文献类型：期刊文章

作　　者：宋庆功[1,2] 赵俊普[1] 顾威风[1] 甄丹丹[2] 郭艳蕊[1] 李泽朋[1]

机构地区：[1]中国民航大学理学院低维材料与技术研究所,天津300300 [2]中国民航大学中欧航空工程师学院,天津300300

出　　处：《物理学报》

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11304380);中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:3122014K001)资助的课题~~

年　　份：2017

卷　　号：66

期　　号：6

起止页码：187-198

语　　种：中文

收录情况：BDHX、BDHX2014、CAS、CSCD、CSCD2017_2018、EI(收录号：20171803625022)、IC、INSPEC、JST、RCCSE、SCI-EXPANDED(收录号：WOS:000398077600022)、SCIE、SCOPUS、WOS、ZGKJHX、ZMATH、核心刊

摘　　要：采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算研究了La替位Ti或Al且掺杂浓度分别为1.85 at.%,2.78 at.%,4.17 at.%,6.25 at.%,8.33 at.%,12.5 at.%的γ-Ti Al合金的晶体结构、稳定性和延性等性质.结果显示,杂质La浓度x 12.5 at.%,各个体系均具有较好的能量稳定性,即在一定条件下它们是可以实验制备的,且掺杂合金体系的密度<4.6 g·cm^(-3).La掺杂引起晶格参量变化进而导致合金体系的轴比发生变化.La的低浓度(x 6.25 at.%)掺杂使合金体系的轴比相较纯γ-Ti Al更接近于1,这对于改善材料的延性极为有利,其中Ti_(11)La Al_(12)体系的轴比最接近于1,预报其延性最佳.通过对比Ti_(11)LaAl_(12)和Ti_(12)Al_(12)体系的布居数、电荷密度和电子态密度,发现Ti_(11)LaAl_(12)体系延性改善的电子因素为:掺杂使体系内Al(Ti)原子轨道上的电子重新分布,Ti-d轨道和Al-p轨道的电子数均减小,可被p-d杂化轨道局域化的电子数减小,p-d轨道杂化键强度降低,从而使位错移动的阻力减少,延性得以明显改善.电子重新分布改变了部分化学键的性质,部分Al—Ti共价键转化为Al—La离子键,部分Ti—Ti共价键转化为Ti—La金属键,它们的共价性及方向性明显降低,材料金属性增强.在掺杂体系中Al—Al键的平均强度减弱,Al—Ti键和Ti—Ti键的平均强度增强,三者的强度差异明显减小,晶体结构的各向异性程度降低.

关 键 词：La掺杂γ-TiAl  晶体结构  延性 电子性质

分 类 号：O469]