Critical cooling rate for the glass formation of ferromagnetic Fe40Ni40P14B6 alloy
采用快速凝固技术制备了Fe-Ni-P-B块状非晶合金。制备的最大非晶样品直径约为2.5 mm，通过有限差分数值计算，可以估算出该合金系统玻璃形成的相应冷却速率约为492.4 K/s。该值与用连续冷却转变（CCT）曲线法估算的Fe_（40）Ni_（40）P_（14）B_6合金的临界冷却速率Rc值在同一数量级上。实验结果表明，该方法能较好地去除非均相杂质。
2006-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Formation energy puzzle in intermetallic alloys: Random phase approximation fails to predict accurate formation energies
我们进行了密度泛函计算，以估计金属间化合物合金的形成能。我们使用了两个半局部近似，广义梯度近似（GGA）的Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）和强约束和适当赋范（SCAN）元GGA。此外，我们利用了两个非局部DFT泛函，混合HSE 06，和国家的最先进的随机相位近似（RPA）。非局部泛函，如HSE 06和RPA产生准确的形成能的二元合金完全填充的d带金属，半局部泛函表现不佳。当合金中存在部分填充的d带金属时，非局部泛函的精度大大降低，而PBE-GGA在这些情况下表现出色。我们表明，任何DFT方法的准确预测的形成能取决于它的能力，预测准确的电子性质，例如，价带d带对态密度的贡献。SCAN元-GGA经常校正PBE-DOS，然而，与PBE相比，它不提供准确的形成能。这被认为是由于缺乏适当的误差消除，这是由于两种合金及其成分的相似的本体性质而应该预期的，这可以通过改变meta-GGA成分来改善。RPA产生太负的形成能与部分填充的d-带金属的合金。RPA结果可以通过恢复交换相关核来校正，从而改善金属密度中的短程电子-电子相关。
2020-10-02 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of formation of a 2D binary alloy
扫描隧道显微镜和高分辨率芯级光电发射实验的直接比较为二维（2D）二元合金（1/3单层（ML）Sn（1- x）Six/Si（111）- \sqrt 3 X \sqrt 3R 30）的形成机制提供了基本原理。与最近的理论预测相比，纯金属表面（x=0）的结果分为两类（2/9 ML和1/9 ML）的广告原子占据非等效的T4网站。在合金的形成过程中，Si原子优选占据大多数类型的吸附位点。这种特殊的替代机制导致了ad原子的相互排列，这种排列即使在室温下也不是随机的，而是在二维和准二维二元合金中普遍观察到的典型的短程有序
2001-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Unusual negative formation enthalpies and atomic ordering in isovalent alloys of transition metal dichalcogenide monolayers
常见的替代式等价半导体合金通常形成具有正的过量形成势（ΔH）的无序亚稳相。相反，过渡金属二硫属化物（TMDs）MX2（M = Mo，W; X = S，Se）的单层合金总是具有负ΔH，表明原子有序，然而，这尚未在实验中观察到。通过第一性原理计算，我们发现阳离子混合TMD合金的负ΔH是由弱Mo-X键向最近的强W-X键的电荷转移引起的，而阴离子混合TMD合金的负ΔH是由Se原子向最近的S原子的电荷转移引起的能量增益大于晶格失配引起的能量损失引起的.因此，阳离子混合和阴离子混合的合金应该积极地分别优选具有Mo-X-W和S-M-Se有序。然而，原子的顺序，只是局部有序，但无序的长期范围内，由于TMD单层的对称性，如所示的许多能量简并结构为给定的合金组合物。此外，局域有序和无序对宏观性质如带隙和光学损耗的影响可以忽略不计，使得局域有序TMD合金的实验观察具有挑战性。我们建议利用微观性质，如强烈依赖于本地原子配置的实验缺陷，以确定在TMD合金的无序和本地有序的优势。最后，通过混合阳离子和阴离子的四元TMD合金被研究为具有宽范围的光电应用的带隙。本文的工作对TMD合金的制备和应用具有一定的指导意义。
2017-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Si on Fe-rich intermetallic formation and mechanical properties of heattreated Al-Cu-Mn-Fe alloys
研究了Si对挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金热处理后富铁金属间化合物形成和力学性能的影响。结果表明，Si含量的增加促进了Al 15（FeMn）3（SiCu）2（$α$ -Fe）相的形成，并改变了T（Al 20 Cu 3 Mn 2）相的形貌，其尺寸减小，数量增加。主要原因是Si促进了金属间化合物的异质形核，导致析出物更细小。Si的加入显著提高了合金的抗拉强度和屈服强度。其强化作用主要是由于T相体积分数的增加和$α$ -Fe组织致密，对基体的危害较小，使拉伸过程中裂纹不易萌生和扩展。挤压铸造Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe合金中Si含量为1.1%时，合金的抗拉强度为386 MPa，屈服强度为280 MPa，延伸率为8.6%。
2017-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Rich diversity of crystallographic phase formation in 2D Rex:Mo1-xS2 (x< 0.5) alloy
