由于γ相TiAl合金具有低密度、高溫強(qiáng)度高、彈性模量?jī)?yōu)良、抗蠕變和抗氧化能力好等優(yōu)勢(shì),所以該合金材料被廣泛應(yīng)用于高溫高壓等極端的環(huán)境,但是在室溫條件下,材料的脆性制約了它的廣泛應(yīng)用。研究表明,采用少量摻雜其它雜質(zhì)元素不但是改善室溫脆性的有效途徑,同時(shí)也是提高高溫抗氧化性的主要方法。其中V和Nb元素具有改善TiAl合金延性及Nb元素還具有一定的高溫抗氧化性能。然而對(duì)于V和Nb元素?fù)诫s濃度和它們共摻雜γ-TiAl合金性質(zhì)影響的研究報(bào)道還比較少,并且對(duì)它們的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)等研究處在摸索階段,其中計(jì)算機(jī)模擬方法是探尋材料微觀機(jī)理的有效途徑。因此本文選取其中V和Nb為摻雜元素構(gòu)建摻雜體系,探索單元素和雙元素?fù)诫s對(duì)γ相TiAl合金延性的影響,并分析其幾何結(jié)構(gòu)及內(nèi)在電子結(jié)構(gòu)等機(jī)理。根據(jù)第三代γ相TiAl合金摻雜的元素原子百分含量一般在10%以內(nèi),所以本文構(gòu)建以Nb或V單摻雜濃度為1.85 at.%、2.78 at.%、4.17 at.%、6.25 at.%的γ相TiAl合金為單摻雜模型和Nb和V原子雙摻雜濃度為1.85 at.%（Nb）+1.85at.%（V）、2.78 at.%（Nb）+2.78 a... 

【文章來(lái)源】：成都理工大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Ti-Al合金二元相圖(Mcculloughetal.,1989)

（Self-Consistant Field，SCF）迭代計(jì)算步驟中電荷的轉(zhuǎn)移和鍵合作用來(lái)決定，內(nèi)層電子不容易受一般在將內(nèi)層電子和原子核一起作為一個(gè)新的波函數(shù)整個(gè)系統(tǒng)的波函數(shù)。這樣可以在計(jì)算精度稍有影響的間。其中價(jià)電子要能充分體現(xiàn)外層電子的化學(xué)性質(zhì)和一起作為一個(gè)新的波函數(shù)和價(jià)電子波函數(shù)統(tǒng)稱為贗勢(shì)rbilt, 1990)，如圖 2-2 所示。ψrcψpseudoZ

圖 2-3 性質(zhì)計(jì)算、自洽計(jì)算及結(jié)構(gòu)優(yōu)化之間的關(guān)系2.5 研究方案本文課題的主要方向是模擬分析 Nb 或（和）V 原子對(duì) γ-TiAl 合金結(jié)構(gòu)進(jìn)行雜，并比較其合金在結(jié)構(gòu)、電子性能和延性等物理量的變化。論文的主要工作括以下幾點(diǎn)：（1）查閱相關(guān)的合金第一性原理模擬計(jì)算文獻(xiàn)，學(xué)習(xí)了解國(guó)內(nèi)外 γ-TiAl 合摻雜改性的有關(guān)知識(shí)，從理論和實(shí)驗(yàn)的成果等理清研究思路，確立研究重點(diǎn)和算方案；（2）建立 γ-TiAl 合金晶胞模型和摻雜 Nb 和（或）V 原子的 γ-TiAl 合金晶模型，選定合適的交換關(guān)聯(lián)勢(shì)近似方法和交換關(guān)聯(lián)函數(shù)（比如 GGA-PBE）對(duì)同的摻雜濃度進(jìn)行計(jì)算；（3）利用高性能計(jì)算機(jī)集群完成計(jì)算對(duì)純 γ-TiAl 合金體系和摻雜體系的能、晶體結(jié)構(gòu)、電子性質(zhì)、彈性模量的計(jì)算工作，并提取計(jì)算結(jié)果；

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]快速凝固TiAl基合金的組織演變研究[D]. 柴麗華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]鐵基合金彈性性質(zhì)和電子結(jié)構(gòu)的第一性原理計(jì)算[D]. 王化霞.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[2]錳基鈣鈦礦超晶格電磁性能的第一原理計(jì)算研究[D]. 諸敏.華東師范大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3215905