| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第17-35页 |
| 1.1 引言 | 第17-18页 |
| 1.2 纳米晶合金材料稳定性研究的计算方法概述 | 第18-27页 |
| 1.2.1 有限元分析 | 第19页 |
| 1.2.2 热力学计算 | 第19-21页 |
| 1.2.3 蒙特卡洛方法 | 第21-22页 |
| 1.2.4 相场法 | 第22页 |
| 1.2.5 分子动力学 | 第22-23页 |
| 1.2.6 第一性原理 | 第23-27页 |
| 1.3 本课题研究依托的材料体系 | 第27-31页 |
| 1.3.1 功能材料方面 | 第27-29页 |
| 1.3.2 结构材料方面 | 第29-30页 |
| 1.3.3 纳米晶合金稳定性研究存在的主要问题 | 第30-31页 |
| 1.4 本课题研究意义、目标和主要研究内容 | 第31-35页 |
| 第2章 第一性原理相关基础理论 | 第35-47页 |
| 2.1 多粒子体系薛定谔方程 | 第35-39页 |
| 2.1.1 Born-Oppenheimer近似 | 第36-37页 |
| 2.1.2 Hartree-Fock近似方法 | 第37-39页 |
| 2.2 密度泛函理论 | 第39-43页 |
| 2.2.1 Thomas-Fermi模型 | 第39页 |
| 2.2.2 Hohenberg-Kohn定理 | 第39-40页 |
| 2.2.3 Kohn-Sham方程 | 第40-41页 |
| 2.2.4 交换关联泛函 | 第41-43页 |
| 2.3 常用第一性原理计算软件 | 第43-44页 |
| 2.4 经典合金体系的热力学模型 | 第44-47页 |
| 2.4.1 声子谱计算 | 第44-45页 |
| 2.4.2 准谐德拜模型 | 第45-47页 |
| 第3章 纳米晶Li_2C_2合金热稳定性和相稳定性的计算与验证 | 第47-65页 |
| 3.1 第一性原理/热力学耦合模型的建立 | 第47-53页 |
| 3.1.1 纳米晶合金晶界特征的定量化描述 | 第47-48页 |
| 3.1.2 第一性原理计算中纳米尺寸效应的引入 | 第48-51页 |
| 3.1.3 纳米晶合金的晶界热力学函数推导 | 第51-52页 |
| 3.1.4 纳米晶Li_2C_2合金热力学模型的合理性分析 | 第52-53页 |
| 3.2 Li_2C_2合金基本理化特性 | 第53-57页 |
| 3.2.1 Li_2C_2合金力学性质分析 | 第53-54页 |
| 3.2.2 Li_2C_2合金电子结构分析 | 第54-57页 |
| 3.3 Li_2C_2合金热力学分析 | 第57-60页 |
| 3.3.1 Li_2C_2相稳定性和理论容量预测 | 第57-58页 |
| 3.3.2 纳米晶Li_2C_2热稳定性预测 | 第58-60页 |
| 3.4 Li_2C_2合金电化学实验验证 | 第60-64页 |
| 3.4.1 粗晶和纳米晶Li_2C_2合金的制备 | 第60-61页 |
| 3.4.2 电化学实验结果分析 | 第61-64页 |
| 3.5 本章小结 | 第64-65页 |
| 第4章 纳米晶Li-Si固溶体合金的热力学和动力学研究 | 第65-77页 |
| 4.1 纳米晶合金扩散动力学模型建立 | 第65-70页 |
| 4.1.1 第一性原理弹性能带法中纳米晶尺寸效应的引入 | 第65-67页 |
| 4.1.2 第一性原理中纳米晶固溶体溶质浓度效应的引入 | 第67-70页 |
| 4.2 Li-Si固溶体稳定性分析 | 第70-72页 |
| 4.3 纳米晶Li-Si固溶体中Li扩散分析 | 第72-76页 |
| 4.3.1 晶粒尺寸对Li扩散系数的影响 | 第72-73页 |
| 4.3.2 纳米晶固溶体中扩散动力学预测的合理性分析 | 第73-74页 |
| 4.3.3 纳米晶固溶体中浓度效应和晶粒尺寸效应的协同作用机理 | 第74-76页 |
| 4.4 本章小结 | 第76-77页 |
| 第5章 弱偏聚体系Cu-Zn纳米晶合金的热稳定性研究 | 第77-95页 |
| 5.1 基于第一性原理的偏聚热力学模型建立 | 第77-81页 |
| 5.1.1 考虑溶质浓度效应的第一性原理晶界偏聚模型的建立 | 第77-79页 |
| 5.1.2 溶质偏聚过程中晶界负压效应的引入 | 第79-80页 |
| 5.1.3 弱偏聚体系纳米晶合金偏聚行为的热力学函数推导 | 第80-81页 |
| 5.2 Cu-Zn纳米晶合金晶界的电子结构分析 | 第81-84页 |
| 5.2.1 Cu-Zn纳米晶合金界面能量状态的表征 | 第81-82页 |
| 5.2.2 Cu-Zn纳米晶合金的界面键合方式 | 第82-84页 |
| 5.3 Cu-Zn纳米晶合金的热稳定性分析 | 第84-90页 |
| 5.3.1 Cu-Zn纳米晶合金的热力学函数分析 | 第84-86页 |
| 5.3.2 Cu-Zn纳米晶合金的热稳定性调控机制 | 第86-90页 |
| 5.4 Cu-Zn纳米晶合金热稳定性的实验验证 | 第90-93页 |
| 5.4.1 Cu-Zn纳米晶合金的制备 | 第90-92页 |
| 5.4.2 Cu-Zn纳米晶合金不同温度下的稳定性 | 第92-93页 |
| 5.5 本章小结 | 第93-95页 |
| 第6章 强偏聚体系W-Sc纳米晶合金的热稳定性研究 | 第95-117页 |
| 6.1 基于第一性原理的偏聚热力学模型建立 | 第95-100页 |
| 6.1.1 强偏聚W-Sc体系晶界偏聚模型的构建 | 第95-97页 |
| 6.1.2 强偏聚W-Sc体系溶质浓度效应的引入 | 第97-100页 |
| 6.2 W-Sc晶界模型的电子结构分析 | 第100-102页 |
| 6.3 W-Sc纳米晶合金的热稳定性分析 | 第102-110页 |
| 6.3.1 W-Sc纳米晶合金的热力学分析和稳定性调控机制 | 第102-106页 |
| 6.3.2 纳米晶合金偏聚过程的吉布斯自由能变化规律 | 第106-110页 |
| 6.4 W-Sc纳米晶合金的热稳定性实验验证 | 第110-115页 |
| 6.4.1 W-Sc纳米晶合金的制备 | 第110-111页 |
| 6.4.2 W-Sc纳米晶合金不同温度下的稳定性 | 第111-115页 |
| 6.5 本章小结 | 第115-117页 |
| 结论 | 第117-119页 |
| 参考文献 | 第119-135页 |
| 攻读博士学位期间所发表的研究成果 | 第135-137页 |
| 致谢 | 第137-138页 |
