|
|
题目：
雅宝题库答案：
****此区域为收费内容**** 需支付 1 知识币后可查看，1币=0.01元查看答案
雅宝题库解析：
Nb-Si系高温合金由于其熔点高、密度低等优良性能成为航空发动机叶片最重要的候选材料，如何平衡其高温强度和室温韧性，提高抗氧化性能是目前研究的重点。近年来，通过合金化的方法来改变其电子结构、界面结合键的类型以及界面结合强度等，有效地改善了Nb-Si系高温合金的性能。材料模拟与计算已经成为材料科学的重要分支，计算机模拟不但可以为实验研究指明方向，还能从理论上帮助解释观察到的现象。本文采用基于密度泛函理论(Density Functional Theory)的第一性原理方法，系统地研究了合金元素Ti、Hf和B对Nb(001)/α-Nb5Si3(001)界面的电子结构和结合强度的影响，同时研究了Nb5SiB2体材料及Nb5SiB2 (001)表面的性质。本文的主要研究成果如下：(1) 研究了合金元素Ti对Nb[100](001)/Nb5Si3[100](001)界面结合强度的影响，结果表明无论Nb5Si3以哪个面为终端形成界面，合金元素Ti替换界面处金属Nb相Nb原子时，都能够较大幅度的降低界面的结合强度，而Ti替换Nb5Si3相中界面附近的Nb原子对界面结合结合强度的影响不大。(2) 研究了Hf和B对Nb[100](001)/Nb5Si3[100](001)界面结构和界面结合强度的影响。Hf取代界面中金属Nb相中的Nb原子时，对界面结合强度的影响与元素Ti相似，即都能较大程度的降低界面的结合强度，且Hf降低的程度大于元素Ti。而Hf取代以Nb5Si3中的Si(Nb)为终端的界面处的Nb5Si3相中Nb原子时，结合强度有较大程度的增强。B元素加入Nb[100](001)/Nb5Si3[100](001)界面体系后，界面区域的界面结合强度大幅度增加。(3) 研究了Nb5SiB2 (001)表面的电子结构及其表面稳定性。利用互补表面方法得到了Nb5SiB2体材料的分离能，Nb-Si和Nb-NbB间沿[001]的分离能分别为5.015 J m-2和6.593 J m-2。给出了不同终端的(1×1) Nb5SiB2 (001)表面在不同的化学势条件下的稳定存在的化学势相图。计算表明，这四个模型在不同的条件下都能稳定存在，其中Si(Nb)和Nb(NbB)表面可以在较大的化学势范围内稳定存在；而NbB(Nb)和Nb(Si)表面只能在较小的化学势范围内存在。(4) 研究了以NbB为终端和以Si为终端的Nb5SiB2 (001)表面与Nb(001)表面形成的两个Nb(001)/ Nb5SiB2 (001) 界面模型Int1和Int2的结构和界面结合强度。结果发现：界面附近的Nb/Nb之间的层间距与纯金属Nb相比大大增加，从Nb体材料的1.661Å增加到界面的2.001Å和1.928Å，这就使得界面处从Nb/Nb的断裂功减小到 4.10J/m2和3.96J/m2。而界面附近NbB/Nb以及Nb/Si的层间距变化不大，但它们的断裂功却减小较多，从Nb5SiB2体材料的6.593 J/m2和5.015 J/m2减小到5.87J/m2和4.15J/m2。 |
上一篇：航空发动机数值仿真系统研究下一篇：钢轨磨耗综合参数快速测量研究
|
发表于 2023-9-25 15:08:12
中发现Ni：
中发现Ni：
中发现Ni：
中发现Ni：
中发现Ni：
中发现Ni：
QQ登录
