本文關(guān)鍵詞：碳和空位在NiAl中的相互作用

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【摘要】：B2-NiAl金屬間化合物擁有諸多優(yōu)異的特點(diǎn),被看作是理想的新一代高溫材料,有望廣泛應(yīng)用于航空航天等各個(gè)領(lǐng)域中。但其室溫塑性差以及高溫強(qiáng)度低的缺點(diǎn)一直阻礙著NiAl金屬間化合物的實(shí)用化。已有的研究表明極其少量的雜質(zhì)元素對(duì)于其力學(xué)性能有著很大的影響,而Ni Al中的空位(Ni空位和Al空位)作為一種顯著的點(diǎn)缺陷也對(duì)其力學(xué)性能有著直接的影響。雜質(zhì)與空位在NiAl金屬間化合物中是同時(shí)存在的,本論文應(yīng)用第一原理方法對(duì)雜質(zhì)C元素與空位相互作用進(jìn)行了研究。在NiAl金屬間化合物中,當(dāng)Ni空位和Al空位存在時(shí),均出現(xiàn)空位捕獲雜質(zhì)C原子的情況。在Ni空位(VNi)情況下,在捕獲一個(gè)C原子時(shí),C原子穩(wěn)定存在于鄰近空位富Ni八面體間隙處,Al空位(VAl)時(shí),C原子穩(wěn)定存在于富Al八面體間隙。進(jìn)一步分析原子結(jié)構(gòu)和電子密度表明,這種情況下有利于C原子與空位之間的作用,促使其與鄰近原子相互成鍵,使得C原子將會(huì)偏離空位中心并形成反對(duì)稱的C1V的團(tuán)簇。論文對(duì)兩種空位對(duì)雜質(zhì)C原子的多重捕獲的研究表明C在NiAl中傾向于以“Sequential”的方式加入,對(duì)于Ni空位下,空位最多能夠捕獲四個(gè)C,Al空位時(shí),則最多能夠捕獲到五個(gè)C,并且均會(huì)以CnV團(tuán)簇的形式存在著,對(duì)電子密度圖和態(tài)密度圖的研究能夠清晰發(fā)現(xiàn)C-C之間明顯優(yōu)先于自身成鍵。論文繼而對(duì)空位濃度與溫度效應(yīng)等多方面系統(tǒng)研究了雜質(zhì)C與空位之間的相互作用。研究結(jié)果表明本證空位濃度隨溫度的升高不斷增加,大部分雜質(zhì)C被空位捕獲以CnV團(tuán)簇的形式存在著,但同時(shí)溫度升高引起C原子的活動(dòng)能力增大,部分被空位捕獲的雜質(zhì)C原子會(huì)脫離捕獲,因此CnV團(tuán)簇的濃度隨著溫度的升高而減小。但是在一定的溫度范圍內(nèi),Ni空位和Al空位均以CnV團(tuán)簇的形式存在。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG132.3
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本文編號(hào)：1246903