Elastic stability and lattice distortion of refractory high entropy alloys
含有来自周期表的Ti、V和Cr列的元素的难熔高熵合金形成体心立方（BCC）结构。来自Ti柱的元素是值得注意的，因为它们在高温下具有BCC结构，但在低温下经历剪切不稳定性并转变为六方（HCP）结构。我们表明，这些元素的不稳定性影响的HEAs，包含它们的属性。特别是，剪切模量大大降低，导致晶格畸变的动态贡献增加。与常规BCC柱相比，BCC/HCP柱的元件之间的相对大的尺寸差异产生对晶格畸变的额外静态贡献。这些研究结果支持的弹性常数和晶格畸变在四个代表HEAs的直接评估。HEAs与那些成分平均纯元素的模量比较验证了BCC/HCP元素的影响，并允许我们估计BCC相变得弹性不稳定的组合物，预测可能是有用的材料设计。
2017-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous local distortion in BCC refractory high-entropy alloys
虽然特殊的机械和辐射性能已被发现在新兴的中熵和高熵合金（MEA和HEAs），其复杂的原子环境的重要性，反映了原子大小和化学的多样性，缺陷传输已在很大程度上未被探索在原子水平。本文采用基于原子对分布函数测量的局域结构方法，结合密度泛函理论计算，研究了一系列体心立方（BCC）膜电极和高分子膜电极.我们的研究结果表明，所有的合金表现出局部晶格畸变（LLD）在一定程度上，但异常的LLD，合并的第一和第二原子壳层，只发生在Zr和/或Hf-含MEA和HEAs。此外，通过从头算模拟，我们表明，元素之间的电荷转移大大降低了尺寸失配效应。LLD和电荷转移之间的竞争共存不仅证明了电子效应对MEA和HEAs中局部环境的重要性，而且为深入理解这些合金中复杂的缺陷输运提供了新的视角。
2019-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Lattice distortions and non-sluggish diffusion in BCC refractory high entropy alloys
本研究通过放射性示踪和中子全散射技术结合第一性原理计算，系统研究了Co、Mn、Zn在两种BCC难熔高熵合金中的杂质扩散，揭示了局域晶格畸变与短程有序对扩散机制的影响，发现Co以间隙机制快速扩散，为高温合金设计提供了关键依据。
2025-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Robust Bain distortion in the premartensite phase of platinum substituted Ni2MnGa magnetic shape memory alloy
形状记忆和磁性记忆合金（MSMA）的预马氏体相被认为是具有保留奥氏体相对称性的马氏体相的前体状态。预马氏体相的热力学稳定性及其与马氏体相的关系仍然是一个未解决的问题，即使它是理解MSMA的功能特性的关键。在这里，我们提出明确的证据宏观对称性破缺导致强大的贝恩扭曲的premartensitic相的10%Pt取代Ni2MnGa。结果表明，强Bain畸变的预马氏体（T2）相是由另一个保持类马氏体对称性的预马氏体（T1）相通过同构相变形成的。T2相最终转变为马氏体相，在进一步冷却时具有额外的贝恩畸变。我们的研究结果表明，预马氏体相不应该被认为是一个先驱状态的立方奥氏体相的对称性保留。
2017-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Mechanocaloric effects in Shape Memory Alloys
记忆合金是一类铁性材料，其经历结构（马氏体）转变，其中相关联的铁性是晶格畸变（应变）。相变对共轭外场（应力）的敏感性，以及相变的潜热，产生了巨大的机械热效应。在非磁性记忆合金中，晶格畸变主要由纯剪切描述，并且该系列合金中的马氏体转变受到单轴应力的强烈影响，而它基本上对静水压力不敏感。因此，非磁性合金表现出巨大的弹热效应，但可以忽略的压热效应。相比之下，在许多磁性记忆合金中，马氏体转变时的晶格畸变除了剪切应变之外还涉及体积变化。这些合金同时受到单轴应力和静水压力的影响，表现出巨大的弹热效应和压热效应。本文的目的是提供一个关键的调查现有的实验数据的弹性和压力热效应的磁性和非磁性记忆合金。
2016-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Structural, magnetic and elastic properties on stoichometric $Ni-Mn-Cu$ Heusler alloys
该研究通过计算不同磁构型的平衡结构、弹性常数、四方畸变及电子态密度，确定$Ni_2MnCu$是$Ni-Mn-Cu$三元Heusler合金中性能突出且力学稳定的成员。
2023-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Electron spin mediated distortion in metallic systems
在结晶固态系统中，原子位置偏离其理想晶格位置会导致畸变，并可能导致结构[1]和功能特性[2]的变化。分子系统中的畸变传统上被理解为Jahn-Teller畸变[3]，而对于一维金属链，Peierls畸变机制已被提出[4]。在真实的三维金属系统中，缺少对畸变的基本描述，这是我们设计具有吸引人的结构性能的合金所需要的。本研究提出了在金属系统中的变形的演变的磁体积效应所产生的由于系统的磁基态。特别是在Cr的情况下，由于其他过渡金属的存在，可以看到显著的失真。Cr与过渡金属合金作为候选系统，研究电荷不相称，自旋翻转，磁体积效应和费米面嵌套之间的相关性。这项研究提供了一个新的解释，由于其独特的磁性合金中观察到的Cr的强化效果。