我们报告了在RexMo_（1-x）S_2合金中观察到的丰富的晶相形成（x < 0.5）。对于x < 0.23，没有观察到低维超结构调制，并且阳离子间杂化保持离散，随着Re浓度的增加形成二聚体到四聚体。当x > 0.23时，观察到超结构调制。取决于Re浓度（x = 0.23，0.32，0.38和0.45）及其分布，各种类型的阳离子杂化结果在丰富的低维超结构调制的变化直接揭示了高分辨率透射电子显微镜。这些层状合金系统可用于各种能量和新型器件应用。
2019-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Resolving the structure of the striped Ge layer on Ag(111): Ag$_2$Ge surface alloy with alternate fcc and hcp domains
石墨烯之外的二维（2D）蜂窝晶格，如锗烯，有望产生新的物理特性，如量子自旋霍尔效应。虽然有许多关于锗烯生长的说法，但缺乏对合成的外延层的精确结构表征阻碍了进一步的研究。Ge在Ag（111）上沉积形成的条纹层最近被认为是伸展的锗烯层。利用表面X射线衍射和密度泛函理论计算，我们证明，它实际上对应于Ag $_2$ Ge表面合金的原子密度比Ag（111）原子密度高6.45%。整体结构由与面心立方顶层取向相关的条纹形成，与六边形紧密堆积顶层取向相关的条纹交替，与（$22\times\sqrt3$）Au（111）重构非常类似。
2021-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Kinetics of formation of twinned structures under L1_0 type orderings in alloys
采用主方程方法和动力学团簇方法研究了合金中L1_0型有序化的动力学过程，包括孪晶结构的形成.原子间的变形相互作用的微观模型的建议，推广了类似的模型Khachaturyan稀合金的物理有趣的情况下，集中的合金。该模型被用来模拟A1->L1_0转变淬火后的合金从无序的A1相到单相L1_0状态的合金模型具有不同的化学相互作用，温度，浓度，和tetravel扭曲。我们在瞬态微观结构和相变动力学中发现了一些特殊的特征，其中许多与实验数据吻合得很好。模拟结果还表明，在近平衡孪晶带的反相边界的相互作用依赖的对齐，这似乎是在一些实验中观察到的现象。
2001-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Role of Ni, Si and P on the formation of solute-rich clusters under irradiation in Fe-Cr alloys
低纯度的Fe-Cr合金（F-M钢的模型合金）经辐照后，少量溶质元素如P、Ni和Si已被证明能产生溶质团簇，这些溶质团簇对硬化有显著贡献，并可能与小位错环有关。为了理解每种杂质对在辐照下形成的纳米特征的形成的作用以及不同物质之间的最终协同作用，将Fe-15 at.%对不同成分的Cr-X（X=Si，Ni，P，NiSiP）合金进行了离子辐照处理，并用原子探针层析成像技术进行了表征。在300 { \textdegree }C至2.5 dpa下对四种合金：Fe 15 CrNi、Fe 15 CrSi、Fe 15 CrP和Fe 15 CrNiSiP进行辐照。讨论了辐照过程中注入碳原子对纳米结构演化的影响。的辐射下形成的nanofeatures的剂量作为组合物的函数的演变的研究突出了P和C的纳米簇的形成上的作用，并确认辐射诱导的性质的溶质丰富的集群。
2022-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Magnetochemical effects on phase stability and vacancy formation in fcc Fe-Ni alloys
本研究通过密度泛函理论参数化模型和蒙特卡洛模拟，揭示了fcc Fe-Ni合金中磁化学效应对相稳定性和空位形成的关键影响，成功预测了相图及磁自由能变化。
2022-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Phase formation characteristics and magnetic properties of bulk Ni2MnGe Heusler alloy
系统研究了退火温度和合金成分对Ni-$_{2}$-MnGe和$_{2.1}$-Mn $_{0.9}$-Ge-Heusler合金的结构和磁性能的影响。我们已经观察到，退火温度和合金组合物都急剧改变样品中发现的相，由于竞争的三元相的存在。两种合金成分在900和950 $^{\circ}$ C下的退火促进L2 $_{1}$ Heusler相的形成。然而，对于Ni $_{2}$ MnGe和Ni $_{2.1}$ Mn $_{0.9}$ Ge合金，不能分别防止Ni $_{5}$ Mn $_{4}$ Ge $_{3}$和Ni $_{16}$ Mn $_{6}$ Ge $_{7}$相的形成。为了估计Ni $_{5}$ Mn $_{4}$ Ge $_{3}$杂质相对母体Ni $_{2}$ MnGe的磁性贡献，我们还合成了纯Ni $_{5}$ Mn $_{4}$ Ge $_{3}$合金。具有低磁化响应的Ni $_{5}$ Mn $_{4}$ Ge $_{3}$的反铁磁性质允许我们揭示化学计量的块体Ni $_{2}$ MnGe的磁响应。体Ni $_{2}$ MnGe显示出简单的铁磁行为，居里温度为300 K，与以前的结果一致的薄膜。尽管磁场冷却（FC）和磁场加热（FH）模式之间的磁化曲线的分歧，化学计量的Ni $_{2}$ MnGe合金不进行马氏体相变的基础上，我们的变温X射线衍射实验。
2014-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Distribution of Formation and migration energies of point defects in concentrated solid-solution alloys: Ni_{0.5}Co_{0.5}, Ni_{0.5}Fe_{0.5}, Ni_{0.8}Fe_{0.2} and Ni_{0.8}Cr_{0.2}
