《金屬材料中氫行為的第一性原理研究》是2022年化學工業出版社出版的圖書。
基本介紹
- 中文名：金屬材料中氫行為的第一性原理研究
- 作者：何洋
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2022年8月1日
- ISBN：9787122417466
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《金屬材料中氫行為的第一性原理研究》介紹了氫脆相關的基本概念以及主要的氫脆機理，藉助第一性原理理論計算研究了氫與金屬鐵的相互作用，重點研究氫環境中氫在金屬表面的吸附及解離規律、氫原子在晶格及晶界中的擴散機制、氫原子對晶界力學性能的影響機理以及對層錯的形成機制，為更深入地開展抗氫脆材料的研發和氫脆機理研究提供理論指導。
本書可供從事材料科學與工程技術人員，特別是從事金屬材料研發人員和生產企業技術人員參考，亦可作為高等院校材料專業師生的參考書。
圖書目錄
第1章 緒論1
1.1 氫脆概述1
1.1.1 氫脆分類1
1.1.2 材料的氫脆敏感性2
1.1.3 氫源2
1.1.4 氫陷阱3
1.1.5 氫的擴散4
1.1.6 評估氫脆程度的試驗方法5
1.1.7 材料氫脆敏感性的影響因素6
1.2 氫脆機理研究進展7
1.2.1 氫化物的形成和斷裂7
1.2.2 氫致弱鍵機理8
1.2.3 氫致局部塑性理論9
1.2.4 吸附氫致位錯發射機理10
1.2.5 奧氏體鋼的氫致相變機理12
1.3 氫與金屬相互作用的研究進展12
1.3.1 氫在金屬表面的吸附行為12
1.3.2 氫與金屬中空位的相互作用14
1.3.3 氫與位錯的互動作用15
1.3.4 氫與金屬中晶界的相互作用16
1.4 計算方法21
參考文獻22
第2章 鐵表面水分子與硫化氫分子的吸附與解離行為研究31
2.1 研究背景介紹31
2.2 建模與計算方法32
2.2.1 水分子在Fe(111)表面吸附的建模過程32
2.2.2 計算方法33
2.3 計算結果及討論33
2.3.1 水分子在Fe(111)表面的吸附位置33
2.3.2 Fe(111)表面水分子吸附層的穩定結構36
2.3.3 不同溫度下Fe(111)表面水分子吸附層的變化規律38
2.3.4 水分子在Fe(111)表面吸附的鍵合特徵39
2.3.5 H2S分子在Fe(111)表面的吸附與解離行為40
2.3.6 水環境中H2S分子在Fe(111)表面的吸附與解離行為42
2.4 本章小結45
參考文獻46
第3章 氫原子在Fe晶格中的擴散機理研究47
3.1 研究背景介紹47
3.2 計算方法48
3.2.1 H的穩定位置的計算方法48
3.2.2 擴散係數的計算方法50
3.3 計算結果及討論51
3.3.1 氫在α-Fe中的穩定位置51
3.3.2 氫在α-Fe晶格中的擴散機理53
3.3.3 氫在γ-Fe中的穩定位置54
3.3.4 氫在γ-Fe晶格中的擴散機理55
3.3.5 氫在ε-Fe中的穩定位置58
3.3.6 氫在ε-Fe晶格中的擴散機理59
3.3.7 氫在α-Fe、γ-Fe單空位中的穩定位置61
3.3.8 氫在α-Fe、γ-Fe單空位中的擴散機理62
3.4 本章小結64
參考文獻64
第4章 氫原子在γ-Fe晶界處的擴散行為研究67
4.1 研究背景介紹67
4.2 計算方法68
4.2.1 晶界模型構建68
4.2.2 晶界能及偏析能的計算69
4.3 計算結果及討論70
4.3.1 三種不同的晶界結構70
4.3.2 氫原子在三種晶界處的占位71
4.3.3 氫原子在Σ3\[110\](111)晶界的擴散74
4.3.4 氫原子在Σ5\[001\](210)晶界的擴散75
4.3.5 氫原子在Σ9\[110\](221)晶界的擴散77
4.3.6 討論78
4.4 本章小結80
參考文獻81
第5章 硫原子對氫致晶界脆化的影響機制研究82
5.1 研究背景介紹82
5.2 計算方法83
5.3 計算結果及討論83
5.3.1 硫原子與氫原子共存時的晶界結構83
5.3.2 第一性原理拉伸試驗84
5.3.3 拉伸過程中晶界的原子構型分析85
5.3.4 晶界結構中的鍵長變化85
5.3.5 態密度分析89
5.3.6 電子密度分析91
5.4 本章小結92
參考文獻93
第6章 奧氏體鋼中氫對層錯的作用機理研究94
6.1 研究背景介紹94
6.2 計算方法95
6.2.1 層錯能計算95
6.2.2 剪下變形計算過程96
6.3 計算結果及討論97
6.3.1 完美晶體中氫的位置對層錯能的影響97
6.3.2 氫原子在完美晶格中的成鍵特徵98
6.3.3 滑移過渡態中氫原子對晶格結構的影響99
6.3.4 氫對完美晶體剪下變形的影響100
6.3.5 空位附近氫原子對層錯能的影響101
6.3.6 討論103
6.4 本章小結105
參考文獻105