2019-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Correlating Local Lattice Distortion with Dislocation Pinning in Refractory High-Entropy Alloys
本文建立解析模型，将难熔高熵合金的局域晶格畸变与局域尺寸有序及全局成分耦合，揭示LLD类似表面弛豫机制，并证明LLD而非化学短程有序是固溶强化和相变的根源。
2024-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Impact of interstitial carbon on local lattice distortions in CoCrFeMnNi high-entropy alloys
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB)（柏林亥姆霍兹材料能源中心）；Institute of Solid State Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学固体物理研究所）；Department of Metallurgical and Materials Engineering, Indian Institute of Technology Patna（巴特那印度理工学院冶金与材料工程系）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）；Interdisciplinary Centre for Advanced Materials Simulation, Ruhr-Universität Bochum（鲁尔大学波鸿跨学科先进材料模拟中心）；Department of Computational Materials Design, Max-Planck-Institute for Sustainable Materials（马普可持续材料研究所计算材料设计系）；Institute for Materials Science, University of Stuttgart（斯图加特大学材料科学研究所）；Institute of Materials Physics, University of Münster（明斯特大学材料物理研究所）
本文结合实验与理论模拟，揭示了间隙碳显著加剧CrMnFeCoNi高熵合金中Cr原子周围的局部晶格畸变，为解释该合金的非单调扩散行为及碳诱导相变提供了关键依据。
2026-08-25 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of Local Lattice Distortion Effects on Vacancy Migration Barriers in FCC Alloys
准确预测多组分合金中的空位迁移能垒$ΔE_a$是极具挑战性的，但对于许多技术应用中模拟合金行为所需的扩散转变动力学的发展至关重要。本文采用密度泛函理论和轻推弹性带方法计算了$ΔE_a$和多个（>1000个）空位迁移事件的能量驱动力$ΔE$，结果表明，在模型面心立方Al-Mg-Zn合金的不同局部化学环境中，$ΔE_a$有很大的变化（~ 1 eV）。由于与基体元素（Al）尺寸不同的溶质原子（例如Mg）引起的局部晶格畸变效应，一类迁移原子的$ΔE_a$的变化主要源于$Δe_a\equiv ΔE_a - \frac{1}{2}ΔE$的波动。为了理解波动，示出了一个四次函数，以准确地描述每个空位迁移事件的最小能量路径（MEP）的能量景观。四次函数的分析表明，$Δe_a$可以近似为$Δe_a \approx αk_fD^2$，其中$α\sim 0.022$是一个常数的所有类型的迁移原子。这里，$D$是迁移原子在两个相邻平衡位置之间的距离，而$k_f$是该原子在这两个平衡位置处的平均振动弹簧常数。$k_f$和$D$定量描述了晶格畸变对不同局部化学环境中MEP初态和终态曲率和位置的影响。我们还使用本地晶格占位作为输入训练代理模型来预测四次函数的系数，该四次函数准确有效地输出$ΔE_a$和$ΔE$作为Al-Mg-Zn合金中扩散转变的介观研究的必要输入。
2022-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Electronic density of states as the descriptor of elastic bond strength, ductility, and local lattice distortion in BCC refractory alloys
本文利用DFT计算发现，费米能级电子占据数N(Ef)是BCC难熔高熵合金弹性键合强度、延展性和局部晶格畸变的关键描述符，为设计高强度高延展性RHEAs提供了新机遇。
2025-04-01 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
The Paracrystalline Nature of Lattice Distortion in a High Entropy Alloy
人们认为高熵合金（HEAs）会出现严重的晶格畸变，但迄今为止缺乏这种效应的证据，而且畸变的本质还有待了解。在这里，我们揭示了扭曲的面心立方HEA，Al0.1CrFeCoNi，通过直接成像使用电子纳米衍射。关于晶体对称性、晶格应变和原子畸变的信息是从许多（~10^4）衍射图案中挖掘和映射的。HEA的应用揭示了两个实施例的失真，纳米大小的马赛克块的次晶体和应变纳米簇。它们的相互作用产生了从纳米尺度到介观尺度的分形应变场。由于晶格畸变阻碍位错运动，并有助于加强，因此，这里的结果提供了重要的见解的复杂性质的变形HEA。
