Ce和V双掺杂对γ-TiAl基合金塑性和电子结构的影响

论文摘要

γ-TiAl基合金是具有优异综合性能和重要应用价值的高温结构材料。室温塑性不足抑制了这类合金的广泛应用。原子替位双掺杂是改善其室温塑性的有效方法之一。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了Ce和V原子替位双掺杂γ-TiAl基合金的几何结构、总能量、弹性常数、电子态密度、重叠布居数、电荷密度和差分电荷密度等,并计算了原子平均形成能、弹性模量比、赝能隙。由原子平均形成能和Born-Huang判据可知,各个Ce和V替位双掺杂γ-TiAl基合金体系都具有能量稳定性和力学稳定性。由弹性模量比预测,各个Ce和V替位双掺杂γ-TiAl基合金体系的塑性均有明显改善。通过对典型合金体系Ti8Al6CeV的重叠布居数和电荷密度分析,揭示材料塑性改善的内在因素是:Ce和V替位双掺杂使Al-3p与Ti-3d轨道间的共价结合显著弱化; Ti-d与Ti-d轨道间的杂化显著增强;而Al与Al原子间的共价结合明显弱化。

论文目录

• 1 结构模型和计算方案
•   1.1 结构模型
•   1.2 计算方案设置
• 2 计算结果与分析
•   2.1 晶格结构及参量
•   2.2 形成能和稳定性
•   2.3 弹性模量和塑性
•   2.4 电子性质和塑性
•   2.5 双掺杂体系中的化学键性质
• 3 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 宋庆功,朱燕霞,王丽杰,顾威风,胡雪兰,康建海

关键词: 基合金,塑性,电子结构,化学键,第一性原理

来源: 稀有金属 2019年09期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 中国民航大学理学院低维材料与技术研究所,中国民航大学中欧航空工程师学院

基金: 国家自然科学基金项目(51201181),中国民航大学自然科学基金项目(08CAUC-S02)资助

分类号: TG146.23

DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.xy18080016

页码: 942-951

总页数: 10

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