Ni-,3-Al表面H和O原子吸附的第一性原理研究.pdf

1、本論文的主要內(nèi)容是通過第一原理來研究金屬間化合物Ni3Al表面氫和氧的吸附問題,以及摻硼對Ni3Al表面氫吸附的影響。這些研究從理論上探討了多晶Ni3Al環(huán)境脆性的微觀機(jī)制,也為進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究奠定了理論基礎(chǔ)。 金屬間化合物Ni3Al是一種很好的高溫結(jié)構(gòu)材料,但由于其室溫脆性限制了它的實(shí)際應(yīng)用。本文首先評述了多晶Ni3Al環(huán)境脆性問題,接著在第二章中簡單地介紹了密度泛函理論,在接下來的兩章中分別給出了我們利用第一原理方法研究Ni

2、3Al表面氫、氧吸附問題的理論計(jì)算結(jié)果。 一方面,我們利用第一原理研究了氫在純凈的Ni3Al(111)表面及摻硼Ni3Al(111)表面的吸附。我們的計(jì)算結(jié)果表明,在單原子吸附時(shí),氫原子喜歡吸附在表面空位位置,而硼原子在第一層和第二層之間的富鎳八面體位置更穩(wěn)定。在低覆蓋度情況下,正下方第二層為Al原子的表面六角密排(hcp)位置是氫原子最穩(wěn)定的吸附位置；但是,當(dāng)有硼原子在第一層和第二層之間的富鎳八面體位置時(shí),在上述位置吸附的氫原

3、子變得更加穩(wěn)定,而表面面心立方(fcc)位置的氫原子吸附則不如無硼時(shí)穩(wěn)定。我們的計(jì)算結(jié)果顯示,不論是硼原子還是氫原子,在Ni3Al(111)表面吸附中,它們都更喜歡吸附在富鎳的環(huán)境中；當(dāng)表面已經(jīng)吸附了硼原子后,對氫原子的表面吸附有一定的影響。 另一方面,我們利用第一原理研究了氧在Ni3Al(111)和(100)表面的吸附。我們分別設(shè)計(jì)了兩種表面模型：(100)表面和(111)表面。我們的計(jì)算結(jié)果表明,O原子更喜歡與Al原子結(jié)合,