鈦鋁合金中,γ-TiAl和α2-Ti3Al因具有優(yōu)異的比強(qiáng)度、比剛度以及抗氧化等特性,被廣泛應(yīng)用于航空航天、海洋工業(yè)以及汽車渦輪制造工業(yè)等領(lǐng)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(jié)論如下:一、溫度是影響合金力學(xué)性質(zhì)與熱力學(xué)性質(zhì)的重要因素。本文結(jié)合密度泛函微擾理論、準(zhǔn)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(xué)性質(zhì)與熱力學(xué)性質(zhì)。通過分析聲子色散關(guān)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(jì)算結(jié)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(jì)算結(jié)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(jié)果證明γ-TiAl和α2-Ti3Al具有廣泛的高溫應(yīng)用前景。二、雜質(zhì)C和O容易滲入合金內(nèi)部,并影響合金的穩(wěn)定性與力學(xué)性質(zhì)。本文采用Nielsen-Martin方法,研究了雜質(zhì)C和O對γ-TiAl力學(xué)性質(zhì)的影響。形成能的計(jì)算結(jié)果表明O更容易滲...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)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(jì)算流程

計(jì)半導(dǎo)體的能帶與金屬的費(fèi)米能等）。另外，求解單電子波函數(shù)時(shí)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(dāng)電??子數(shù)增多時(shí)，計(jì)算量會(huì)呈指數(shù)上漲，甚至導(dǎo)致計(jì)算崩潰。隨后產(chǎn)生的密度泛函理論??（ＤＦＴ）彌補(bǔ)了?Ｈａｔｒｅｅ－Ｆｏ....

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

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???⑷?（ｂ）????ｒ?參事?１??爲(wèi)?Ｌ?■：：??圖２－ｌＴｉＡ丨合金的晶體結(jié)構(gòu)圖：（ａ）Ｙ－ＴｉＡｌ相，（ｂ）ｏｔ２－Ｔｉ３Ａｌ相。??藍(lán)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(guān)系??以及自由能的最小值軌跡

質(zhì)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(hào)：3911250