实验报告中观察到的组合物的带隙值的变化。
1996-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Hexagonal High-Entropy Alloys
我们报告的发现高熵合金与六方晶体结构。合金系统Ho-Dy-Y-Gd-Tb中的等原子样品被发现凝固为均匀的单相高熵合金。我们的电子衍射调查和高分辨率扫描透射电子显微镜的结果是一致的镁型六方结构。讨论了六方高熵合金在其它合金体系中的可能性。
2014-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Exceptional damage-tolerance of a medium-entropy alloy CrCoNi at cryogenic temperatures
高熵合金是一种有趣的新型金属材料，其性质来自于可以结晶为单相的多元素系统，尽管含有高浓度的五种或更多种具有不同晶体结构的元素。在这里，我们研究一个等原子的中熵合金只包含三个元素，CrCoNi，作为一个单相面心立方（fcc）固溶体，它显示的强度-韧性性能，超过所有的高熵合金和大多数多相合金。在室温下，该合金显示出几乎1 GPa的拉伸强度，约70%的失效应变，以及高于200 MPa.m1/2的KJIc韧性值;在低温下，CrCoNi合金的强度、延展性和韧性提高到高于1.3 GPa的强度水平，失效应变高达90%，KJIc值为275 MPa.m1/2。这种性质似乎是由于连续稳定的应变硬化，其作用是抑制塑性不稳定性，导致显着的位错活动和变形诱导的纳米孪晶。
2016-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of microstructure and mechanical property variations in AlxCoCrFeNi high entropy alloys produced by a high-throughput laser deposition method
21个不同的AlxCoCrFeNi合金快速制备激光合金化等原子CoCrFeNi基板Al粉末，以创建一个合金库，范围为x=0.15-1.32。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、扫描透射电子显微镜和纳米压痕技术研究了晶体结构、微观结构和力学性能的变化。随着Al含量的增加，晶体结构从无序的FCC转变为无序的BCC和有序的B2结构的混合物。虽然BCC/B2形成的开始与先前报道的铸造合金一致，但在激光处理的材料中在较大的Al含量下观察到FCC结构，从而导致更宽的两相区。在这些高Al含量下，FCC相主要局限于BCC/B2晶界。FCC相的纳米压痕模量和硬度随着Al含量的增加而增加，而BCC/B2结构的性能对组成不敏感。激光处理的合金的结构和机械性能与铸造合金的报告结果惊人地一致，证明了将这种高通量方法应用于多组分合金设计的可行性。
2017-10-24 cond-mat.mtrl-sci
High Strain Rate Behaviour of Nano-quasicrystalline Al93Fe3Cr2Ti2 Alloy and Composites
在本工作中，我们首次展示了纳米准晶Al93Fe3Cr2Ti2at.%合金和复合材料。与大多数结晶铝基合金不同，这种合金和复合材料表现出相当大的应变速率敏感性，并在高应变速率下保持其大部分延展性。这为在需要耐冲击性的安全关键材料中使用开辟了新的途径。
2018-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Structural study of Cu$_{2-x}$Se alloys produced by mechanical alloying
用X射线衍射（XRD）技术研究了机械合金化法制备的超离子高温铜硒化物Cu $_{2-x}$ Se（$0 \le x \le 0.25$）的晶体结构。所测量的XRD图案显示存在对应于研磨态样品中的结晶超离子高温$α$ $_2$ Se相的峰，并且其结构数据通过Rietveld精修程序确定。在氩气中于200 $^\circ$ C热处理90小时后，该相转变为超离子高温$α$ $_{1.8}$ Se相，其结构数据也通过Rietveld精修确定.在该相中，Cu离子对32（f）位的占有率很低（$\sim 3$ %），为了解释该相的演变，提出了两种可能的机制：Cu离子在超离子相中的高迁移率和机械合金化产生的样品界面组分中强烈的扩散过程。
