基于第一原理研究含活性元素Y的Ni/Al2O3界面拉伸强度和断裂特性

摘要：

采用基于密度泛函的量子力学第一原理计算方法,系统研究了热障涂层中含活性元素钇(Y)的Ni/Al2O3界面拉伸强度和断裂特性.首先,考察了Al截断O位置Ni(111)/Al2O3(0001)界面模型中活性元素Y可能占据的位置,包括间隙位置、Al替代位置和Ni替代位置.通过计算界面结合能,并与纯净界面的结合能相比较,确定了含活性元素Y的Ni(111)/Al2O3(0001)界面稳定模型,并分析了稳定界面模型的原子键以及晶格常数等基本参数.随后,对获得的稳定界面模型开展第一原理拉伸模拟计算,获取了含活性元素Y的Ni(111)/Al2O3(0001)界面的理论拉伸强度和分离功等参数.进而,通过分析界面原子键长和电荷密度的变化,对该界面的失效和断裂特性作了详细分析,并证实了元素Y对Ni(111)/Al2O3(0001)界面的强化效应.

关键词：活性元素钇、Ni/Al2O3界面、拉伸强度、断裂特性、第一原理计算

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资助基金：教育部博士点基金编号:20110201110019、国家自然科学基金批准号:11272243和NSAF联合基金批准号:U1330116资助项目

在线出版日期：2015-03-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：23-30