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Nb掺杂-TiAl金属间化合物的电子结构与力学性能

陈治鹏 马亚楠 林雪玲 潘凤春 席丽莹 马治 郑富 汪燕青 陈焕铭

Nb掺杂-TiAl金属间化合物的电子结构与力学性能

陈治鹏, 马亚楠, 林雪玲, 潘凤春, 席丽莹, 马治, 郑富, 汪燕青, 陈焕铭
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  • 运用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Nb掺杂-TiAl金属间化合物的结构参数、能带结构、电子态密度及弹性常数.结果表明:Nb替代Ti掺杂相比Nb替代Al掺杂的形成能低,Nb在替位掺杂时更倾向于取代Ti原子形成稳定的结构,Nb替代Ti掺杂能够提高-TiAl金属间化合物的抵御塑性变形能力、断裂强度和延展性;与Nb替代Ti掺杂相比,Nb替代Al掺杂同样增强-TiAl金属间化合物的断裂强度且其增强延展性的效果更好,但抵御塑性变形的能力有所削弱.
      通信作者: 陈焕铭, bschm@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11662014,11764032)和西部一流大学重大创新项目(批准号:ZKZD2017006)资助的课题.
    [1]

    Rananujan R V 2000 Int. Mater. Rev. 45 217

    [2]

    Chen Y Y, Kong F T, Han J C, Chen Z Y, Tian J 2005 Intermetallics 13 263

    [3]

    Wolf W, Podloucky R, Rogl P, Erschbaumer H 1996 Intermetallics 4 201

    [4]

    Jones C, Farkas C 1996 Comp. Mater. Sci. 6 231

    [5]

    Song Y, Yang R, Li D, Hu Z Q, Guo Z X 2000 Intermetallics 8 563

    [6]

    Song Y, Guo Z X, Yang R 2002 J. L. Met. 2 115

    [7]

    Hao Y L, Yang R, Song Y, Cui Y Y, Li D, Niinomi M 2004 Intermetallics 12 951

    [8]

    Chao J 2008 Acta Mater. 56 6224

    [9]

    Tang P Y, Tang B Y, Su X P 2011 Comp. Mater. Sci. 50 1467

    [10]

    Wang L, Shang J X, Wang F H, Zhang Y 2013 Appl. Surf. Sci. 276 198

    [11]

    Chang Y T, Sun Q L, Long Y, Wang M W 2014 Chin. Phys. Lett. 31 127501

    [12]

    Xu N N, Li G P, Lin Q L, Liu H, Bao L M 2016 Chin. Phys. B 25 116103

    [13]

    Pan F C, Chen Z P, Lin X L, Zheng F, Wang X M, Chen H M 2016 Chin. Phys. B 25 096108

    [14]

    Dang H L, Wang C Y, Yu T 2007 Acta Phys. Sin. 56 2838 (in Chinese)[党宏丽, 王崇愚, 于涛 2007 物理学报 56 2838]

    [15]

    Wang Y P, Wang Y P, Shi L B 2015 Chin. Phys. Lett. 32 016102

    [16]

    Guan L, Tan F X, Jia G Q, Shen G M, Liu B T, Li X 2016 Chin. Phys. Lett. 33 087501

    [17]

    Li H, Wang S Q, Ye H Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 S224 (in Chinese)[李虹, 王绍青, 叶恒强 2009 物理学报 58 S224]

    [18]

    Wu X X, Wang Q E, Wang F H, Zhou Y S 2010 Acta Phys. Sin. 59 7278 (in Chinese)[吴小霞, 王乾恩, 王福合, 周云松 2010 物理学报 59 7278]

    [19]

    Zhu G L, Shu D, Dai Y B, Wang J, Sun B D 2009 Acta Phys. Sin. 58 S210 (in Chinese)[祝国梁, 疏达, 戴永兵, 王俊, 孙宝德 2009 物理学报 58 S210]

    [20]

    Song Y, Xing F J, Dai J H, Yang R 2014 Intermetallics 49 1

    [21]

    Wang B D, Dai J H, Wu X, Song Y, Yang R 2015 Intermetallics 60 58

    [22]

    Karre R, Niranjan M K, Dey S R 2015 Mater. Sci. Eng. C 50 52

    [23]

