甄丹丹
- 作品数：3 被引量：10H指数：3
- 供职机构：中国民航大学中欧航空工程师学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：一般工业技术金属学及工艺理学更多>>
- 钼(或铬,钒)原子替位掺杂对双相γ-TiAl/α_2-Ti_3Al界面的能量、延性和电子性质的影响被引量：3
- 2019年
- 采用基于密度泛函理论计算研究了钼(或铬,钒)原子替位掺杂双相γ-TiAl/α_2-Ti_3Al界面体系的平均形成能、断裂功、电子结构等。结果显示:各个掺杂体系的总能量和平均形成能均为负值,表明它们可以由实验制备并能稳定存在。对代表性体系的断裂功和态密度分析表明,体系Mo-S_(a5) (或Cr-S_(a5))的结合强度减弱,同时体系Mo-S_(a5)的Mo-d和Ti-d电子态密度增加、相互作用增强,而Ti-d和Al-p轨道杂化键强度降低,位错运动的阻力减少,有利于改善Ti Al合金材料的延性。对杂质原子所在(001)面电荷密度和布居数的分析发现,Mo(或V)的掺入会引起电子云在杂质原子周围的聚集效应,形成结合强度稍高的区域,该区域与周围其他区域结合的各向异性程度下降。这正是此类TiAl合金延性改善的内因。
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- 关键词：延性电子性质第一性原理
- 基于密度泛函理论的La掺杂γ-TiAl体系结构延性与电子性质被引量：5
- 2017年
- 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了La替位Ti或Al且掺杂浓度分别为1.85 at.%,2.78 at.%,4.17 at.%,6.25 at.%,8.33 at.%,12.5 at.%的γ-Ti Al合金的晶体结构、稳定性和延性等性质.结果显示,杂质La浓度x 12.5 at.%,各个体系均具有较好的能量稳定性,即在一定条件下它们是可以实验制备的,且掺杂合金体系的密度<4.6 g·cm^(-3).La掺杂引起晶格参量变化进而导致合金体系的轴比发生变化.La的低浓度(x 6.25 at.%)掺杂使合金体系的轴比相较纯γ-Ti Al更接近于1,这对于改善材料的延性极为有利,其中Ti_(11)La Al_(12)体系的轴比最接近于1,预报其延性最佳.通过对比Ti_(11)LaAl_(12)和Ti_(12)Al_(12)体系的布居数、电荷密度和电子态密度,发现Ti_(11)LaAl_(12)体系延性改善的电子因素为:掺杂使体系内Al(Ti)原子轨道上的电子重新分布,Ti-d轨道和Al-p轨道的电子数均减小,可被p-d杂化轨道局域化的电子数减小,p-d轨道杂化键强度降低,从而使位错移动的阻力减少,延性得以明显改善.电子重新分布改变了部分化学键的性质,部分Al—Ti共价键转化为Al—La离子键,部分Ti—Ti共价键转化为Ti—La金属键,它们的共价性及方向性明显降低,材料金属性增强.在掺杂体系中Al—Al键的平均强度减弱,Al—Ti键和Ti—Ti键的平均强度增强,三者的强度差异明显减小,晶体结构的各向异性程度降低.
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- 关键词：延性电子性质
- 影响Nb替位掺杂γ-TiAl基合金延性的电子性质因素被引量：4
- 2018年
- 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算研究了影响Nb替位Ti（或Al）掺杂，且浓度为1．85％，2．78％，4．17％，6．25％（原子分数，下同）的γ-TiAl合金延性的电子性质因素。结果显示，Nb替位掺杂具有较好的能量稳定性，且不同掺杂浓度引起的晶格参量的改变不同。当Nb替代Al原子且掺杂浓度为1．85％～4．17％时，合金的轴比将会减小更接近于1，此时合金的延性改善效果明显，就所研究的晶胞模型而言，Ti12Al11Nb合金的延性最佳。故以掺杂浓度为4．17％的Ti12Al11N11和Ti11NbAl12合金为例，研究掺杂Nb改善γ-TiAl基合金延性的电子结构因素。研究结果表明：在该掺杂浓度情况下，N11替代Al原子使n4s→3d，A13s→3p的电荷转移明显减少，Alp—Tid轨道杂化作用减弱，形成金属键的自由电子数量增多，金属性增强，合金延性得到改善；Nb替代Al原子掺杂会使合金的共价性减弱，且化学键Al—Al，Ti—Ti和Al-Ti强度明显趋同，这将会显著提高γ-TiAl基合金的各向同性程度，从而使该类合金的延性得以改善。
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- 关键词：晶体结构延性电子性质
