铈和钒（或铬/锆）双掺杂对γ-TiAl基合金结构和塑性的影响

发布时间：2020-12-25 09:11

　　作为新一代的航空航天结构材料,γ-TiAl基合金具有比强度高、密度低、耐腐蚀和高温抗氧化性好等优良特性。室温下塑性较差是制约该类合金的工业应用的重要因素。研究表明,改善γ-TiAl基合金室温塑性的有效方法之一是微合金化。本文以密度泛函理论为基础,选取Ce和V（或Cr,Zr）替位双掺杂γ-TiAl基合金为研究对象,计算研究了多个合金体系的几何参量、能量性质及力学性质等。以此为基础计算研究了各个体系的泊松比、维氏硬度和赝能隙,分析讨论了金属元素双掺杂对γ-TiAl体系结构和塑性的影响。本文的结论如下:Ce和V（或Cr,Zr）双掺杂改变了γ-TiAl基合金的晶格参量和空间群。合金的晶胞体积和密度有所增加,但相比于镍基合金仍有较大的密度优势。该合金的原子平均形成能均为负值,表明在能量上是稳定的;大部分合金体系均满足力学稳定性判据,说明其具备力学稳定性,预报它们不但能实验制备而且可以稳定存在。通过弹性模量比、化学键和电荷密度的对比可知,体系S₃₁（Ti₈Al₆CeV）、S₄₃（Ti₆Ce... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

γ-TiAl模型：(a)L10结构单元；(b)简单四方结构单元

V 替代 Al 双掺杂体系 S21~S26(Ti7CeAl7V)；Ce 和 V 同时替Al6CeV)；Ce 和 V 同时替代 Ti 双掺杂体系 S41~S45(Ti6CeVA 2-2(b)~(l)为双掺杂体系 S0(Ti8Al8)、S21~S26(Ti7CeAl7V)和 S31~这是后续计算研究的基础。

掺杂 γ-TiA 典型体系的能带结构与态密度合金中加入稀土元素 Ce 和过渡金属元素 V 后，杂质子相互作用，对体系的能带结构、电子和成键性质产生晶胞中原子的相互作用，研究合金元素对体系键合作band structure）和电子态密度（density of states，DOSAl 基合金的塑性影响。掺杂 γ-TiAl 典型体系的能带结构与结构稳定性晶胞模型的能带结构时，得到如图 3-4 所示体系 S0的方体区域是该体系的超晶胞，淡蓝色线所围成的区域是成的区域是布里渊区的高对称点（G、F、Q、Z）计算

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2937359