2019-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lattice distortion tuning resistivity invar effect in high entropy alloys
本研究利用Kubo-Greenwood公式结合第一性原理分子动力学模拟，揭示高熵合金中晶格畸变调控电阻率因瓦效应的机制，为高精度传感器材料设计提供理论依据。
2025-03-07 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Impact of Lattice Distortions on Magnetocrystalline Anisotropy and Magnetization in (Nd$_{1-x}$Pr$_x$)$_2$Fe$_{14}$B Alloys
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)（产业技术综合研究所）；Toyota Motor Corporation（丰田汽车公司）；The University of Osaka（大阪大学）
本研究通过实验和第一性原理计算，揭示了(Nd$_{1-x}$Pr$_x$)$_2$Fe$_{14}$B合金中晶格畸变（特别是晶界附近高达25%的压应变）对磁晶各向异性常数$K_{\rm u}$和磁化强度的显著影响，发现应变可使$K_{\rm u}$从无应变时的4.2 MJ/m$^3$变为负值，且富Pr合金的$K_{\rm u}$对应变更敏感。
2025-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Designing rare-earth free permanent magnets in Heusler alloys via interstitial doping
基于高通量密度泛函理论计算，研究了轻间隙原子H、B、C和N对立方Heusler合金磁性能的影响，旨在设计新型无稀土永磁体.据观察，间隙原子诱导显着的四重畸变，导致32个候选人与大（$>$ 0.4 MJ/m $^3$）单轴磁晶各向异性能（MAEs）和10例大面内MAEs。根据微扰理论和化学键的详细分析表明，强的MAE来源于晶体的局部畸变，从而改变了晶体周围的化学键。这提供了一种有价值的方法来定制MAE以获得有竞争力的永磁体，填补了高性能Sm-Co/Nd-Fe-B和广泛使用的铁氧体/AlNiCo材料之间的空白。
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Complex structures in the Au-Cd alloy system: Hume-Rothery mechanism as origin
二元（简单金属）相图Au-Cd包含许多具有各种扭曲、超晶格和空位的金属间化合物。为了理解这些结构复杂性和它们的相稳定性的原因，我们在费米球-布里渊区相互作用的框架下，在近自由电子模型中分析了这些晶体结构。对布里渊-琼斯组态与近自由电子费米球的关系的研究为价电子能量对相稳定性的贡献的重要性提供了见解。在倒易空间中对这些复杂结构的表示阐明了它们与简单基本细胞的关系。这种方法显示了附加平面对超晶格稳定性的重要性。AuCd-hP 18、AuCd 3-hP 24和AuCd 4-hP 273结构与AuCd-cP 2通过超晶格和空位的菱面体畸变有关。
2015-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Phase stability, local chemical disorder and its effect on the mechanical properties of refractory high-entropy alloys
本文研究了等原子态TaNbHfZr和TaNbHfZrTi高熵合金的相稳定性、短程簇集（SRC）型化学有序化、其它结构现象以及对强化的影响。从头计算已经完成，以确定热力学稳定性参数。铸态结构不包含任何局部化学有序，但高分辨透射电子显微镜（HRTEM）研究显示其局部畸变的晶格。通过从单晶X射线衍射（XRD）和粉末中子衍射（ND）研究中细化原子位移参数（ADP）来量化在其铸态和退火状态下的平均结构的局部晶格畸变。ADP的静态分量似乎占主导地位的热ADP，这表明在HEAs的局部晶格畸变的程度很高。晶格畸变导致固溶体状强化，与混合规则相比，这使HEAs的硬度增加了2-3倍。在退火HEA中形成的SRC具有垂直于方向的平面轮廓<1 0 0>。SRCs主要是Zr和Hf的共簇。SRC具有更高的原子体积，导致局部四方晶格畸变，这在XRD数据集和HRTEM晶格图像的快速傅里叶变换（FFT）中产生弥散条纹状强度。SRC的存在局部地降低了结构的晶格势能，并对位错的运动设置了额外的能垒。这增加了硬度，导致退火HEAs中约50%的额外强化。热力学分析表明，含有SRCs的弛豫结构降低了焓和构型熵。
2016-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Point Defects and Lattice Distortions on the Structural, Electronic, and Magnetic properties of Co$_2$MnAl Heusler alloy
本研究通过密度泛函理论计算，系统考察了点缺陷和晶格畸变对Co$_2$MnAl Heusler合金结构、电子和磁性能的影响，发现特定反位无序和负立方应变可保持完美半金属性，而空位和四方畸变则显著削弱半金属行为。
2023-12-29 cond-mat.mtrl-sci
High-Throughput Screening of Perovskite Alloys for Piezoelectric Performance and Formability
