钨合金界面性质的理论模拟

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本书基于第一性原理方法，分析碳化物弥散强化钨中的典型界面的稳定性、结合强度、电子结构，以及杂质的偏聚与扩散行为，为理解碳化物弥散强化钨材料的界面性质及杂质偏聚行为、进一步提升钨基材料的综合性能提供了理论指导，对钨合金材料的调控提供了潜在的研究方向。本书的出版旨在为钨合金领域的科研人员和实验技术人员提供钨合金的理论研究成果。

本书主要采用钨合金作为核聚变堆中面向等离子体的第一壁材料进行探索。全书共6章，主要介绍了界面及杂质在界面偏聚对钨合金性能的影响机理及其理论研究的新进展，包括：钨与碳化锆、碳化钛和氧化锆等界面的特点，杂质在钨/碳化物界面的偏聚行为，从热力学的角度分析了界面的稳定性、结合强度及杂质在界面的偏聚行为，界面的电子特征与成键特点，以及对理论研究的潜在应用价值和意义进行讨论。

目录

1 绪论

1.1 概述

1.2 第一壁材料的研究

1.2.1 铍的研究

1.2.2 碳基材料的研究

1.2.3 W的第一壁材料研究

1.2 4 W合金的第一壁材料研究

1.3 主要研究内容

参考文献

2 计算方法

2.1 概述

2.2 密度泛函理论

2.2.1 Hohenberg-Kohn定理

2.2.2 Kohn-Sham方程

2.2.3 交换关联泛函

2.3 赝势和投影缀加波方法

2.4 自洽方法

2.5 结构优化方法

2.5.1 Hellmann-Feynman力

2.5.2 共轭梯度法

2.6 NEB

2.7 表面能、界面能、黏附功、偏聚能和拉伸应力

2.8 界面模型的构建

参考文献

3 W-ZrC界面稳定性与H、He的扩散机理研究

3.1 概述

3.2 计算方法

3.3 结果和讨论

3.3.1 块体和表面性质

3.3.2 界面模型和界面的稳定性

3.3.3 H和He在界面的偏析和迁移

3.4 本章小结

参考文献

4 碳化物弥散和杂质对钨合金界面性能影响

4.1 概述

4.2 计算方法

4.3 结果

4.3.1 界面能

4.3.2 拉伸应力计算

4.3.3 界面对轻的元素的捕获

4.4 讨论

4.4.1 界面结构和临界半径

4.4.2 理论研究与辐照实验对比

4.5 本章小结

参考文献

5 ZrO₂（001）/W（001）界面性质

5.1 概述

5.2 计算方法

5.3 结果和讨论

5.3.1 块体和表面性质

5.3.2 界面模型和稳定性

5.3.3 界面结合强度、脆性和强度

5.3.4 电子结构

5.4 本章小结

参考文献

6 展望