    Zhang S Z, Cui H, Li M M, Yu H, Vitos L, Yang R, Hu Q M 2016 Mater. Design. 110 80

    [24]

    Li Z Z, Wei Y, Zhou H B, Lu G H 2016 Eur. Phys. J. B 89 280

    [25]

    Hu H, Wu X Z, Wang R, Li W G, Liu Q 2016 J. Alloy. Compd. 658 689

    [26]

    Wang H Y, Hu Q K, Yang W P, Li X S 2016 Acta Phys. Sin. 65 077101 (in Chinese)[王海燕, 胡前库, 杨文明, 李旭升 2016 物理学报 65 077101]

    [27]

    Song Q G, Qin G S, Yang B B, Jiang Q J, Hu X L 2016 Acta Phys. Sin. 65 046102 (in Chinese)[宋庆功, 秦国顺, 杨宝宝, 将清杰, 胡雪兰 2016 物理学报 65 046102]

    [28]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [29]

    Kawabata T, Tamura T, Izumi O 1993 Metal. Trans. A 24 141

    [30]

    Nye J F 1985 Physical Properties of Crystal Their Representation by Tensors and Matrices (Oxford:Oxford University Press) pp140-141

    [31]

    Hill R 1952 Proc. Phys. Soc. 65 349

    [32]

    Pugh S F 1954 Phios. Mag. 45 823

    [33]

    Gao F M 2017 Sci. Rep. 7 40276

    [34]

    Lin X L, Chen Z P, Pan F C, Chen H M 2016 J. Ningxia University (Natural Science Edition) 37 332 (in Chinese)[林雪玲, 陈治鹏, 潘凤春, 陈焕铭 2016 宁夏大学学报(自然科学版) 37 332]

  • [1]

    Rananujan R V 2000 Int. Mater. Rev. 45 217

    [2]

    Chen Y Y, Kong F T, Han J C, Chen Z Y, Tian J 2005 Intermetallics 13 263

    [3]

    Wolf W, Podloucky R, Rogl P, Erschbaumer H 1996 Intermetallics 4 201

    [4]

    Jones C, Farkas C 1996 Comp. Mater. Sci. 6 231

    [5]

    Song Y, Yang R, Li D, Hu Z Q, Guo Z X 2000 Intermetallics 8 563

    [6]

    Song Y, Guo Z X, Yang R 2002 J. L. Met. 2 115

    [7]

    Hao Y L, Yang R, Song Y, Cui Y Y, Li D, Niinomi M 2004 Intermetallics 12 951

    [8]

    Chao J 2008 Acta Mater. 56 6224

    [9]

    Tang P Y, Tang B Y, Su X P 2011 Comp. Mater. Sci. 50 1467

    [10]

    Wang L, Shang J X, Wang F H, Zhang Y 2013 Appl. Surf. Sci. 276 198

    [11]

    Chang Y T, Sun Q L, Long Y, Wang M W 2014 Chin. Phys. Lett. 31 127501

    [12]

    Xu N N, Li G P, Lin Q L, Liu H, Bao L M 2016 Chin. Phys. B 25 116103

    [13]

    Pan F C, Chen Z P, Lin X L, Zheng F, Wang X M, Chen H M 2016 Chin. Phys. B 25 096108

    [14]

    Dang H L, Wang C Y, Yu T 2007 Acta Phys. Sin. 56 2838 (in Chinese)[党宏丽, 王崇愚, 于涛 2007 物理学报 56 2838]

    [15]

    Wang Y P, Wang Y P, Shi L B 2015 Chin. Phys. Lett. 32 016102

    [16]

    Guan L, Tan F X, Jia G Q, Shen G M, Liu B T, Li X 2016 Chin. Phys. Lett. 33 087501

    [17]

    Li H, Wang S Q, Ye H Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 S224 (in Chinese)[李虹, 王绍青, 叶恒强 2009 物理学报 58 S224]

    [18]

    Wu X X, Wang Q E, Wang F H, Zhou Y S 2010 Acta Phys. Sin. 59 7278 (in Chinese)[吴小霞, 王乾恩, 王福合, 周云松 2010 物理学报 59 7278]

    [19]