我们筛选了钙钛矿合金的大化学空间，以获得具有正确性能的系统，以在其组成-温度相图中容纳准同型相界（MPB），这是高压电性能的关键特征。我们开始从合金终点以前确定的高通量计算搜索。一个插值方案是用来估计不同的钙钛矿畸变合金组合物之间的相对能量与最小的计算工作量。建议的合金进一步筛选热力学稳定性。筛选确定合金系统已经知道主机MPB，并提出了一些新的，可能是有前途的候选人，为未来的实验。我们的研究方法可以扩展到其他钙钛矿系统，例如，（氧）氮化物，并提供了一种用于高通量筛选等价合金体系的任何应用的有用方法。
2013-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Correlation of microdistortions with misfit volumes in High Entropy Alloys
最近，高熵合金的屈服强度与测量到的皮米级原子畸变相关。在这里，在一个多组分合金的均方根微观变形被证明是几乎成比例的失配体积参数，进入溶质强化的预测模型。两个模型的三元合金家族，面心立方的Cr-Fe-Ni和体心立方的Nb-Mo-V的分析表明，在一个广泛的成分空间的相关性。因此，所报道的屈服强度与微变形的相关性是微变形和失配参数之间的相关性和所导出的屈服强度对失配参数的依赖性的结果。
2020-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Aging effects of dodecagonal quasicrystal formed in Mn-Cr-Ni-Si alloys
本文研究了Mn-Cr-Ni-Si十二方准晶在600和700 ℃下的形成。用Johnson-Mehl-Avrami方程解释了铸态β-Mn相准晶的生长过程。为了评价准晶的结构质量，分析了沿12重轴观察到的衍射图案中的畸变。分析表明，在600 ℃时效100 h是合成准晶的最佳条件。
2017-02-08 cond-mat.mtrl-sci
A ductility metric for refractory-based multi-principal-element alloys
提出量子力学局部晶格畸变（LLD）度量，结合电负性差异与价电子计数，准确预测难熔多主元合金延性，揭示电子结构起源。
2023-06-26 cond-mat.mtrl-sci
Jacques Friedel and the physics of metals and alloys
这是一个介绍金属的理论物理的学生和物理学家从其他专业。首先讨论了纯金属费米统计的某些简单结果，即Peierls畸变、Kohn异常和Labbé-Friedel畸变。然后讨论了稀合金的物理性质。与核碰撞的类比是一个富有成效的起点，它建议人们应该从引入相移的散射问题的角度分析杂质的影响。从这些概念出发，弗里德尔导出了合金电阻率的理论，以及一个著名的求和规则，它将费米能级的相移与杂质中的电子数联系起来，后来在相关杂质的背景下发挥了重要作用，例如在近藤效应中。弗里德尔振荡也是一个重要的结果，与无公度磁结构有关。它示出了它们可以通过各种方式导出：从碰撞理论，微扰理论，自洽近似和格林函数方法。虽然碰撞理论不允许考虑负责电子带的晶体结构，但这些效应可以包括在其他描述中，例如使用紧束缚近似。
2018-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Self-diffusion in carbon-alloyed CoCrFeMnNi high entropy alloys
本文研究了（CoCrFeNiMn）$_{1-x}$ C $_x$（x = 0.002，0.005和0.008（in at.馏分）在1173至1373 K的高温下测量。在这些FCC合金中，间隙碳的加入对置换扩散的两种不同的特征效应被区分开来。在1373 K的最高温度下，由C与相对低的浓度（x = 0.002）的合金化延迟的替代元素的扩散相对于那些在无C合金。在较低的温度和/或较高的C浓度（x > 0.005），所有替代元素的扩散速率的增强被视为。提出了一个模型，涉及的自扩散系数在CoCrFeMnNi-C合金的晶格畸变所施加的溶解的碳。实验结果被解释为由于间隙C原子的存在，空位介导的扩散的迁移势垒的减少。
2021-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Local distortions of the crystal structure and their influence on the electronic structure and superconductivity of the high-entropy alloy (TaNb)0.67(HfZrTi)0.33
该研究通过十二个超胞模型模拟高熵合金 (TaNb)0.67(HfZrTi)0.33 的原子位置弛豫，发现局部畸变显著降低电子-声子耦合并使计算 Tc 减半，从而解释实验超导温度。
2023-12-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A Finite Strain Constitutive Model Considering Transformation Induced Plasticity for Shape Memory Alloys under Cyclic Loading
记忆合金（SMA）的许多工程应用涉及多次来回通过相变。重复相变产生永久变形，该永久变形源自相变在马氏体-马氏体界面和晶界处诱导的显著变形。这种变形驱动位错活动，导致可观察到的宏观相变诱导塑性（TRIP）变形，其发生在远低于材料塑性屈服极限的有效应力水平下。在SMA部件的使用寿命期间，TRIP应变可能累积高达20%，因此需要有限应变本构模型来模拟其响应。在这项工作中，一个3-D有限应变模型的基础上开发的对数应变，这是唯一的应变措施，其速率等于拉伸，描述相变和TRIP变形在一个物理一致的设置。该模型通过用户定义的材料子程序（UMAT）在Abaqus有限元软件中实现。边界值问题，如条和扭矩管下的伪弹性和驱动循环载荷进行测试的能力，新提出的模型。
