收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

点缺陷对γ-TiAl(100)表面氧原子吸附和扩散影响的第一性原理研究

周立颖  
【摘要】:金属以及金属间化合物的表面抗氧化问题影响着材料的实际应用和发展,其中,γ-TiAl合金的表面氧化问题一直是人们关注的焦点。本文的主要工作是利用基于密度泛函理论的第一性原理计算氧原子在γ-TiAl(100)表面附近的吸附和扩散,以及点缺陷对其影响。 我们的计算结果表明:氧原子在干净γ-TiAl(100)表面上的最稳定吸附位置是对应第二层Al原子正上方由表面第一层2个Ti和2个Al原子构成的心位(H),表面下的最稳定吸附位置是对应表面第二层由4个Ti和1个Al原子构成的四棱锥中心位置(P)。氧原子在干净γ-TiAl(100)表面上的扩散能垒为0.62eV,氧原子从表面上向表面下第二层的扩散能垒为1.98eV,这说明氧原子在γ-TiAl(100)表面上的扩散更容易。而氧原子在γ-TiAl(100)表面从表面第二层扩散到表面第三层的扩散能垒为1.34eV,相当于氧原子在γ-TiAl体材料内部的扩散。在掺杂体系中,Si原子更容易替代表面第一层Al原子的位置,而w原子更容易替代表面第二层Ti原子的位置,且二者均使其近邻吸附氧原子的吸附能升高。由此表明Si原子更容易偏析在表面第一层上,而W原子更容易偏析在表面第二层上,且抑制了氧原子在γ-TiAl(100)表面附近的吸附。在空位缺陷体系中,更容易形成表面第一层Ti原子空位,且该空位缺陷使氧原子在其近邻位置的吸附能降低,可能促进氧化的进行。氧原子分别在干净表面、Ti空位表面、Si和W掺杂表面从表面上到表面下第二层扩散的能垒为1.98eV、1.34eV、2.53eV和2.69eV,由此表明,相对于干净表面,表面第一层Ti原子空位缺陷的形成使得氧原子在γ-TiAl(100)表面附近的扩散更加容易;而Si原子和W原子的掺入使得氧原子在γ-TiAl(100)表面附近的扩散更加困难。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;First-principles investigation of the alloying effect of Ta and Won γ-TiAl[J];Chinese Science Bulletin;2006年22期
2 ;The behavior of 3d electrons and defects in TiAl-based alloys containing V and Cu studied by positron annihilation[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2008年09期
3 陈律;;L1_0-TiAl金属间化合物3d过渡金属合金化力学性能计算[J];信阳师范学院学报(自然科学版);2010年01期
4 ;A first-principles study of site occupancy and interfacial energetics of an H-doped TiAl-Ti_3 Al alloy[J];Science China(Physics,Mechanics & Astronomy);2012年02期
5 王东;李子然;昝祥;;高温动态拉伸下NG TiAl弹塑性行为的数值模拟[J];中国科学技术大学学报;2013年06期
6 李旭升;王海燕;历长云;米国发;胡前库;;Structural and Thermodynamic Properties of TiAl intermetallics under High Pressure[J];Communications in Theoretical Physics;2012年01期
7 王燕斌,高佳,褚武扬,肖纪美;阴极充氢TiAl中氢化物的研究[J];科学通报;1992年24期
8 梁伟,杨德庄,黄孝瑛,陆路;Micro-mechanisms of plastic deformation of two-phase TiAl-base alloy at room temperature[J];Progress in Natural Science;1998年04期
9 李丹;张国英;梁婷;褚冉;朱圣龙;;多元合金化对γ-TiAl(111)表面氧吸附影响机理的第一原理研究[J];沈阳师范大学学报(自然科学版);2011年02期
10 刘治国,储浩玉;二相金属间化合物TiAl/Ti_3Al的场离子显微研究[J];云南大学学报(自然科学版);1992年S1期
11 黄泽文;;热暴露TiAl合金表面缺陷和裂纹在交变载荷下的行为机制[J];学术动态;2011年04期
12 王福会,唐兆麟;TiAl金属间化合物的高温氧化与防护研究进展[J];材料研究学报;1998年04期
13 许密;;B2型TiAl基合金研究进展及方法讨论[J];科技信息;2011年23期
14 张延;范龙;;TiAl基合金焊接技术研究现状[J];科技信息;2011年36期
15 吴东海,胡赓祥,乾晴行,山口正治;γ-TiAl单晶在不同温度的形变特性[J];金属学报;1998年01期
16 周元鑫,夏源明,王瑜;TiAl(FL)冲击拉伸力学性能的试验研究[J];材料科学与工艺;1998年02期
17 蒲忠杰,祝东,朱静,蔡其巩,邹敦叙;THE PLASTIC DEFORMATION BEHAVIOR OF TiAI BASED ALLOYS[J];Chinese Science Bulletin;1990年16期
18 张继,张建伟,邹敦叙,仲增墉,张志宏;TiAl合金铸态组织γ/α_2层片排列取向设计[J];高技术通讯;1997年03期
19 蒲忠杰,祝东,朱静,蔡其巩,邹敦叙;TiAl基金属间化合物的塑性变形行为[J];科学通报;1990年06期
20 Dongsheng Xu;Hao Wang;Rui Yang;Anil K.Sachdev;;MD simulation of asymmetric nucleation and motion of h011] superdislocations in TiAl[J];Chinese Science Bulletin;2014年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Study on aging phase transformation process in Ni_(42) CrTiAl alloys[A];第二届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2001年
