导读:本文包含了合金团簇论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:合金,结构,原子,纳米,原子团,稳定性,明治。
合金团簇论文文献综述
朱上,李志辉,闫丽珍,李锡武,黄树晖[1]（2019）在《Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响（英文）》一文中研究指出通过显微硬度、透射电镜和叁维原子探针表征测试手段,研究了Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响。结果表明,经100℃/3 h预时效处理后,含Zn和不含Zn合金中均形成了Mg-Si原子团簇。然而,与不含Zn的合金相比,含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,表明Zn添加促进了Mg-Si原子团簇的形成。经185℃/25 min烤漆处理后,2个合金在预时效过程中形成的Mg-Si原子团簇转变为具有明显增强效果的β″相,对应的烤漆增量也明显增加。由于预时效后的含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,这为烤漆过程中β″的形成提供了更多的形核核心。因此,含Zn合金β″相的尺寸更小,分布更致密,相对应的烤漆硬化响应速率也得以增强。(本文来源于《稀有金属材料与工程》期刊2019年11期）
陈涛,方镭,罗伟,孟跃,薛继龙[2]（2019）在《双金属合金团簇M_(12)Ni(M=Pt,Sn,Cu)催化甲烷干法重整反应的理论研究》一文中研究指出利用密度泛函理论(DFT)研究了M_(12)Ni(M=Pt,Sn,Cu)3种双金属合金团簇的电子活性和结构稳定性,并探讨了甲烷干法重整反应(DRM)在M_(12)Ni双金属团簇表面的反应能量变化情况.经比较发现甲烷脱氢和二氧化碳活化过程在Pt_(12)Ni团簇表面进行需克服的活化能垒最低,反应最易进行.Sn_(12)Ni团簇上生成碳需要较高的活化能,说明Sn_(12)Ni团簇能够有效抑制焦碳的生成,一定程度上克服了碳沉积导致的催化剂失活现象,并且Sn_(12)Ni团簇在C~*和CH~*氧化过程中表现出最佳的催化活性.Cu_(12)Ni团簇仅在甲烷脱氢过程中表现出较为优异的催化活性.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2019年10期）
陈润[3]（2019）在《基于自适应免疫优化算法用于大尺寸合金团簇结构优化》一文中研究指出合金团簇具有独特的催化、电子和光学性质,引起原子分子物理、凝聚态物理、量子化学、表面科学、材料科学等学科的研究兴趣。研究发现团簇特殊的性质与团簇的几何结构有着密切的联系,因此,确定其稳定几何构型是研究特殊性质的首要条件。论文的主要内容概括如下:1、使用自适应免疫优化算法对Cu_nAu_(61-n)(n=1-60)和原子数为79的Cu_nAu_(79-n)(n=1-78)团簇进行结构优化。应用多体Gupta势描述原子间作用。讨论了Cu-Au团簇结构特征、团簇的稳定性和其中原子的分布规律。结果显示61原子Cu-Au团簇的主要构型为二十面体结构。此外,还发现了由叁个双二十面体面面连接构成的环状结构。79原子Cu-Au合金团簇结构类型可分为五类,分别为双面心立方结构、具有堆积缺陷的面心立方结构、十面体、二十面体以及由四个双二十面体面面连接构成的环形结构。2、为了研究Ag和Cu掺杂对Au团簇稳定结构的影响,对高达108个原子的Ag-Au和Cu-Au团簇的最稳定结构进行了比较。原子比为1:1、1:3和3:1的原子团簇的稳定结构是利用AIOA的修正算法(称为AIOA-IC算法)确定的。研究了它们在M-Au(M=Cu和Ag)团簇中的结构特征和原子分布。此外,还分析了Ag和Cu原子比例对Au基团簇结构的影响。结果显示Ag-Au团簇和Cu-Au团簇的主要构型分别为十面体和二十面体。而在Ag_(3n)Au_n团簇中,即富含Ag的含量时,发现二十面体的数量多于Ag_nAu_n和Ag_nAu_(3n)团簇中二十面体的数量。在Cu_(3n)Au_n团簇中,即富Cu含量时,存在着几个十面体结构。3、使用自适应免疫优化方法优化了Pt_N(N=10-120)团簇最稳定结构,采用引进了模拟退火思想的自适应免疫优化算法优化了二元Ag-Pt、Au-Pt以及原子数目达到147的叁元Ag-Au-Pt团簇稳定结构。通过序列参数分析了团簇结构中各种原子的分布情况并加以解释。结果表明Ag和Au原子易于分布在Ag-Pt、Au-Pt以及Ag-Au-Pt团簇结构的外层,而Pt原子则始终位于内层。(本文来源于《安庆师范大学》期刊2019-06-05）
