B2-NiAl基本力學(xué)性質(zhì)合金化效應(yīng)計算.pdf

1、本文采用基于密度泛函理論的第一原理贗勢平面波方法Castep程序，比較系統(tǒng)地計算了NiAl的幾何與電子結(jié)構(gòu)，3d過渡金屬在NiAl中的占位及其擇優(yōu)占位下合金化對NiAl力學(xué)性質(zhì)的影響。 首先，本文計算了NiAl的基本物性，得到了一些與實驗和其它計算方法符合較好的結(jié)果，如：晶格常數(shù)、能帶結(jié)構(gòu)、態(tài)密度、電子密度、形成熱、表面能等；通過對NiAl四種點缺陷形成能的計算發(fā)現(xiàn)：Ni空位和反位的形成能較低，而Al空位及其反位的形成能卻較高。

2、 其次，計算了3d過渡金屬分別占據(jù)NiAl不同亞點陣位時形成熱之差，分析了這些元素在NiAl中的擇優(yōu)占位情況，發(fā)現(xiàn)這種占位情況與其外層電子特別是價電子結(jié)構(gòu)特性密切相關(guān)，前過渡金屬Ti、V與后過渡金屬Zn主要占據(jù)Al原子位，未滿d殼層的Mn、Fe、Co則主要占據(jù)Ni原子位，而含有半滿或滿d殼層的Cr與Cu則既可占據(jù)Ni原子位也可占據(jù)Al原子位，并且隨著3d過渡金屬外殼層價電子數(shù)的增加，這些過渡金屬元素優(yōu)先占據(jù)Ni原子位的趨勢增大，

3、至Mn時則逐漸減小。通過對這些合金化元素價電子態(tài)密度圖的分析，得到了比較合理的解釋。 然后，對幾種優(yōu)先占據(jù)Ni位的合金化元素，合金化后NiAl缺陷晶體彈性常數(shù)的計算，采用幾個經(jīng)驗判據(jù)，分析了這些合金化元素(即：Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等)對NiAl力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：高濃度的上述合金化元素可使NiAl晶體的硬度大幅度提高，但同時卻降低了其延性。 最后，通過對不同濃度Fe合金化對NiAl彈性常數(shù)的計算，分析