2018-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Semiconducting SiGeSn High-Entropy Alloy: A Density Functional Theory Study
高熵合金（High-entropy alloys，HEAs）是指由多个等摩尔或近等摩尔元素组成的合金，由于其优异的力学性能而受到广泛的研究。根据这一定义，具有相等或相当浓度的三种IV族元素的Si-Ge-Sn合金属于HEAs类别。结果，Si-Ge-Sn合金的等摩尔元素可能导致其原子结构表现出与金属HEAs相同的芯效应，例如晶格畸变。在这里，我们应用密度泛函理论（DFT）计算表明，SiGeSn HEA确实表现出大的局部畸变效应。与金属HEAs不同，我们的Monte Carlo和DFT计算表明，SiGeSn HEA由于组成元素的相似电负性而没有表现出化学短程有序，从而增加了SiGeSn HEA的构型熵。混合密度泛函计算表明，SiGeSn HEA保持半导体的带隙为0.38 eV，有希望的经济和兼容的中红外光电子学应用。然后，我们研究了中性单Si，Ge和Sn空位的能量学，发现空位形成能的宽分布，类似于金属HEAs中发现的那些。然而，我们也发现了非常小的下限（例如，0.04电子伏的Si空位）的能量分布，这是由附近的空缺的债券重组。这种小的空位形成能及其相关的键重组保留了SiGeSn HEA的半导体行为，这可能是半导体HEA区别于金属HEA的标志性特征。
2019-11-12 cond-mat.mtrl-sci
Lattice vibrations boost demagnetization entropy in shape memory alloy
磁热（MC）材料提供了一种通过绝热退磁冷却实现无化学品固态制冷的途径。我们已经使用非弹性中子散射测量MC材料Ni 45 Co 5 Mn 36.6In 13.4中的晶格动力学。当加热到居里温度（TC）时，该材料表现出0.22 +/- 0.04 kB/原子的声子熵的异常增加，这是常规热膨胀预期的十倍。这种转变伴随着横向光学声子的突然软化。我们提出的第一原理计算显示晶格畸变和磁激发之间的强耦合。
2015-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Observation of inverse magnetocaloric effect in magnetic-field-induced austenite phase of Heusler Alloys Ni50-xCoxMn31.5Ga18.5 (x = 9 and 9.7)
采用磁热效应（MCE）、磁化强度、比热和磁致伸缩测量方法研究了Heusler合金Ni 50-xCoxMn 31.5Ga 18.5（x = 9和9.7）在脉冲和稳态强磁场下的磁热性能。从直接MCE测量Ni41Co9Mn31.5Ga18.5高达56 T，一个陡峭的温度下降观察到磁场诱导马氏体相变（MFIMT），指定为逆MCE。值得注意的是，这种逆MCE不仅在MFIMT中明显，而且在磁场诱导的奥氏体相中也明显。稳态高磁场下的比热测量表明，电子熵的磁场变化在这些材料的非常规磁热性质中起着主导作用。基于第一性原理对Ni41Co9Mn31.5Ga18.5和Ni45Co5Mn36.7In13.3进行的计算表明，Ni41Co9Mn31.5Ga18.5的磁场诱导的奥氏体相比Ni45Co5Mn36.7In13.3的奥氏体相更不稳定，并且其对轻微的四方形变敏感。我们的结论是，在磁场诱导的奥氏体相的逆MCE是通过显着的电子熵的变化，通过由外部施加的磁场诱导的四元畸变实现。
2021-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Role of Alloying-Atom Size Factor and System Shape Factor in Energetics of bcc Fe under Macroscopic Deformation
本文用\emph{ab initio}方法研究了在三种应变模式下宏观变形对体心立方铁中十二种合金元素能量的影响。通过引入体系形状因子（$f_{\scriptsize{ss}}$）和合金元素尺寸因子$M$（$Ω^{M}_{\scriptsize{sf}}$），发现合金元素置换能与体积的关系存在普适的线性关系：$E_{\scriptsize{sub}} \sim f_{\scriptsize{ss}}Ω^{M}_{\scriptsize{sf}}V$。$Ω^{M}_{\scriptsize{sf}}$较好地描述了合金原子尺寸的影响以及与基体原子的化学相互作用的影响，$f_{\scriptsize{ss}}$表征了形变条件下体系晶格畸变的程度。使用已发表的GaP染色调制掺杂数据进一步验证了这种关系
2011-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Phase separation of metastable CoCrFeNi high entropy alloy at intermediate temperatures
CoCrFeNi合金被广泛接受为高熵合金（HEAs）的示例性稳定基底。虽然各种研究证明它是稳定的固溶体，但它的相稳定性仍值得怀疑。在这里，我们确定了CoCrFeNi HEA在中间温度下是热亚稳定的，并且在750 ℃下退火800小时后发生成分分解。在CoCrFeNi基体中少量添加Al引起的晶格畸变的增加加速了成分分解，并在长时间退火的CoCrFeNiAl0.1 HEA中出现了具有不同晶格常数的第二相。富Cr的σ相也从CoCrFeNiAl 0.1 HEA中析出。Al元素的存在会引起CoCrFeNi HEA的失稳。中温亚稳态CoCrFeNi的发现将极大地改变HEAs的发展方向。
