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钛铝合金高温氧化机理电子理论研究

刘贵立 李勇

钛铝合金高温氧化机理电子理论研究

刘贵立, 李勇
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  • 为了从电子层面揭示钛铝合金高温氧化的物理本质,采用递归法与Castep相结合的方式, 计算了原子埋置能、亲和能、结合能等电子结构参数,探索合金氧化机理.研究表明: 氧在钛中有较大固溶度,氧原子可以在钛表面的基体内聚集,逐步向深层扩散. 氧与钛具备较强的亲和力,能形成钛的氧化膜.钛基体中铝原子间具有相互吸引力, 能形成铝的原子团簇.铝原子团簇中的钛原子间相互排斥与铝形成化合物. 铝、钛与氧的亲和能相近,不易发生铝的优先氧化,而是同时生成钛的氧化物和铝的氧化物. Al2O3比TiO2的结合能略低,因而更加稳定,铝在TiO2中有较大的固溶度, 能替换其中的钛形成更稳定的Al2O3氧化物.
    • 基金项目: 辽宁省自然科学基金(批准号: 20102173) 和沈阳市科技计划基金(批准号: 1072026100)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-22
  • 修回日期:  2012-02-16
  • 刊出日期:  2012-09-05

钛铝合金高温氧化机理电子理论研究

  • 1. 沈阳工业大学建筑工程学院, 沈阳 110023
    基金项目: 

    辽宁省自然科学基金(批准号: 20102173) 和沈阳市科技计划基金(批准号: 1072026100)资助的课题.

摘要: 为了从电子层面揭示钛铝合金高温氧化的物理本质,采用递归法与Castep相结合的方式, 计算了原子埋置能、亲和能、结合能等电子结构参数,探索合金氧化机理.研究表明: 氧在钛中有较大固溶度,氧原子可以在钛表面的基体内聚集,逐步向深层扩散. 氧与钛具备较强的亲和力,能形成钛的氧化膜.钛基体中铝原子间具有相互吸引力, 能形成铝的原子团簇.铝原子团簇中的钛原子间相互排斥与铝形成化合物. 铝、钛与氧的亲和能相近,不易发生铝的优先氧化,而是同时生成钛的氧化物和铝的氧化物. Al2O3比TiO2的结合能略低,因而更加稳定,铝在TiO2中有较大的固溶度, 能替换其中的钛形成更稳定的Al2O3氧化物.

English Abstract

参考文献 (15)

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