基于第一性原理的Ni 3 Al早期氧化过程模拟

发布时间：2022-07-13 21:39

　　Ni-Al系合金具有熔点高、密度低、抗氧化性好、抗腐蚀性好、导电性好等各种优良性能,从而使它成为众多金属间化合物中被研究最多的材料之一。Ni3Al作为Ni-Al系合金的典型代表之一,在航空航天、电力、冶金等诸多行业具有非常广阔的应用前景。Ni3Al抗氧化性能尤其被关注,传统的金属氧化研究主要集中在氧化后期的氧化物生长行为方面,而对氧化早期的研究很少。因此,本论文结合第一性原理密度泛函计算和热力学计算,建立原子层次的Ni3Al合金早期氧化模型,深入研究Ni3Al合金高温早期氧化机理,探索Ni3Al合金早期氧化物的生长规律,从而为达到从原子层次来控制金属的表面氧化行为建立坚实的理论基础。本论文取得创新性的结论有以下几点:（1）对比氧化前各种不同Ni3Al（100）和Ni3Al（110）表面模型的相对表面能（作为A1化学能的函数）,结果表明:对于Ni3Al（100）表面,完美Ni3Al（100）表面模型是最稳定的结构;而对于Ni3Al（110）表面,Al原子会自发地从基底扩散到表面。对比在不同氧覆盖率下含有不同反位缺陷的O-Ni3Al（100）和O-Ni3Al（11O）表面模型的相图,结果表... 

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 金属间化合物
    1.2 Ni-Al系合金
        1.2.1 Ni-Al系合金简介
        1.2.2 Ni_3Al简介
    1.3 Ni-Al系合金氧化的研究现状
        1.3.1 金属氧化概述
        1.3.2 Ni-Al系合金氧化机制
        1.3.3 Ni_3Al氧化机制
    1.4 选题依据和研究内容
        1.4.1 选题依据
        1.4.2 研究内容
第2章 密度泛函理论和第一性原理计算方法
    2.1 密度泛函理论
        2.1.1 Schrodinger方程和波函数
        2.1.2 Born-Oppenheimer近似和Hartree-Fock单电子近似
        2.1.3 Hohenberg-Kohn定理
        2.1.4 Kohn-Sham方程
    2.2 交换关联泛函
        2.2.1 局部密度近似
        2.2.2 广义梯度近似
    2.3 投影缀加波方法
    2.4 本论文所用的软件介绍
第3章 镍铝原子反位对Ni_3Al表面氧吸附的影响
    3.1 引言
    3.2 计算模型与方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Ni_3Al(100)和Ni_3Al(110)的相对表面能
        3.3.2 Ni_3Al(100)和Ni_3Al(110)的平均氧结合能
        3.3.3 Ni_3Al(100)和Ni_3Al(110)的表面相图
        3.3.4 Ni_3Al(100)和Ni_3Al(110)氧化后的原子结构
        3.3.5 Ni_3Al(100)和Ni_3Al(110)氧化后的原子结构同块体氧化铝的比较
        3.3.6 Ni_3Al(100)和Ni_3Al(110)可能的原子扩散路径
    3.4 小结
第4章 镍铝原子空位对Ni_3Al表面氧吸附的影响
    4.1 引言
    4.2 计算模型与方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Ni_3Al(100)的空位迁移
        4.3.2 Ni_3Al(110)的空位迁移
        4.3.3 Ni_3Al(110)空位迁移能垒
        4.3.4 Ni_3Al(100)空位迁移中的原子结构
        4.3.5 Ni_3Al(110)空位迁移中的原子结构
    4.4 小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]CREEP DEFORMATION OF INTERMETALLIC ALLOYS[J]. Gerhard Sauthoff(Max-Planck-Institut fur Eisenforschung GmbH., D-40074 Dusseldorf,Germany).  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 1995(Z1)



本文编号：3660811