    Zhu G L, Shu D, Dai Y B, Wang J, Sun B D 2009 Acta Phys. Sin. 58 S210 (in Chinese)[祝国梁, 疏达, 戴永兵, 王俊, 孙宝德 2009 物理学报 58 S210]

    [20]

    Song Y, Xing F J, Dai J H, Yang R 2014 Intermetallics 49 1

    [21]

    Wang B D, Dai J H, Wu X, Song Y, Yang R 2015 Intermetallics 60 58

    [22]

    Karre R, Niranjan M K, Dey S R 2015 Mater. Sci. Eng. C 50 52

    [23]

    Zhang S Z, Cui H, Li M M, Yu H, Vitos L, Yang R, Hu Q M 2016 Mater. Design. 110 80

    [24]

    Li Z Z, Wei Y, Zhou H B, Lu G H 2016 Eur. Phys. J. B 89 280

    [25]

    Hu H, Wu X Z, Wang R, Li W G, Liu Q 2016 J. Alloy. Compd. 658 689

    [26]

    Wang H Y, Hu Q K, Yang W P, Li X S 2016 Acta Phys. Sin. 65 077101 (in Chinese)[王海燕, 胡前库, 杨文明, 李旭升 2016 物理学报 65 077101]

    [27]

    Song Q G, Qin G S, Yang B B, Jiang Q J, Hu X L 2016 Acta Phys. Sin. 65 046102 (in Chinese)[宋庆功, 秦国顺, 杨宝宝, 将清杰, 胡雪兰 2016 物理学报 65 046102]

    [28]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [29]

    Kawabata T, Tamura T, Izumi O 1993 Metal. Trans. A 24 141

    [30]

    Nye J F 1985 Physical Properties of Crystal Their Representation by Tensors and Matrices (Oxford:Oxford University Press) pp140-141

    [31]

    Hill R 1952 Proc. Phys. Soc. 65 349

    [32]

    Pugh S F 1954 Phios. Mag. 45 823

    [33]

    Gao F M 2017 Sci. Rep. 7 40276

    [34]

    Lin X L, Chen Z P, Pan F C, Chen H M 2016 J. Ningxia University (Natural Science Edition) 37 332 (in Chinese)[林雪玲, 陈治鹏, 潘凤春, 陈焕铭 2016 宁夏大学学报(自然科学版) 37 332]