利用从头计算和特殊的准随机结构，我们表征了Ni基固溶体合金Ni_{0.5} Co_{0.5}，Ni_{0.5} Fe_{0.5}，Ni_{0.8} Fe_{0.2}和Ni_{0.8} Cr_{0.2}中缺陷形成能和迁移势垒的分布.由于缺陷形成能敏感地依赖于元素的化学势，我们已经开发出一种计算效率高的方法来确定它，考虑到全球的组成和本地的短程顺序。我们发现，在这四种元素中，Fe对Ni的合金化作用最大。结果表明，空位和间隙原子的迁移能分布存在一个重叠区，这将有利于它们之间的复合。
2016-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Formation of bulk ferromagnetic nanostructured Fe40Ni40P14B6 alloys by metastable liquid spinodal decomposition
采用亚稳态液相调幅分解法可以制备出直径为3~5 mm的Fe 40 Ni 40 P14 B6合金纳米晶锭。采用助熔剂法对Fe 40 Ni 40 P 14 B6合金进行净化处理，获得了大的过冷度。当过冷度Δ T > 260 K时，过冷试样的组织在过冷液态下发生了液态调幅分解。显微组织可以描述为两个相互缠绕的网络，小颗粒分散在其中。对于过冷度Δ T > 290 K，试样的整体显微组织变为粒状形态。小晶粒和大晶粒的平均晶粒尺寸分别为~ 30 nm和~ 80 nm。所制备的样品为饱和磁化强度Bs ~ 0.744T的软磁材料。
2007-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Mixed Alkali-Ion Transport and Storage in Atomic-Disordered Honeycomb Layered $\rm NaKNi_2TeO_6$
蜂窝状层状氧化物是一类新兴的材料，具有有趣的物理化学和电化学性质。然而，这些材料的发展仍然有限。在此，我们报道了碱原子（$\rm Na$和$\rm K$）的组合使用以制备混合碱蜂窝状层状氧化物材料，即，$\rm NaKNi_2TeO_6$。通过透射电子显微镜测量，我们揭示了局部原子结构的障碍，其特征在于非周期性堆叠和不相干的交替排列的$\rm Na$和$\rm K$原子。我们还研究了在$\rm NaKNi_2TeO_6$中$\rm Na$和$\rm K$离子的混合电化学传输和存储的可能性。特别地，我们报道了在低比电流（即，当使用基于离子液体的电解质溶液将基于$\rm NaKNi_2TeO_6$的正电极与室温$\rm NaK$液体合金负电极组合时，$< 10\, \rm mA\, g^{-1}$）的性能。这些结果代表了使用定制阴极活性物质用于利用室温液体碱金属合金材料的无枝晶电化学能量存储系统的一个步骤。
2021-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
The formation and ordering of local magnetic moments in Fe-Al alloys
用密度泛函理论研究了Fe-Al合金中局域磁矩随浓度和Fe最近邻环境的变化。在零温度下，系统可以处于不同的状态：铁磁，反铁磁和自旋螺旋波（SSW）具有最小的能量。铁原子周围有许多铝原子时，铁原子的负磁矩和SSW都与实验相符。从文献中的磁化曲线进行了分析。磁性团簇尺寸分布的逾渗性质假设很好地描述了150 K以上的超顺磁性实验行为。
2007-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Growth and surface alloying of Fe on Pt(997)
用热能氦原子散射（TEAS）和俄歇电子能谱（AES）研究了175 ~ 800 K温度范围内Fe在Pt（997）邻位表面上的超薄层生长。我们发现三个不同的制度的性质不同的生长类型：低于450 K的形成一个光滑的第一单层，在和600 K以上的大块合金形成的开始，并在中间温度500 K-550 K的表面合金的形成。在175 ~ 500 K温度范围内，观察到单原子Fe行装饰衬底台阶。高台阶密度的重要性进行了讨论，相对于促进平滑层生长和相对于合金化过程及其动力学。
2005-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Bulk nanocrystalline Al alloys with hierarchical reinforcement structures via grain boundary segregation and complexion formation
晶粒尺寸工程，特别是将晶粒尺寸减小到纳米晶范围，为进一步提高铝合金的强度-重量比提供了一条有前途的途径。不幸的是，纳米晶金属的制造通常需要非平衡处理路线，这通常限制了试样尺寸并需要大量的能量预算。在这项研究中，多个掺杂原子在三元铝合金故意选择，使偏析的晶界区域，并促进形成非晶络合物。采用简单的粉末冶金方法成功地制备了三种不同的完全致密的小晶粒尺寸块体纳米晶Al合金（Al-Mg-Y，Al-Fe-Y和Al-Ni-Y），完全致密化直接与非晶复合物的形成有关。所有组合物在585 ℃下通过热压固结后均表现出高于99%的密度和<60 nm的晶粒尺寸。非常细的晶粒结构导致优异的机械性能，纳米压痕硬度值在2.2-2.8 GPa的范围内。详细的微观结构表征验证了所有掺杂剂物种的晶界偏析，以及形成无定形络合物，这表明它们在帮助有效的固结和赋予合金的热稳定性的影响作用。此外，在晶界处还观察到具有核-壳结构的纳米棒，这可能有助于晶粒结构的稳定和高强度。最后，形成尺寸为数百纳米的金属间化合物颗粒。作为一个整体，这里提出的结果表明，一般的合金设计策略的偏析和边界演变途径，使制造多个纳米晶铝合金的分级显微组织和改善的性能。
2021-10-05 cond-mat.mtrl-sci
c(2x2) Interface Alloys in Co/Cu Multilayers - Influence on Interlayer Exchange Coupling and GMR
研究了铁磁/非磁界面上的c（2x2）有序过渡金属界面合金对层间交换耦合（IXC）、量子阱态（QWS）形成和巨磁电阻现象的影响。我们得到了强烈的依赖界面合金形成的IXC。GMR比率也受到强烈影响。我们发现，在界面处的Fe，Ni和Cu合金将面内几何形状的GMR比率提高了近2倍。
