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过渡金属元素在L10-TiAl中占位行为的热力学研究
  • ISSN号:0258-7076
  • 期刊名称:《稀有金属》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.2[金属学及工艺—金属材料;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]福州大学材料科学与工程学院,福建福州350108
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50971043)资助
中文摘要:

从合金热力学的角度,采用一种普适化的三亚晶格热力学模型,辅助以第一性原理总能计算的方法,研究了常用于添加在L10-TiAl基金属间化合物中的12种过渡族金属元素的占位行为随Ti/Al比和温度的变化情况。结果表明,在1173K,合金化元素含量固定为2%(原子分数),Ti/Al比从0.6增加至1.4时,Ti和Al本身具有很强的占位有序性。当温度固定为1173K,Ti/Al比从0.6增加至1.4时,合金化元素按其占位行为可以分为两大类,其中,V,Ta,Mo,Mn,Cr,Zn和W元素随Ti/Al比的增加,其占位行为在Ti/Al=1附近出现了从占Ti位到Al位的突变;Zr,Nb,Tc,Co和Ag元素的占位行为随Ti/Al比变化没有明显变化。当Ti/Al=1,合金体系固定为Ti0.49Al0.49M0.02,温度从200K增加至2000K时,合金化元素按其占位行为同样可以分为两大类,其中,V,Ta,Mo,Te,Co,Mn,Cr,Zn和w元素随温度升高,其占位行为从完全无序转变为具有明显的占位倾向性;Zr,Nb和Ag元素的占位行为随温度升高没有显著变化。比较表明,Ti/Al比对合金化元素占位行为的影响大于温度的影响。该结果与大部分文献报道的实验和计算结果吻合。

英文摘要:

The site occupancy dependence of 12 transition metal elements on Ti/Al ratio and temperature usually used for the alloying of L10-TiAl were studied by thermodynamic model and first-principles calculation using a general three sublattice model. Ti and Al in the alloy with 2% ( atom fraction) alloying elements had very strong site preferences in the range of Ti/Al ratio from 0.6 to 1.4. The transition metals could be classified into two groups when the Ti/Al ratio changed from O. 6 to 1.4 at 1173 K. The site occupancies of V, Ta, Mo, Mn, Cr, Zn and W changed from Ti sublattice to Al sublattice around Ti/A1 = 1 and the site occupancies of Zr, Nb, Tc, Co and Ag did not change a lot. The transition metals could also be fall into two groups when the temperature changed from 200 K to 2000 K in Ti0.49Al0.49M0.02 with Ti/Al = 1. The site occupancies of V, Ta, Mo, Tc, Co, Mn, Cr, Zn and W changed from disorder to obvious site preferences, and the site occupancies of Zr, Nb and Ag did not change much. In contrast, the Ti/Al ratio had more effect than the temperature on the site occupancies of transition metals in L10-TiAl. The present predictions agreed well with the previous reports from both experimental and theoretical studies in the literature.

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期刊信息
  • 《稀有金属》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京有色金属研究总院
  • 主编:屠海令
  • 地址:北京新街口外大街2号
  • 邮编:100088
  • 邮箱:xxsf@grinm.com
  • 电话:010-82241917 62014832
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7076
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2111/TF
  • 邮发代号:82-167
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,冶金工业类核心期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 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,美国剑桥科学文摘,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)
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