钆对B₂型NiAl力学性质合金化效应的第一性原理计算

陈律¹，李敏¹，刘逸众²

1. 空军航空维修技术学院航空机电设备维修学院长沙航空职业技术学院航空机电设备维修学院2. 湖南省飞机维修工程技术研究中心

摘 要：采用第一性原理赝势平面波方法,基于虚拟晶体势函数近似（VCA）,研究了Gd微合金化（x<1.0%,原子百分比,下同）对理想与包含点缺陷B₂-NiAl晶体的弹性常数C₄₄, Cauchy压力参数(C₁₂-C₄₄)、弹性模量E、剪切模量G及其与体模量B₀的比值G/B₀随Gd合金化浓度x的影响。数据分析显示:无论Gd原子取代Ni原子位还是取代Al原子位, Gd微合金化能提高理想B₂-NiAl晶体的硬度,同时也不利于其合金材料室温塑性的改善。微量Gd能与B₂-NiAl多晶材料中的点缺陷协同作用,改善其合金的塑性,并以Gd原子取代Al位时效果明显,从而解释了实验研究中出现Gd微合金化能提高B₂-NiAl合金压缩塑性的现象。

关键词：B₂-NiAl;Gd合金化;第一原理计算;VCA近似;弹性性质;