2000-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen delaying the formation of Guinier-Preston zones in aluminium alloys
氢对Al-5Cu合金在自然时效过程中GP区形成和生长的影响进行了原子尺度的实验研究和从头算数值计算。如通过扫描/透射电子显微镜观察到的，硬化动力学被延迟，由于在自然老化过程中，当氢被并入时GP区的生长较慢。根据从头计算，延迟硬化的结果从氢捕获在空位中，显着降低铜的扩散系数和铝的自扩散。扩散系数的这种降低是由于氢处于与空位交换的原子的路径中（并且增加能垒）或者由于氢从空位解离（并且导致较不稳定的状态）。
2022-09-29 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
Spontaneous formation of Frenkel defects in high-entropy-alloys-type compound
本研究通过分子动力学模拟揭示PbTe基高熵合金中铟的引入可促使弗伦克尔缺陷自发形成，且该过程主要受电荷而非阳离子尺寸影响，从而显著增强阳离子扩散，为开发自修复和高离子渗透性高熵合金提供了新见解。
2024-03-20 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
Host-atom-driven transformation of a honeycomb oxide into a dodecagonal quasicrystal
本研究提出一种宿主原子诱导金属氧化物蜂窝网络转变为十二边形准晶的通用方法，实现了结构精确的准晶制备，并扩展至镧系Eu-Ti-O相，为探索外延生长和非周期系统提供了新途径。
2025-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Graphene Layer Morphology as an Indicator of the Metals Alloy Formation at the Interface
石墨烯-金属界面中不同物质的插层被广泛用于稳定不同材料的人工相。然而，在客体金属插入上形成表面合金仍然是一个悬而未决的问题，这对于制造具有所需性能的石墨烯基界面非常重要。在这里，广泛研究的界面的石墨烯与Ru（0001）和Ir（111）进行了修改，使用插入薄Mn层，并通过扫描隧道显微镜（STM）伴随着密度泛函理论（DFT）计算，再现了观察到的实验数据进行了研究。发现Mn在Ru（0001）上形成了一个假晶层，并位于强烈弯曲的石墨烯层之下。在石墨烯/Ir（111）中的Mn嵌入的情况下，在平坦石墨烯层下方的第一Ir层下方形成MnIr合金的掩埋薄层。这种意想不到的观察解释的基础上的Mn-Ru和Mn-Ir系统的相图图片，以及通过比较计算的总能量为各自的接口。我们的研究结果揭示了石墨烯-金属界面处合金形成机制的理解，并展示了其为未来石墨烯应用制备定制界面的潜力。
2021-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Magnetochemical coupling effects on thermodynamics, point-defect formation and diffusion in Fe-Ni alloys: a theoretical study
本论文从理论上研究了Fe-Ni合金中的热力学、点缺陷形成和扩散性质，重点研究了铁镍合金的磁化学效应。结果来自密度泛函理论（DFT）计算和蒙特卡罗（MC）模拟使用DFT参数化的有效相互作用模型（EIM）与明确的原子和自旋变量。这项工作的第一部分是集中在热力学。我们通过DFT计算能量，磁性和振动性质和bcc-fcc相图，揭示磁性和振动熵之间的相对重要性。结合MC模拟与EIM，我们得到了一个fcc相图的居里点。我们还讨论了Mn和Cr对相稳定性的影响。第二部分的工作是致力于点缺陷的性质。我们发展了计算合金中空位形成自由能的MC格式。我们发现，在fcc的Fe和Ni的空位形成表现出的功能，以及不同于那些在bcc的Fe。在fcc结构Fe-Ni合金中，磁无序倾向于增加空位形成自由能，而化学无序则表现出相反的作用。我们还研究了磁场对面心立方Fe和Ni中自激体性质的影响。最后一部分的工作是致力于空位介导的扩散。我们评估了整个浓度范围内的扩散性质，探讨了磁化学效应对扩散的影响。这项工作充分考虑了横向和纵向自旋涨落和磁化学相互作用的影响。它提供了一个准确和一致的预测的热力学，缺陷形成和扩散性能的Fe-Ni系统，并有助于更好地了解磁性在奥氏体钢的影响。所采用的方法也可推广到其它磁性合金的研究中。
2023-02-01 cond-mat.mtrl-sci
The impact of alloying elements on the precipitation stability and kinetics in iron based alloys: An atomistic study
本研究通过DFT计算与动力学蒙特卡罗模拟，探究合金元素对铁基合金析出相的影响，发现Mn、Ni及微量P、Si可显著延缓析出动力学，Si对混合团簇形成至关重要。
2025-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Growth of germanium-silver surface alloys followed by in situ scanning tunneling microscopy: Absence of germanene formation
理论研究表明，新的物理性质，如可调间隙开口或量子自旋霍尔效应，可以预期从第四族石墨烯类似物（硅烯，锗烯，锡烯）。虽然已经有许多关于这种Si，Ge，Sn单层生长的研究，但它们的六方组织的证明通常基于生长后的表征，并且它们与石墨烯的类比一直存在争议。我们在380- 430 K温度范围内对Ge在Ag（111）衬底上沉积过程的实时扫描隧道显微镜（STM）观察表明，在第二层形成之前，Ag原子参与了所有观察到的结构，排除了在这些实验条件下在该衬底上形成锗烯的可能性。扫描隧道显微镜（STM）对Ge原子扩散过程的观察表明，在该温度下，Ag和Ge原子之间的易交换是Ge-Ag表面合金化的主要原因。
