过渡金属元素 X（X ＝W，Mo，Cr）对 RuAl合金抗氧化性影响的机理

摘要：

基于密度泛函理论的第一性原理，通过计算 RuAl 合金氧化物 Al2 O3和 RuO2的氧化能，考察过渡金属元素 X （X ＝W，Mo，、Cr）加入到 RuAl 合金后的占位及对氧化物 Al2 O3和 RuO2的结构稳定性影响。研究表明：经过渡金属元素 X 合金化后，Al2 O3和 RuO2的氧化能均有所增大，增大 Al2 O3氧化能的顺序为：W ＞Mo ＞Cr；增大 RuO2氧化能的顺序为：Mo ＞Cr ＞W，且 RuO2氧化能增大幅度大于 Al2 O3。通过态密度、电荷密度等因素的分析，阐明了 W 对提高 RuAl 抗氧化性能的根本原因是降低了 Al-O 和 Ru-O 的共价键特性，增加了 Al-O 和 Ru-O 的离子键特性；金属元素 X（X ＝W，Mo，Cr）可阻碍 RuAl 金属化合物发生内氧化过程，有利于在 RuAl 表面层的横向方向上形成连续性致密的 Al2 O3氧化层。

关键词：RuAl、第一原理、抗氧化性能、稳定性、氧化能

分类号：TG146.3+8(金属学与热处理)

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划重点资助项目2012AA111802；湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主课题71075003；张家界航空工业职业技术学院资助项目ZJJKT2014-008

在线出版日期：2016-03-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

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