鈦鋁合金中,γ-TiAl和α2-Ti3Al因具有優(yōu)異的比強度、比剛度以及抗氧化等特性,被廣泛應用于航空航天、海洋工業(yè)以及汽車渦輪制造工業(yè)等領域。本文利用第一性原理方法研究了單晶γ-TiAl、單晶α2-Ti3Al以及摻雜C與O的γ-TiAl體系,所得主要結論如下:一、溫度是影響合金力學性質與熱力學性質的重要因素。本文結合密度泛函微擾理論、準簡諧近似以及連續(xù)彈性理論,研究了 Y-TiAl和α2-Ti3Al的高溫力學性質與熱力學性質。通過分析聲子色散關系與彈性常數(shù),證明了γ-TiAl和α2-Ti3Al在高溫下具有相穩(wěn)定性。體積熱膨脹系數(shù)與等容熱容的計算結果表明α2-Ti3Al的等容熱容與γ-TiAl的體積容易受溫度的影響。彈性模量的計算結果表明α2-Ti3Al在高溫下具有更好的抗形變能力與剪切穩(wěn)定性,而γ-TiAl在高溫下具有更好的延展性與外壓抗性。上述結果證明γ-TiAl和α2-Ti3Al具有廣泛的高溫應用前景。二、雜質C和O容易滲入合金內部,并影響合金的穩(wěn)定性與力學性質。本文采用Nielsen-Martin方法,研究了雜質C和O對γ-TiAl力學性質的影響。形成能的計算結果表明O更容易滲...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１＿１基于密度泛函理論的第一性原理計算流程

計半導體的能帶與金屬的費米能等）。另外，求解單電子波函數(shù)時需要迭代算法（如??自洽場迭代法），對于電子數(shù)較少的體系，Ｈａｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ近似方法簡便且快捷，但當電??子數(shù)增多時，計算量會呈指數(shù)上漲，甚至導致計算崩潰。隨后產生的密度泛函理論??（ＤＦＴ）彌補了?Ｈａｔｒｅｅ－Ｆｏ....

圖２－ｌＴｉＡ丨合金的晶體結構圖：（ａ）Ｙ－ＴｉＡｌ相，（ｂ）ｏｔ２－Ｔｉ３Ａｌ相

?北京化工大學碩士學位論文???⑷?（ｂ）????ｒ?參事?１??爲?Ｌ?■：：??圖２－ｌＴｉＡ丨合金的晶體結構圖：（ａ）Ｙ－ＴｉＡｌ相，（ｂ）ｏｔ２－Ｔｉ３Ａｌ相。??藍色球代表Ａ１原子，紫色球代表Ｔｉ原子。??Ｆｉｇ?２－１?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏ....

圖２－２?（ａ）?丫－ＴｉＡｌ和（ｂ）?ａ２－Ｔｉ３Ａｌ的亥姆霍茲自由能Ｆ（ｒ，ｒ）與不同溫度下晶體體積的依賴關系??以及自由能的最小值軌跡

質研究???（ａ）?（ｂ）??－２３．０?｜?ｊ?Ｉ?Ｉ?ｌ?＊＊＾３?｜?｜?Ｉ?ｌ?Ｉ?ｒｊｊ￣??－２３．５－?Ｐ＝〇ＧＰａ?＾０－?５４?－?Ｐ＝〇ＧＰａ??Ｙ－ＴｉＡｌ?ａｒＴｉ３Ａｌ??－２６．０??１?１?１?１?１??－５９?￣￣Ｉ?１?１?１?１?１—??５５?....

圖２－３?（ａ）?丫－ＴｉＡｌ和（ｂ）?ａ２－Ｔｉ３Ａｌ的體積隨溫度變化的函數(shù)曲線

?－?／?－??Ｓ?．?／?．?￡?．?／?？??｜?／?｜?／??＊〇?６５．５?－?／?＊〇?１３４?－?／?－??＞?／?＞?／??？?／?／??６５．０?－?／?－?１３３?＿?，?■??ｙ－ＴｉＡｌ?’?ａ２－Ｔｉ３Ａｌ??．?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?．?？?Ｉ?Ｉ?．?Ｉ....

本文編號：3911250