TiAl金屬間化合物以其高比強度、高比剛度、良好的抗蠕變性能和較好的高溫強度等優(yōu)點被認為是高溫結(jié)構(gòu)件的理想材料,但是較低的室溫塑性和成形性卻限制了TiAl合金的應用。因此人們研究開發(fā)多種TiAl基復合材料,而Ti₂AlN/TiAl復合材料近年來受到較多的關(guān)注。界面是Ti₂AlN/TiAl復合材料質(zhì)量好壞的關(guān)鍵,但是對其界面的微觀研究還不充分。本文以Ti₂AlN/TiAl復合材料的界面作為研究對象,運用第一性原理方法對Ti₂AlN/TiAl復合材料的界面穩(wěn)定性、界面分離功、界面原子之間的電子結(jié)構(gòu)等特性進行了分析。首先,對TiAl塊體、Ti₂AlN塊體、TiAl七個低指數(shù)表面、Ti₂AlN(0001)三個終端表面和Ti₂AlN(112(?)0)表面結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性進行了第一性原理計算。在所研究的七個TiAl低指數(shù)表面中,Ti終端的(001)面的表面能最大,Al終端的(110)面的表面能最小。而對于Ti₂AlN的表面來說...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 Ti₂AlN/TiAl復合材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Ti-Al系金屬間化合物的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 M-A-X晶體結(jié)構(gòu)及性質(zhì)
        1.2.3 Ti₂AlN/TiAl復合材料的研究現(xiàn)狀
    1.3 第一性原理基本原理及在材料中的應用
        1.3.1 第一性原理基本原理
        1.3.2 復合材料界面的第一性原理的研究現(xiàn)狀
    1.4 TiAl復合材料界面第一性原理的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 理論計算方法
    2.1 密度泛函理論(DFT)
        2.1.1 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.2 Kohn-Sham方程
        2.1.3 局域密度和廣義梯度的近似
    2.2 贗勢和平面波基組
    2.3 材料與試驗方法
        2.3.1 試驗材料
        2.3.2 組織觀察與物相分析
第3章 γ-TiAl塊體和表面計算
    3.1 γ-TiAl塊體計算研究
        3.1.1 γ-TiAl塊體模型建立
        3.1.2 γ-TiAl塊體電子結(jié)構(gòu)
        3.1.3 γ-TiAl塊體成鍵分析
    3.2 γ-TiAl表面計算研究
        3.2.1 γ-TiAl表面模型建立
        3.2.2 γ-TiAl表面的能量計算
        3.2.3 γ-TiAl塊體和(110)表面電子結(jié)構(gòu)比較
    3.3 本章小結(jié)
第4章 Ti₂AlN塊體和表面計算
    4.1 Ti₂AlN塊體計算
        4.1.1 Ti₂AlN塊體模型建立
        4.1.2 Ti₂AlN塊體電子結(jié)構(gòu)
        4.1.3 Ti₂AlN塊體成鍵分析
    4.2 Ti₂AlN表面計算
        4.2.1 Ti₂AlN表面模型建立
        4.2.2 Ti₂AlN表面成鍵分析
        4.2.3 Ti₂AlN表面的能量計算
    4.3 Ti₂AlN塊體和表面電子結(jié)構(gòu)比較
    4.4 本章小結(jié)
第5章 Ti₂AlN/TiAl界面的計算
    5.1 TiAl(110)-Al終端/Ti₂AlN(112(?)0)界面
        5.1.1 構(gòu)建界面模型及參數(shù)設(shè)置
        5.1.2 界面分離功
    5.2 TiAl(111)/Ti₂AlN(112(?)0)界面
        5.2.1 構(gòu)建界面模型及參數(shù)設(shè)置
        5.2.2 界面分離功
    5.3 TiAl(001)-Al終端/Ti₂AlN(112(?)0)界面
        5.3.1 構(gòu)建界面模型及參數(shù)設(shè)置
        5.3.2 界面分離功
    5.4 TiAl(111)/Ti₂AlN(0001)-N終端界面
        5.4.1 構(gòu)建界面模型及參數(shù)設(shè)置
        5.4.2 結(jié)構(gòu)分析
        5.4.3 界面成鍵和電子結(jié)構(gòu)
    5.5 Ti₂AlN/TiAl界面的實驗觀察
    5.6 實驗與模擬的比較分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝



本文編號：3999171