2016-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Phase stability and the effect of lattice distortions on electronic properties and half-metallic ferromagnetism of Co2FeAl Heusler alloy: An ab initio study
采用密度泛函理论在广义梯度近似下研究了Co2 FeAl的基态.考虑了不同的磁位形，找出了其最稳定的相位。Co2 FeAl的铁磁基态在能量上被观察到，其优化的晶格常数为5.70 μ m。此后，该系统受到均匀和非均匀应变，看看他们对自旋极化（P）和半金属性的影响。在本研究中考虑了自旋轨道耦合的影响。半金属度（和100%P）仅在从0至+4%开始的均匀菌株下保持，并且对于从-1%至-6%开始的阴性菌株，从90%迅速下降至16%。我们发现，目前的系统是非常敏感的tetravel扭曲下的半金属（和100%P）仅保留立方的情况下。半金属度损失的主要原因是由于能带相对于费米能级的移动。我们还讨论了这些结果对自旋电子学器件的影响。
2020-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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 investigation on anomalous lattice shrinkage of W alloyed rock salt GeTe
根据Vegard定律，在固溶体中，较大半径的原子取代较小的原子会增大晶格参数。然而，通过第一性原理计算，我们观察到不寻常的晶格收缩时，W取代Ge岩盐GeTe。我们将这种异常的合同W和Te之间的电负性比Ge和Te之间的差异较大，这导致在较短的W-Te键和W掺杂剂周围的显着的局部失真。本工作将为三元固溶体晶格参数的确定和结构性质的深入理解提供新的见解。
2020-07-22 cond-mat.mtrl-sci
Accelerated intermetallic phase amorphization in a Mg-based high-entropy alloy powder
本研究提出通过高能机械研磨结合多主元引入熵无序的方法，加速富Mg-Ti不混溶金属混合物向稳定非晶高熵合金粉末的转变，揭示了相变机制并验证了非晶相的退火稳定性。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Tuning electronic and magnetic properties of FeRh alloy by chemical and physical method
用从头算方法研究了有序和无序FeRh合金的电子、磁性和热力学性质。报道了有序相和无序相的等原子Fe $_{50}$ Rh $_{50}$组成。本文报道了化学无序的Fe $_x$ Rh $_{100-x}$，讨论了无序对电子和磁性的影响。此外，我们还报道了应力和应变在有序相和无序相的影响。结果仅针对立方相，并且没有考虑失真。这项研究的动机是最近在FeRh研究的复苏，其动机是压热性质可以在整个周期内维持。因此，我们讨论了Fe $_x$ Rh ${100-x}$的性质与化学无序和压力一起，以了解化合物效应和它们之间的相互作用
2022-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Developing a single-phase and nanograined refractory high-entropy alloy ZrHfNbTaW with ultrahigh hardness by phase transformation via high-pressure torsion
本研究通过高压扭转相变将双相ZrHfNbTaW难熔高熵合金转变为单相BCC纳米晶结构，获得860 Hv超高硬度，并揭示其源于固溶硬化、纳米晶界硬化与位错硬化的协同作用。
2024-12-26 cond-mat.mtrl-sci
Electronic-Structure Correlations Governing Superconductivity in Nb-Based High-Entropy Alloys
Auburn University（奥本大学）；University of California, Riverside（加州大学河滨分校）
研究铌基高熵合金中电子结构与晶格畸变对超导性能的影响，揭示电子结构指纹与振动特征之间的关联，建立超导高熵合金的机制设计策略。
2026-04-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Simple metal binary phases based on the body centered cubic structure: electronic origin of distortions and superlattices
分析了具有主族元素的贵金属的二元合金相与具有正交和六方畸变的体心立方结构的关系。基于费米球-布里渊区相互作用，考虑了这些畸变相的稳定性，以理解能带结构能量对总晶体能量的贡献的重要部分。对几种有代表性的相的布里渊区-费米球结构的研究表明，在具有超晶格和有序空位的扭曲结构的形成中，电子能量的贡献具有重要意义。这种方法可能是有用的理解最近发现的复杂结构的压缩简单的碱金属。
2011-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Half-metallicity in $Ni_2XMn$ Heusler alloys ($X=Fe,Co,Cr$): ab-initio calculations