于志铖[4]（2019）在《W_mX_n(X=Cu,Mo)二元合金团簇及吸附小分子的DFT研究》一文中研究指出本文通过Material Studio软件的Dmol~3软件包,采用密度泛函理论下的广义梯度泛函近似计算并研究了W_mCu_n(n+m≤7)团簇、W_mMo_n(n+m≤7)团簇、W_mCu_n H_2(n+m≤7)团簇、W_mMo_nNO(n+m≤6)团簇和W_mX_nCO(m+n≤6,X=Cu,Mo)团簇的结构和基态结构的物理化学性质,主要结论如下:(1)对W_mCu_n(m+n≤7)的研究结果表明,WCu团簇是线型结构,W_2Cu、WCu_2、W_2Cu_2、WCu_3、WCu_4和WCu_6团簇是平面结构,其他团簇均为立体结构。钨铜团簇中键长的顺序为W-W<Cu-Cu<W-Cu。Cu原子替换W原子后,W原子中d轨道电子明显增多,电荷的屏蔽效应使原子间的相互作用减弱,键长增加;团簇二阶能量差分和能隙均出现了明显的“奇-偶”振荡效应;电荷转移主要发生在W原子的6s、5d和6p轨道及Cu原子的4s、3d和4p轨道之间。Cu原子3d轨道中的电子向W原子5d轨道转移的过程中,W原子6s轨道和Cu原子4s轨道受到微扰作用电子数发生了明显的变化,团簇的磁矩主要来源于外层的W原子。(2)对W_m Mo_n(n+m≤7)团簇的研究发现,当m+n>4时,W_mMo_n二元合金团簇的基态结构均为双椎体结构,且钨钼二元合金团簇的几何结构出现了奇偶效应;钨钼二元合金团簇的平均结合能主要由W原子决定,W_(3,5)Mo_2、W_(2,4)Mo_3和W_3Mo_4团簇在化学反应中相对稳定,钨钼二元合金团簇比纯钨和纯钼团簇的稳定性更好;相同原子个数的W_mMo_n(n+m≤7)二元合金团簇电离能和电子亲和能出现相似的变化趋势;二元合金团簇的电子性质主要与Mo原子的电子结构有关,团簇的磁性主要由d轨道电子产生。(3)对W_mCu_nH_2(m+n≤7)团簇的研究发现,由于W原子接近半满的d壳层结构有助于其与H原子间的s-d轨道杂化,H_2分子倾向于吸附在W_mCu_n(m+n≤7)团簇中的W原子端。与纯铜和纯金团簇相比,钨铜二元合金团簇储氢效果更好。相比于其他团簇,H_2吸附在W_2Cu_3团簇表面时更易发生解离吸附现象。W_5CuH_2团簇的热力学稳定性和对H_2分子的吸附能均较高,说明W_5Cu较适合作为储氢材料。电子性质分析表明,H原子和W原子的s轨道相互作用成键,并且随着团簇尺寸的增长,H原子与W原子间的电荷转移量逐渐增加。(4)对W_mMo_n(n+m≤6)团簇吸附NO分子的研究发现,NO分子在W_(1,2)Mo_(1,2,3)和W_3Mo_2表面通过N原子与W原子相连进行端位吸附,在WMo_5、W_2Mo_4和W_3Mo_3表面,NO分子倾向于吸附在穴位上,NO分子在W_3Mo团簇表面为解离吸附。由于过渡金属原子向NO分子π~*轨道的反馈作用,NO分子中N-O的键长随着团簇尺寸的增加而伸长。W-Mo-NO团簇的平均结合能主要由W元素决定,并且除了W_4MoNO团簇,平均结合能随着团簇尺寸的增长不断升高。W_(1,4)MoNO,W_2Mo_2NO、W_(1,3)Mo_3NO和WMo_4NO团簇的化学稳定性比其他团簇高,NO分子的吸附能与N-O键长的大小有关,除了W_3MoNO和W_3Mo_3NO团簇,随着团簇尺寸的增长NO分子的吸附能增加。NO分子中电子态密度的升高主要来源于W-Mo团簇,NO分子中π~*反键轨道电子增加使得N-O键长伸长并且加强了NO和钨钼团簇键的相互作用。(5)对W_mX_n(m+n≤6,X=Cu,Mo)团簇吸附CO的研究发现,除了W_2Cu、W_3Cu_2、W_2Cu_4、WCu_5、W_5Mo和W_3Mo_3团簇的几何结构在吸附CO分子前后变化较大,CO分子对其他团簇结构的微扰作用均发生在吸附位附近。W_2Cu、WCu_2、W_2Cu_2、WCu_3和WCu_4团簇吸附CO分子后均保持了吸附前的平面结构,CO分子在钨铜和钨钼二元合金团簇表面的吸附是通过其C原子与过渡金属原子相连进行的,在W-Cu二元合金团簇表面,CO分子被W原子束缚,而在W-Mo二元合金团簇表面,CO分子倾向于被Mo原子束缚。通过分析WCu_4CO和WMo_5CO团簇的电子性质可以发现,与CO分子相连的过渡金属原子均带正电荷,且电荷转移的方向分别为从WCu_4团簇向CO分子和从CO分子向WMo_5团簇。(本文来源于《江苏科技大学》期刊2019-06-05）
姜贝贝[5]（2019）在《基于团簇结构模型的多元Ti合金成分设计方法和性能研究》一文中研究指出Ti合金具有高的比强度、低的弹性模量、优良的抗疲劳和蠕变性能以及耐蚀性能等,从而在航空航天、生物医用、石油化工等重要领域得到了广泛的应用。为满足愈发苛刻的使役性能,目前高性能Ti合金朝着多组元合金化发展,但多元合金化势必造成合金成分的复杂性,且元素之间的相互作用也会对合金的结构稳定性产生影响,故很难量化多组元合金化的种类和含量,从而难以针对合金性能在多元体系中实施有效的成分优化设计。事实上,多元固溶体合金典型的结构特征表现为局域化学短程有序,即溶质原子的局域最近邻分布不同于平均结构,它决定了固溶体的结构稳定性及有序超结构相的析出,进而影响了合金的性能。因此,本文工作首先根据表征化学短程序特征的'团簇加连接原子'结构模型,确定了Ti合金中晶体相结构的团簇结构单元,探索了相结构随合金化元素的演化规律,建立了多组元Ti合金的团簇式成分设计方法;其次,利用该方法设计了多组元的抗高温氧化的近α-Ti合金和低弹性模量的亚稳β-Ti合金,并对设计的合金进行结构稳定性与性能的表征,最终建立了团簇式成分-结构稳定性-性能之间的关联。具体如下:1.基于团簇结构模型探索了Ti合金相结构随合金化元素的演化规律。首先,基于Friedel理论的电子-结构相互作用稳定机制,研究了Ti合金中合金相αα-Ti、β-Ti、αo-Ti、α"-Ti、α2-Ti3A1、-TiAl、O-Ti2AINb和B2-Ti(Al,Nb)的局域短程序特征,确定了各合金相的团簇结构单元(团簇成分式),分别为[Al-Ti6Ti6]Ti3(α相)、[Al-Ti2Ti12]Til(ω相)、[A1-Ti4TiUTi2Ti2](Ti2Tii)(αt"相)、[Al-Ti8Ti6]Til(β相)、[Al-Ti6Ti6]A13(α2相)、[Al-Al4Ti8]A13(丫相)、[Al-Ti4Ti2Ti2Nb2Nb2](A12AI1)(O相)和[Al-Ti8(Al,Nb)6](Al,Nb)1(B2相),其中各相的结构单元中原子总数都为Z=16。