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难熔元素钨在NiAl位错体系中的占位及对键合性质的影响

陈丽群 于涛 彭小芳 刘健

难熔元素钨在NiAl位错体系中的占位及对键合性质的影响

陈丽群, 于涛, 彭小芳, 刘健
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  • 用第一性原理离散变分方法研究了难熔元素钨(W)在金 属间化合物NiAl(010)刃型位错体系中的占位以及对键合性质的影响, 计算了纯位错体系和掺杂体系的能量参数(结合能、 杂质偏聚能及原子间相互作用能)、 态密度和电荷密度分布. 体系结合能和杂质偏聚能的计算结果表明: 难熔元素W优先占据Al格位. 此外,由于难熔元素W的4d轨道与近邻基体原子Ni的3d轨道和Al的3p轨道的杂化, 使得掺杂体系中难熔元素W与近邻基体原子间的相互作用能加强; 同时难熔元素W与位错芯区近邻基体原子间有较多的电荷聚集, 这表明W与近邻基体原子间形成了较强的化学键. 难熔元素W对NiAl化合物的能量及电子结构有较大的影响, 从而影响位错的运动及NiAl金属间化合物的性能.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB606402 )资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-22
  • 修回日期:  2013-02-04
  • 刊出日期:  2013-06-05

难熔元素钨在NiAl位错体系中的占位及对键合性质的影响

  • 1. 中南林业科技大学理学院, 长沙 410004;
  • 2. 钢铁研究总院功能材料研究所, 北京 100081
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB606402 )资助的课题.

摘要: 用第一性原理离散变分方法研究了难熔元素钨(W)在金 属间化合物NiAl(010)刃型位错体系中的占位以及对键合性质的影响, 计算了纯位错体系和掺杂体系的能量参数(结合能、 杂质偏聚能及原子间相互作用能)、 态密度和电荷密度分布. 体系结合能和杂质偏聚能的计算结果表明: 难熔元素W优先占据Al格位. 此外,由于难熔元素W的4d轨道与近邻基体原子Ni的3d轨道和Al的3p轨道的杂化, 使得掺杂体系中难熔元素W与近邻基体原子间的相互作用能加强; 同时难熔元素W与位错芯区近邻基体原子间有较多的电荷聚集, 这表明W与近邻基体原子间形成了较强的化学键. 难熔元素W对NiAl化合物的能量及电子结构有较大的影响, 从而影响位错的运动及NiAl金属间化合物的性能.

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