2 Xiang Zan;Li Ouyang;Yu Wang;Yuehui He;Yong Liu;Weidong Song;;Microstructure Evolution of TiAl under Tensile Impact Loadings[A];中国材料大会2012第15分会场:TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年
3 Fan Yang;Xiao Li;Nan Tian;Yongfeng Liang;Junpin Lin;;Effect of Nb Addition on the Corrosion Behavior of Porous TiAl Based Alloys in Aqueous Environments[A];中国材料大会2012第15分会场:TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年
4 Zhiyong Xue;YuanXun Huang;Yongtian Wang;Xiaojing Hai;;Laser Remelting Effect on the Joint Property of Diffusion Bonding of TiAl Intermetallics and TC4 Alloy[A];中国材料大会2012第15分会场:TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年
5 刘辛;骆接文;谢焕文;蔡一湘;;惰性气体雾化法制备TiAl_3粉末的特性[A];第十四届全国钛及钛合金学术交流会论文集(上册)[C];2010年
6 Na Liu;Zhou Li;Guoqing Zhang;Hua Yuan;Wenyong Xu;Zhengjiang Gao;;Effect of Heat Treatment on the Microstructure and Property of TiAl Alloys Prepared by Gas Atomization Powders[A];中国材料大会2012第19分会场:高温合金论文集[C];2012年
7 ;Influence of Heat Treatment on The Precipitation of γ1 Phase in High Nb Containing TiAl-based Intermetallic Alloys[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
8 Chuanyun Wang;Jinshan Li;Bin Tang;Hongchao Kou;;Numerical Analysis of Superplastic Bulging Process of TiAl Sheet[A];中国材料大会2012第15分会场:TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年
9 孟祥康;洪建明;刘毅;赵晓宁;刘治国;;二相TiAl基金属间化合物层片结构中的位错组态[A];第八次全国电子显微学会议论文摘要集(Ⅱ)[C];1994年
10 Qing Ye;Zhimeng Guo;Qikai Duan;Chunlei Yang;Junjie Hao;;Preparation of TiAl Intermetallic Alloy by Gelcasting[A];中国材料大会2012第15分会场:TiAl合金及先进结构金属间化合物材料论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张志勇;高洁净度TiAl合金及其纳米复合材料的制备,组织和力学性能[D];北京科技大学;2015年
2 余龙;高铌TiAl合金疲劳—蠕变交互作用研究[D];北京科技大学;2016年
3 舒世立;过渡族金属元素和内生陶瓷颗粒对TiAl压缩性能的影响规律及机制[D];吉林大学;2013年
4 孙涛;原位自生Ti_2AlN/TiAl复合材料制备与高温性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
5 杨慧敏;TiAl-5Nb合金定向凝固过程中组织演化规律的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 廖翠姣;TiAl合金渗碳处理及其耐蚀性能研究[D];中南大学;2014年
7 罗江山;粉末冶金TiAl基合金的晶粒细化及其效应研究[D];中国工程物理研究院;2014年
8 彭超群;循环热处理对TiAl基合金组织与性能的影响[D];中南大学;2001年
9 昝祥;TiAl金属间化合物高温动态力学行为及变形机理研究[D];中国科学技术大学;2008年
10 袁勇;TiAl基金属间化合物的脱溶反应和位错结构研究[D];南京大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邢发军;TiAl/TiO_2界面相互作用的第一性原理研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 王保栋;TiAl/Al_2O_3界面相互作用第一性原理研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
3 韩波;残留缺陷对铸造TiAl合金择优取向层片组织疲劳寿命的影响[D];昆明理工大学;2015年
4 李志明;基于Ti-Al-Nb-Cr-B体系的TiAl基合金设计与微观组织研究[D];中国地质大学(北京);2015年
5 王建成;区域加热处理对TiAl合金组织演化的影响[D];南京理工大学;2015年
6 陈锐;准连续网状Ti_5Si_3/TiAl基复合材料的高温氧化行为研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 王学菲;层状结构TiAl基复合材料合成机制与性能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
8 李明骜;B和C共同添加对TiAl基合金组织及性能影响研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
9 刘浩;碳含量对TiAl合金凝固组织及性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2015年
10 戴豪;TiAl_3对NaAlH_4吸放氢催化作用的影响因素及相关机制探究[D];广西大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 中航工业黎明航空发动机(集团)有限责任公司 汪大成;钛铝合金(TiAl)应用现状及发展趋势[N];中国航空报;2012年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978