进而,根据合金相的团簇结构单元,解析了不同体系工程Ti合金的成分,建立了多元Ti合金的团簇成分通式,为新合金的研发提供了一种简单实用的成分设计方法。2.利用团簇式成分设计方法设计了抗高温氧化的近α-Ti合金。为进一步提升合金在高于600环境中的抗氧化能力,基于确定的高温近α-Ti合金的团簇成分通式[Al-(Ti,2r)12](Ti2(AI,M1])(M=Sn,Mo,Nb,Ta,W,Si),通过添加Nb和Ta元素替代Mo,对600℃C高温近αα-Ti合金Ti-1 100(Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si,wt.%)进行了成分优化。结果表明 Mo/Nb/Ta 共同合金化的[Al-(Ti11.7Zr0.3)](Ti2Al0.69Sn0.18Mo0.01 Ta0.01Nb0.01Si0.1)(Ti-6.OA1-2.8Sn-3.6Zr-0.1 3Mo-0.12Nb-0.24Ta-0.37Si,wt.%)合金的室温及高温(650℃)拉伸力学性能优于Ti-1100;Ta合金化的[AI-(Ti11.7Zr0.3)](Ti2AJ0.69Sn0.18Ta0.03Sio0.1)(Ti-6.OAl-2.8Sn-3.6Zr-0.72Ta-0.37Si,wt.%)合金具有优异的抗高温氧化性能,在800℃下暴露100 h的氧化增重仅为Ti-1100合金的1/7。3.利用团簇式成分设计方法设计了低弹性模量的亚稳β-Ti合金。现有低模量β-Ti合金的弹性模量通常为50～80 GPa,为进一步降低合金的弹性模量,利用团簇式成分设计方法实现了低弹性模量元素(Sn,Zr)和β结构稳定元素(Mo,Nb)的最佳匹配,在确保结构稳定及性能目标的基础上,确定了低弹性模量β-Ti合金的实用合金设计步骤,获得的(β-Ti 合金[(Sn0.5Mo0.5)-(Ti13ZrI)]Nb1(Ti-10.0Zr-5.2Mo-6.5Sn-10.2Nb,wt.%)的弹性模量仅为E=43 GPa。这是由于多个元素的最佳匹配使得β结构稳定,从而抑制了具有高弹性模量的ω>和α"相的析出。在此基础上,提出了合金化元素对β结构稳定的定量化方法,即通过计算Ti-M二元相图中的[β/(α+β)]相界斜率与Ti-Mo的比值,来确定合金化元素M的当量系数,得到新的Mo当量公式:(Moeq)Q=1.OMo+1.25V+0.59W+0.33Nb+0.25Ta+1.93Fe+1.84Cr+1.50Cu+2.46Ni+2.67Co+2.26Mn+0.30Sn+0.31 Zr+0.19Hf+3.01 Si-1.47A1(wt.%),临界浓度βc= 11.8 wt.%。该公式可更好地衡量β结构稳定的临界下限浓度(βc)附近亚稳β-Ti合金的结构稳定性,并给出了多组元Ti-Mo-Sn-Zr-Nb系列合金弹性模量E随(Moeq)Q的变化规律,可指导低弹亚稳β-Ti合金的成分设计。4.探究了加工工艺对低模量亚稳β-Ti合金结构稳定性和力学行为的影响。经过冷变形后,[(Sn0.5Mo0.5)-(Ti13ZrI)]Nbl合金的晶粒得到了细化,并形成织构,由此使得合金的弹性模量进一步降低至E=39 GPa(抗拉强度outs=738 MPa);进一步时效可大幅提升该合金的强度Outs=1369 MPa,这是由于冷轧过程中形成的α"、位错和晶界均促进时效过程中a相的形成,并抑制ω相析出。对于[Sn-Ti14]Nb3(Ti-26.2Nb-ll Sn,wt.%)合金,相对于吸铸态(E=56 GPa,OUTs=447 MPa),冷变形后弹性模量降至E=48GPa,强度提高一倍至OUTS=855 MPa;时效处理过程中,位错和晶界促进α相的析出,在保证一定塑性的基础上,进一步将合金的强度提高到1049 MPa;此外,该合金具有高的β结构稳定性,冷轧、固溶和低温时效处理都不会析出ω相,从而展现出良好的塑性。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-06-03）
张娈[6]（2019）在《基于团簇模型设计的(Fe,Co,Ni)-B基非晶合金及其在45钢表面激光熔覆的研究》一文中研究指出非晶合金具有高的强度、硬度、良好的耐磨性和耐蚀性等,但非晶态的获取通常需要严格的控制合金成分区间以及达到极高的冷却速率(105 K/s)。通常情况下,大部分的二元或叁元体系的非晶合金往往只能形成厚度以微米计量的薄带状成品,其叁维尺寸远达不到块体材料的标准,因而制约了非晶合金在结构材料中的应用。激光熔覆是表面快速加工的重要技术手段之一,其本质是远离平衡态的快速加热以及快速冷却的综合物理冶金过程。以往大量使用硬质材料作为熔覆母材,其成分和组织的不均匀性是激光熔覆需要克服的主要缺点。而利用非晶合金作为熔覆材料母材至少带来两方面优势:首先,非晶合金可以提供成分和组织均匀的熔覆材料,无论是粉末还是条带状态均有利于后续熔覆工艺的控制,具有优良的熔覆性能;其次,采用价格低廉的(Fe,Co,Ni)-B基非晶合金可以在绝大部分金属基体表面大面积制备出合金涂层,特别是含有非晶和晶化相的复相涂层具有很好的减磨性和耐磨性能,因此非晶态熔覆合金的研发和制备得到表面工程技术领域的广泛重视。本文试图研究3d过渡族金属TM(Fe,Co,Ni)加类金属M(B,Si)体系的非晶合金及其熔覆行为。