TiVTaZr高熵合金中点缺陷形成行为的第一性原理研究

摘要：

本文采用第一性原理研究了 TiVTaZr高熵合金的点缺陷性质.结果显示,空位形成能随着第一近邻环境中V原子数量的增加而增大,由于Zr原子具有较大的原子半径,富Zr环境中局部晶格畸变更严重,因此空位和间隙的形成能随着第一近邻环境中Zr原子数量的增加而降低.TiVTaZr合金平均空位与间隙形成能分别为(1.27±0.59)eV和(1.38±0.78)eV,均低于TiVTa合金((1.68±0.34)eV和(1.76±0.37)eV),表明在TiVTaZr合金中空位和间隙都更容易形成.此外,本文还发现在TiVTaZr合金中,间隙原子更容易以[111]取向的哑铃型间隙形式存在,其中,[111]取向的VV和TiV哑铃型间隙是TiVTaZr合金中最稳定的构型.TiVTaZr合金由于引入了 Zr原子,使得合金具有更大的局部晶格畸变,这将导致更不规则的能量分布,致使空位和间隙的形成能降低,从而更容易形成.通过对电子结构研究,发现TiVTaZr合金较TiVTa合金具有更短的赝能隙,这可能会提高原子间结合强度,改善合金的力学性能.这些结果为bcc结构的高熵合金的缺陷演化以及组分设计提供了科学依据.

关键词：难熔高熵合金、第一性原理、点缺陷、局部晶格畸变、电子结构

所属期刊栏目：57

分类号：TL341(核反应堆工程)

资助基金：磁约束核聚变能发展研究专项;中核集团青年英才项目

在线出版日期：2023-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：174-188