  • [1] 王海燕, 胡前库, 杨文朋, 李旭升. 金属元素掺杂对TiAl合金力学性能的影响. 物理学报, 2016, 65(7): 077101. doi: 10.7498/aps.65.077101
    [2] 李虹, 王绍青, 叶恒强. Nb掺杂对γ-TiAl抗氧化能力影响的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(13): 224-S229. doi: 10.7498/aps.58.224
    [3] 彭立明, 丁文江, 余伟阳, 唐壁玉. α-Mg3Sb2的电子结构和力学性能. 物理学报, 2009, 58(13): 216-S223. doi: 10.7498/aps.58.216
    [4] 王颖, 卢铁城, 王跃忠, 岳顺利, 齐建起, 潘磊. 虚晶近似法研究AlN-Al2O3固溶体系的力学性能和电子结构. 物理学报, 2012, 61(16): 167101. doi: 10.7498/aps.61.167101
    [5] 袁晨晨. 金属玻璃的键态特征与塑性起源. 物理学报, 2017, 66(17): 176402. doi: 10.7498/aps.66.176402
    [6] 喻利花, 马冰洋, 曹峻, 许俊华. (Zr,V)N复合膜的结构、力学性能及摩擦性能研究. 物理学报, 2013, 62(7): 076202. doi: 10.7498/aps.62.076202
    [7] 魏 仑, 梅芳华, 邵 楠, 董云杉, 李戈扬. TiN/TiB2异结构纳米多层膜的共格生长与力学性能. 物理学报, 2005, 54(10): 4846-4851. doi: 10.7498/aps.54.4846
    [8] 罗庆洪, 娄艳芝, 赵振业, 杨会生. 退火对AlTiN多层薄膜结构及力学性能影响. 物理学报, 2011, 60(6): 066201. doi: 10.7498/aps.60.066201
    [9] 罗庆洪, 陆永浩, 娄艳芝. Ti-B-C-N纳米复合薄膜结构及力学性能研究. 物理学报, 2011, 60(8): 086802. doi: 10.7498/aps.60.086802
    [10] 杨铎, 钟宁, 尚海龙, 孙士阳, 李戈扬. 磁控溅射(Ti, N)/Al纳米复合薄膜的微结构和力学性能. 物理学报, 2013, 62(3): 036801. doi: 10.7498/aps.62.036801
    [11] 邓世杰, 赵宇宏, 侯华, 文志勤, 韩培德. 高压下Ti2AlX(X=C,N)的结构、力学性能及热力学性质. 物理学报, 2017, 66(14): 146101. doi: 10.7498/aps.66.146101
    [12] 李 腾, 李 卫, 潘 伟, 李岫梅. Fe40—45Cr30—35Co20—25Mo0—4Zr0—2合金微观结构对力学性能的影响. 物理学报, 2005, 54(9): 4395-4399. doi: 10.7498/aps.54.4395
    [13] 郑立静, 李树索, 李焕喜, 陈昌麒, 韩雅芳, 董宝中. 7050铝合金等通道转角挤压过程中显微结构和力学性能演化的小角x射线散射研究. 物理学报, 2005, 54(4): 1665-1670. doi: 10.7498/aps.54.1665
    [14] 李丽丽, 张晓虹, 王玉龙, 国家辉, 张双. 基于聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料微观结构的力学性能模拟. 物理学报, 2016, 65(19): 196202. doi: 10.7498/aps.65.196202
    [15] 吴红丽, 赵新青, 宫声凯. Nb掺杂影响NiTi金属间化合物电子结构的第一性原理计算. 物理学报, 2010, 59(1): 515-520. doi: 10.7498/aps.59.515
    [16] 马国佳, 张华芳, 武洪臣, 彭丽平, 蒋艳莉, 刘喜亮. 乙炔气体流量对纳米TiC类金刚石复合膜的化学结构及力学性能影响. 物理学报, 2007, 56(4): 2377-2381. doi: 10.7498/aps.56.2377
    [17] 杜 娟, 季振国. Ⅲ族元素掺杂对SnO2电子结构及电学性能的影响. 物理学报, 2007, 56(4): 2388-2392. doi: 10.7498/aps.56.2388
    [18] 侯育花, 黄有林, 刘仲武, 曾德长. 稀土掺杂对钴铁氧体电子结构和磁性能影响的理论研究. 物理学报, 2015, 64(3): 037501. doi: 10.7498/aps.64.037501
    [19] 王晓, 黄生祥, 罗衡, 邓联文, 吴昊, 徐运超, 贺君, 贺龙辉. 镍层间掺杂多层石墨烯的电子结构及光吸收特性研究. 物理学报, 2019, 68(18): 187301. doi: 10.7498/aps.68.20190523
    [20] 姜艳, 刘贵立. 剪切形变对硼氮掺杂碳纳米管超晶格电子结构和光学性能的影响. 物理学报, 2015, 64(14): 147304. doi: 10.7498/aps.64.147304
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-08
  • 修回日期:  2017-07-13
  • 刊出日期:  2017-10-05

Nb掺杂-TiAl金属间化合物的电子结构与力学性能

  • 1. 宁夏大学物理与电子电气工程学院, 银川 750021
  • 通信作者: 陈焕铭, bschm@163.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11662014,11764032)和西部一流大学重大创新项目(批准号:ZKZD2017006)资助的课题.

摘要: 运用基于密度泛函理论的第一性原理方法计算了Nb掺杂-TiAl金属间化合物的结构参数、能带结构、电子态密度及弹性常数.结果表明:Nb替代Ti掺杂相比Nb替代Al掺杂的形成能低,Nb在替位掺杂时更倾向于取代Ti原子形成稳定的结构,Nb替代Ti掺杂能够提高-TiAl金属间化合物的抵御塑性变形能力、断裂强度和延展性;与Nb替代Ti掺杂相比,Nb替代Al掺杂同样增强-TiAl金属间化合物的断裂强度且其增强延展性的效果更好,但抵御塑性变形的能力有所削弱.

English Abstract

参考文献 (34)

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