采用团簇加连接原子模型对(Fe,Co,Ni)-B二元合金体系进行成分解析,给出具有最优非晶形成能力的理想团簇成分式,并利用C02激光光源在45钢基体上对已给出的合金体系的成分进行了熔覆实验。在Fe-B-Si体系中选用不同成分的非晶合金进行了熔覆实验,同时还对比了熔覆材料在晶态和非晶态两种情况下的熔覆效果,验证了非晶粉末具有更加优异的熔覆性能。选取高非晶形成能力的多元Co基非晶合金成分在45钢表面进行激光熔覆,在不同的工艺下获得了不同非晶含量的涂层。用Ni元素替换Co基非晶合金中部分Co元素,同样可以获得高非晶形成能力的合金成分,进行激光熔覆后,熔覆层内没有非晶相生成,且硬度和耐磨性均下降。具体研究成果如下:(1)以团簇加连接原子模型理论为基础,对Fe-B、Co-B和Ni-B二元合金体系中与非晶形成相关相结构进行解析。根据密堆团簇的筛选判据可得出Fe-B二元合金体系密堆团簇为:[Fe-Fe12]、[B-Fe9]和[B-B2Fe8];Co-B二元合金体系密堆团簇为:[Co-Co12]、[B-Co9]和[B-B2Co8];Ni-B二元合金体系密堆团簇为:[Ni-Ni12]、[B-Ni9]和[B-B2Ni8]。结合理想非晶合金24电子理论,构建了Fe-B、Co-B和Ni-B二元合金体系理想非晶团簇式,分别为:[B-B2Fe8]Fe、[B-Co9]B和[B-Ni9]B。在Fe-B二元合金基础上,保持最稳定的[B-B2Fe8]Fe团簇式结构不变,将第叁组元Si原子分批次替代壳层B原子的位置,形成了两种新的团簇式[B-BSiFe8]Fe和[B-Si2Fe8]Fe,这两种团簇式在非晶最佳形成能力成分点 Fe75B15Si10的理想比例为 4:1,采用 Fe75B115Si10=4[B-BSiFe8]Fe+1[B-Si2Fe8]Fe 的中程序模型解析Fe-B-Si叁元非晶最佳成分。(2)选取不同成分的Fe-B-Si叁元非晶合金在45钢表面上进行了激光熔覆试验。将成分为Fe79.73B8.86Si11.41母合金分别采用球磨破碎和甩带研磨两种方式制备成晶态和非晶态复合粉末。Fe79.73B8.86Si11.41非晶粉末具有较高的热稳定性,其Tm和T1的值分别为1417 K和 1448 K,Tg、Trg(Trg=Tg/T1)值分别约在729.43 K和0.503 附近。Fe75B15Si10对应的Tx、Tm和T1的值分别为838 K,1402 K和1474 K。对比晶态和非晶态两种粉末的物相结构以及对应的熔覆层宏观质量、结构、组织及性能分析可知:在相同的熔覆能量条件下,非晶复合粉末的熔覆性能优于晶态粉末。采用非晶复合粉末所获得的熔覆层表面及内部没有气孔和裂纹,与基体形成了良好的冶金结合,其组织为细小均匀的树枝晶,各元素在熔覆层内分布较为均匀,受固溶强化、位错强化和细晶强化的影响,其硬度及耐磨性与基体相比都有较为明显的提高。对比Fe79.73B8.86Si11.41与Fe75B15Si10两种非晶合金粉末的熔覆效果可知,Fe79.73B8.86Si11.41具有更加接近共晶点的成分,因此具有更窄的熔化区间,其形成的熔覆层宏观质量较好。通过对熔覆层的硬度以及耐磨性的对比可知,Fe75B15Si10涂层中B含量较高,硬度和耐磨性好于Fe79.73B8.86Si11.41涂层。(3)采用激光熔覆技术在45钢表面制备了 Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8高非晶含量的复合涂层。该合金成分为前期实验发现的具有最佳形成能力的非晶合金,可以形成直径4mm的块体金属玻璃。所获得的熔覆层具有明显的分层结构,可划分为叁个不同的区域:表面区域为非晶基体上弥散分布的Co2B等轴树枝晶结构;过渡区由树枝状晶或柱状晶的Co2B相迭加晶间析出的Co3B相构成;界面结合区则是由αα-(Co,Fe)基体上析出的α'-(Co,Fe)相所组成。随着激光功率的增加,合金涂层表面区非晶的体积分数明显增加,平均硬度值降低,耐磨性和减磨性逐渐提升,当激光功率达到4.0 kW时,熔覆层非晶含量最高,磨损体积最小。与叁元Fe基非晶合金形成的熔覆涂层相比,Co基熔覆层的硬度和耐磨性均有较大提升。(4)在Co61.2B26.2Si7.8Ta4.8合金成分基础上,用Ni元素替代部分Co元素后,均获得了同样具有高非晶形成能力的合金成分:Co55.1Ni6.1B26.2Si7.8Ta4.8,Co49.0Ni12.2B26.2Si7.8Ta4.8,Co42.8Ni18.4B26.2Si7.8Ta4.8和Co36.8Ni24.4B26.2Si7.8Ta4.8。对以上四种成分的非晶合金粉末在45钢基体上进行激光熔覆试验,没有得到含有非晶的熔覆层,而是形成了中间区是由α-(Co,Fe,Ni)固溶体上分布着CoB,Co3B和Co3Ta金属间相的复合涂层。随着Ni含量的增加,熔覆层的平均硬度降低,在6.1 at.%Ni样品中显微硬度最高约为17 Gpa,在硬度较低的12.2 at.%Ni样品中,达到最小摩擦系数(～0.38)和磨损体积(～6×10-4mm3)。与没有添加Ni的Co基非晶复合涂层相比,硬度及耐磨性均下降。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-06-03）
