三元硼化物硬質(zhì)覆層材料是一種綜合性能良好的涂覆層材料,被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、核工業(yè)、航空航天、礦山等領(lǐng)域。由于界面兩側(cè)材料性能失配,對界面結(jié)合強(qiáng)度有很大影響,從而影響其使用壽命。本文基于第一性原理方法,采用模擬軟件Materials Studio對三元硼化物硬質(zhì)覆層材料(α-Fe/Mo2FeB2)內(nèi)界面性能進(jìn)行模擬研究,揭示影響其材料性能的內(nèi)在微觀作用機(jī)理,對三元硼化物硬質(zhì)覆層材料零件的優(yōu)化設(shè)計具有重要意義。首先,進(jìn)行了最穩(wěn)定的α-Fe(001)/Mo2FeB2(001)界面性能研究。建立了含有不同原子層數(shù)的表面模型,分別對其模型的原子層數(shù)進(jìn)行收斂測試,確定了最為合適的幾何表面模型�；谠摫砻婺Ｐ�,考慮到原子堆垛方式對界面的影響,建立了四種不同原子堆垛方式的α-Fe(001)/Mo2FeB2(001)界面模型。分別計算了這四種界面模型的界面粘附功、界面結(jié)合能和斷裂功。計算結(jié)果表明:Fe+hollow界面性能最穩(wěn)定,Fe+B+top界面性能最不穩(wěn)定,且四種堆垛模型的界面斷裂容易發(fā)生基體相或硬質(zhì)相,可知Fe+hollow的堆積更可能是持續(xù)的自然堆積方式。進(jìn)一步分析了性能最穩(wěn)定的Fe+hol...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在問題
    1.3 主要研究內(nèi)容
2 第一性原理理論
    2.1 密度泛函理論(DFT)
    2.2 交換關(guān)聯(lián)泛函
    2.3 基于第一性原理的α-Fe/Mo₂FeB₂覆層材料界面性能研究方法
    2.4 本章小結(jié)
3 α-Fe(001)/Mo₂FeB₂(001)界面性能的研究
    3.1 Materials Studio概述
    3.2 模型與計算方法
    3.3 α-Fe (001)/Mo₂FeB₂ (001)界面性質(zhì)參數(shù)計算
    3.4 界面模型的電子結(jié)構(gòu)分析
    3.5 本章小結(jié)
4 α-Fe(001)/Mo₂FeB₂(100)界面性能的研究
    4.1 α-Fe(001)/Mo₂FeB₂(100)界面模型的建立和計算參數(shù)的選取
    4.2 α-Fe(001)/Mo₂FeB₂(100)界面性質(zhì)參數(shù)計算
    4.3 界面模型的電子結(jié)構(gòu)分析
    4.4 本章小結(jié)
5 摻雜原子對α-Fe(001)/Mo₂FeB₂(100)界面性能的影響
    5.1 含有摻雜原子的摻雜缺陷形成能和粘附功
    5.2 碳原子對α-Fe(001)/Mo₂FeB₂(100)界面性能的影響研究
    5.3 鉻原子對α-Fe(001)/Mo₂FeB₂(100)界面性能的影響研究
    5.4 鎳原子對α-Fe(001)/Mo-2FeB₂(100)界面性能的影響研究
    5.5 摻雜原子界面模型的電子結(jié)構(gòu)分析
    5.6 摻雜原子對α-Fe(001)/Mo₂FeB₂(100)界面性能影響的綜合分析
    5.7 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間主要成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：4040532