【摘 要】
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TiAl合金因具有轻质,耐高温,高比刚度等优点,被广泛引用于航空航天、汽车工业等领域,然而延展性能较差,高温抗氧化性不足等制约着其实际的应用。本论文采用第一性原理方法,系
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TiAl合金因具有轻质,耐高温,高比刚度等优点,被广泛引用于航空航天、汽车工业等领域,然而延展性能较差,高温抗氧化性不足等制约着其实际的应用。本论文采用第一性原理方法,系统研究Mn掺杂对于TiAl合金延展性及抗氧化性能的影响,探索改善TiAl合金性能的有效途径。主要的研究内容如下：计算了Ti12Al(12-x)Mnx的轴比,弹性模量和泊松比,发现4.17%浓度的Mn掺杂提升了TiAl的延展性能,降低了弹性模量的各向异性,改善合金微裂。电子结构分析发现Mn掺杂降低了TiAl中的Al-Al,Al-Ti共价成键的方向性,促进了TiAl沿1/6<11-2>(111)滑移的启动,进而提升了材料的延展性能。计算了Ti12Al(12-x)Mnx的间隙氧形成能及Al、Ti空位形成能,发现掺杂浓度为4.17%时,Tl、Al空位形成能差距最小,抗氧化性能最佳,此外TiAl含氧结构,Ti、Al空位结构轴比最趋近于1,延展性能也达到最佳。
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