尤雪瑞[7]（2019）在《分子合金团簇及全金属叁明治化合物的结构、新颖成键和芳香性研究》一文中研究指出分子合金和全金属叁明治化合物是当今无机合成化学和配位化合物研究的前沿及热点,其新颖结构和独特化学成键也是纳米团簇科学和理论化学的重要议题。另一方面,团簇物理化学的蓬勃发展引入全新的超原子和全金属芳香性等科学概念,它们有可能从成键本质的层面阐释无机合成相,并指导后者的理性设计。本学位论文选题处于无机合成配合物、纳米团簇、化学成键、新型芳香性等学科方向交叉的范畴,聚焦于运用理论化学方法、从分子轨道和成键的角度探索若干合成凝聚相化合物的结构稳定性根源,表征和发展新型化学键。同类研究在国内外尚属鲜见。本论文挖掘无机合成化合物的文献宝藏,在密度泛函理论水平下深入研究了一系列分子合金团簇[P_7ZnP_7]~(4-)、[Pd_2As_(14)]~(4-)、[Ge_9Au_3Ge_9]~(5-)和[Pd_3Sn_8Bi_6]~(4-)的结构特性与化学成键本质,结果表明可以用超原子、“片段芳香性”、全金属芳香性和多重?/?芳香性,特别是d-轨道芳香性等概念来揭示这些团簇的稳定性和成键本质。同时探讨了分子合金中金属-金属间相互作用、亲金作用和金属中心的真实价态。在合成凝聚相中发现新型芳香性,有助于芳香性概念的拓展,也可以平息学术界关于芳香性本质的争论。论文也对全金属芳香叁明治[Sb_3Au_3Sb_3]~(3-)团簇的化学成键进行了深入研究,首次通过定量跟踪“电荷反馈与负反馈”来研究体系复杂的电荷转移过程,直观地揭示全金属叁明治的层间化学成键本质。最后,论文以[Al[Al(NH_2)]_6]~-团簇为模型,首次确立并提出“配体稳定的全主族金属芳香性叁明治化合物”的科学概念,属叁明治化学领域的一项重要进展。本论文主要研究内容和结论如下:1.类超原子[P_7ZnP_7]~(4-)分子合金团簇及其Zintl相[P_7]~(3-)阴离子。本工作采用密度泛函理论计算,对具有哑铃状结构的分子合金团簇C_2[P_7ZnP_7]~(4-)及与之相关的Zintl相C_(3v)[P_7]~(3-)阴离子的几何结构、电子性质和成键特征进行研究。发现[P_7]~(3-)阴离子额外负电荷均匀地分布在叁个桥P原子上,本质上形成叁个P 3p~2孤对,其部分次级成份参与P–Pσ成键。成键分析表明[P_7ZnP_7]~(4-)可以表述为电荷转移复合物[P_7]~(2-)[Zn]~0[P_7]~(2-),其中[P_7]~(2-)配体保持Zintl相[P_7]~(3-)阴离子的结构和成键完整性。两个[P_7]~(2-)配体通过桥P与中心Zn原子相互作用,形成类四面体八电子ZnP_4核,电子计数表明体系可以看作类Ne超原子。核中Zn–P成键本质上包括P 3p电子非键和Zn–P两中心σ键这两部分贡献,组合形成二中心二电子(2c-2e)Zn–Pσ“单键”,但有效键级约为0.5。本工作采用超原子概念来解释此分子合金团簇的稳定性。2.分子合金团簇[Pd_2As_(14)]~(4-)及模型团簇[Au_2Sb_(14)]~(4-)的σ片段芳香性。量子化学计算表明,棒状分子合金团簇D_(2h)[Pd_2As_(14)]~(4-)和模型团簇D_(2h)[Au_2Sb_(14)]~(4-)可视为金属中心Pd_2/Au_2镶嵌在As_(14)/Sb_(14)聚阴离子表面,其中每个Pd/Au原子与四个As/Sb原子配位形成扭曲的类平面四边形PdAs_4/AuSb_4中心单元。两种团簇都不存在Pd–Pd/Au–Au金属键作用。成键分析表明,前者含有一个2σ离域体系,而后者的核心结构单元AuSb_4支撑一个6σ离域体系。它们均符合4n+2休克尔规则(n=0和1),故二者都是全金属σ片段芳香化合物。值得强调的是,6σ片段芳香性的发现十分重要,因为整个芳香性研究领域就建立在苯环6π电子离域的基础之上。本工作指出σ片段芳香性是理解体系结构特征及稳定性的关键所在。3.具有d-轨道芳香性的分子合金团簇[Ge_9Au_3Ge_9]~(5-)及Zintl相[Ge_9]~(4-)阴离子。前述分子合金团簇以第15族元素团簇为配体。基于第一性原理计算,本工作对以第14族元素笼状团簇Ge_9为配体的C_s[Ge_9Au_3Ge_9]~(5-)分子合金团簇的结构和成键特征进行研究。该分子合金团簇由两个笼状Ge_9配体和一个夹心Au_3环构成。左右Ge_9配体的两个Ge_3面与Au_3环作用,形成中心一个Ge_3Au_3Ge_3叁明治内核。成键分析显示团簇可近似表述为[Ge_9]~(2.5-)[Au_3]~0[Ge_9]~(2.5-),其中[Ge_9]~(2.5-)配体分别保留Zintl相C_(4v)和D_(3h)[Ge_9]~(4-)阴离子的结构和成键完整性,并可用Wade规则解释它们的电子计数。叁明治Ge_3Au_3Ge_3内核中Ge–Au–Ge成键包括一个基于Au 5d/6s和Ge 4p成份形成的9c-2eσ键,以及与Au相连的六个Ge 4s~2和叁个Au 5d孤对的次级贡献。正则分子轨道(canonical molecular orbitals,CMOs)和适配性自然密度划分(adaptive natural density partitioning,AdNDP)分析显示Au_3环拥有一个由近乎纯Au 5d成份形成的离域3c-2eσ键,因此该分子合金团簇具有d-轨道芳香性。本工作表明全金属合成相化合物存在d-轨道芳香性,属芳香性概念的一项拓展。4.具有多重π/σ片段芳香性的分子合金[Pd_3Sn_8Bi_6]~(4-)团簇。在密度泛函理论水平下研究分子合金团簇D_(3h)[Pd_3Sn_8Bi_6]~(4-)的几何结构、电子性质和成键特征。该团簇可视为Pd_3金属核内嵌在Sn_8Bi_6外壳里,属核-壳结构,形同飞碟(UFO)。