第一性原理计算Sc含量对TiZrHfNbScx难熔高熵合金性能的影响

摘要：

采用第一性原理计算方法研究了不同Sc元素含量对新型TiZrHfNbScx难熔高熵合金的相结构、弹性常数和弹性性能的影响,该方法基于平面波势和密度泛函理论,采用虚拟晶体近似法建立固溶体结构模型.通过计算原子尺寸差异(δ)、价电子浓度(VEC)、原子分布情况(λ)等条件可知TiZrHfNbScx难熔高熵合金主要以单一的体心立方(bcc)无序固溶体结构为主.第一性原理计算结果表明,合金完全以金属键结合,具有良好的内在塑性,Sc元素的加入提高了TiZrHfNbScx高熵合金的结构不稳定性,合金结构更倾向于形成面心或密排六方的晶体结构;而且随着Sc元素含量的增加,TiZrHfNbScx难熔高熵合金的晶格常数逐渐增加,合金密度、杨氏模量(E)、体弹性模量(B)、剪切弹性模量(G)等降低,体弹模量和剪切模量的比值(B/G)、泊松比(v)则呈现增加的趋势.因而随着Sc元素含量增加,合金的硬度降低,抗体积、剪切变形的能力减弱,合金的韧性逐渐增强,塑性变形能力提高.

关键词：高熵合金、第一性原理、晶体结构、弹性性能

所属期刊栏目：46

分类号：TG146.4(金属学与热处理)

资助基金：国家科技部中俄国际合作专项项目2010DFR50800

在线出版日期：2022-11-28（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：1383-1389