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NiAl中Ni空位对杂质C原子的多重俘获及温度效应的第一性原理研究

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胡雪兰, 罗阳, 赵若汐, 胡艳敏, 张艳峰, 宋庆功. 2016: NiAl中Ni空位对杂质C原子的多重俘获及温度效应的第一性原理研究, 物理学报, 65(20): 178-184. doi: 10.7498/aps.65.206101
引用本文: 胡雪兰, 罗阳, 赵若汐, 胡艳敏, 张艳峰, 宋庆功. 2016: NiAl中Ni空位对杂质C原子的多重俘获及温度效应的第一性原理研究, 物理学报, 65(20): 178-184. doi: 10.7498/aps.65.206101
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Hu Xue-Lan, Luo Yang, Zhao Ruo-Xi, Hu Yan-Min, Zhang Yan-Feng, Song Qing-Gong. 2016: First-principles studies of multiple trapped impurity C by Ni vacancy and temperature effects in NiAl intermetallics, Acta Physica Sinica, 65(20): 178-184. doi: 10.7498/aps.65.206101
Citation: Hu Xue-Lan, Luo Yang, Zhao Ruo-Xi, Hu Yan-Min, Zhang Yan-Feng, Song Qing-Gong. 2016: First-principles studies of multiple trapped impurity C by Ni vacancy and temperature effects in NiAl intermetallics, Acta Physica Sinica, 65(20): 178-184. doi: 10.7498/aps.65.206101
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NiAl中Ni空位对杂质C原子的多重俘获及温度效应的第一性原理研究

  • 中国民航大学中欧航空工程师学院,天津,300300

  • 中国民航大学理学院,天津,300300

First-principles studies of multiple trapped impurity C by Ni vacancy and temperature effects in NiAl intermetallics

  • 摘要: 本文应用基于密度泛函理论的第一原理方法,研究了NiAl金属间化合物中Ni空位对杂质C元素的多重俘获.研究结果表明:在Ni空位存在时,单个C原子最易于存在于空位中心附近的富Ni八面体间隙位置且与邻近的Ni原子和Al原子之间存在共价键形式的相互作用.多个C原子在NiAl中倾向于以“Sequential”的方式被Ni空位俘获,进而形成CnVNi(n=1,2,3,4)团簇.通过电荷密度和差分电荷密度分析得到,当Ni空位俘获多个C原子后,C原子之间有着优先于自身成键的特性.进一步,我们应用热力学模型计算了温度对于CnVNi (n=1,2,3,4)团簇浓度及空位浓度的影响.研究表明本征Ni空位的浓度会随着温度的升高而升高.在NiAl金属间化合物中,大多数的杂质C原子会被Ni空位俘获而不是存在于远离Ni空位的八面体间隙位置.由于C原子被Ni空位俘获的过程是一个放热过程,使得体系温度升高,因此会进一步激发更多的Ni空位产生.但是在一定的温度范围内(温度小于700K时),Ni空位均以CnVNi团簇的形式存在.
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出版历程
  • 刊出日期:  2016-10-30

NiAl中Ni空位对杂质C原子的多重俘获及温度效应的第一性原理研究

  • 中国民航大学中欧航空工程师学院,天津,300300
  • 中国民航大学理学院,天津,300300

摘要: 本文应用基于密度泛函理论的第一原理方法,研究了NiAl金属间化合物中Ni空位对杂质C元素的多重俘获.研究结果表明:在Ni空位存在时,单个C原子最易于存在于空位中心附近的富Ni八面体间隙位置且与邻近的Ni原子和Al原子之间存在共价键形式的相互作用.多个C原子在NiAl中倾向于以“Sequential”的方式被Ni空位俘获,进而形成CnVNi(n=1,2,3,4)团簇.通过电荷密度和差分电荷密度分析得到,当Ni空位俘获多个C原子后,C原子之间有着优先于自身成键的特性.进一步,我们应用热力学模型计算了温度对于CnVNi (n=1,2,3,4)团簇浓度及空位浓度的影响.研究表明本征Ni空位的浓度会随着温度的升高而升高.在NiAl金属间化合物中,大多数的杂质C原子会被Ni空位俘获而不是存在于远离Ni空位的八面体间隙位置.由于C原子被Ni空位俘获的过程是一个放热过程,使得体系温度升高,因此会进一步激发更多的Ni空位产生.但是在一定的温度范围内(温度小于700K时),Ni空位均以CnVNi团簇的形式存在.

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