点缺陷对γ-TiAl(100)表面O原子吸附和扩散影响的第一性原理研究

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• 作者：周立颖王福合
• 会议时间：2013-07-03
• 关键词：钛铝合金 ; 吸附性能 ; 扩散机制 ; 第一性原理 ; 氧原子 ; 表面缺陷
• 作者单位：首都师范大学物理系,北京 100048
• 母体文献：第二届金属间化合物学会学术研讨会论文集
• 会议名称：第二届金属间化合物学会学术研讨会
• 会议地点：黑龙江黑河
• 主办单位：中国材料研究学会
• 语种：chi

摘要

利用基于密度泛函理论的第一性原理计算了γ-TiAl (100)表面附近空位、Si和W掺杂的形成能,以及它们对O原子在该表面附近吸附和扩散的影响.计算结果表明,在掺杂体系中,Si原子更容易替代表面第1层Al原子的位置,而W原子更容易替代表面第2层Ti原子的位置,且2者均使其近邻吸附O原子的吸附能升高.因此,Si更容易偏析在表面第1层上,而W更容易偏析在表面第2层上,且抑制了O原子在γ-TiAl(100)表面的吸附.在空位缺陷体系中,表面第1层Ti原子空位比Al原子空位更易形成.在干净表面、Ti空位表面、Si掺杂和W掺杂表面体系中,O原子从表面上到表面下第2层扩散的能垒分别为1.98,1.34,2.53和2.69 eV,相对于干净表面,Ti空位缺陷的形成使得O原子在γ-TiAl (100)表面附近的扩散更加容易,而Si和W掺杂使得O原子在γ-TiAl(100)表面上的扩散更加困难.