SiC纤维增强钛基复合材料界面原子尺度研究

作者: 李健著

出版社: 中国石化出版社有限公司

出版时间: 2022-09

版次: 1

ISBN: 9787511468598

定价: 82.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

分类: 工程技术

连续SiC纤维增强钛基复合材料具有良好的力学性能和热稳定性，在工业中具有十分重要的应用价值。SiC与钛基体之间的界面对复合材料的整体性能具有显著影响。大量研究者期望开发出某种数学或数值模型，能够由组分和微观组织性能预测得到复合材料的宏观有效性能。本书内容正是SiC纤维增强钛基复合材料界面尺度模拟中有关原子(或电子)尺度的模拟研究及成果。李健，男，现为西安石油大学材料科学学院副教授，主要从事本科生、研究生的一线教学和科研工作，公开发表论文多篇，具有较为深厚的图书写作经验。第1章概述

1.1界面热力学简介

1.2金属基复合材料界面的基本理论

1.2.1 金属基复合材料界面结合方式

1.2.2 金属基复合材料界面的化学相容性

1.2.3 界面反应层对复合材料性能的影响

1.2.4 金属基复合材料的界面性能

1.3 SiCf/Ti基复合材料及其界面研究进展

1.3.1 SiCf/Ti基复合材料制备方法

1.3.2 SiCf/Ti界面扩散反应机理

1.3.3 SiCf/Ti界面反应层微观相结构

1.3.4 SiCf/Ti界面力学性能

1.4 计算机模拟在凝聚相界面中的应用

1.4.1 有限元法

1.4.2 分子动力学法

1.4.3 第一性原理法

1.5 存在的问题

第2章第一性原理基本理论及计算软件简介

2.1 量子理论基础

2.1.1 Schrödinger方程

2.1.2 波恩-奥本海默近似

2.1.3 Hatree-Fock方法

2.1.4 密度泛函理论

2.1.5 交换关联泛函

2.1.6 自洽场理论

2.1.7 平面波赝势

2.2 计算软件及建模方法

2.2.1 CASTEP软件简介

2.2.2 布里渊区的k-points设置

2.2.3 表面和界面建模方法

第3章β-SiC(111)/α-Ti(0001)界面第一性原理研究

3.1 简述

3.2 研究过程细节

3.2.1 建模过程及计算方法

3.2.2 参数选定和体相计算

3.2.3 表面原子层数和表面能

3.2.4 β-SiC(111)/α-Ti(0001)界面模型

3.3 结果和讨论

3.3.1 黏附功

3.3.2 界面能

3.3.3 界面断裂韧性

3.3.4 电子结构

第4章 TiC(111)/α-Ti(0001)界面第一性原理研究

4.1 简述

4.2 研究过程细节

4.2.1 体相计算

4.2.2 表面原子层数和表面能

4.2.3 TiC(111)/α-Ti(0001)界面模型

4.3结果和讨论

4.2.1 界面黏附功和稳定性

4.2.2 界面能

4.2.3 界面断裂韧性

4.2.4 界面成键分析

第5章 β-SiC/TiC(111)界面第一性原理研究

5.1 简述

5.2 研究过程细节

5.2.1 最优原子层数和表面能

5.2.2 β-SiC/TiC(111) 界面模型

5.3 结果和讨论

5.3.1 界面原子构型和黏附功

5.3.2 界面能

5.3.3 界面断裂韧性

5.3.4 界面成键分析

第6章 β-SiC(111)表面碳沉积的第一性原理研究

6.1 简述

6.2 研究过程细节

6.2.1 建立β-SiC(111)表面模型

6.2.2 模拟碳原子的逐层沉积

6.2.3 模拟每次沉积两层碳原子

6.2.4 模拟碳原子在(2×2)表面上的沉积

6.3 结果和讨论

6.3.1 碳原子在C封端表面的稳态沉积构型

6.3.2 碳原子在Si封端表面的稳态沉积构型

6.3.3 碳原子沉积层的电子结构

6.3.4 碳原子无序沉积形成非晶碳层

第7章 DLC/β-SiC(111)界面的第一性原理研究

7.1 简述

7.2 研究过程细节

7.2.1建模依据

7.2.2 β-SiC(111)和DLC(111)表面建模

7.2.3 DLC/β-SiC(111)界面建模

7.3 结果和讨论

7.3.1平衡原子构型与界面黏附功

7.3.2界面电子结构

7.3.3 界面成键分析

第8章 DLC/TiC(111)界面的第一性原理研究

8.1 简述

8.2 研究过程细节

8.2.1 DLC(111)表面建模

8.2.2 TiC(111)表面建模

8.2.3 DLC/TiC(111)界面模型

8.3 结果和讨论

8.3.1 界面黏附功

8.3.2 界面电子结构

8.3.3 界面成键分析

后记

参考文献