2020-11-25 cond-mat.mtrl-sci
Formation of Microcrystalline Structure in Large-Scale Ingots of Ti Alloy Ti-6Al-4V during the Complex Loading
提出了一种新的α-β钛合金Ti-6Al-4V大型锭料的复合加载方法，该方法包括在α-β温度场中对锭料进行扭转和拉伸变形，然后进行一次压缩和拉伸，锭料的规格直径为120 mm，长度为300 mm。在变形和变形后加热后进行铸锭组织和机械性能评价。铸锭具有完全均匀的宏观组织。铸锭的微观结构是α加β，平均晶粒尺寸为d=10 μ m。在铸锭的截面中，中心区域和外围区域的显微组织没有任何显著差异。
2011-10-14 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
Formation and composition-dependent properties of alloys of cubic halide perovskites
用于太阳能应用的单个卤化物钙钛矿的明显缺点，例如带隙的限制范围、ABX 3分解成AX+ BX 2的倾向或2ABX 3氧化成A2BX 6，导致需要考虑单个钙钛矿的合金。这产生了一个非平凡的材料选择问题，跨越连续的三组组合物（一个用于每个子晶格），并需要在每个合金子域相分离或排序的控制。毫不奇怪，到目前为止，材料和结构的选择主要是通过试错探索。我们从半导体合金的固态理论出发，分析了（FA，Cs）（Pb，Sn）I_3合金体系的行为。利用密度泛函计算特别构造的超晶胞（SQS）被用来计算的带隙，分解和合金混合的能量的组成依赖。观察到A位和B位合金的一些趋势。为了理解控制这些趋势的物理原因，我们将合金性能分解为不同的物理术语：（i）与去除八面体变形相关的能量（倾斜、旋转、B位位移），（ii）压缩较大组分和使较小组分膨胀到合金体积的能量，（iii）与将合金单元置于共同晶格上相关的电荷转移能量，最后，（iv）细胞内所有键的结构松弛。这一分析澄清了观测到的爆炸间隙，分解能量和混合能量的趋势的起源。与以前的一些计算不同，我们发现，合金物理学的适当描述要求即使是纯的，非合金化的端点化合物被允许开发本地环境依赖的八面体变形，显着降低总能量和提高其带隙。
2018-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamics of vacancies in concentrated solid solutions: From dilute Ni-alloys to the Cantor system
采用巨正则Monte-Carlo（MC）方法研究了（CoCrFeMn）$_{1-x_\mathrm{Ni}}$ Ni $_{x_\mathrm{Ni}}$系列合金在有限温度下的空位浓度.从经典的原子间势计算的空位形成能，并表现出由于不同的化学环境的空出的网站的分布。在稀合金中，这种分布具有多个离散峰，而浓合金表现出单峰分布，因为存在具有相似空位形成能的许多不同化学环境。MC模拟使用一个数值有效的键计数模型证实，空位浓度，即使在集中的合金可以计算由所建立的麦克斯韦-玻尔兹曼方程加权给定的形成能的分布。计算了（CoCrFeMn）$_{x_\mathrm{Ni}}$ Ni $_{1-x_\mathrm{Ni}}$中空位浓度随Ni含量的变化，证明了热力学模型与巨正则蒙特卡罗模拟结果的良好一致性。
2021-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Formation of double ring patterns on Co2MnSi Heusler alloy thin film by anodic oxidation under scanning probe microscope
利用原子力显微镜（AFM）观察到Co2MnSi（CMS）薄膜在局部阳极氧化（LAO）过程中在电击穿电压下形成双环。利用磁力显微镜和能量色散谱研究了电晕效应和钴在环附近的偏析。双环的形成归因于LAO过程中烧蚀材料与感应磁场的相互作用。从CMS膜的未扰动区域的正向偏压输运特性的陡度表明非平衡自旋贡献。AFM针尖在磁性薄膜中的这种介观织构可以潜在地用于存储应用。
2013-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical stability of two-dimensional metals in the periodic table
通过第一性原理计算声子能带结构，研究了从Li到Pb的二维金属元素的动力学稳定性，其中二维结构被假定为平面六边形、弯曲蜂窝和弯曲正方晶格结构.我们展示了二维结构和三维结构的稳定性之间的关系。这为合金提供了材料设计概念，其中关于稳定的2D结构的相似性，而不是合金的能量稳定性，对于产生动态稳定的合金是重要的。
2020-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral honeycomb superstructure, parquet nesting, and Dirac cone formation in Cu-intercalated 2H-TaSe2
在过渡金属二硫属化物TaSe $_2$中嵌套一个对称的手性蜂窝结构，在单粒子激发谱中产生狄拉克锥异常。然而，良好定义的狄拉克点的形成似乎是由2D等离子体上的有效散射阻碍。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of Atomic Size and Valence Electron Concentration on the Formation of fcc or bcc Solid Solid Solutions in High Entropy Alloys
