本文關鍵詞：雜質濃度對Zr替位摻雜γ-TiAl合金的結構延性和電子性質的影響

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【摘要】：以Zr替代Ti(或Al)摻雜γ-Ti Al體系為研究對象,摻雜濃度(摩爾比)分別為1/54,1/36,1/24和1/16.采用基于密度泛函理論的第一性原理方法,計算研究了Zr摻雜γ-TiAl體系的晶體結構及其穩(wěn)定性、延性和電子性質等.結果顯示,Zr替位摻雜,可以改變γ-TiAl基合金的結構對稱性.計算的形成能表明,Zr替代Ti原子會使體系的形成能降低,而Zr替代Al原子會使體系的形成能增加.因而,在摻入γ-TiAl時,Zr更傾向于替代Ti原子,但是Zr替代Al原子也具有一定的可能性,從而會產(chǎn)生多樣的摻雜體系,對于改善合金的性質具有重要意義.對各個體系軸比的計算與分析表明,當摻雜濃度為1.85 at%—6.25 at%時,Zr替代Al原子會使體系的軸比減小、接近于1,從而改善合金的延性效果明顯.能帶結構顯示各個Zr摻雜γ-TiAl體系均具有金屬導電性.對電子態(tài)密度和布居數(shù)的分析表明,Zr替代Al原子后,Zr與其鄰近Ti原子的共價鍵結合強度大為降低,導致合金體系中的Ti—Al(Zr)鍵的平均強度明顯減弱,金屬鍵增強,這是改善γ-TiAl合金延性的重要因素.
【作者單位】： 中國民航大學理學院低維材料與技術研究所;中國民航大學中歐航空工程師學院;
【關鍵詞】： Zr摻雜γ-TiAl 晶體結構 延性 電子性質
【基金】：國家自然科學基金(批準號:51201181)資助的課題~~
【分類號】：TG146.2
【正文快照】： 1引言Ti Al基合金具有低密度、高強度、高彈性模量以及高溫抗蠕變等優(yōu)良性質.它作為一種在航空航天領域實際應用的優(yōu)質高溫結構材料一直是研究者的期待[1 3].經(jīng)過研究者多年的不懈努力,γ-Ti Al基合金已經(jīng)得到成功應用,如高壓壓氣機葉片,低壓渦輪葉片,進/排氣閥門等[4 6].雖然

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本文編號：691961