详细的CMO和AdNDP分析显示[Pd_3Sn_8Bi_6]~(4-)具有五重片段芳香性,包括Sn_8骨架π芳香性、Bi_6外环π/σ双重芳香性、Pd_3内核d-轨道σ芳香性和BiSn_2叁角面σ芳香性。需要指出的是,Sn_4/Bi_6/Pd_3/BiSn_2都是多中心准平面片段,其离域电子计数分别满足4n+2休克尔规则(n=0)。这种独特的多重芳香性成键模式赋予该核壳结构以稳定性。本工作表明,全金属合成相化合物中可以存在多重π/σ芳香性(包括d-轨道芳香性)。5.全金属芳香叁明治[Sb_3Au_3Sb_3]~(3-)团簇。实验室与中科院长春应化所合作,前期通过合成实验与量子化学理论计算成功完成首例全金属芳香性叁明治化合物[Sb_3Au_3Sb_3]~(3-)的制备和表征。本工作采用密度泛函理论计算对全金属叁明治D_(3h)[Sb_3Au_3Sb_3]~(3-)团簇的结构稳定性和成键本质进行深入研究。团簇[Sb_3Au_3Sb_3]~(3-)由叁层金属叁角面迭加而成,总体呈叁棱柱结构。我们的理论分析表明体系中Au–Au之间没有典型共价作用,主要依靠“亲金效应”维系。CMO分析显示该团簇形式上可表述为[Sb_3~(1.5+)Au_3~(3-)Sb_3~(1.5+)]~(3-),此为零级成键图像。上下两个Sb_3环通过分子内电荷转移叁个电子给Au_3环,使其形式上形成Au_3~(3-);额外叁个电荷分配到两个Sb_3环上以补偿电荷转移导致的电子损失。自然键轨道(natural bond orbital,NBO)电荷分析则表明Au_3不带电荷,Sb_3带1.5个负电荷,即团簇可表述为[Sb_3~(1.5-)Au_3~0Sb_3~(1.5-)],此为有效成键图像。厘清上述两种成键图像之间的关联有助于理解全金属叁明治的成键本质。详细的轨道成份和AdNDP分析显示叁条棱上的成键作用可以等效为叁个3c-2e Sb–Au–Sbσ键。分子内发生复杂的电子反馈与负反馈过程,接近二十个分子轨道对共价重排有贡献,将多达六个电子从叁个金属层转移至层间叁条Sb–Au–Sb棱上,以此稳定整个团簇结构。这是一种难以想象的集体效应,正如成语之所谓“积沙成塔”。此外,理论分析表明上下两个Sb_3环呈现全离域3c-3eπ键特征,因此叁明治[Sb_3Au_3Sb_3]~(3-)团簇具有π芳香性。本工作运用多种现代量子化学理论工具,深入透彻地阐释了新型全金属叁明治化合物的成键图像与本质。6.配体稳定的全主族金属芳香叁明治[Al[Al(NH_2)]_6]~-团簇。首例全金属芳香性叁明治化合物[Sb_3Au_3Sb_3]~(3-)为进一步拓展叁明治化学奠定基础。紧随前述研究,本工作对全主族金属叁明治化合物[Al[Al(NH_2)]_6]~-的可行性进行密度泛函理论研究。文献调研发现Al[Al[N(SiMe_3)_2]]_6~-晶体结构拥有一个全主族金属类叁明治内核[Al_3–Al–Al_3]~-,显然人们对此结构不甚关注,对其成键也知之甚少。基于此我们理性设计一种更为简化的[Al[Al(NH_2)]_6]~-模型团簇,它与该合成晶体相化合物属等价电子体系。CMO分析显示该模型团簇的零级成键图像为[Al(NH_2)]_3~(2-)Al~(3+)[Al(NH_2)]_3~(2-),轨道成份分析则给出完备成键图像[Al(NH_2)]_3~(0.35-)Al~(0.30-)[Al(NH_2)]_3~(0.35-),后者与自然键轨道分析结果类似。体系中两个[Al(NH_2)]_3金属层与Al夹心之间发生复杂的电荷反馈与负反馈,将多至4.5个电子从上下金属层和夹心转移到金属层-夹心之间的六个Al–Al棱上,由此形成并稳定全金属叁明治结构。体系含近似7c-2e离域π和σ键各一个,具有π和σ双重芳香性。该研究首次确立配体稳定的全主族金属芳香性叁明治化合物的科学概念。(本文来源于《山西大学》期刊2019-06-01）
任蕾[8]（2019）在《Ti_3Al合金中纳米团簇结构与力学性能》一文中研究指出近年来,Ti-Al金属间化合物作为很有发展前景的新一代高温结构材料,被广泛应用于航空航天和汽车等领域。其中Ti_3Al合金因具有优良的高温力学性能、较低的密度和良好的抗氧化性能而备受人们关注。材料的宏观性能由其微观结构决定,而在现有的实验条件下,难以对Ti_3Al合金快速凝固过程中微观结构进行观察和分析。本文采用分子动力学模拟的方法,对不同冷速下Ti_3Al合金在快速凝固过程中微观结构的形成和演化以及在拉伸载荷作用下的变形行为进行了模拟。采用嵌入原子势函数,通过径向分布函数、团簇类型指数法来表征系统中的微观结构,具体团簇结构的演变可以采用可视化分析技术直观地表示出来。在以10~(10) K/s、10~(11) K/s、10~(12) K/s和10~(13) K/s四个不同的冷速快速凝固Ti_3Al纳米晶体材料时,通过对平均原子能量、径向分布函数分析和团簇类型指数法等微观结构分析,研究发现体系在10~100 K/s、10~111 K/s和10~122 K/s冷速下最终形成由六角密排晶体团簇(12 0 0 0 6 6)和面心立方晶体团簇(12 0 0 0 12 0)构成的层片状孪晶结构,这两种团簇在Ti_3Al合金凝固过程的团簇结构演变中起了重要的作用,且其数量随温度的降低而增加;在10~(13) K/s时,体系形成以大量二十面体团簇(12 0 12 0 0 0)为主,部分体心立方晶体团簇(14 6 0 8 0 0)的非晶结构,这些二十面体团簇会均匀地分散在系统中,以维持非晶结构的稳定性。