采用先前报道的规则，计算了高熵合金（HEAs）中四到七种元素的合金形成固溶体的可能性。包括30种元素：周期表第四、第五和第六周期的过渡元素和铝。共分析了2，799，486个系统。当元素的数量从四个增加到七个时，在HEAs中形成的固溶体的百分比从35.9%下降到26.4%。已经使用先前报道的观察结果预测了将形成的固溶体的结构，fcc，bcc或fcc和bcc的混合物。随着元素数目从4增加到7，具有fcc或bcc结构的系统的百分比降低。计算了具有fcc、bcc或fcc和bcc的混合物的固溶体的百分比，对于具有4至7个元素但保持一个恒定元素的合金。其中恒定元素具有价电子浓度的系统，VEC，从3到4，将在大约50%的系统中具有bcc结构。当系统中的常量元素具有10到12个VEC时，大约75%的系统将呈现fcc结构。
2021-04-29 cond-mat.mtrl-sci
Formation and magnetic properties of spark plasma sintered Mn$_{3-δ}$ ($δ$ = 0, 1) alloys
采用放电等离子烧结法合成了D 0 $_{22}$ Mn $_{3 - δ}$ Ga（$δ$ = 0，1）Heusler合金。合成了单相Mn $_3$ Ga（T $_\mathrm{c}$ $\simeq$ 780 K），同时发现Mn $_2$ Ga（T $_\mathrm{c}$ $\simeq$ 710 K）与近化学计量比的室温顺磁性Mn $_9$ Ga $_5$ ~（$\approx$ 15 \%）共存，这是由于其较低的形成能，这一结果由我们的密度泛函理论（DFT）计算证实.合金表现出硬磁行为，室温自发磁化强度mPDMATHABMW（80 kOe）= 1.63（0.83）$μ_\mathrm{B}$ /f. u。Mn $_3$ Ga（Mn $_2$ Ga）的HPDMATHABMQ = 4.28（3.35）kOe。进一步研究磁性，直到通过Stoner-Wohlfarth模型的T $_\mathrm{c}$和H $_\mathrm{c}$（T）分析显示磁化反转的成核机制。实验结果得到了DFT计算的支持，表明D 0 $_{22}$ Mn $_2$ Ga的基态是通过从全Heusler Mn $_3$ Ga结构中去除Mn原子而得到的，符合半Heusler合金图.
2019-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure, mechanical properties and aging behaviour of nanocrystalline copper-beryllium alloy
本文报道了大塑性形变Cu -2wt%Be合金粗晶和纳米晶时效动力学的综合研究。结果表明，粗晶合金时效后，连续形成纳米级的体心立方（bcc，CsCl型）半共格颗粒，其晶体取向关系为{220} Cu // {200} CuBe。这些颗粒产生了显着的内部应力场，并成为位错滑移的障碍，导致硬度从95维氏硬度（HV）的溶解合金到400 HV的老化的变化。剧烈的塑性形变导致形成平均晶粒尺寸为20 nm和HV为390的单相纳米晶组织。结果发现，该晶粒尺寸轻微驱动晶界偏析。纳米晶合金的进一步时效导致沉淀物在原Cu晶界上的不连续形成和亚稳相的跳跃。观察到老化纳米结构合金的最大硬度为466 HV的显著的时效硬化。力学性能测试结果表明，对于粗晶和纳米晶合金，显微组织和进一步时效对合金的强度性能都有很大的影响。纳米结构合金具有良好的热稳定性。CuBe相的硬度值的理论计算。结果表明，Be作为一种轻合金元素，可以直接改变大变形铜合金的显微组织。
2020-05-11 cond-mat.mtrl-sci
First-principles Study on Formation of LPSO Structures for Ternary Alloys Revisited from Short-range Order
基于能量竞争无序相的短程有序（SRO）倾向，研究了Mg-Y-Zn三元合金长周期堆垛有序（LPSO）结构的形成.我们发现，各向异性的SRO倾向的堆垛层错的结构不能简单地解释由算术平均值的SRO组分fcc和hcp堆垛，表明SRO应显着地受到影响的sternally-introduced堆垛层错。我们还发现，相邻Y-Zn对的SRO（其应具有正号以形成LPSO中发现的特定L12型簇）受到堆垛层错之间距离的强烈影响：例如，五原子层间距不优选面内Y-Zn对，而七原子层间距优选面内和面间Y-Zn对。这些事实有力地表明，Mg-Y-Zn合金的有序化趋势是显着的堆垛层错以及它们的周期性支配。本文还系统地研究了其它Mg-RE-Zn（RE = La，Tb，Dy，Ho，Er）合金的SRO与稀土元素物性的关系。我们发现，虽然RE-Zn对的SRO没有表现出有效的原子半径的相关性，它有很强的二次相关的原子半径考虑沿面内和面间方向的unisotoropy。
2016-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Vacancy formation energies and migration barriers in multi-principal element alloys
多主元素合金（MPEAs）由于其结构稳定性和抗辐射损伤能力的提高，作为结构和面向等离子体的材料继续受到关注。尽管机械行为对辐照和点缺陷形成的敏感性，但对基于耐火材料的MPEAs中空位稳定性和扩散的理解很少关注。利用密度泛函理论研究了体心立方（Mo 0.95 W 0.05）0.85 Ta 0.10（TiZr）0.05中空位的稳定性和扩散势垒.在这个MPEA中的结果显示出强烈的环境依赖性，源自与相邻原子之间的电荷转移相关的局部晶格畸变，该电荷转移随不同的化学环境而变化。我们发现晶格畸变程度和迁移势垒之间的相关性：（Ti，Zr）具有较小的畸变具有较低的势垒，而（Mo，W）具有较大的畸变具有较高的势垒，这取决于局部环境。在辐照下，我们的研究结果表明，（Ti，Zr）是显着更容易扩散比（Mo，W），而Ta显示中间效果。因此，由空位扩散引起的材料退化可以通过调整合金元素的组成来控制，以提高在极端操作温度和苛刻条件下的蠕变强度。
2022-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Origin of giant magnetoresistance across the martensitic transformation for Ni44Cu2Mn43In11 alloy: Formation of phase fraction