2004-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Electrical Steel: An investigation into the brittleness of the Fe-Si alloy
本研究针对电工钢的脆性问题，采用基于Quantum ESPRESSO的从头算模拟与DFT计算，探寻具有负形成能的有序晶体结构以揭示脆性机制，项目已开源并欢迎研究者参与贡献。
2024-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Combining phase field crystal methods with a Cahn-Hilliard model for binary alloys
在相变期间，材料的某些性质改变，例如成分场和晶格对称性畸变。这些变化通常是耦合的，并影响材料中形成的微观结构。在这里，我们提出了一个二维的理论框架，耦合的Cahn-Hilliard（CH）模型描述的组成场的材料系统，与相场晶体（PFC）模型描述其底层的微观配置。我们通过坐标变换系数将两个连续体模型耦合起来。我们在PFC方法中引入了变换系数来描述仿射晶格变形。这些变换系数被建模为组成场的函数。使用这种耦合的方法，我们探讨了粗粒度的晶格对称性和扭曲的相变过程中的影响。在本文中，我们证明了CH-PFC模型的工作，通过三个有代表性的例子：首先，我们描述了两个组成字段的六边形和正方形晶格对称的基本情况。接下来，我们说明了CH-PFC方法如何在扩散成分相边界上插值晶格对称性。最后，我们计算了一个Cahn-Hilliard类型的扩散和模型伴随的变化，晶格对称性在相变过程中。
2017-12-10 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Calculation of Elastic Moduli of Early-Late Transition Metal Alloys
出于对高强度非晶态金属弹性性能的兴趣，我们研究了选择的结晶相的弹性性能。使用第一性原理方法，我们计算弹性模量在各种化学体系中含有过渡金属，特别是早期（Ta，W）和晚期（Co，Ni）。理论预测的合金弹性性能进行验证，镍钽与实验测量，使用共振超声光谱比较。我们计算的弹性模量与有效介质理论的比较表明，合金化导致相对于纯元素的平均值的体积模量的增强，以及预测和计算的剪切模量的相当大的偏差。具体而言，我们发现相对于有效介质理论的体积模量的增强，并提出了一个候选系统的高强度，韧性金属玻璃。利用力常数、电子态密度和晶体重叠哈密顿布居分析了化学体系弹性性质的变化趋势。我们解释我们的研究结果的合金的电子结构。
2014-08-06 cond-mat.mtrl-sci
Creep properties and deformation mechanisms of single-crystalline $γ^\prime$-strengthened superalloys in dependence of the Co/Ni ratio
钴基高温合金被认为是除镍基高温合金外最有前途的高温材料。然而，Ni似乎也是Co基高温合金中不可或缺的合金元素。为了解决基础元素对变形行为的影响，在单晶合金系列上进行高温压缩蠕变实验，该单晶合金系列被设计成呈现变化的Co/Ni比和恒定的Al、W和Cr含量。在900 °C和250 MPa下进行蠕变测试，并通过电子显微镜表征所得的微观结构和缺陷配置。随着Co/Ni比的变化，最小蠕变速率相差一个数量级以上。中间CoNi基合金表现出总体最高的蠕变强度。量化了几种强化贡献，例如$γ$相的固溶体强化、有效扩散系数或堆垛层错能。基体元素含量不同，试样的剪切机制也有很大不同。当富Ni合金表现出SISF和SESF剪切时，富Co合金在$γ^\prime$相被切割时产生扩展的APB。这主要是由于不同的平面故障的能量，所造成的一个不断变化的偏析行为。因此，它被认为是剪切电阻率和发生在$γ^\prime$相的变形机制是至关重要的蠕变性能的研究合金系列。
2021-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Orientation reconstruction of transformation $α$ titanium alloys via polarized light microscopy: methodology and assessment
本研究提出一种基于Burgers取向关系的偏振光显微镜取向重构方法，将钛合金取向缩小至四种可能，并在理想化样本上验证，显著提升晶体塑性模拟的变形场预测精度。
2025-01-20 cond-mat.mtrl-sci