用第一性原理计算研究了全d过渡金属$Ni_2XMn$（X=Co，Cr，Fe）的全Heusler结构和反Heusler结构的晶格常数、体积模量、形成能和磁平衡结构。计算了每种合金的平衡体积的四方变形，并报告了可能的新平衡结构。电子态密度进行了分析，结果导致这种类型的合金的半金属性。
2023-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Concentration tuned tetragonal strain in alloys: application to magnetic anisotropy of FeNi$_{1-x}$Co$_x$
我们探索一个机会，诱导和控制材料中的四面体畸变。这个想法涉及从具有体心和面心对称性的母体化合物形成二元合金。这个概念的情况下说明的FeNi $_{1-x}$ Co $_x$磁性合金形成的替代掺杂的L1 $_0$ FeNi磁体与Co。使用电子结构计算，我们证明，在这个系统中的四重态应变可以控制的浓度，它达到最大值为$x=0.5$。这一发现，然后应用到创建一个大的磁晶各向异性（MAE）在FeNi $_{1-x}$ Co $_x$系统考虑的相互作用的四重态畸变与电子浓度和化学各向异性。特别是，我们确定了一个新的有序FeNi $_{0.5}$ Co $_{0.5}$系统，MAE大于L1 $_0$ FeNi磁体的4.5倍。
2019-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electronic structure and local distortions in epitaxial ScGaN films
采用高能量分辨荧光探测X射线吸收谱和密度泛函理论计算研究了外延纤锌矿结构Sc $_{x}$ Ga $_{1-x}$ N薄膜（x $\le$ 0.059）中Sc的局域成键和电子结构. Sc原子被发现取代Ga原子，伴随着一个本地的扭曲，涉及增加的内部晶格参数u周围的Sc原子。薄膜的应变状态和缺陷微结构对Sc的局域成键和电子结构影响不大。这些数据是一致的稀Sc $_{x}$镓$_{1-x}$ N合金的电子结构的理论预测。
2014-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Determinants of Self-Interstitial Energetics in Refractory High-Entropy Alloys
Key Laboratory of Automobile Materials (Jilin University), Ministry of Education, Department of Materials Science and Engineering, Jilin University（吉林大学汽车材料教育部重点实验室，材料科学与工程学院）
研究揭示了难熔高熵合金中自Interstitial能的决定因素，提出基于紧束缚模型的框架，揭示d带中心和宽度对形成能的影响，为高性能RHEAs设计提供新工具。
2026-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Role of covalent hybridization in martensitic structure and magnetic properties of shape memory alloys: the case of Ni50Mn5+xGa35-xCu10
研究了共价杂化对Ni 50 Mn 5 + xGa 35-xCu 10记忆合金马氏体结构和磁性能的影响。结果表明，随着Mn取代Ga原子，L10马氏体的晶格畸变（（c-a）/a）单调变化，当Ga（at.%）= 25，由于主族和过渡金属原子之间的共价效应减弱。此外，由于引入Mn原子的共价杂化和磁有序之间的竞争，分子磁矩和居里温度在Ga（at.%）= 25也是。这些行为与共价杂交强度的相应变化密切相关。因此，这些结果表明，仔细控制Heusler合金中的主族原子的浓度可以作为寻找新的多功能材料的额外的通用调谐参数。
2012-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Possible Coexistence of Rotational and Ferroelectric Lattice Distortions in Rhombohedral PZT
采用第一性原理密度泛函超原胞方法研究了菱面体PZT在x = 0.5附近铁电不稳定性和转动不稳定性之间的竞争。正如所料，我们发现了一个强大的铁电不稳定性。然而，我们也发现了大量的R点旋转不稳定性，接近但不深的铁电。这与纯PbZrO_3的情况相似。这两个不稳定性都是强烈的压力依赖，但在相反的方向，使晶格压缩小于1%是足以改变它们的顺序。正因为如此，由于B位阳离子无序的局部应力场可能导致两种类型的不稳定性共存，这可能存在于合金中的准同型相界附近。
2000-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Quantifying chemical short-range order in metallic alloys
本研究针对金属合金固溶体中化学短程有序（SRO）难以量化的问题，提出结合机器学习的多尺度原子分辨率方法，可准确预测SRO长度尺度并关联其与晶格畸变等基本量的关系，推动固溶体定量研究及相关模型发展。
2024-06-19 cond-mat.mtrl-sci
Determination of Al occupancy and local structure for \b{eta}-(AlxGa1-x)2O3 alloys across nearly full composition range from Rietveld analysis
