Au-Cu合金系的系統(tǒng)研究.pdf

1、本文在合金系統(tǒng)科學框架(SSA)下，對Au-Cu合金系進行了系統(tǒng)的研究和分析。 利用單原子理論(OA)、德拜固體比熱理論和Grüneisen熱膨脹理論對純金屬Cu的自然態(tài)FCC結(jié)構(gòu)的原子狀態(tài)隨溫度的變化進行了研究，計算了原子狀態(tài)在三態(tài)雜化三角形中隨溫度的變化軌跡，其成鍵電子(共價電子和近自由電子)隨溫度的升高而減少，非鍵電子隨溫度的升高而增加。在此基礎(chǔ)上計算了金屬Cu的勢能曲線、體彈性模量、恒壓和恒容熱容、振動能、焓、熵及Gib

2、bs自由能等各種熱力學參量隨溫度的變化曲線。計算結(jié)果與SGTE數(shù)據(jù)庫信息比較，在較低溫度兩者吻合很好，但隨著溫度升高，兩者之間的差異增大。室溫以下的計算結(jié)果可以用來補充了熱力學數(shù)據(jù)庫信息。 利用特征晶體理論對Au-Cu合金系的晶格常數(shù)、結(jié)合能、原子狀態(tài)和物理性質(zhì)進行了系統(tǒng)的分析和研究，確定了Au-Cu合金系FCC結(jié)構(gòu)類型原子間的體積和能量相互作用方程，獲得了FCCAu-Cu系中特征原子A-序列和特征晶體C-序列的原子的狀態(tài)、勢能

3、、體積和晶體的晶格常數(shù)、結(jié)合能、體彈模量等基本信息。利用A-和C-序列的基本信息和特征原子排布設(shè)計方法(CAAD)研究了無序AuxCu(1-x)合金及其組元的原子狀態(tài)、物理性質(zhì)隨成分變化的關(guān)系曲線，分析了合金的晶格常數(shù)相對于Vegard定律發(fā)生正偏離的原因。研究了Au-Cu合金系中FCC類型點陣結(jié)構(gòu)的Au3Cu、AuCu、AuCu3型多種空間群金屬間化合物的原子狀態(tài)、生成熱及其它物理性質(zhì)，分析了影響相同成分不同結(jié)構(gòu)化合物的穩(wěn)定性的因素。

4、研究了AuCuⅠ和長周期結(jié)構(gòu)AuCuⅡ化合物的精細結(jié)構(gòu)，確定了它們晶胞中格點上的原子的狀態(tài)、勢能、體積，晶體的晶格常數(shù)、結(jié)合能、彈性模量，討論了影響AuCuⅠ和AuCuⅡ生成的勢能因素和體積因素。對Au-Cu合金系中典型結(jié)構(gòu)的有序合金(如L10、L12等)進行了研究，計算了這些合金的特征原子和特征晶體濃度分布，合金及其組元的原子狀態(tài)、晶格常數(shù)、結(jié)合能和物理性質(zhì)隨合金成分和有序度的變化。應(yīng)用CAAD方法研究了Au-Cu系中三種典型金屬間化

5、合物L10-AuCu、L12-Au3Cu、L12-AuCu3的理想結(jié)構(gòu)晶胞和含錯位排列的原子團簇的原子狀態(tài)、能量和體積。研究結(jié)果表明，在這三種化合物中L12-Au3Cu無序化趨勢最強，L12-AuCu3最穩(wěn)定。 在特征晶體模型下，結(jié)合合金統(tǒng)計熱力學，研究了Au-Cu系的熱力學性質(zhì)。計算了液態(tài)合金和無序固溶體的生成熱和活度隨溫度和成分的變化曲線，所得結(jié)果與實驗信息一致。計算了多種有序合金的Gibbs自由能、生成焓和熵隨溫度和有序度