基于DFT方法的Al3X(X=Nb,V,Y)原子尺度研究

摘要：

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究方法,考察了DO22-Al3 Nb、L12-Al3 Y和DO22-Al3 V等3种金属间化合物的热力学稳定性、电子结构和力学性能.计算结果表明,Al3X(X=Nb,V,Y)金属间化合物的生成焓均为负值,表明三者均为热力学稳定态,且DO22-Al3 Nb的生成焓最负,其热力学稳定性最高,L12-Al3 Y和DO22-Al3 V次之.杨氏模量E和剪切模量G由大到小排序为DO22-Al3 Nb>DO22-Al3 V>L12-Al3 Y,可见三者中DO22-Al3 Nb强度较高.体模量(B)和剪切模量(G)的比值B/G可用以预测延展性,B/G值排序为DO22-Al3 V>DO22-Al3 Nb>L12-Al3 Y,可知三者中DO22-Al3 V延展性较好.各向异性指数AU的排序为DO22-Al3 V>L12-Al3 Y>DO22-Al3 Nb.根据电荷密度差分(EDD)和分波态密度(PDOS),考察了三者的原子间成键情况.Al原子倾向于失去电子,而V、Y、Nb原子倾向于得到电子.Al-3s3p轨道和V-3d、Y-4d、Nb-4d轨道的价电子具有强烈的杂化作用,所形成的Al-V、Al-Y和Al-Nb键具有显著的共价特征.

关键词：密度泛函理论、金属间化合物、热力学稳定性、力学性能、电子结构

所属期刊栏目：43

分类号：TG146.21;TP311(金属学与热处理)

资助基金：西安交通大学金属材料强度国家重点实验室开放课题资助项目20210305

在线出版日期：2023-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：336-342