Al成分（x）高达90%的单斜晶系\b{eta} -（AlxGa 1-x）2 O3合金的Al占位率和局部结构（键长和键角）已通过X射线衍射数据的Rietveld细化确定。与四面体（Td）原子位置相比，Al原子优先占据八面体（Oh）原子位置。然而，相当数量的Td原子位点，即5%的Al组合物的20%仍然被Al原子占据，这被发现急剧增加与Al组合物。即使Al含量为90%，OH原子位置也没有完全被Al原子占据。\b{eta} -（AlxGa 1-x）2 O3合金的晶格常数（带隙）随Al含量的增加而线性减小（增大），但在Al含量为50%左右时，晶格常数和带隙的变化斜率发生变化。晶格被发现是扭曲的Al组合物超过50%的键角的大的变化所示。晶格畸变是导致单斜\b{eta} -（AlxGa 1-x）2 O3合金系统晶格参数和带隙斜率变化的原因。我们的研究结果提供了一个洞察的局部结构的\b{eta} -（AlxGa 1-x）2 O3合金，这是需要有更好的理解他们的物理性能。
2022-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Entropic Stabilization and Descriptors of Structural Transformation in High Entropy Alloys
该研究通过第一性原理分析，揭示了高熵合金Nb$_x$(HfZrTi)$_y$在16% Nb浓度下的HCP到BCC结构转变，并指出内部晶格畸变在转变处达到峰值，且振动熵对稳定性贡献超过构型熵。
2023-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-Induced Stacking Disorder and Suppression of Long-Range Sm-type Order in Medium-Entropy Rare-Earth Alloys
University of Alabama at Birmingham（阿拉巴马大学伯明翰分校）
该研究通过同步辐射X射线衍射发现，中熵稀土合金TbHoEr和TbHoDy在压力下跳过Sm型中间相，经堆垛无序的密堆积态转变，揭示中熵合金化可改变稀土材料的压力诱导堆垛路径。
2026-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Effect of N, C and B interstitials on the structural and magnetic properties of alloys with Cu$_3$Au-structure
采用高通量密度泛函方法研究了间隙B、C和N原子对21种立方Cu $_3$ Au结构合金晶化的影响。结果表明，这些化合物对磁晶各向异性能（MAE）、热力学稳定性和磁基态结构有着重要的影响，使这些合金在硬磁、磁热等领域有着广泛的应用。对于29种合金/间隙组合，预期形成间隙浓度高于5%的稳定合金。在镍$_3$锰间隙N诱导的tetraphite失真与实质性的单轴MAE为现实的N浓度。Mn $_3X$ N $_x$（$X$ =Rh、Ir、Pt和Sb）被认为是具有强磁晶各向异性的合金。对于Mn $_3$ Ir，我们发现在最稳定的共线亚铁磁态以及非共线磁基态中，N合金化后MAE的强烈增强。Mn $_3$ Ir和Mn $_3$ IrN也显示出有趣的拓扑输运性质。讨论了N浓度和应变对磁性能的影响。此外，N对Mn $_3$ Ir的MAE的巨大影响和间隙N对非晶Mn $_3$ Ir的可能影响，在当今的数据存储设备中不可或缺的材料，在电子结构方面进行了讨论。对于Mn $_3$ Sb，非共线、亚铁磁和铁磁状态在能量上非常接近，使得该材料对于磁热应用潜在地令人感兴趣。对于所研究的Mn合金和竞争相，磁基态的测定对于可靠地预测相稳定性是必不可少的。
2020-01-03 cond-mat.mtrl-sci
High resolution electron backscatter diffraction study on the heterogeneities of tetragonal distortion in Fe-C martensite at the microstructural scale
Fe-0.77C（wt.%）中马氏体四方性（c/a比）的空间变化采用电子背散射衍射谱图匹配结合高角分辨率电子背散射衍射分析的方法，研究了10000合金。结果发现，C/A比在马氏体块内和块之间变化。块体内部的c/a变化在晶界附近特别明显，并且除了四角畸变之外还存在剪切应变。块之间的c/a变化比块内的c/a变化更明显。通过我们的方法预测的晶格参数频率分布以及匹配的X射线衍射分布从相同的材料，通过假设合理的残余应变作用在a轴和b轴。晶体畸变的不均匀性是由马氏体相变顺序引起的固溶碳和碳有序化的减少和分散以及残余应变的不均匀性引起的。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Fractal structure, depinning, and hysteresis of dislocations in high-entropy alloys
本文用空间关联函数和改进Labusch/Edwards-Wilkinson模型研究高熵合金位错，揭示其温变分形结构、低温滞后及个体钉扎机制。
2024-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional atomic positions and local chemical order of medium- and high-entropy alloys
本研究利用原子电子断层扫描技术测定了中高熵合金的三维原子位置，定量表征了局部晶格畸变和化学短程有序，首次通过实验证实了局部化学有序与结构缺陷的关联。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
