5d过渡金属在Ni3Al中掺杂效应的第一性原理研究

• 作者: 侯华 文志勤 赵宇宏 韩培德
• 来源期刊: 稀有金属材料与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 第一性原理 Ni3Al 电子结构 掺杂效应
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 所属期刊栏目: 材料科学
• 页码范围: 1381-1386
• 页数: 6页
• 分类号: TG146.1
• 语种: 中文

摘要

5d过渡金属Hf、Ta、W、Re、Ir被广泛地应用于第4、5代镍基单晶高温合金中,但对于其机理却没有系统的理论研究.采用基于密度泛函理论(density functional theory)的第一性原理平面波超软赝势方法研究5d过渡金属Hf、Ta、W、Re、Ir掺杂镍基单晶高温合金y’-Ni3Al相前后系统的晶格常数、形成热、结合能、态密度、差分电荷密度及电荷布局.计算结果表明:5d过渡金属Hf、Ta、W、Re、Ir掺杂Ni3Al系统后有优先占据Al原子位置的倾向,且与周围的Ni 3d电子和Al 3p电子发生强烈的轨道杂化,使电子被束缚,离域性变小,峰变窄;掺杂前系统中主要是Ni原子与最近的A1原子之间的共价键作用,掺杂后系统中主要是Ni原子与最近的X原子(Hf、Ta、W、Re、Ir)之间 的共价键作用,且随原子序数的增大共价键逐渐增强.