杂质浓度对Zr替位掺杂γ-TiAl合金的结构延性和电子性质的影响

• 作者: 宋庆功 杨宝宝 秦国顺 胡雪兰 蒋清杰
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Zr掺杂γ-TiAl 晶体结构 延性 电子性质
• 年，卷（期）: 2016,（4）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 240-248
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.65.046102

摘要

以Zr替代Ti(或Al)掺杂γ-TiAl体系为研究对象,掺杂浓度(摩尔比)分别为1/54,1/36,1/24和1/16.采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了Zr掺杂γ-TiAl体系的晶体结构及其稳定性、延性和电子性质等.结果显示,Zr替位掺杂,可以改变γ-TiAl基合金的结构对称性.计算的形成能表明,Zr替代Ti原子会使体系的形成能降低,而Zr替代Al原子会使体系的形成能增加.因而,在掺入γ-TiAl时,Zr更倾向于替代Ti原子,但是Zr替代Al原子也具有一定的可能性,从而会产生多样的掺杂体系,对于改善合金的性质具有重要意义.对各个体系轴比的计算与分析表明,当掺杂浓度为1.85at％-6.25 at％时,Zr替代Al原子会使体系的轴比减小、接近于1,从而改善合金的延性效果明显.能带结构显示各个Zr掺杂γ-TiAl体系均具有金属导电性.对电子态密度和布居数的分析表明,Zr替代Al原子后,Zr与其邻近Ti原子的共价键结合强度大为降低,导致合金体系中的Ti-Al(Zr)键的平均强度明显减弱,金属键增强,这是改善γ-TiAl合金延性的重要因素.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	宋庆功	中国民航大学理学院低维材料与技术研究所	62	168	7.0	9.0
5	杨宝宝	中国民航大学理学院低维材料与技术研究所	6	17	3.0	4.0
6	胡雪兰	中国民航大学中欧航空工程师学院	24	27	3.0	4.0
7	秦国顺	中国民航大学中欧航空工程师学院	2	11	2.0	2.0
8	蒋清杰	中国民航大学中欧航空工程师学院	3	8	1.0	2.0