在冷速为10~100 K/s时,Ti_3Al体系中大量的(12 0 0 0 12 0)团簇结构会与自身相互连接,少量的(12 0 0 0 6 6)团簇也更倾向于和自身相连,而且发现(120 0 0 12 0)和(12 0 0 0 6 6)、(12 0 0 0 12 0)和(12 0 0 0 12 0)团簇结构之间是通过共格孪晶晶界相连形成共格孪晶结构。在冷速为10~133 K/s时,Ti_3Al合金中的(12 0 12 0 0 0)团簇通过形成链状、叁角形的方式相互连接;(14 6 0 8 0 0)团簇则是通过形成叁角形、四面体、四棱锥、双叁角形、六边形和四角双锥结构连接。为了研究不同微观结构对力学性能的影响,模拟研究了包含不同团簇类型的Ti_3Al合金初始结构在拉伸载荷作用下的变形行为。通过对不同初始结构的力学性能模拟结果进行分析,结果表明:在10~100 K/s、10~111 K/s和10~122 K/s冷速下,有(12 0 0 0 6 6)和(12 0 0 0 12 0)晶体团簇的初始结构在拉伸过程中,随着应变的增加,(12 0 0 0 12 0)晶体团簇的数量减少,(12 0 0 0 6 6)团簇数目则相反。而当出现裂纹形成后,(12 0 0 0 12 0)团簇数量反而随之增加,(12 0 0 0 6 6)团簇数目减少;10~133 K/s时,BCC和ICO团簇的数目都是先减少后增加,随后数目不断波动,但整体趋势基本保持没有明显的变化。可视化分析结果表明,在拉伸过程中体系内部首先产生细小的裂纹,裂纹会相互连接形成孔洞,最后随着应变的增大,材料断裂。(本文来源于《贵州大学》期刊2019-06-01）
杨莎[9]（2019）在《基于原位两相配体交换法的金基合金团簇的设计、合成及其性质研究》一文中研究指出原子精确的贵金属(主要是银和金)纳米团簇是一种新兴的功能材料,在能源、传感、催化以及纳米电子等领域具有广阔的应用前景。这些纳米团簇由硫醇、膦、炔、卤化物或者氢化物等配体保护,其尺寸大小介于原子和等离子体纳米颗粒之间。硫醇配体保护的金属纳米团簇是由不同数目的金属原子(以Au为例)和硫醇(-SR,R=碳基团)配体组成,分子式为[Aun(SR)m]。金属纳米团簇的研究工作有利于我们了解物质在纳米尺度的生长规则以及量子局限效应赋予金属纳米团簇的独特性质。自20世纪90年代以来,科研工作者的研究确定了这些化合物的分子性质,并探究了它们在光学、磁、电化学等性质方面的尺寸效应。此外,x射线结晶学的开创性工作,即Au102(SC6H4COOH)44和Au25(SC2H4Ph)18-晶体结构的解析彻底改变该领域,并揭示了团簇的内部金属堆积和表面组装模式。基于金属纳米团簇精确的几何结构,结构与性能之间的关系被揭露从而进一步应用于催化,生物应用,光化学,磁性,和能量转换等领域。在冶金学中,金属的性能是可以通过添加其他金属来改变的,而且这种改变通常会提高材料的性能,更有利于它们的实际应用。在金属纳米团簇领域中,合金纳米团簇也因表现出不同于单一金属纳米团簇的性质而作为具有极大应用潜能的功能性材料。为了进一步探究合金纳米团簇中金属间的协同效应,需要大规模合成合金纳米团簇。目前由硫醇配体保护的合金纳米团簇主要是通过化学方法合成。其合成方法集中在以下叁类:(ⅰ)共还原法(又称一锅法),金属盐混合,在配体稳定剂的存在下被还原剂还原;(ⅱ)两相配体交换法,通过配体诱导使水相合金纳米团簇向有机相转化;(ⅲ)金属交换法,用已有单金属纳米团簇作为模板加入第二种金属,通过金属原子之间的交换实现掺杂。但是受上述传统合成方法的限制,目前已得到的合金纳米团簇具有随机性。因此,本文致力于建立一种新颖的合成方法用以合成硫醇配体保护的合金纳米团簇。受一锅法的简单便捷和两相配体交换法的有效性启发,尝试探索一种混合合成策略,即:原位两相配体交换法(简称为原位法)。在文本中,应用原位法得到了一系列具有高收率的原子精确的合金纳米团簇以及一些功能性纳米团簇。本文主要研究内容包括:1.发展了一种新的制备合金纳米团簇的方法-原位两相配体交换法。应用该合成方法,我们得到了 一系列首次被报道的合金纳米团簇,包括Au20Ag1(SR)1s(NC-1)、Au21-xAgx(SR)15(NC-2,x=4-8)、Au21-xCux(SR)15(NC-3,x=0,1)以及Au21-xCux(SR)15(NC-4,x=2-5)(R=C4H9,叔丁基)。有趣的是,x射线单晶单晶衍射揭示除了Au21-xCux(SR)15(NC-4 x=2-5)外,其他合金纳米团簇均具有相同的框架结构,这表明过量的铜原子掺杂可以改变金属纳米团簇的结构。此外,我们对这些双金属纳米团簇的光学吸收进行探究,我们发现第二金属掺杂对纳米团簇的电子结构产生了显着影响。值得注意的是,原位法也可以应用于合成单金属纳米团簇:Au21(SR)15(NC-5)。2.超小纳米团簇不仅在生物应用等实际应用中至关重要,在理解金complex到金纳米团簇的结构转变方面也是不可或缺的。但是确定这些过渡尺寸金属纳米团簇的几何结构一直是一个重大挑战。应用原位法以及配体交换法得到了两个过渡态的新纳米团簇:Cd1Au14(StBu)12(NC-6)和Cd1Au14(S-Adm)12(NC-7),通过x射线单晶衍射确定了它们的几何结构。此外,采用配体诱导策略,我们实现了NC-6至最小金纳米团簇Au16(SR)12的转化。基于Cd1Au14(SR)12和Au16(SR)12的几何结构,借助密度泛函理论计算,我们预测了Au15(Au15(SR)12-、Au15(SR)13)纳米团簇的结构,这为金complex和金属纳米团簇之间的研究工作架起桥梁。