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随着建筑业的迅速发展，逐年大幅增加的中国建筑能耗，在人类总能源消耗的主体中占重大组成比例，已经达到社会总能耗的32%，而在建筑能源耗费主体中，由玻璃门窗造成的损耗占到了建筑总能耗的40%左右。现阶段，节能已然成为了这个社会和时代的使命，而建筑节能则是实现社会总节能的关键所在，通过使用更先进的玻璃技术改善门窗以节约能耗的效果，可大幅消除这些建筑能耗的损失。而近年来研究开发的低辐射镀膜玻璃（Low-E玻璃）可以很好的满足现代建筑的节能应用需求。但值得注意的是，低辐射镀膜玻璃中的功能性材料——银膜，在玻璃钢化程序中受热时，容易形成团聚，使薄膜导电性能劣化、雾度增加，甚至脱膜进而功能丧失，这一缺点限制了其应用范围，近年来学术界和工业界为抑制银膜高温团聚做出了很多尝试，但距离完全揭示团聚抑制机理的目标还有很长的路要走，因此本文拟从原子层面对低辐射镀膜玻璃中银膜团聚抑制机理进行深入的研究和探讨。
本文基于密度泛函理论，研究了几种Ag-Ti金属间化合物的基本性质，然后以AgTi3的界面析出相对银膜团聚的抑制作用机理为核心，展开了一系列相关的探索研究，主要讨论了贵金属Ag原子在AgTi3和Ti等不同表面上的吸附和扩散，发现了Ag原子在所考虑表面上的吸附规律及扩散动力，基于此，考虑到AgTi3的引入对低辐射玻璃的光学应用影响，计算了其界面模型的光学性质。为了类比研究，同样讨论了AgCu3合金的基本性质及Ag原子在AgCu3不同表面上的吸附和扩散行为，对银膜团聚抑制的机理展开计算研究，所得主要结果如下：
首先采用第一性原理平面波赝势法研究了几种Ag-Ti金属间化合物的形成焓、电子结构和力学性质。在所考虑的AgTi、AgTi2和AgTi3三种化合物中，AgTi3合金的形成焓最高，表明该金属化合物很难自然形成，因此该结果也解释了在Ti-Ag相图的稳定相中不存在AgTi3的原因。电子性质计算表明，费米能级附近的能带主要来自Ti-d和Ag-d带，三种合金的导电性能顺序为AgTi2＞AgTi3＞AgTi。力学性质计算表明，所有三种金属间化合物均表现出良好的机械稳定性和延展性。接下来运用密度泛函理论研究发现所有Ag吸附原子都可以化学吸附在AgTi3或Ti表面上，而Ag原子在AgTi3表面上的扩散，特别是在AgTi3(111)表面上的扩散要比在Ti(0001)表面扩散更困难，表明AgTi3相可以有效地抑制Ag原子的团聚。界面分离功的计算结果表明，Ag(111)/AgTi3(111)界面的模型是热力学稳定的。并且通过光学性质的理论计算，表明在添加AgTi3层后，并不会对Ag膜的光学性能产生负面影响，意味着AgTi3合金在红外吸收和反射光学元件上具有重要的应用价值。总的来说，AgTi3合金对于银膜团聚的抑制有较好的效果，并且符合低辐射镀膜玻璃的光学应用需求。
此外，还研究了金属间化合物AgCu3、Ag3Cu的几何结构、电子性质和力学性质。其电子性质计算表明AgCu3和Ag3Cu均具有显著的金属特性，导电性能顺序为Ag3Cu>AgCu3。力学性质的计算证明AgCu3和Ag3Cu两种金属间化合物结构具有良好的力学稳定性和延展性。