添加元素對(duì)Zr基大塊非晶的非晶形成能力及耐腐蝕性影響機(jī)理研究.pdf

1、本文首先回顧了非晶合金的發(fā)展歷史以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，總結(jié)了非晶合金的形成能力，非晶的晶化行為和耐腐蝕性能。結(jié)合導(dǎo)師張輝教授的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“Zr基大塊非晶的成分設(shè)計(jì)與腐蝕機(jī)理研究”，根據(jù)計(jì)算機(jī)編程首先構(gòu)建了Zr基非晶合金初始晶化相Zr2Ni原子結(jié)構(gòu)模型和晶化相Zr2Cu中以Cu原子為中心的團(tuán)簇模型，用模型中以Ni原子為中心的二十面體原子團(tuán)簇模擬Zr基非晶中的二十面體團(tuán)簇。 運(yùn)用實(shí)空間的Recursion方法計(jì)算了合金元素C

2、u、Nb、Ta、Y、La等取代模型中心Ni及頂角Zr位置時(shí)的狀態(tài)密度，中心Ni、Cu與近鄰頂角zr(Nb、Ta、Y、La)等的鍵級(jí)積分及團(tuán)簇的費(fèi)米能級(jí)，討論了合金元素Nb、Ta、Y、La等對(duì)Zr基非晶合金的非晶形成能力和耐腐蝕性能的影響機(jī)理，得出一些較有價(jià)值的結(jié)論： 1.合金元素占據(jù)中心位置時(shí)只有Cu的LDOS與Nj類似，合金元素占據(jù)頂角Zr的位置時(shí)，Nb、Ta、Y、La等與Zr的LDOS形狀類似，說(shuō)明Nb、Ta、Y、La等在Z

3、r基非晶合金二十面體團(tuán)簇中實(shí)際上易占據(jù)Zr的位置。 2.構(gòu)造Zr基非晶初始析出相Zr2Ni、Zr2Cu中，以Ni為中心的二十面體團(tuán)簇和以Cu原子為中心的團(tuán)簇研究Zr基非晶的形成能力，計(jì)算了中心Ni、Cu與近鄰頂角Zr(Nb、Ta、Y、La)等的鍵級(jí)積分。稀土元素Y取代Zr原子后使其與近臨原子Ni、Cu的鍵級(jí)積分有所升高，說(shuō)明它使非晶形成能力上升，過渡元素Nb、Ta、La等使非晶形成能力下降，其中稀土元素La對(duì)其影響不大。

4、 3.構(gòu)造Zr基非晶初始析出相Zr2Ni、Zr2Cu中，以Ni為中心的二十面體團(tuán)簇和以Cu原子為中心的團(tuán)簇研究zr基非晶的耐腐蝕能力，計(jì)算了團(tuán)簇的費(fèi)米能級(jí)。費(fèi)米能級(jí)表示電子填充的最高水平，處于費(fèi)米能級(jí)位置的電子容易首先失去，且費(fèi)米能級(jí)越高，電子越容易失去，即材料活性大，容易被氧化，這樣在具有氧化性溶液中易于鈍化，形成鈍化膜。Nb、Y、La取代zr可使Zr基非晶費(fèi)米能級(jí)上升，增大其活性，容易鈍化，提高zr基非晶的耐腐蝕性，元素Ti、V、T