3.合成了Au38-xCux(2,4-DMBT)24(NC-9,x=0-6)纳米团簇并确定了其几何结构。我们采用ESI-MS、TGA、XPS等表征手段揭示了NC-9纳米团簇的分子式。用x射线单晶衍射仪测定了其几何结构。NC-9纳米团簇的晶体结构剖析结果表明,NC-9纳米团簇是由双二十面体的Au23核、六个二聚的motifs和叁个单体的motifs组成。有趣的是,所有的铜原子均选择性掺杂至NC-9纳米团簇的motif位置。这种现象与之前报道的Au38-xAgx(SR)24合金纳米团簇中Ag原子的掺杂位置不同(Ag原子掺杂至核心)。密度泛函理论计算结果表明掺杂在motif中的铜原子对NC-9纳米团簇前线轨道的贡献很小,这说明第二金属Cu原子对其光学性质的影响可以忽略不计。4.与同主族的S、Se、Te元素相比,O元素保护的Au/Ag纳米团簇的报道极少,可能是由于O原子半径较小,电荷密度较高。但是,由于O、S、Se和Te元素类型的不同,金属-硫族界面会产生不同的性能。本章工作中,我们致力于探究M-O界面效应,并应用此效应获得具有特殊性能的新颖合金纳米团簇。由于S原子易于被O原子氧化形成SOx,本章中我们设计原位氧化硫醇配体合成具有M-O界面的合金纳米团簇。通过反应条件的筛选,应用原位法合成了一个新的Ag-Cu双金属纳米团簇[Ag54-xCuxS19(tBuS)20(tBuSO3)12]2+(NC-8,x=8-20)。晶体结构揭示,NC-8纳米团簇由Cu10Ag2S7核、M42(tBuS)20(tBuSO3)12壳层和12个裸硫原子组成。该合金纳米团簇的配体具有叁种类型:硫醇盐、硫醇盐中C-S键断裂形成的裸硫原子以及硫醇盐原位氧化得到的磺酸配体。NC-8纳米团簇的合成揭露了金属原子与O原子的键连方式,并为合成其他功能性纳米团簇打下坚实的基础。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-05-01）
徐钟麒,刘畅,罗维峰,刘飞,韩民[10]（2019）在《铁铬合金团簇点阵中与成分相关的磁性耦合（英文）》一文中研究指出本文采用气相团簇束流沉积法制备了不同铁铬比的铁铬合金密集团簇点阵,研究了团簇点阵中复杂的多相结构和各种耦合效应.当合金中铬含量较大时,在团簇中能够观测到一种晶格失配的类四方结构,这种结构的出现导致了不同铁铬比的合金团簇中交换偏置效应的不同.随着铬的含量增加,合金团簇的交换偏置场减小,而团簇间的偶极相互作用增强.在合金团簇的铁磁-超顺磁转变温度以上,能明显观察到在类四方结构团簇中有更大的残存矫顽力与剩磁.在场冷条件下,对矫顽力和偏置场随温度变化的研究表明含有更多类四方结构的合金团簇有更好的热稳定性和更大的各向异性.(本文来源于《Chinese Journal of Chemical Physics》期刊2019年02期）
合金团簇论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
利用密度泛函理论(DFT)研究了M_(12)Ni(M=Pt,Sn,Cu)3种双金属合金团簇的电子活性和结构稳定性,并探讨了甲烷干法重整反应(DRM)在M_(12)Ni双金属团簇表面的反应能量变化情况.经比较发现甲烷脱氢和二氧化碳活化过程在Pt_(12)Ni团簇表面进行需克服的活化能垒最低,反应最易进行.Sn_(12)Ni团簇上生成碳需要较高的活化能,说明Sn_(12)Ni团簇能够有效抑制焦碳的生成,一定程度上克服了碳沉积导致的催化剂失活现象,并且Sn_(12)Ni团簇在C~*和CH~*氧化过程中表现出最佳的催化活性.Cu_(12)Ni团簇仅在甲烷脱氢过程中表现出较为优异的催化活性.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
合金团簇论文参考文献
[1].朱上,李志辉,闫丽珍,李锡武,黄树晖.Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响（英文）[J].稀有金属材料与工程.2019
[2].陈涛,方镭,罗伟,孟跃,薛继龙.双金属合金团簇M_(12)Ni(M=Pt,Sn,Cu)催化甲烷干法重整反应的理论研究[J].高等学校化学学报.2019
[3].陈润.基于自适应免疫优化算法用于大尺寸合金团簇结构优化[D].安庆师范大学.2019
[4].于志铖.W_mX_n(X=Cu,Mo)二元合金团簇及吸附小分子的DFT研究[D].江苏科技大学.2019
[5].姜贝贝.基于团簇结构模型的多元Ti合金成分设计方法和性能研究[D].大连理工大学.2019
[6].张娈.基于团簇模型设计的(Fe,Co,Ni)-B基非晶合金及其在45钢表面激光熔覆的研究[D].大连理工大学.2019
[7].尤雪瑞.分子合金团簇及全金属叁明治化合物的结构、新颖成键和芳香性研究[D].山西大学.2019
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[9].杨莎.基于原位两相配体交换法的金基合金团簇的设计、合成及其性质研究[D].安徽大学.2019
[10].徐钟麒,刘畅,罗维峰,刘飞,韩民.铁铬合金团簇点阵中与成分相关的磁性耦合（英文）[J].ChineseJournalofChemicalPhysics.2019
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