在接下来的Ag原子在AgCu3(112)、AgCu3(100)这两个不同表面上的吸附和扩散的研究工作中，发现Ag原子都可以化学吸附在AgCu3(112)、AgCu3(100)表面上，另外，Ag原子在AgCu3(112)、AgCu3(100)两个不同表面的扩散势垒的考察中，发现Ag原子在AgCu3(112)、AgCu3(100)表面上的扩散势垒分别为-0.48eV和-0.43eV，明显较低，与AgTi3(111)表面的扩散势垒0.79eV和AgTi3(110)表面扩散势垒1.18eV相比，Ag原子在AgCu3表面比在AgTi3表面要容易扩散。也就是说，AgCu3相对Ag膜团聚的抑制效果并不如AgTi3相，该结果在一定程度上证实了掺杂Ti元素的银膜对Ag膜团聚的抑制作用的效果较佳。
本文基于密度泛函理论，研究了几种Ag-Ti金属间化合物的基本性质，然后以AgTi3的界面析出相对银膜团聚的抑制作用机理为核心，展开了一系列相关的探索研究，主要讨论了贵金属Ag原子在AgTi3和Ti等不同表面上的吸附和扩散，发现了Ag原子在所考虑表面上的吸附规律及扩散动力，基于此，考虑到AgTi3的引入对低辐射玻璃的光学应用影响，计算了其界面模型的光学性质。为了类比研究，同样讨论了AgCu3合金的基本性质及Ag原子在AgCu3不同表面上的吸附和扩散行为，对银膜团聚抑制的机理展开计算研究，所得主要结果如下：
首先采用第一性原理平面波赝势法研究了几种Ag-Ti金属间化合物的形成焓、电子结构和力学性质。在所考虑的AgTi、AgTi2和AgTi3三种化合物中，AgTi3合金的形成焓最高，表明该金属化合物很难自然形成，因此该结果也解释了在Ti-Ag相图的稳定相中不存在AgTi3的原因。电子性质计算表明，费米能级附近的能带主要来自Ti-d和Ag-d带，三种合金的导电性能顺序为AgTi2＞AgTi3＞AgTi。力学性质计算表明，所有三种金属间化合物均表现出良好的机械稳定性和延展性。接下来运用密度泛函理论研究发现所有Ag吸附原子都可以化学吸附在AgTi3或Ti表面上，而Ag原子在AgTi3表面上的扩散，特别是在AgTi3(111)表面上的扩散要比在Ti(0001)表面扩散更困难，表明AgTi3相可以有效地抑制Ag原子的团聚。界面分离功的计算结果表明，Ag(111)/AgTi3(111)界面的模型是热力学稳定的。并且通过光学性质的理论计算，表明在添加AgTi3层后，并不会对Ag膜的光学性能产生负面影响，意味着AgTi3合金在红外吸收和反射光学元件上具有重要的应用价值。总的来说，AgTi3合金对于银膜团聚的抑制有较好的效果，并且符合低辐射镀膜玻璃的光学应用需求。
此外，还研究了金属间化合物AgCu3、Ag3Cu的几何结构、电子性质和力学性质。其电子性质计算表明AgCu3和Ag3Cu均具有显著的金属特性，导电性能顺序为Ag3Cu>AgCu3。力学性质的计算证明AgCu3和Ag3Cu两种金属间化合物结构具有良好的力学稳定性和延展性。在接下来的Ag原子在AgCu3(112)、AgCu3(100)这两个不同表面上的吸附和扩散的研究工作中，发现Ag原子都可以化学吸附在AgCu3(112)、AgCu3(100)表面上，另外，Ag原子在AgCu3(112)、AgCu3(100)两个不同表面的扩散势垒的考察中，发现Ag原子在AgCu3(112)、AgCu3(100)表面上的扩散势垒分别为-0.48eV和-0.43eV，明显较低，与AgTi3(111)表面的扩散势垒0.79eV和AgTi3(110)表面扩散势垒1.18eV相比，Ag原子在AgCu3表面比在AgTi3表面要容易扩散。也就是说，AgCu3相对Ag膜团聚的抑制效果并不如AgTi3相，该结果在一定程度上证实了掺杂Ti元素的银膜对Ag膜团聚的抑制作用的效果较佳。