【摘 要】
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采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理赝势平面波方法,计算了不同数量的Al原子代位六方D88结构的Ti5Si3晶体中的Si原子后的形成能（ΔHf）、结合能(ΔEcoh)、体模量（B）、剪切模量（G）
【机 构】
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南京航空航天大学材料科学与技术学院
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采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理赝势平面波方法,计算了不同数量的Al原子代位六方D88结构的Ti5Si3晶体中的Si原子后的形成能（ΔHf）、结合能(ΔEcoh)、体模量（B）、剪切模量（G）、泊松比（ν）、Cauchy压力参数(C12―C66,C13―C44)、金属性（fm）和派-纳力(τP-N)等参数,表征了Al合金化对D88-Ti5Si3的结构稳定性和力学性质的影响.结合态密度、差分电荷密度图和Mulliken布居等电子结构分析,揭示了Al原子的添加量对D88-Ti5Si3的韧/脆性变化的影响机制.研究表明,D88-Ti5Si3晶体中强的Ti6g―Si6g方向共价键是导致其室温脆性的主要原因.当1个和2个Al原子占据D88-Ti5Si3晶体中Si6g位置时,形成了键强较弱的Al6g―Si6g键、Ti6g―Al6g键和Ti4d―Al6g键,同时降低了D88-Ti5Si3中Ti6g―Si6g键的强度和数量,从而提高了D88-Ti5Si3的韧性.当D88-Ti5Si3晶体中Si6g位置被3个Al原子所占时,Al6g―Si6g键消失,而Ti6g―Si6g键的强度增加,导致Ti5(Si1-xAlx)3的脆性增加.
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