Fe-Ni因瓦合金在室溫下有著接近零的線膨脹系數(shù),自被發(fā)現(xiàn)以來就在生產(chǎn)和生活的各個方面得到了極為廣泛的應(yīng)用。同時,因瓦效應(yīng)的機(jī)理也受到科學(xué)家們的關(guān)注并被大量研究,但是迄今為止仍然沒有一個被廣泛認(rèn)可的解釋。探索因瓦效應(yīng)的機(jī)理可以擴(kuò)大因瓦合金的應(yīng)用范圍,深化人們對材料磁性和電子結(jié)構(gòu)的理解,在理論和應(yīng)用上都有著極為重要的意義。本文結(jié)合第一性原理計算和經(jīng)典分子動力學(xué)模擬,對Fe-Ni因瓦合金低膨脹的原子尺度機(jī)理和Fe-Ni團(tuán)簇的熱膨脹性質(zhì)進(jìn)行了研究。本文的主要內(nèi)容如下:（1）利用第一性原理計算研究了 Fe-Ni因瓦合金磁體積效應(yīng)的原子尺度機(jī)理,分析了原子結(jié)構(gòu)與磁矩的關(guān)系以及磁矩與體積的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)Fe原子的磁矩會隨著最近鄰Fe原子的增多而下降,但Ni原子磁矩與最近鄰Fe原子個數(shù)間沒有規(guī)律性的關(guān)系;Fe原子磁矩下降或從鐵磁態(tài)變?yōu)榉磋F磁態(tài)會造成合金體積減小的趨勢,但Ni原子的磁矩變化不會對合金的體積造成影響,Fe-Ni因瓦合金的磁體積效應(yīng)主要來源于面心立方（FCC）Fe。（2）利用經(jīng)典分子動力學(xué)模擬研究了 Fe-Ni因瓦合金的原子結(jié)構(gòu)和原子尺度熱膨脹。原子結(jié)構(gòu)分析表明Fe和Ni原子之間存在著較強(qiáng)的相... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３?Ｆｅ－Ｎｉ合金的自發(fā)體積磁致伸縮隨成分的變化??．．－＊＾１?＾??

Ｌ??ｕ）?／??＞／?＊１０??ｉ〇?－?／??？’。３??＇－—－Ｙ?３??＇、、、／?－?２??５?■?、、／??Ｘ??／?＼?Ｈ１??、、??／?、、、??ｏ?—?????＾???〇??ｃ＜??１０?－?（ｂ）?產(chǎn)??■??？ｉ〇６?廣??５?－?＼ｊ?■??、八Ｊ???－５?－?｜?，?｜?！?Ｉ?Ｉ?－??〇?１〇〇?２００?３００?４００?５００?６００??Ｔ?（Ｋ）??圖１．１３?ＺｒＱ．７Ｎｂ（）．３Ｆｅ２的體積膨脹率（ａ）和熱膨脹系數(shù)（ｂ）％??Ｆｉｇ．?１．１３?Ｔｈｅ?ｖｏｌｕｍｅ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｒａｔｅ?（ａ）?ａｎｄ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｅｘｐａｎｓｉｏｎ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ?（ｂ）?ｆｏｒ??ｚｒｏ．７Ｎｂｏ．３Ｆｅ２１５５１??除去晶態(tài)合金之外，一些鐵磁性的過渡金屬的金屬間化合物也被發(fā)現(xiàn)有類似??因瓦合金的反常的熱膨脹性質(zhì)。１９７５年，Ｓｈｉｇａ等人報道了具有Ｌａｖｅｓ相的金??屬間化合物（Ｚｎ＞．７Ｎｂ（）．３）Ｆｅ２的因瓦效應(yīng)，如圖１．１３所示，它的線膨脹系數(shù)與有序??合金ＦｅｓＰｔ接近，在室溫下線膨脹系數(shù)甚至為負(fù)數(shù)。因瓦金屬間化合物一般由３ｄ??過渡金屬（主要是Ｆｅ、Ｃｏ）和５ｄ金屬（Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ）或者稀土元素組成。含??Ｆｅ的化合物都是鐵磁性的，而含Ｃｏ的化合物中還需要含有稀土元素才能具有鐵??磁性。報道較多的因瓦金屬間化合物主要有ＡＦｅ２和ＢＣ〇２［５５＿５８］?（Ａ可以是Ｚｎ??Ｎｂ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｓｃ?和?Ｃｅ?等元素，Ｂ?可以為?Ｇｄ，?Ｔｂ，Ｄｙ，?Ｈｏ?和?Ｅｒ?等元素

—??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??圖２．１利用高斯三階函數(shù)擬合ＰＤＦ的第一峰??Ｆｉｇ．?２．１?Ｆｉｔｔｉｎｇ?ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｐｅａｋ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＰＤＦ?ｗｉｔｈ?Ｇｕａｓｓ?ｔｈｒｅｅ?ｏｒｄｅｒ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ??３１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]材料科學(xué)專業(yè)引入計算模擬方法教學(xué)的研究[J]. 劉建軍,尹新國,張金鋒,路彥峰.  淮北師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(01)
[2]Ni36Fe因瓦合金—老材料和新用途[J]. 陳昀,張明霞,苗承鵬,楊秉賢.  金屬世界. 2009(06)
[3]因瓦合金的特性及應(yīng)用前景[J]. 李青祿,胡笛川.  機(jī)械管理開發(fā). 2007(06)
[4]計算材料學(xué)與材料結(jié)構(gòu)的層次[J]. 高力明.  陶瓷學(xué)報. 2004(02)
[5]納米摩擦學(xué)的分子動力學(xué)模擬研究[J]. 王慧,胡元中,鄒鯤,冷永勝.  中國科學(xué)（A輯）. 2001(03)
[6]因瓦效應(yīng)與磁性理論[J]. 鮮于澤,盧志超.  河北師范大學(xué)學(xué)報. 1995(S1)
[7]因瓦效應(yīng)與中子散射[J]. 鮮于澤,盧志超.  東北大學(xué)學(xué)報. 1995(03)

博士論文
[1]以磁振子—聲子相互作用研究海森堡系統(tǒng)的集體激發(fā)與因瓦效應(yīng)動力學(xué)[D]. 成泰民.東北大學(xué) 2005
[2]鐵基非晶及納米晶合金的因瓦效應(yīng)研究[D]. 盧志超.東北大學(xué) 1994



本文編號：3233457