金属元素掺杂对TiAl合金力学性能的影响?

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王海燕, 胡前库, 杨文朋, 李旭升. 2016: 金属元素掺杂对TiAl合金力学性能的影响?, 物理学报, 65(7): 077101. doi: 10.7498/aps.65.077101
引用本文: 王海燕, 胡前库, 杨文朋, 李旭升. 2016: 金属元素掺杂对TiAl合金力学性能的影响?, 物理学报, 65(7): 077101. doi: 10.7498/aps.65.077101
Wang Hai-Yan, Hu Qian-Ku, Yang Wen-Peng, Li Xu-Sheng. 2016: Influence of metal element doping on the mechanical prop erties of TiAl alloy, Acta Physica Sinica, 65(7): 077101. doi: 10.7498/aps.65.077101
Citation: Wang Hai-Yan, Hu Qian-Ku, Yang Wen-Peng, Li Xu-Sheng. 2016: Influence of metal element doping on the mechanical prop erties of TiAl alloy, Acta Physica Sinica, 65(7): 077101. doi: 10.7498/aps.65.077101

金属元素掺杂对TiAl合金力学性能的影响?

Influence of metal element doping on the mechanical prop erties of TiAl alloy

  • 摘要: 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了金属元素X (X分别表示V, Nb, Ta, Cr, Mo和W)掺杂对TiAl合金性能的影响.研究发现,掺杂可以有效减小合金的各向异性,增强Ti-Al原子间的相互作用,同时增强金属键性,减弱共价键性,有利于塑性变形.在相同的压力下,不同的掺杂浓度和掺杂元素对体积的影响不同.通过计算不同掺杂体系的弹性常数、体弹模量和剪切模量可知:当掺杂浓度为6.25%时,相对于V, Nb和Ta, Cr, Mo和W掺杂能较好地改善TiAl金属间化合物的韧性;当掺杂浓度为12.5%时,相对其他掺杂元素Mo的韧化作用最强.从Mo掺杂后TiAl体系的分波态密度和电荷密度图,发现Mo和Ti原子发生强烈的s-s, p-p, d-d电子相互作用,有效地束缚了合金中Ti和Al原子的迁移,有助于提高合金的稳定性和强度.
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出版历程
  • 刊出日期:  2016-04-15

金属元素掺杂对TiAl合金力学性能的影响?

  • 河南理工大学材料科学与工程学院,焦作,454000

摘要: 利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了金属元素X (X分别表示V, Nb, Ta, Cr, Mo和W)掺杂对TiAl合金性能的影响.研究发现,掺杂可以有效减小合金的各向异性,增强Ti-Al原子间的相互作用,同时增强金属键性,减弱共价键性,有利于塑性变形.在相同的压力下,不同的掺杂浓度和掺杂元素对体积的影响不同.通过计算不同掺杂体系的弹性常数、体弹模量和剪切模量可知:当掺杂浓度为6.25%时,相对于V, Nb和Ta, Cr, Mo和W掺杂能较好地改善TiAl金属间化合物的韧性;当掺杂浓度为12.5%时,相对其他掺杂元素Mo的韧化作用最强.从Mo掺杂后TiAl体系的分波态密度和电荷密度图,发现Mo和Ti原子发生强烈的s-s, p-p, d-d电子相互作用,有效地束缚了合金中Ti和Al原子的迁移,有助于提高合金的稳定性和强度.

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