發(fā)布時(shí)間：2024-02-22 05:12

　　高氮不銹鋼具有更加優(yōu)良的抗腐蝕性能及機(jī)械性能,因而被廣泛應(yīng)用。然而,高溫條件下(特別是700°C?1000°C)高氮不銹鋼晶界處會(huì)析出Cr2N,構(gòu)成了?-Fe/Cr2N相界面。目前,大量實(shí)驗(yàn)研究顯示Cr2N析出過(guò)程復(fù)雜。高氮不銹鋼中合金元素容易隨Cr2N析出形成復(fù)合氮化物析出相或者沿?-Fe/Cr2N相界面處偏聚,對(duì)高氮不銹鋼的力學(xué)性能與電化學(xué)性能均產(chǎn)生明顯的影響。但是,至今為止關(guān)于合金元素對(duì)析出相及相界面在原子層次上的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及電子特性的研究仍十分匱乏。鑒于大量已開展的實(shí)驗(yàn)研究,本論文將采用第一性原理研究方法,從原子層次揭示合金元素對(duì)析出相及相界面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及電子特性的影響。首先,我們研究了過(guò)渡金屬W、Mo、Nb、Fe和Ni摻雜到析出相Cr2N中形成Cr23MN12復(fù)合氮化物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。計(jì)算結(jié)果表明Cr23MN12(M=Cr,W,Mo,Nb,Fe,Ni)呈熱力學(xué)穩(wěn)定性,其中Nb是最容易摻雜于Cr2N中強(qiáng)化合金能力。W和Mo摻雜到Cr2N形成更穩(wěn)定的Cr23WN12和Cr23MoN12化合物,Fe與Ni摻雜到Cr2N中形成的Cr23FeN12和Cr23NiN12穩(wěn)定性降低。其次,...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 高氮不銹鋼合金耐點(diǎn)蝕性能的研究
        1.2.1 高氮不銹鋼常見的析出相
        1.2.2 高氮不銹鋼常見合金的成分
        1.2.3 合金元素的偏聚現(xiàn)象
        1.2.4 高氮不銹鋼合金點(diǎn)蝕研究現(xiàn)狀
    1.3 第一性原理在析出相及界面的應(yīng)用概況
    1.4 本文研究的目的和意義
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
    1.6 本文研究方案
    參考文獻(xiàn)
第二章 密度泛函理論及理論模型的計(jì)算
    2.1 第一性原理思想的概述
    2.2 密度泛函理論
    2.3 Thomas-Fermi理論與Kohn-Sham方程
        2.3.1 Thomas-Fermi理論
        2.3.2 Kohn-Sham方程：有效單電子近似
    2.4 交換-關(guān)聯(lián)泛函
    2.5 CASTEP簡(jiǎn)介
    2.6 理論模型的計(jì)算
    參考文獻(xiàn)
第三章 Cr₂₃MN₁₂復(fù)合氮化物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及電子特性
    3.1 引言
    3.2 Cr₂N結(jié)構(gòu)模型及優(yōu)化
        3.2.1 計(jì)算模型及方法
        3.2.2 Cr₂N晶體結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.3 Cr₂₃MN₁₂復(fù)合氮化物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
        3.3.1 Cr₂₃MN₁₂結(jié)構(gòu)參數(shù)
        3.3.2 Cr₂₃MN₁₂形成能力分析
        3.3.3 Cr₂₃MN₁₂結(jié)合能力分析
    3.4 Cr₂₃MN₁₂復(fù)合氮化物電子特性分析
        3.4.1 Cr₂₃MN₁₂態(tài)密度
        3.4.2 Cr₂₃MN₁₂電荷密度
    3.5 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第四章 Fe/Cr₂N界面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及結(jié)合能力的研究
    4.1 引言
    4.2 Fe和Cr₂N表面結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性
        4.2.1 計(jì)算模型及方法
        4.2.3 Cr₂N(0001)表面結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性
    4.3 Fe(111)/Cr₂N(0001)界面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與結(jié)合能力
        4.3.1 Fe(111)/Cr₂N(0001)界面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性
        4.3.2 Fe(111)/Cr₂N(0001)界面結(jié)合能力
    4.4 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第五章 合金元素對(duì)Fe/Cr₂N界面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及電化學(xué)性能的影響
    5.1 引言
    5.2 計(jì)算模型與方法
    5.3 合金元素M對(duì)Fe/Cr₂N界面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響
        5.3.1 M (M = Mn,V,Ti,Mo,Ni)在Fe(111)/Cr₂N(0001)界面的偏聚行為
        5.3.2 M (M = Mn,V,Ti,Mo,Ni)對(duì)Fe(111)/Cr₂N(0001)界面結(jié)合能力的影響
        5.3.3 M (M = Mn,V,Ti,Mo,Ni)對(duì)Fe(111)/Cr₂N(0001)界面電子特性的影響
    5.4 合金元素M對(duì)Fe/Cr₂N界面電化學(xué)性能的影響
        5.4.1 Cr₂N(0001)及γ-Fe (111)的功函數(shù)研究
        5.4.2 合金化元素M (M = Mn, V, Ti, Mo, Ni)在γ-Fe(111)的功函數(shù)分析
    5.5 Ni對(duì)Cr分布γ-Fe/Cr₂N界面的影響
        5.5.1 Cr分布γ-Fe/Cr₂N界面的研究
        5.5.2 Ni對(duì)Cr分布γ-Fe/Cr₂N界面的研究
    5.6 小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
攻讀碩士期間的成果



本文編號(hào)：3906445