研究了Ni44Cu2Mn43In11合金一级马氏体相变过程中与相体积分数相关的磁电阻效应。在MT的亚稳态内，磁场的等温应用将马氏体转化为奥氏体。在任何温度下的场致奥氏体相分数（fIA）取决于在该温度下马氏体相分数（fM）的可用性和不稳定性。这fIA被认为是最显着的贡献所观察到的巨型MR，而纯马氏体和奥氏体相分数的贡献是可以忽略不计的。它被发现，净MR遵循非线性比例关系与fIA和fIA的上升和下降分支遵循不同的幂律引起的滞后MR。在这里，我们提出了一个详细的解释所观察到的行为MR的基础上现有的相分数。
2015-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Native defects in the Co$_2$Ti$Z$ ($Z=$ Si, Ge, Sn) full Heusler alloys: formation and influence on the thermoelectric properties
我们已经进行了第一性原理的调查，在全Heusler合金Co $_2$ Ti $Z$（$Z$的第IV族元素Si，Ge，Sn之一）的本地缺陷，确定其形成能和它们如何影响的输运性质。我们发现所有化合物中的Co空位（Vc）和Ti $_\text{Sn}$反位都表现出负的形成能。最小正值出现在反位上过量的Co（Co $_Z$或Co $_\text{Ti}$）和Ti $_Z$。最丰富的原生缺陷被建模为稀合金，与多重散射理论格林函数方法相结合的相干势近似处理。通过Kubo-Greenwood公式和基于其能量依赖性的系统的Seebeck系数，使用以这种方式确定的自洽电位来计算剩余电阻率。后者被证明是显着依赖于缺陷的类型，导致的变化是微妙的，自旋-轨道耦合诱导，在半金属间隙以上的电子结构的变化。其中两个系统，Vc $_\text{Co}$和Co $_Z$，被发现表现出负的塞贝克系数。这一观察，连同它们的低形成能，提供了一个解释的实验观察到的负塞贝克系数的Co $_2$ Ti $Z$化合物是由于无意中产生的原生缺陷。
2017-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen uptake and hydride formation in Al$_x$CoCrFeNi high-entropy alloys: First-principles, universal-potential, and experimental study
Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）；Max-Planck-Institut for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；University of Stuttgart（斯图加特大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）；Goethe University Frankfurt（法兰克福歌德大学）；Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM)（联邦材料研究与测试研究所）
研究通过实验和计算揭示铝基高熵合金中氢吸收机制，发现铝元素抑制氢溶解，B2有序结构影响氢化物形成。
2026-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Formation and stability of icosahedral phase in Al65Ga5Pd17Mn13 alloy
在这项工作中，我们提出了一个四元（伪三元）二十面体准晶在Al 65 Ga 5 Pd 17 Mn 13合金的形成和表征。X射线衍射和透射电镜分析证实了铸态合金中形成了二十面体B2型和O型（正交结构）晶相。在800 ℃退火60小时后形成二十面体相。首次研究了AlGaPdMn四元合金中二十面体相的形成。能量色散X射线分析研究表明，存在的Ga（5原子）的合金。有趣的是，在铸态合金中观察到伪十二折叠图案。二十面体的AlGaPdMn提供了一个新的机会，研究各种特性，包括表面特性。本文试图讨论Al-Ga-Pd-Mn合金准晶相形成的微观机制。
2008-06-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Entropy-assisted, long-period stacking of honeycomb layers in an AlB2-type silicide
该研究以AlB₂型Gd₂PdSi₃合金单晶为对象，发现构型熵可使内能相近的四周期与八周期堆叠结构中后者更稳定，并探讨了多型体对其磁性的潜在影响。
2025-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Atomic-scale pathway of early-stage precipitation in Al-Mg-Si alloys
时效硬化合金的强化主要通过纳米级沉淀物实现，其从原子级溶质富集实体的形成路径很少以可直接验证的方式进行分析和理解。在这里，我们发现了Al-Mg-Si合金早期沉淀的途径：溶质聚集导致FCC簇的三个连续变体，然后形成非FCC $GP$ - $zones$。最初呈现球形形态（$C1$）的簇演变成细长簇，并在$\{111\}_{Al}$（$C2$）上定向，随后在$\{100\}_{Al}$平面和$<$ $100$ $>_{Al}$方向（$C3$）上定向。我们还分析了淬火位错与聚集现象的关联。这项工作的结果可以打开一个新的前沿，在推进合金工艺性能设计的商业重要的时效硬化铝合金。
2014-07-24 cond-mat.mtrl-sci
The role of radiation-induced segregation in defect-phase formation in Ni-Ge and Ni-Si alloys
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；BARC, Mumbai, India（孟买 BARC）
