铌表面氧吸附和扩散的第一性原理研究

• 作者: 陈建辉 唐宇超 舒锦涛 刘艳洁 董自强 刘轶
• 来源期刊: 上海金属
• 关键词: 第一性原理计算 表面吸附 扩散能垒 氧化机制 铌
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 计算机应用技术|Computer Technology & Its Application
• 页码范围: 96-101
• 页数: 6页
• 分类号: TG146.4+6
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-7208.2021.05.017

摘要

铌(Nb)合金的易氧化问题阻碍其广泛的高温应用.利用第一性原理计算方法在原子层次上研究了Nb表面氧(O)的吸附和扩散行为.计算了O在Nb(110)表面上不同高对称吸附位点的结合能,并分析了覆盖度(θH)对O的结合能的影响.结果表明:Nb(110)表面最稳定的O吸附位点是洞位(3f),O覆盖度的增加使得Nb—O表面体系的稳定性降低.通过计算O从表面向体相扩散的能垒,发现在低O覆盖度(θH=1/9 ML)时,O通过表面层的八面体间隙向体相内迁移比直接跃迁更容易.随着O覆盖度的增加(θH=5/9 ML),O容易被Nb的表面层所捕获,且从体相内部向表面的扩散比低O覆盖度时更困难.