Zr和Mo双掺杂γ-TiAl基合金的稳定性与延性预测

宋庆功^1,2，许科¹，顾威风¹，甄丹丹²，郭艳蕊¹，胡雪兰²

1. 中国民航大学理学院低维材料与技术研究所2. 中国民航大学中欧工程师学院

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Zr和Mo原子双掺杂γ-TiAl合金体系的几何结构、总能量、原子平均形成能、弹性性质、电荷密度分布和布居数。通过对形成能的计算和分析,预测各双掺杂体系均具有能量稳定性,并且Zr原子始终倾向于替代Ti原子,Mo原子的替代倾向不明显。通过对轴比、弹性模量比、电荷密度分布、电荷布居数以及重叠布居数的综合分析,发现Ti₁₁ZrAl₁₁Mo和Ti₁₁MoAl₁₁Zr体系的延性相比纯γ-TiAl体系均有较大改善,并且双掺杂体系的改善效果较单掺杂更为突出。根据弹性模量比和布居数的分析结果预测,Ti₁₂Al₁₀ZrMo可能是一种延性较好的材料。

关键词：γ-TiAl基合金;Zr和Mo双掺杂;稳定性;延性;第一性原理;