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Co、Pd掺杂对NiTiNb记忆合金相变影响的第一原理研究
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG139.6[金属学及工艺—合金;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]南昌航空大学,江西南昌330063, [2]湖南大学,湖南长沙410082
  • 相关基金:国家自然科学基金(50771044);江西省教育厅基金(GJJ11157);南昌航空大学三小项目(SXCL15)
中文摘要:

基于第一原理计算方法,通过比较Co、Pd合金化前、后NiTiNb合金能态、电子、态密度等微观结构变化,表征和评判了Co、Pd掺杂对NiTiNb合金相变的影响,结果表明:co元素在NiTi和NiTi(Nb)相取代Ni位的结合能和形成焓小于其取代Ti位,表明Co元素将以取代Ni位形式固溶,Mulliken布居和电子密度计算显示,Co固溶后将与最近邻Ti原子形成强键作用,导致Co周围Ti原子活性降低,Ni/Ti原子比升高,所以Co合金化后NiTiNb合金聪反而降低。对于Pd元素,虽然其取代Ti位的形成焓略小于取代Ni位,但NiTi(Pd→Ni)和NiTj(Nb)(Pd—Ni)的结合能均小于Pd取代Ti位,同时Pd—Ni位后固溶相的Fermi能级处电子数减少,Pd成键峰峰值更高、峰型更集中,所以Pd以置换Ni位更稳定,Ni/Ti原子比降低,NiTiNb合金聪升高。

英文摘要:

Using first-principles pseudo-potential plane wave method, the formation enthalpy AH, the binding energy AE and the electronic structure of the NiTiNb shape memory alloy doped with Co, Pd elements have been systematically calculated and analyzed carefully. The results show that the AE and AH of NiTi(Co→Ni) and NiTi(Nb, Co→Ni) models are smaller than those of NiTi(Co→Ti) and NiTi(Nb, Co→Ti), which means the alloying element Co will replace Ni atom in NiTiNb alloy. However, the Mulliken population and electronic density calculations show that the Co will cohere the nearest neighbor Ti atoms to be confined by strong bonds after solid solution, resulting in the Ni/Ti ratio increasing instead of decreasing by Co→Ni reaction process, then the Ms of NiTiNb(Co) is decreased. To Pd element addition, although the AH of NiTi(Pd→Ti) and NiTi(Nb, Pd→Ti) crystals are bit smaller than that of NiTi(Pd→Ni) and NiTi(Nb, Pd→Ni), the AE of the Pd replacing Ni models are much smaller than those of Pd replacing Ti. And the Mulliken population results show that some strong metallic bonds appear between Pd and Ti atoms in Pd→Ni solid solution reaction. So the Ms of NiTiNb(Pd) alloy will increase by the addition of Ni/Ti ratio for Pd taking the place of Ni. Then it can be seen, the bond strength between alloying elements and Ni or Ti atoms is the other micro-factor influencing on the ratio of Ni/Ti to the Ms.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715