Zr替位掺杂γ-TiAl的稳定性和热学性质研究

宋庆功^1,2，闫洪洋²，果福娟³，徐霆耀¹，康建海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. 中国民航大学中欧航空工程师学院3. 河北工业大学理学院

摘 要：采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了γ-TiAl和过渡金属Zr替位掺杂γ-TiAl形成的Ti8Al7Zr和Ti7ZrAl8体系的几何结构、总能量、结合能、声子谱和热学参量。通过对几何结构和结合能的计算分析揭示Zr替位掺杂γ-TiAl能够改善材料的稳定性和延性。能带结构和态密度表明Ti8Al7Zr和Ti7ZrAl8体系具有金属导电性。计算的声子谱显示Ti7ZrAl8体系具有很好的稳定性。计算结果显示Ti8Al7Zr和Ti7ZrAl8体系均具有较大而且稳定的高温热容量和热导率,比γ-TiAl有显著的改善。Ti8Al7Zr和Ti7ZrAl8体系的较大的热容量和热导率都有利于γ-TiAl基合金的技术应用。

关键词：γ-TiAl;Zr掺杂γ-TiAl;稳定性;热学性质;第一性原理;