内容简介:
连续SiC纤维增强钛基复合材料具有良好的力学性能和热稳定性，在工业中具有十分重要的应用价值。SiC与钛基体之间的界面对复合材料的整体性能具有显著影响。大量研究者期望开发出某种数学或数值模型，能够由组分和微观组织性能预测得到复合材料的宏观有效性能。本书内容正是SiC纤维增强钛基复合材料界面尺度模拟中有关原子(或电子)尺度的模拟研究及成果。
作者简介:
李健，男，现为西安石油大学材料科学学院副教授，主要从事本科生、研究生的一线教学和科研工作，公开发表论文多篇，具有较为深厚的图书写作经验。
目录:
第1章概述

1.1界面热力学简介

1.2金属基复合材料界面的基本理论

1.2.1 金属基复合材料界面结合方式

1.2.2 金属基复合材料界面的化学相容性

1.2.3 界面反应层对复合材料性能的影响

1.2.4 金属基复合材料的界面性能

1.3 SiCf/Ti基复合材料及其界面研究进展

1.3.1 SiCf/Ti基复合材料制备方法

1.3.2 SiCf/Ti界面扩散反应机理

1.3.3 SiCf/Ti界面反应层微观相结构

1.3.4 SiCf/Ti界面力学性能

1.4 计算机模拟在凝聚相界面中的应用

1.4.1 有限元法

1.4.2 分子动力学法

1.4.3 第一性原理法

1.5 存在的问题

第2章第一性原理基本理论及计算软件简介

2.1 量子理论基础

2.1.1 Schrödinger方程

2.1.2 波恩-奥本海默近似

2.1.3 Hatree-Fock方法

2.1.4 密度泛函理论

2.1.5 交换关联泛函

2.1.6 自洽场理论

2.1.7 平面波赝势

2.2 计算软件及建模方法

2.2.1 CASTEP软件简介

2.2.2 布里渊区的k-points设置

2.2.3 表面和界面建模方法

第3章β-SiC(111)/α-Ti(0001)界面第一性原理研究

3.1 简述

3.2 研究过程细节

3.2.1 建模过程及计算方法

3.2.2 参数选定和体相计算

3.2.3 表面原子层数和表面能

3.2.4 β-SiC(111)/α-Ti(0001)界面模型

3.3 结果和讨论

3.3.1 黏附功

3.3.2 界面能

3.3.3 界面断裂韧性

3.3.4 电子结构

第4章 TiC(111)/α-Ti(0001)界面第一性原理研究

4.1 简述

4.2 研究过程细节

4.2.1 体相计算

4.2.2 表面原子层数和表面能

4.2.3 TiC(111)/α-Ti(0001)界面模型

4.3结果和讨论

4.2.1 界面黏附功和稳定性

4.2.2 界面能

4.2.3 界面断裂韧性

4.2.4 界面成键分析

第5章 β-SiC/TiC(111)界面第一性原理研究

5.1 简述

5.2 研究过程细节

5.2.1 最优原子层数和表面能

5.2.2 β-SiC/TiC(111) 界面模型

5.3 结果和讨论

5.3.1 界面原子构型和黏附功

5.3.2 界面能

5.3.3 界面断裂韧性

5.3.4 界面成键分析

第6章 β-SiC(111)表面碳沉积的第一性原理研究

6.1 简述

6.2 研究过程细节

6.2.1 建立β-SiC(111)表面模型

6.2.2 模拟碳原子的逐层沉积

6.2.3 模拟每次沉积两层碳原子

6.2.4 模拟碳原子在(2×2)表面上的沉积

6.3 结果和讨论

6.3.1 碳原子在C封端表面的稳态沉积构型

6.3.2 碳原子在Si封端表面的稳态沉积构型

6.3.3 碳原子沉积层的电子结构

6.3.4 碳原子无序沉积形成非晶碳层

第7章 DLC/β-SiC(111)界面的第一性原理研究

7.1 简述

7.2 研究过程细节

7.2.1建模依据

7.2.2 β-SiC(111)和DLC(111)表面建模

7.2.3 DLC/β-SiC(111)界面建模

7.3 结果和讨论

7.3.1平衡原子构型与界面黏附功

7.3.2界面电子结构

7.3.3 界面成键分析

第8章 DLC/TiC(111)界面的第一性原理研究

8.1 简述

8.2 研究过程细节

8.2.1 DLC(111)表面建模

8.2.2 TiC(111)表面建模

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8.3 结果和讨论

8.3.1 界面黏附功

8.3.2 界面电子结构

8.3.3 界面成键分析

后记

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SiC纤维增强钛基复合材料界面原子尺度研究

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