该研究通过比较Ni-Si和Ni-Ge合金在不同辐照下的微观结构演变，揭示了辐射诱导分离对缺陷和相形成的影响，指出溶质拖拽机制的差异导致了不同的微观结构特征。
2026-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Surface Effects on the Mechanical Elongation of AuCu Nanowires: De-alloying and the Formation of Mixed Suspended Atomic Chains
利用高分辨透射电子显微镜（HRTEM）对Cu（1-x）原子线的机械形变进行了原子学研究。分子动力学模拟也进行了，以获得更深入的了解拉伸纳米线的动力学性质。机械性能显着依赖于在交界处随时间演变的化学成分;一些结构表现出显着的去合金化行为。此外，我们的研究结果代表了第一个实验实现的混合线性原子链（LACs）之间的过渡金属和贵金属，特别是，表面能诱导化学梯度的NW表面上，可以利用控制相对的LAC组合物（不同数量的金和铜原子）。这些结果的纳米催化和自旋运输的一个原子厚的金属线的影响。
2015-02-23 cond-mat.mtrl-sci
AFLOW for alloys
本文回顾了如何利用AFLOW数据库和aflow++软件的第一性原理数据预测合金相形成，并揭示了多组分体系中无序与熵的重要性。
2023-10-25 cond-mat.mtrl-sci
Formation of hyperfine fields in alloys
本文对$Fe_{1-x}Me_x$（Me=Sn，Si）无序合金的平均磁化强度、Fe核的平均和局域超精细场（HFF）的实验数据进行了分析。利用有序合金的第一性原理计算结果研究了类金属浓度对HFF的影响。通过模型系统考虑到的障碍。得到的依赖性对应于实验观察到的。在Fe核的平均HFF与具有sp元素的合金中的平均磁化强度的比率上的实验数据表明，该比率与非金属浓度成比例地减小。这一比例的变化与三个因素有关。首先，相邻原子的价电子极化的贡献是正的（不同于自身磁矩的极化），随着无序度的变化（浓度的增加）而增加。第二，杂质，即类金属原子，在Fe的最近环境中的出现导致轨道矩增加。最后，无序度的变化，如第一种情况，导致轨道磁矩的增加及其对HFF的正贡献。讨论了这些贡献对HFF的影响的价值和程度。
2001-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Formation enthalpies of Al-Mn-Pd and the structure of the $i$-AlMnPd quasicrystal
本文采用电子密度泛函理论，从第一性原理出发，计算了Al-Mn-Pd三元合金系中各相的形成过程。我们认为所有的晶体结构中报告的三元和二元合金子系统（铝锰，铝钯，锰钯）的评估相图，以及其他报告或假设的结构。二十面体和十次准晶近似物是我们预测稳定的结构之一，或者接近稳定。我们的研究结果表明，需要仔细的实验重新检查的相稳定性在每个合金系统中，在进一步的努力，以细化晶体学和从头算结构。
2023-02-24 cond-mat.mtrl-sci
In situ Imaging of Precipitate Formation in Additively Manufactured Al-Alloys by Scanning X-ray Fluorescence
本研究利用基于同步加速器的原位扫描X射线荧光显微技术，直接成像了增材制造铝合金在热处理过程中Mn和Cr在晶界的选择性富集及熔池边界微观结构的热稳定性，证明了该方法在探索亚微米级析出动力学方面的重大价值。
2023-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Formation and Stability of Cellular Carbon Foam Structures:An {\em Ab Initio} Study
我们使用从头算密度泛函计算来研究蜂窝状泡沫状碳纳米结构的形成和结构以及热稳定性。这些具有混合$sp^2/sp^3$键合特性的系统可被视为熔合到刚性连续3D蜂窝结构的碳纳米管束，其可通过降低蜂窝的对称性而更容易地被压缩。泡沫可以容纳与石墨烯相同类型的缺陷，并且其表面可以通过终止帽来稳定。我们假设，泡沫可以在非平衡条件下形成的碳饱和金属表面的晶界附近。
2012-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Effect of copper content on thermal and mechanical properties of eutectoid zn-al alloy
Zn-Al合金已成为工业化生产的主要工程合金之一。研究了锌铝合金的共析成分，并观察了铜的加入对共析成分的影响。为此目的，在永久金属模具中模制一种共析体（Zn-22wt%Al）和三种其它合金，添加1wt%、3wt%和5wt%的具有该共析体组成的铜。显微镜研究显示出不同的颗粒，这证实了不同相的形成。此外，XRD分析支持微观研究中不同相的形成。在洛氏硬度B标上测试样品的硬度，并且观察到这些合金的硬度随着铜的添加而显著增加。差热分析表明，随着铜含量的增加，合金的相变温度呈上升趋势。从这项研究中得出结论，添加铜可以显着增加Zn-Al合金的机械性能。
2019-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Possible complete miscibility of $(BN)_x(C_2)_{1-x}$ alloys
用从头计算赝势方法研究了$(BN)_x(C_2)_{1-x}$合金及相关超晶格的稳定性。我们发现，（111）取向的$(BN)_1/(C_2)_1$超晶格由于B-C键和C-N键的数目最少，在许多短程有序$BNC_2$结构中具有最低的形成能。根据计算得到的不同组成和不同有序结构下的形成能，并假定热力学平衡，绘制了$(BN)_x(C_2)_{1-x}$合金的固溶体相图。我们发现$(BN)_x(C_2)_{1-x}$合金的完全可熔性是可能的，这与以前的理论预测相反，但与实验报告一致。
2002-11-05 cond-mat.mtrl-sci
