摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，计算研究了影响Nb替位Ti（或Al）掺杂，且浓度为1．85％，2．78％，4．17％，6．25％（原子分数，下同）的γ-TiAl合金延性的电子性质因素。结果显示，Nb替位掺杂具有较好的能量稳定性，且不同掺杂浓度引起的晶格参量的改变不同。当Nb替代Al原子且掺杂浓度为1．85％～4．17％时，合金的轴比将会减小更接近于1，此时合金的延性改善效果明显，就所研究的晶胞模型而言，Ti12Al11Nb合金的延性最佳。故以掺杂浓度为4．17％的Ti12Al11N11和Ti11NbAl12合金为例，研究掺杂Nb改善γ-TiAl基合金延性的电子结构因素。研究结果表明：在该掺杂浓度情况下，N11替代Al原子使n4s→3d，A13s→3p的电荷转移明显减少，Alp—Tid轨道杂化作用减弱，形成金属键的自由电子数量增多，金属性增强，合金延性得到改善；Nb替代Al原子掺杂会使合金的共价性减弱，且化学键Al—Al，Ti—Ti和Al-Ti强度明显趋同，这将会显著提高γ-TiAl基合金的各向同性程度，从而使该类合金的延性得以改善。
分类：期刊> 自然科学与工程技术> 工程科技I> 金属学及金属工艺
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关键词：晶体结构 延性 电子性质
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